特表 2022-531162 複合集電体、電極シート及び電気化学装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-07-06

(54)【発明の名称】複合集電体、電極シート及び電気化学装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 4/66 20060101AFI20220629BHJP

   H01M 4/13 20100101ALI20220629BHJP

【ＦＩ】

H01M4/66 A

H01M4/13

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021564148

(86)(22)【出願日】2019-06-06

(85)【翻訳文提出日】2021-10-27

(86)【国際出願番号】 CN2019090412

(87)【国際公開番号】W WO2020237714

(87)【国際公開日】2020-12-03

(31)【優先権主張番号】201910472007.6

(32)【優先日】2019-05-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】513196256

【氏名又は名称】寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ａｍｐｅｒｅｘ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｉｍｉｔｅｄ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．２，Ｘｉｎｇａｎｇ Ｒｏａｄ，Ｚｈａｎｇｗａｎ Ｔｏｗｎ，Ｊｉａｏｃｈｅｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｎｉｎｇｄｅ Ｃｉｔｙ，Ｆｕｊｉａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ ３５２１００

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】▲劉▼ 欣

(72)【発明者】

【氏名】王 ▲シ▼▲ウェン▼

(72)【発明者】

【氏名】黄 起森

(72)【発明者】

【氏名】李 ▲チェン▼

(72)【発明者】

【氏名】李 ▲銘▼▲領▼

(72)【発明者】

【氏名】彭 佳

(72)【発明者】

【氏名】▲劉▼ 向▲輝▼

【テーマコード（参考）】

5H017

5H050

【Ｆターム（参考）】

5H017AA03

5H017AA04

5H017AS02

5H017CC01

5H017DD05

5H017DD06

5H017EE01

5H017EE04

5H017EE05

5H017EE07

5H017HH00

5H017HH03

5H050AA08

5H050AA12

5H050AA14

5H050BA16

5H050BA17

5H050CA01

5H050CA08

5H050CA09

5H050CB02

5H050CB03

5H050CB07

5H050CB08

5H050CB12

5H050DA04

5H050EA02

5H050EA23

5H050FA18

5H050HA04

(57)【要約】

本願は、複合集電体、電極シート及び電気化学装置を開示する。複合集電体は、有機支持層と、有機支持層の少なくとも一つの表面に設けられた金属導電層と、を含み、複合集電体の脆性パラメータＣは、０．０１≦Ｃ≦０．５である。本願に係る複合集電体は、良好な力学的性能及び機械的性能を有すると同時に、良好な導電及び集電の性能を両立させるため、複合集電体、電極シート及び電気化学装置の製造の良品率及び使用中の信頼性とを向上させることができ、電気化学装置が良好な電気化学的特性及び高い重量エネルギー密度を有するのに有利である。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複合集電体であって、
有機支持層と、前記有機支持層の少なくとも一つの表面に設けられた金属導電層と、を含み、
前記複合集電体の脆性パラメータＣは、０．０１≦Ｃ≦０．５である、複合集電体。

【請求項2】

前記複合集電体の脆性パラメータＣは、０．１≦Ｃ≦０．３である、請求項１に記載の複合集電体。

【請求項3】

前記金属導電層の引張強度Ｔ_１は、１５０ＭＰａ≦Ｔ_１≦５００ＭＰａであり、好ましくは２００ＭＰａ≦Ｔ_１≦３５０ＭＰａであり、及び／又は、
前記有機支持層の引張強度Ｔ_２は、１００ＭＰａ≦Ｔ_２≦４００ＭＰａであり、好ましくは１５０ＭＰａ≦Ｔ_２≦３００ＭＰａである、請求項１又は２に記載の複合集電体。

【請求項4】

前記有機支持層のヤング率Ｅは、Ｅ≧２ＧＰａであり、好ましくは２ＧＰａ≦Ｅ≦２０ＧＰａである、請求項１又は２に記載の複合集電体。

【請求項5】

前記金属導電層の厚さＤ_１は、３０ｎｍ≦Ｄ_１≦３μｍであり、好ましくは３００ｎｍ≦Ｄ_１≦２μｍであり、好ましくは５００ｎｍ≦Ｄ_１≦１．５μｍであり、より好ましくは８００ｎｍ≦Ｄ_１≦１．２μｍであり、及び／又は、
前記有機支持層の厚さＤ_２は、１μｍ≦Ｄ_２≦３０μｍであり、好ましくは１μｍ≦Ｄ_２≦２０μｍであり、好ましくは１μｍ≦Ｄ_２≦１５μｍであり、好ましくは２μｍ≦Ｄ_２≦１０μｍであり、好ましくは２μｍ≦Ｄ_２≦８μｍであり、より好ましくは２μｍ≦Ｄ_２≦６μｍである、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の複合集電体。

【請求項6】

前記金属導電層は、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金、チタン及銀のうちの一種類又は複数種類を含み、及び／又は、前記金属導電層は、気相蒸着層又は電気メッキ層である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の複合集電体。

【請求項7】

前記有機支持層は、高分子材料及び高分子系複合材料のうちの一種類又は複数種類を含み、
前記高分子材料は、ポリアミド、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－プロピレンゴム、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、ポリアセチレン、シリコーンゴム、ポリオキシメチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレングリコール、ポリ窒化硫黄類、ポリフェニル、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピリジン、セルロース、デンプン、タンパク質、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、これらの誘導体、それらの架橋物及びそれらの共重合体のうちの一種類又は複数種類であり、
前記高分子系複合材料は、前記高分子材料と、金属材料及び無機非金属材料のうちの一種類又は複数種類を含む添加剤と、を含む、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の複合集電体。

【請求項8】

前記金属導電層の自身の厚さ方向において対向する２つの面の少なくとも一つに設けられた保護層をさらに備え、
前記保護層は、金属、金属酸化物及び導電性炭素のうちの一種類又は複数種類を含み、好ましくは、ニッケル、クロム、ニッケル系合金、銅系合金、酸化アルミニウム、酸化コバルト、酸化クロム、酸化ニッケル、黒鉛、超電導カーボン、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンドット、カーボンナノチューブ、グラフェン及びカーボンナノファイバーの一種類又は複数種類を含み、
好ましくは、前記保護層の厚さＤ_３は、１ｎｍ≦Ｄ_３≦２００ｎｍであり、前記保護層の厚さＤ_３と前記金属導電層の厚さＤ_１とは、Ｄ_３≦０．１Ｄ_１を満たす、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の複合集電体。

【請求項9】

電極シートであって、集電体と、前記集電体に設けられた活物質層と、を備え、
前記集電体は、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の複合集電体である、電極シート。

【請求項10】

電気化学装置であって、
正極シート、負極シート及び電解質を含み、前記負極シート及び／又は前記正極シートは、請求項９に記載の電極シートである、電気化学装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、２０１９年０５月３１日に提出された「複合集電体、電極シート及び電気化学装置」の発明名称の中国特許出願２０１９１０４７２００７．６の優先権を主張し、その全ての内容は、引用により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本願は、電気化学装置の技術分野に属し、特に、複合集電体、電極シート及び電気化学装置に関する。

【背景技術】

【0003】

電気化学装置、例えばリチウムイオン二次電池は、良好な充放電性能を備え、且つ環境に優しく、電気自動車及び消費類電子製品に広く利用されている。集電体は、電気化学装置の重要な構成要素であり、活物質層を支持すると共に、活物質層で生成された電流を集めて外部へ出力する。従って、集電体は、電極シート及び電気化学装置の性能に重要な影響を及ぼす。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

これを鑑みて、本願は、性能に優れた複合集電体を提案し、さらに、当該複合集電体が用いられた電極シート及び電気化学装置を提案する。

【0005】

本願の実施例は、複合集電体、電極シート及び電気化学装置を提供し、複合集電体の力学的性能及び機械的性能を向上させ、良好な導電及び集電の性能を両立させると同時に、電気化学装置の重量エネルギー密度を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の態様において、本願の実施例は、複合集電体を提供し、複合集電体は、有機支持層と、有機支持層の少なくとも一つの表面に設けられた金属導電層と、を含み、複合集電体の脆性パラメータＣは、０．０１≦Ｃ≦０．５である。

【0007】

第２の態様において、本願の実施例は、電極シートを提供し、電極シートは、集電体と、集電体に設けられた活物質層と、を含み、集電体は、本願の実施例の第１の態様に係る複合集電体である。

【0008】

第３の態様において、本願の実施例は、電気化学装置を提供し、電気化学装置は、正極シート、負極シート及び電解質を含み、負極シート及び／又は正極シートは、本願の実施例の第２の態様に係る電極シートである。

【0009】

本願の実施例に係る複合集電体、電極シート及び電気化学装置は、複合集電体が有機支持層と有機支持層に設けられた金属導電層とを含み、複合集電体の脆性パラメータＣが０．０１≦Ｃ≦０．５であることにより、複合集電体が適切な靭性有し、複合集電体が良好な力学的性能及び機械的性能を有するよう確保し、電気化学装置の生産加工及び動作過程で破断して破壊されることなく一定の変形に耐えることができ、これは、複合集電体の加工可能な性能及び使用過程での安定性の向上に有利であり、その製造及び使用過程での破損又は亀裂の生成を効果的に防止するため、複合集電体とそれを用いた電極シート及び電気化学装置との製造過程での良品率及び使用中の信頼性を顕著に向上させる。複合集電体の脆性パラメータＣを上記範囲内にすることで、さらに複合集電体の良好な導電及び集電の性能を確保したため、電気化学装置が良好な電気化学的特性を有するのに有利である。また、本願の実施例の複合集電体を使用すると、さらに、電気化学装置の重量エネルギー密度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

本願の実施例の技術案をより明確に説明するために、本願の実施例に用いられている図面を簡単に説明するが、当業者にとっては、創造的な労力を必要とせず、これらの図面に基づいて他の図面を得ることも可能である。

【0011】

【図1】本願の一実施例に係る複合集電体の概略構成図である。

【図2】本願の他の実施例に係る複合集電体の概略構成図である。

【図3】本願の他の実施例に係る複合集電体の概略構成図である。

【図4】本願の他の実施例に係る複合集電体の概略構成図である。

【図5】本願の他の実施例に係る複合集電体の概略構成図である。

【図6】本願の一実施例に係る電極シートの概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本願の発明の目的、技術案及び有益な技術的効果をより明確にするために、実施例を参照して本願をさらに詳細に説明する。なお、本明細書に記載された実施例は、単に本出願を解釈するためのものであり、本出願を限定するためのものではないことと理解すべきである。

【0013】

簡単のために、本明細書はいくつかの数値範囲のみを具体的に開示した。しかしながら、任意の下限は任意の上限と組み合わせて明確に記載されていない範囲を形成することができ、任意の下限は他の下限と組み合わせて明確に記載されていない範囲を形成することができ、同様に、任意の上限は任意の他の上限と組み合わせて明確に記載されていない範囲を形成することができる。また、各単独で開示された点又は単一の数値自身は下限又は上限として任意の他の点又は単一の数値と組み合わせるか又は他の下限又は上限と組み合わせて明確に記載されていない範囲を形成することができる。

【0014】

本明細書の説明において、説明すべきことは、特に説明しない限り、「以上」、「以下」は対象となる数字を含み、「一種類又は複数種類」における「複数種類」の意味は二種類及び二種類以上である。

【0015】

本願の上記発明の概要は、本願における各開示された実施形態や各種類の実現形態を記述することを意図するものではない。以下、本実施形態をより具体的に例示する。本願全文の複数の箇所で、一連の実施例によりガイダンスを提供したが、これらの実施例は様々な組み合わせ形式で使用することができる。各実施例において、列挙は、代表的なグループのみを挙げており、網羅するものと解釈すべきではない。

【0016】

〔複合集電体〕
本願の実施例の第１の態様は、複合集電体１０を提供する。図１は、本願の実施例に係る複合集電体１０の概略構成図である。図１を参照すると、複合集電体１０は、積層設置された有機支持層１０１及び金属導電層１０２を含む。

【0017】

有機支持層１０１の厚さ方向において対向する第１面１０１ａ及び第２面１０１ｂを有し、金属導電層１０２は、有機支持層１０１の第１面１０１ａ及び第２面１０１ｂに設けられている。

【0018】

なお、金属導電層１０２は、有機支持層１０１の第１面１０１ａ及び第２面１０１ｂのいずれか一つに設けられていてもよく、例えば、金属導電層１０２は、有機支持層１０１の第１面１０１ａに設けられてもよく、勿論、金属導電層１０２は、有機支持層１０１の第２面１０１ｂに設けられてもよい。

【0019】

また、複合集電体１０の脆性パラメータＣは、０．０１≦Ｃ≦０．５である。

【0020】

本明細書において、複合集電体１０の脆性パラメータＣは、式１によって算出することができる。
Ｃ＝（Ｔ_１×Ｄ_１）／（Ｔ_２×Ｄ_２）……式１
式１において、Ｔ_１は、金属導電層１０２の引張強度であり、Ｄ_１は、金属導電層１０２の厚さであり、Ｔ_２は、有機支持層１０１の引張強度であり、Ｄ_２は、有機支持層１０１の厚さである。

【0021】

上記式１は、有機支持層１０１の少なくとも一つの表面に金属導電層１０２が設けられた複合集電体１０に適応することができ、特に、有機支持層１０１における対向する二つの表面にそれぞれ金属導電層１０２が設けられた複合集電体１０に適応し、さらに特に、有機支持層１０１における二つの表面にそれぞれ金属導電層１０２が設けられ、且つ両側の金属導電層１０２の厚さが同一であるか又は実質的に同一である複合集電体１０に適応している。前述の実質的に同一とは、両側の金属導電層１０２の厚さの差が１０％を超えず、例えば、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、３％、２％、１％を超えないことを示す。

【0022】

いくつかの実施例において、上記「金属導電層１０２の厚さＤ_１」とは、有機支持層１０１の片側の金属導電層１０２の厚さを指す。

【0023】

他のいくつかの実施例において、上記「金属導電層１０２の厚さＤ_１」とは、有機支持層１０１の両側の金属導電層１０２の平均厚さを指し、即ち、有機支持層１０１の両側の金属導電層１０２の厚さの合計の半分である。

【0024】

例えば、有機支持層１０１の片面に金属導電層１０２が設けられた複合集電体１０について、上記「金属導電層１０２の厚さＤ_１」とは、有機支持層１０１の片面の金属導電層１０２の厚さを指す。有機支持層１０１における対向する二つの表面にそれぞれ金属導電層１０２が設けられ、且つ両側の金属導電層１０２の厚さが同一又は実質的に同一である複合集電体１０について、上記「金属導電層１０２の厚さＤ_１」とは、有機支持層１０１の片面の金属導電層１０２の厚さ又は有機支持層１０１の両側の金属導電層１０２の平均厚さを指す。有機支持層１０１における対向する二つの表面にそれぞれ金属導電層１０２が設けられ、且つ両側の金属導電層１０２の厚さの差が１０％を超える複合集電体１０について、上記「金属導電層１０２の厚さＤ_１」とは、有機支持層１０１の両側の金属導電層１０２の平均厚さを指す。このようにすると、式１により良く適応される。

【0025】

本分野の周知の機器及び方法によって、金属導電層１０２の引張強度Ｔ_１及び有機支持層１０１の引張強度Ｔ_２を測定することができ、例えば、アメリカＩＮＳＴＲＯＮ３３６５型ユニバーサル実験用テンショナを使用して測定を行うことができる。金属導電層１０２の引張強度Ｔ_１及び有機支持層１０１の引張強度Ｔ_２は、同じ方法で測定することができるため、有機支持層１０１の引張強度Ｔ_２の測定を例として説明する。有機支持層１０１をストリップ状のサンプルに切断し、例えば幅が１５ｍｍ且つ長さが１５０ｍｍであるサンプルに切断した後、サンプルをユニバーサル実験用テンショナの対向する二つの治具の間に取り付け、初期長さを５０ｍｍとし、サンプルが破断されて引張が停止するまで、５ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で引張試験を行い、サンプルが破断される際の最大引張力Ｆを記録し、Ｔ_２＝Ｆ／Ｓに従って算出して有機支持層１０１の引張強度Ｔ_２を取得する。ここで、Ｓは、サンプルの初期横断面積であって、サンプルの幅とサンプルの厚さとの積で算出され、前述のサンプルの厚さが有機支持層１０１の厚さＤ_２である。

【0026】

金属導電層１０２の厚さＤ_１及有機支持層１０１の厚さＤ_２は、本分野の周知の機器及び方法で測定することができ、例えば、マイクロメーターを使用することができる。

【0027】

本願の実施例の複合集電体１０が、有機支持層１０１と、有機支持層１０１に設けられた金属導電層１０２とを含み、複合集電体１０の脆性パラメータＣが０．０１≦Ｃ≦０．５であることにより、複合集電体１０は適切な靭性を有し、複合集電体１０が良好な力学的性能及び機械的性能を有することを確保し、電気化学装置の生産加工及び動作過程で破断して破壊されることなく一定の変形に耐えることができ、これは、複合集電体１０の加工可能な性能及び使用過程での安定性の向上に有利であり、その製造及び使用過程での破損又は亀裂の生成を効果的に防止するため、複合集電体１０とそれを用いた電極シート３０（図６に示す）及び電気化学装置との製造過程での良品率及び使用中の信頼性を顕著に向上させる。

【0028】

複合集電体１０が電気化学装置の生産加工及び動作過程で破断又は亀裂が発生しくいことは、一方で、複合集電体１０の導電及び集電の性能の効果的な発揮を確保し、他方で、活物質層２０（図６に示す）の破断又は亀裂を防止し、その内部の導電ネットワークの連続性を維持することができ、これは、活物質層２０の性能の効果的な発揮を確保している。そのため、本願の実施例を用いた複合集電体１０は、電気化学装置の使用寿命の向上に有利である。

【0029】

同時に、複合集電体１０の脆性パラメータＣを上記範囲内にすることは、さらに、複合集電体１０が良好な導電及び集電の性能を有することを確保し、電極シート３０及び電気化学装置が低い抵抗を有するのに有利であり、電極の分極を減少して、電気化学装置が高い電気化学的特性を有するようにし、ここで、電気化学装置は、高い倍率性能及びサイクル性能を有する。

【0030】

また、有機支持層１０１の密度が金属の密度より小さく、電気化学装置の重量の減少に有利であるため、電気化学装置のエネルギー密度はさらに改善される。

【0031】

いくつかの選択可能な実施例において、複合集電体１０の脆性パラメータＣ的上限値は、０．５、０．４８、０．４５、０．４２、０．４、０．３８、０．３６、０．３５、０．３２、０．３、０．２８、０．２５から選択することができ、下限値は、０．０１、０．０５、０．０８、０．１、０．１２、０．１５、０．１７、０．１９、０．２、０．２２から選択することができる。複合集電体１０の脆性パラメータＣの範囲は、前述の任意の上限値と任意の下限値との組み合わせにより形成されてもよいし、任意の上限値と任意の他の上限値との組み合わせにより形成されてもよいし、任意の下限値と任意の他の下限値との組み合わせにより形成されてもよい。

【0032】

好ましくは、複合集電体１０の脆性パラメータＣは、０．１～０．３である。当該複合集電体１０は、上記効果をより良好に発揮することができる。実際の適応において、脆性パラメータＣが低いと、通常の状況で、有機支持層１０１の厚さが厚くなるか、金属導電層１０２の厚さが薄くなるが、前者は、電気化学装置のエネルギー密度の改善に不利であり、後者は、複合集電体１０及び電極シート３０の過電流能力に影響を与えてしまう。複合集電体１０の脆性パラメータＣは、好ましくは０．１～０．３であり、これは、電気化学装置のエネルギー密度をより良好に改善し、複合集電体１０及び電極シート３０が高い過電流能力を有するよう確保することができ、このような複合集電体１０を用いた電気化学装置は、総合性能がより良好である。

【0033】

本願の実施例の複合集電体１０において、金属導電層１０２の引張強度Ｔ_１は、好ましくは１５０ＭＰａ≦Ｔ_１≦５００ＭＰａであり、より好ましくは２００ＭＰａ≦Ｔ_１≦３５０ＭＰａである。金属導電層１０２の引張強度を上記範囲内にすると、複合集電体１０が高い力学的性能を有するのにさらに有利であり、破断又は亀裂が発生しにくく、電気化学装置の使用寿命を向上させることができる。また、複合集電体１０が良好な力学的性能、機械的性能及び導電集電性能を有するようさらに確保するため、電気化学装置の倍率性能及びサイクル性能を向上させることができる。

【0034】

本願の実施例の複合集電体１０において、金属導電層１０２の厚さＤ_１は、３０ｎｍ≦Ｄ_１≦３μｍであることが好ましい。

【0035】

本願の実施例の複合集電体１０は、薄い厚さの金属導電層１０２を有機支持層１０１の表面に設置するため、従来の金属集電体（如アルミニウム箔、銅箔等）に比べて、複合集電体１０の重量を顕著に減少させることができ、これにより、電気化学装置の重量の減少に有利であり、電気化学装置のエネルギー密度を顕著に向上させることができる。

【0036】

また、金属導電層１０２の厚さＤ_１は、３０ｎｍ≦Ｄ_１≦３μｍであることが好ましく、これにより、金属導電層１０２が良好な導電性能を有し、複合集電体１０の良好な導電及び集電の性能を確保するのに有利であるため、電気化学装置の性能を向上させる。そして、金属導電層１０２を加工中及び使用中に破断しにくくし、複合集電体１０に高い破断靭性を持たせ、複合集電体１０が良好な機械的安定性及び動作安定性を有することを確保している。なお、金属導電層１０２の厚さＤ_１が上記範囲内にあると、電気化学装置に釘刺し等の異常が発生した場合に、金属導電層１０２に発生するバリが小さくなるので、発生した金属バリが対電極に接触するリスクを低減し、さらに、電気化学装置の安全性能を改善することができる。

【0037】

いくつかの選択可能的な実施例において、金属導電層１０２の厚さＤ_１の上限は、３μｍ、２．５μｍ、２μｍ、１．８μｍ、１．５μｍ、１．２μｍ、１μｍ、９００ｎｍ、７５０ｎｍ、４５０ｎｍ、２５０ｎｍ、１００ｎｍから選択することができ、下限は、１．６μｍ、１μｍ、８００ｎｍ、６００ｎｍ、４００ｎｍ、３００ｎｍ、１５０ｎｍ、１００ｎｍ、８０ｎｍ、３０ｎｍから選択することができ、金属導電層１０２の厚さＤ_１の範囲は、前述の任意の上限値と任意の下限値との組み合わせにより形成されてもよいし、任意の上限値と任意の他の上限値との組み合わせにより形成されてもよく、任意の下限値と任意の他の下限値との組み合わせにより形成されてもよい。

【0038】

より好ましくは、金属導電層１０２の厚さＤ_１は、３００ｎｍ≦Ｄ_１≦２μｍである。より好ましくは、金属導電層１０２の厚さＤ_１は、５００ｎｍ≦Ｄ_１≦１．５μｍである。より好ましくは、金属導電層１０２の厚さＤ_１は、８００ｎｍ≦Ｄ_１≦１．２μｍである。

【0039】

本願の実施例の複合集電体１０において、金属導電層１０２は、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金、チタン及銀のうちの一種類又は複数種類を含んでもよい。

【0040】

いくつかの実施例において、金属導電層１０２は、アルミニウム又はアルミニウム合金を含み、前述のアルミニウム合金は、アルミニウム元素の重量百分含有量が８０ｗｔ％以上であることが好ましく、９０ｗｔ％以上であることがより好ましい。

【0041】

さらに、例えば、金属導電層１０２は、銅又は銅合金を含み、前述の銅合金における銅元素の重量百分含有量は、８０ｗｔ％以上であることが好ましく、９０ｗｔ％以上であることがより好ましい。

【0042】

本願の実施例の複合集電体１０は、有機支持層１０１の引張強度Ｔ_２が１００ＭＰａ≦Ｔ_２≦４００ＭＰａであることが好ましく、１５０ＭＰａ≦Ｔ_２≦３００ＭＰａであることがより好ましい。有機支持層１０１の引張強度が上記範囲内にあると、複合集電体１０が良好な力学的性能を有するのに有利であり、破断又は亀裂が発生しにくい。また、有機支持層１０１の過度な延伸又は変形を防止することができるため、金属導電層１０２の破損又は亀裂を効果的に防止すると同時に、有機支持層１０１と金属導電層１０２とが高い結合強度を有するようにし、金属導電層１０２を剥離しにくくする。そのため、このような複合集電体１０は、電気化学装置の使用寿命及びサイクル性能の向上に有利である。

【0043】

有機支持層１０１の引張強度を上記範囲内にすることで、有機支持層１０１は金属導電層１０２に対して良好な支持作用を果たすことができる。

【0044】

本願の実施例の複合集電体１０は、有機支持層１０１のヤング率ＥがＥ≧２ＧＰａであることが好ましく、これにより、有機支持層１０１は剛性を有し、金属導電層１０２に対する有機支持層１０１の高い支持作用を満たして、複合集電体１０の全体的強度を確保するだけでなく、有機支持層１０１が複合集電体１０の加工過程で過度に延伸又は変形しないようにし、さらに、有機支持層１０１及び金属導電層１０２の破損をより効果的に防止すると同時に、有機支持層１０１と金属導電層１０２との間の結合強度がより高くなって、金属導電層１０２が剥離しにくくなり、複合集電体１０の機械的安定性及び動作安定性を向上させるため、電気化学装置の性能が向上させる。

【0045】

さらに、有機支持層１０１のヤング率Ｅは、２ＧＰａ≦Ｅ?≦２０Ｇｐａであることが好ましく、例えば、２ＧＰａ、３ＧＰａ、４ＧＰａ、５ＧＰａ、６ＧＰａ、７ＧＰａ、８ＧＰａ、９ＧＰａ、１０ＧＰａ、１１ＧＰａ、１２ＧＰａ、１３ＧＰａ、１４ＧＰａ、１５ＧＰａ、１６ＧＰａ、１７ＧＰａ、１８ＧＰａ、１９ＧＰａ、２０ＧＰａである。このような有機支持層１０１は、適切な剛性及び適切な靭性を両立させ、有機支持層１０１及びそれを用いた複合集電体１０の加工過程での巻回時の柔軟性を確保する。

【0046】

有機支持層１０１のヤング率Ｅは、当技術分野で既知の方法によって測定することができる。一例として、有機支持層１０１を１５ｍｍ×２００ｍｍのサンプルに切断し、マイクロメーターを利用してサンプルの厚さｈ（μｍ）を測定し、常温常圧（２５℃、０．１ＭＰａ）下で、高速レールテンショナを用いて引張試験を行う。初期位置を設定して治具間のサンプルの長さを５０ｍｍに設定し、引張速度が５ｍｍ／ｍｉｎであり、破断になるまで引張った際の負荷Ｌ（Ｎ）、装置の変位ｙ（ｍｍ）を記録すると、応力ε（ＧＰａ）＝Ｌ／（１５×ｈ）、ひずみη＝ｙ／５０であり、応力－ひずみ曲線を描き、初期線形領域の曲線を取ると、当該曲線の勾配がヤングＥである。

【0047】

本願の実施例の複合集電体１０において、有機支持層１０１の厚さＤ_２は、１μｍ≦Ｄ_２≦３０μｍである。有機支持層１０１の厚さＤ_２が１μｍ以上であると、有機支持層１０１は、比較的に高い機械的強度を有し、加工中や使用中に破断しにくく、金属導電層１０２に対して良好な支持及び保護の作用を果たし、複合集電体１０の機械的安定性及び動作安定性を向上させる。有機支持層１０１の厚さＤ_２が３０μｍ以下であると、電気化学装置が比較的に小さい体積及び比較的に低い重量を有するのに有利であるため、電気化学装置の体積エネルギー密度及び重量エネルギー密度を向上させる。

【0048】

いくつかの選択可能的な実施例において、有機支持層１０１の厚さＤ_２の上限値は、３０μｍ、２５μｍ、２０μｍ、１８μｍ、１５μｍ、１２μｍ、１０μｍ、８μｍから選択することができ、下限値は、１μｍ、１．５μｍ、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、９μｍ、１６μｍから選択することができる。有機支持層１０１の厚さＤ_２の範囲は、前記の任意の上限値と任意の下限値との組み合わせにより形成されてもよいし、任意の上限値と任意の他の上限値との組み合わせにより形成されてもよいし、任意の下限値と任意の他の下限値との組み合わせにより形成されてもよい。

【0049】

より好ましくは、有機支持層１０１の厚さＤ_２は、１ｎｍ≦Ｄ_２≦２０μｍである。さらに好ましくは、有機支持層１０１の厚さＤ_２は、１μｍ≦Ｄ_２≦１５μｍである。さらに好ましくは、有機支持層１０１の厚さＤ_２は、２μｍ≦Ｄ_２≦１０μｍである。さらに好ましくは、有機支持層１０１の厚さＤ_２は、２μｍ≦Ｄ_２≦８μｍであり、より好ましくは、２μｍ≦Ｄ_２≦６μｍである。

【0050】

本願の実施例の複合集電体１０において、有機支持層１０１が高分子材料及び高分子系複合材料のうちの一種類又は複数種類を用いている。

【0051】

上記高分子材料としては、例えば、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリイン系、シロキサンポリマー、ポリエーテル系、ポリアルコール系、ポリスルホン系、多糖類ポリマー、アミノ酸系ポリマー、ポリ窒化硫黄系、芳香環ポリマー、芳香族複素環ポリマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、それらの誘導体、それらの架橋物、及びそれらの共重合体のうちの一種類又は複数種類である。

【0052】

さらに、前記高分子材料は、例えば、ポリカプロラクタム（ナイロン６とも呼ばれる）、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６とも呼ばれる）、ポリパラフェニレンテレフタルアミド（ＰＰＴＡ）、ポリメタフェニレンイソフタルアミド（ＰＭＩＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン－プロピレンゴム（ＰＰＥ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＥＥ）、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム（ＰＳＳ）、ポリアセチレン（Polyacetylene、ＰＡと略称）、シリコーンゴム（Silicone rubber）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＯ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、セルロース、デンプン、タンパク質、ポリフェニル、ポリピロール（ＰＰｙ）、ポリアニリン（ＰＡＮ）、ポリチオフェン（ＰＴ）、ポリピリジン（ＰＰＹ）、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体（ＡＢＳ）、それらの誘導体、それらの架橋体、及びそれらの共重合体のうちの一種類又は複数種類である。

【0053】

上記高分子系複合材料としては、上記高分子材料と添加剤とを含むものであってもよく、添加剤は、金属材料及び無機非金属材料のうちの一種類又は複数種類であってもよい。

【0054】

上記金属材料添加剤は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、チタン、チタン合金、鉄、鉄合金、銀及び銀合金のうちの一種類又は複数種類であってもよい。

【0055】

上記無機非金属材料添加剤は、例えば、炭素系材料、酸化アルミニウム、シリカ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ホウ素、ケイ酸塩及び酸化チタンのうちの一種類又は複数種類であり、さらに、例えば、ガラス材料、セラミック材料及びセラミック複合材料のうちの一種類又は複種である。炭素系材料添加剤は、例えば、黒鉛、超電導カーボン、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンドット、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンナノファイバー等のうちの一種類又は複数種類である。

【0056】

上記添加剤としては、金属材料で被覆される炭素系材料であってもよく、例えばニッケルで被覆される黒鉛粉及びニッケルで被覆される炭素繊維のうちの一種類又は複数種類であってもよい。

【0057】

好ましくは、有機支持層１０１としては、絶縁性高分子材料及び絶縁性高分子系複合材料のうちの一種類又は複数種類を使用している。このような有機支持層１０１は、体積抵抗率が高いため、電気化学装置の安全性能の向上に有利である。

【0058】

さらに、有機支持層１０１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム（ＰＳＳ）及びポリイミド（ＰＩ）のうちの一種類又は複数種類を含む。

【0059】

本願の実施例の複合集電体１０は、有機支持層１０１が単層構造であってもよいし、２層、３層、４層等の２層以上の複合層構造であってもよい。

【0060】

図２は、本願の実施例に係る他の複合集電体１０の概略構成図である。図２を参照すると、有機支持層１０１は、第１のサブレイヤ１０１１、第２のサブレイヤ１０１２及び第３のサブレイヤ１０１３が積層設置された複合層構造である。複合層構造の有機支持層１０１は、対向する第１面１０１ａと第２面１０１ｂとを有し、金属導電層１０２は、有機支持層１０１の第１面１０１ａと第２面１０１ｂとに積層設置されている。勿論、金属導電層１０２は、有機支持層１０１の第１面１０１ａのみに設けられていてもよいし、有機支持層１０１の第２面１０１ｂのみに設けられていてもよい。

【0061】

有機支持層１０１が２層以上の複合層構造である場合、各のサブレイヤの材料は同一であってもよく、異なってもよい。

【0062】

本発明者らは、鋭意研究により、特に有機支持層１０１の厚さＤ_２が１０μｍを超えず、より特に８μｍを超えない場合、複合集電体１０の脆性パラメータが複合集電体１０の力学的性能及び機械的性能にとってより重要なパラメータであり、複合集電体１０の加工性、製造の良品率、使用の信頼性等に大きく影響することを見出した。

【0063】

本願の実施例の複合集電体１０は、選択的に、保護層１０３をさらに含んでもよい。図３乃至図５を参照すると、金属導電層１０２は、自身の厚さ方向において対向する２つの表面を有し、保護層１０３は、金属導電層１０２の２つの表面のいずれか一つ又は両方に積層設置されて、金属導電層１０２を保護し、金属導電層１０２の化学的腐食や機械的破壊等の損害を防止し、複合集電体１０の動作安定性及び耐用年数を確保できるため、電気化学装置が高い安全性能及び電気化学的性能を有するのに有利である。また、保護層１０３は、複合集電体１０の強度を高めることもできる。

【0064】

なお、図３～図５には、有機支持層１０１の片面に金属導電層１０２が形成されており、金属導電層１０２の自身の厚さ方向において対向する２つの面の一つ又は両方に保護層１０３を有している実施例が図示されているが、他の実施例では、有機支持層１０１の対向する両面にそれぞれ金属導電層１０２を有していてもよく、任意の一つの金属導電層１０２の自身の厚さ方向において対向する２つの表面の一つ又は両方に保護層１０３を有していてもよく、２つの金属導電層１０２の自身の厚み方向において対向する２つの表面の一つ又は両方に保護層１０３を有していてもよい。

【0065】

保護層１０３は、金属、金属酸化物及び導電性カーボンのうちの一種類又は複数種類を含む。

【0066】

上記金属は、例えば、ニッケル、クロム、ニッケル系合金及び銅系合金のうちの一種類又は複数種類である。上記ニッケル系合金は、純ニッケルを基質として一種類又は複数種類の他の元素を添加してなる合金であり、好ましくはニッケルクロム合金である。ニッケルクロム合金は、金属ニッケルと金属クロムからなる合金であり、選択可能に、ニッケルクロム合金におけるニッケルとクロムとの重量比は、１：９９～９９：１、例えば９：１である。上記銅系合金は、純銅を基質として一種類又は複数種類の他の元素を添加してなる合金であり、好ましくはニッケル銅合金である。選択可能に、ニッケル銅合金におけるニッケルと銅との重量比は、１：９９～９９：１、例えば９：１である。

【0067】

上記金属酸化物は、例えば、酸化アルミニウム、酸化コバルト、酸化クロム及び酸化ニッケルのうちの一種類又は複数種類である。

【0068】

上記導電性カーボンは、例えば、黒鉛、超電導カーボン、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンドット、カーボンナノチューブ、グラフェン及びカーボンナノファイバーのうちの一種類又は複数種類であり、さらに、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、アセチレンブラック及びグラフェンのうちの一種類又は複数種類である。

【0069】

いくつかの例として、図３を参照すると、複合集電体１０は、積層設置された有機支持層１０１、金属導電層１０２及び保護層１０３を含む。有機支持層１０１の厚さ方向において、対向する第１面１０１ａ及び第２面１０１ｂを有し、金属導電層１０２は、有機支持層１０１の第１面１０１ａ及び第２面１０１ｂの少なくとも一つに積層設置され、保護層１０３は、金属導電層１０２における有機支持層１０１に背向する表面に積層設置されている。

【0070】

金属導電層１０２における有機支持層１０１に背向する表面には、保護層１０３（以下、上部保護層と略称）が設けられて、金属導電層１０２に対して化学的腐食や機械的破壊を防止する保護作用を発揮し、複合集電体１０と活物質層２０との間の界面を改善し、複合集電体１０と活物質層２０との結合力を向上させることもできる。上部保護層が金属保護層又は金属酸化物保護層である場合、上記効果をより良く発揮することができる。

【0071】

さらに、複合集電体１０の上部保護層は、金属酸化物保護層であることが好ましく、例えば、酸化アルミニウム、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化クロム等であり、金属酸化物保護層の硬度及び机械的強度が高く、比表面積がより大きく、耐食性がより良好であるため、金属導電層１０２をより良好に保護することができる。

【0072】

複合集電体１０が負極集電体として使用される場合、上部保護層は金属保護層であってもよく、金属保護層は、複合集電体１０の導電性能を向上させ、電池の分極を低減させることができ、負極のリチウム析出のリスクを低減させ、リチウムイオン二次電池のサイクル性能及び安全性能を向上させることができる。２層保護層であることがより好ましく、即ち、一層の金属保護層と一層の金属酸化物保護層とで複合層を形成し、ここで、好ましくは、金属保護層は、導電層１０２における有機支持層１０１に背向する表面に設置され、金属酸化物保護層は、金属保護層における有機支持層１０１に背向する表面に設置され、これにより、負極集電体の導電性能、耐食性、及び金属導電層１０２と負極活物質層との間の界面等を同時に改善し、より良好な総合性能の負極集電体を取得することができる。

【0073】

複合集電体１０が正極集電体として使用される場合、上部保護層は金属酸化物保護層であることが好ましく、上記技術効果を有する以外にも、金属酸化物保護層は、正極集電体の釘刺し安全性能をより良好に改善することができる。

【0074】

他の例として、図４を参照すると、複合集電体１０は、積層設置された有機支持層１０１、金属導電層１０２及び保護層１０３を含む。有機支持層１０１の厚さ方向において、対向する第１面１０１ａ及び第２面１０１ｂを有し、金属導電層１０２は、有機支持層１０１の第１面１０１ａ及び第２面１０１ｂの少なくとも一つに積層設置され、保護層１０３は、金属導電層１０２における有機支持層１０１に面する表面に積層設置されている。

【0075】

金属導電層１０２における有機支持層１０１に面する表面には、保護層１０３（以下、下部保護層と略称）が設けられており、下部保護層は、金属導電層１０２に対して化学的腐食や機械的損傷を防止する作用を発揮するとともに、金属導電層１０２と有機支持層１０１との結合力を高め、金属導電層１０２と有機支持層１０１との分離を防止し、金属導電層１０２に対する支持保護作用を高めることができる。

【0076】

選択可能に、下部保護層は金属酸化物又は金属保護層であり、金属酸化物保護層の耐食性が高く、その比表面積が大きいため、金属導電層１０２と有機支持層１０１との界面結合力をさらに高めることができることにより、下部保護層が金属導電層１０２に対して保護作用を発揮するようにし、リチウムイオン二次電池の性能を向上させ、また、金属酸化物保護層の硬度がより高く、机械的強度がより良好であるため、複合集電体１０の強度の向上にさらに有利である。金属保護層が導電層１０２に対して化学的腐食や機械的破壊の防止の保護作用を果たすと同時に、複合集電体１０の導電性能を向上させ、電池の分極を減少させ、負極のリチウム析出のリスクを低減させ、リチウムイオン二次電池のサイクル性能及び安全性能を向上させることができる。複合集電体１０が正極集電体として使用される場合、下部保護層は、金属酸化物保護層であることが好ましい。複合集電体１０が負極集電体として使用される場合、下部保護層は、金属保護層であることが好ましい。

【0077】

さらに別の例として、図５を参照すると、複合集電体１０は、積層設置された有機支持層１０１、金属導電層１０２及び保護層１０３を含む。有機支持層１０１の厚さ方向において、対向する第１面１０１ａ及び第２面１０１ｂを有し、金属導電層１０２は、有機支持層１０１の第１面１０１ａ及び第２面１０１ｂの少なくとも一つに積層設置され、保護層１０３は、金属導電層１０２における有機支持層１０１に背向する表面及び有機支持層１０１に面する表面に積層設置されている。

【0078】

金属導電層１０２の二つの表面にはいずれにも保護層１０３が設けられていることにより、金属導電層１０２をより十分に保護して、複合集電体１０に高い総合性能を持たせている。

【0079】

なお、金属導電層１０２の二つの表面における保護層１０３は、その材料が同一であってもよいし、異なってもよく、その厚さが同一であってもよいし、異なってもよい。

【0080】

好ましくは、保護層１０３の厚さＤ_３は、１ｎｍ≦Ｄ_３≦２００ｎｍであり、且つ、Ｄ_３≦０．１Ｄ_１である。保護層１０３が薄すぎると、金属導電層１０２を保護することができず、厚すぎると、電気化学装置のエネルギー密度が低下してしまう。

【0081】

いくつかの実施例において、保護層１０３の厚さＤ_３の上限値は、２００ｎｍ、１８０ｎｍ、１５０ｎｍ、１２０ｎｍ、１００ｎｍ、８０ｎｍ、６０ｎｍ、５５ｎｍ、５０ｎｍ、４５ｎｍ、４０ｎｍ、３０ｎｍ、２０ｎｍであってもよく、下限値は、１ｎｍ、２ｎｍ、５ｎｍ、８ｎｍ、１０ｎｍ、１２ｎｍ、１５ｎｍ、１８ｎｍであってもよい。保護層１０３の厚さＤ_３の範囲は、上記任意の上限値と任意の下限値との組み合わせにより形成されてもよいし、任意の上限値と任意の他の上限値との組み合わせにより形成されてもよいし、任意の下限値と任意の他の下限値との組み合わせにより形成されてもよい。

【0082】

より好ましくは、保護層１０３の厚さＤ_３は、５ｎｍ≦Ｄ_３≦２００ｎｍであり、より好ましくは、１０ｎｍ≦Ｄ_３≦２００ｎｍである。

【0083】

上記「保護層１０３の厚さＤ_３」とは、導電層１０２の片側に位置する保護層１０３の厚さである。即ち、上部保護層の厚さＤ_ａは、１ｎｍ≦Ｄ_ａ≦２００ｎｍ、且つ、Ｄ_ａ≦０．１Ｄ_１であり、好ましくは５ｎｍ≦Ｄ_ａ≦２００ｎｍであり、より好ましくは１０ｎｍ≦Ｄ_ａ≦２００ｎｍである。下部保護層の厚さＤ_ｂは、１ｎｍ≦Ｄ_ｂ≦２００ｎｍ、且つ、Ｄ_ｂ≦０．１Ｄ_１であり、好ましくは５ｎｍ≦Ｄ_ｂ≦２００ｎｍであることが、より好ましくは１０ｎｍ≦Ｄ_ｂ≦２００ｎｍである。

【0084】

導電層１０２の二つの表面のいずれにも保護層１０３が設けられている場合、即ち、複合集電体１０が上部保護層及び下部保護層を含む場合、好ましくは、Ｄ_ａ＞Ｄ_ｂであり、上部保護層と下部保護層とが協働して金属導電層１０２に対して化学的腐食や機械的損傷を防止する保護作用を果たすとともに、電気化学装置のエネルギー密度を向上させるのに有利である。より好ましくは、０．５Ｄ_ａ≦Ｄ_ｂ≦０．８Ｄ_ａであり、上部保護層及び下部保護層の相乗保護作用をより良好に発揮することができる。

【0085】

なお、複合集電体１０の脆性パラメータに対する保護層１０３の設定の影響は無視することができる。

【0086】

本願の実施例の複合集電体１０において、金属導電層１０２は、例えば、機械的な圧延、接着、気相蒸着法（vapor deposition）、化学メッキ（Electroless plating）、電気メッキ（Electroplating）のうちの少なくとも１つの手段により有機支持層１０１に形成されていてもよく、好ましくは気相蒸着法及び電気メッキ法であり、即ち、金属導電層１０２は、好ましくは気相蒸着層又は電気メッキ層である。気相蒸着法又は電気メッキ法によって金属導電層１０２を有機支持層１０１上に形成すると、金属導電層１０２が良好な引張強度Ｔ_１を有するのに有利であり、金属導電層１０２と有機支持層１０１との間に高い結合力を有することができ、複合集電体１０の性能を向上させる。

【0087】

上記気相蒸着法は、物理気相蒸着法であることが好ましい。物理気相蒸着法は、蒸着法及びスパッタ法のうちの少なくとも一つが好ましく、蒸着法は、真空蒸着法、熱蒸着法及び電子ビーム蒸着法のうちの少なくとも１つが好ましく、スパッタ法は、マグネトロンスパッタ法が好ましい。

【0088】

一例として、真空蒸着法により金属導電層１０２を形成することは、真空めっきチャンバ内に表面洗浄処理が施された有機支持層１０１を配置し、１３００℃～２０００℃の高温で金属蒸着チャンバ内の金属ワイヤを溶融且つ蒸発し、蒸発後の金属が真空めっきチャンバ内の冷却システムを通過し、最終的に有機支持層１０１上に蒸着されて、金属導電層１０２を形成することを含む。

【0089】

保護層１０３を有する場合、保護層１０３は、気相蒸着法、インサイチュ形成法、塗布法のうちの少なくとも一つの手段により、金属導電層１０２に形成されることができる。気相蒸着法は、前述の気相蒸着法であってもよい。インサイチュ形成法では、インサイチュ不動態化法、即ち、金属表面に金属酸化物不動態化層をインサイチュ形成する方法が好ましい。塗布法は、ロールコーティング、押出コートコーティング、ナイフコーティング及びグラビアコーティングのうちの少なくとも一つが好ましい。

【0090】

好ましくは、保護層１０３は、気相蒸着法及びインサイチュ形成法のうちの少なくとも一つの手段により金属導電層１０２に形成され、金属導電層１０２と保護層１０３との結合力を向上させるのに有利であるため、複合集電体１０に対する保護層１０２の保護作用がより良好に発揮され、複合集電体１０の動作性能が確保される。

【0091】

金属導電層１０２と有機支持層１０１との間に保護層１０３（下部保護層）が設けられている場合、まず、有機支持層１０１に下部保護層を形成してから、下部保護層に金属導電層１０２を形成してもよい。下部保護層は、気相蒸着法及び塗布法のうちの少なくとも一つの手段により、有機支持層１０１に形成されてもよく、ここで、気相蒸着法が好ましい。金属導電層１０２は、機械的な圧延、接着、気相蒸着法、無電解メッキの少なくとも１つの手段により、下部保護層に形成されてもよいが、気相蒸着法が好ましい。

【0092】

前述の任意の一実施例の複合集電体１０は、正極集電体及び負極集電体のうちの任意の一つ又は二つと使用されることができる。

【0093】

複合集電体１０が正極集電体として使用される場合、金属導電層１０２は、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、チタン及び銀のうちの一種類又は複数種類を含んでもよく、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金を含み、前述のアルミニウム合金におけるアルミニウム元素の重量百分含有量は、好ましくは８０ｗｔ％以上であり、より好ましくは９０ｗｔ％以上である。

【0094】

複合集電体１０が負極集電体として使用される場合、金属導電層１０２は、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、チタン及び銀のうちの一種類又は複数種類を含んでもよく、例えば、銅又は銅合金を含み、前述の銅合金における銅元素の重量百分含有量は、好ましくは８０ｗｔ％以上であり、より好ましくは９０ｗｔ％以上である。

【0095】

〔電極シート〕
本願の実施例の第２の態様は、電極シート３０を提供し、図６は、本願の実施例に係る電極シート３０の概略構成図であり、図６を参照すると、電極シート３０は、積層設置された複合集電体１０及び活物質層２０を含み、複合集電体１０は、本願の実施例の第１の態様の複合集電体１０である。

【0096】

本願の実施例の第１の態様の複合集電体１０を用いることにより、本願の実施例の電極シート３０は、高い力学的性能と、高い製造の良品率と、高い使用安全性及び信頼性とを有するとともに、低い重量及び高い電気化学的性能を両立させる。

【0097】

一例として、図６を参照すると、電極シート３０は、積層設置された複合集電体１０及び活物質層２０を含み、複合集電体１０は、自身の厚さ方向において、対向する二つの表面を含み、活物質層２０は、複合集電体１０の二つの表面に積層設置されている。

【0098】

なお、活物質層２０は、複合集電体１０の二つの表面の任意の一つに積層設置されていてもよい。

【0099】

本願の実施例の電極シート３０は、正極シート及び負極シートのうちの任意の一つ又は二つとして使用されることができる。

【0100】

本願の実施例の電極シート３０が正極シートとして使用される場合、活物質層２０は正極活物質層であり、本分野で既知の、イオンの可逆挿入・脱離が可能な正極活性材料を使用することができ、本願では限定されない。

【0101】

例えばリチウムイオン二次電池に用いられる正極活性材料は、リチウム遷移金属複合酸化物、リチウム遷移金属複合酸化物に他の遷移金属又は非遷移金属又は非金属を添加して得られた複合酸化物のうちの一種類又は複数種類であってもよい。ここで、遷移金属は、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｖ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｅ及びＭｇのうちの一種類又は複数種類であってもよい。

【0102】

例として、正極活性材料は、リチウムコバルト酸化物、リチウムニッケル酸化物、リチウムマンガン酸化物、リチウムニッケルマンガン酸化物、リチウムニッケルコバルトマンガン酸化物、リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物、オリビン構造のリチウム含有リン酸塩のうちの一種類又は複数種類から選択されてもよい。例えば、リチウム遷移金属複合酸化物は、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉ_１－ｙＣｏ_ｙＯ_２（０＜ｙ＜１）、ＬｉＮｉ_ａＣｏｂＡｌ_{１－ａ－ｂ}Ｏ_２（０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１、０＜ａ＋ｂ＜１）、ＬｉＭｎ_{１－ｍ－ｎ}Ｎｉ_ｍＣｏ_ｎＯ_２（０＜ｍ＜１、０＜ｎ＜１、０＜ｍ＋ｎ＜１）、ＬｉＭＰＯ_４（Ｍは、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏのうちの一種類又は複数種類であってもよい）及びＬｉ_３Ｖ_２（ＰＯ_４）_３のうちの一種類又は複数種類である。

【0103】

選択可能に、正極活物質層は、接着剤を含んでもよく、本願は、接着剤の種類を限定しない。例として、接着剤は、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、水性アクリル樹脂（water-based acrylic resin）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン－酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）及びポリビニルブチラール（ＰＶＢ）のうちの一種類又は複数種類である。

【0104】

選択可能に、正極活物質層は、導電剤を含んでもよく、本願は、導電剤の種類を限定しない。例として、導電剤は、黒鉛、超電導カーボン、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンドット、カーボンナノチューブ、グラフェン及びカーボンナノファイバーのうちの一種類又は複数種類である。

【0105】

本願の実施例の電極シート３０が負極シートとして使用される場合、活物質層２０は負極活物質層であり、本分野で既知の、イオンの可逆挿入・脱離が可能な負極活性材料を使用することができ、本願では限定されない。

【0106】

例えばリチウムイオン二次電池に用いられる負極活性材料は、金属リチウム、天然黒鉛、人造黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢと略記）、ハードカーボン、ソフトカーボン、シリコン、シリコン－炭素複合体、ＳｉＯ、Ｌｉ－Ｓｎ合金、Ｌｉ－Ｓｎ－Ｏ合金、Ｓｎ、ＳｎＯ、ＳｎＯ_２、スピネル構造のチタン酸リチウム及びＬｉ－Ａｌ合金のうちの一種類又は複数種類であってよい。

【0107】

選択可能に、活物質層２０は、導電剤を含んでもよく、本願は、導電剤の種類を限定しない。例として、導電剤は、黒鉛、超電導カーボン、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンドット、カーボンナノチューブ、グラフェン及びカーボンナノファイバーのうちの一種類又は複数種類である。

【0108】

選択可能に、活物質層２０は、接着剤を含んでもよく、本願は、接着剤の種類を限定しない。例として、接着剤は、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、水性アクリル樹脂（water-based acrylic resin）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン－酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）及びポリビニルブチラール（ＰＶＢ）のうちの一種類又は複数種類である。

【0109】

電極シート３０は、本分野の従来の方法により製造することができ、例えば塗布法を使用することができる。例として、活性材料と選択可能な導電剤及び接着剤とを溶媒で分散させて、均一な電極スラリーを形成し、溶媒は、ＮＭＰ又は脱イオン水であってもよく、電極スラリーを複合集電体１０に塗布して、乾燥等の工程を経た後、電極シート３０を取得する。

【0110】

〔電気化学装置〕
本願の実施例の第３の態様は、電気化学装置を提供し、電気化学装置は、正極シート、負極シート及び電解質を含み、ここで、正極シート及び／又は負極シートは、本願の実施例の第２の態様の電極シートである。

【0111】

上記電気化学装置は、リチウムイオン二次電池、リチウム一次電池、ナトリウムイオン電池、マグネシウムイオン電池等であってもよいが、これらに限定されるものではない。

【0112】

電気化学装置が本願の実施例の第２の態様に係る電極シートを用いているため、本願の実施例の電気化学装置は、高いエネルギー密度、倍率性能、サイクル性能及び安全性能を含む総合的な電気化学的性能を有する。

【0113】

本願の実施例の電気化学装置において、電解質としては、固体電解質を用いてもよいし、電解質塩を有機溶媒に分散させた電解液等の非水電解液を用いてもよい。

【0114】

上記電解液において、有機溶媒は、電気化学反応においてイオンを輸送する媒体として、本分野の任意の有機溶媒を用いることができる。電解質塩は、イオンの供給源として、本分野の任意の電解質塩であってよい。

【0115】

例えばリチウムイオン二次電池に用いられる有機溶媒は、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）、メチルプロピルカーボネート（ＭＰＣ）、エチルカーボネート（ＥＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）、ギ酸メチル（ＭＦ）、酢酸メチル（ＭＡ）、酢酸エチル（ＥＡ）、酢酸プロピル（ＰＡ）、プロピオン酸メチル（ＭＰ）、プロピオン酸エチル（ＥＰ）、プロピオン酸プロピル（ＰＰ）、酪酸メチル（ＭＢ）、酪酸エチル（ＥＢ）、１，４－ブチロラクトン（ＧＢＬ）、スルホラン（ＳＦ）、ジメチルスルホン（ＭＳＭ）、メチルエチルケトン（ＥＭＳ）及びジエチルスルホン（ＥＳＥ）のうちの一種類又は複数種類である。

【0116】

例えばリチウムイオン二次電池に用いられる電解質塩は、ＬｉＰＦ_６（ヘキサフルオロリン酸リチウム）、ＬｉＢＦ_４（テトラフルオロホウ酸リチウム）、ＬｉＣｌＯ_４（過塩素酸リチウム）、ＬｉＡｓＦ_６（ヘキサフルオロヒ酸リチウム）、ＬｉＦＳＩ（ジフルオロスルホニルイミドリチウム）、ＬｉＴＦＳＩ（ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム）、ＬｉＴＦＳ（トリフルオロメタンスルホン酸リチウム）、ＬｉＤＦＯＢ（ジフルオロシュウ酸ホウ酸リチウム）、ＬｉＢＯＢ（ジシュウ酸ホウ酸リチウム）、ＬｉＰＯ_２Ｆ_２（ジフルオロリン酸リチウム）、ＬｉＤＦＯＰ（ジフルオロジシュウ酸リン酸リチウム）及びＬｉＴＦＯＰ（テトラフルオロシュウ酸リン酸リチウム）のうちの一種類又は複数種類である。

【0117】

電解液は、選択的に、添加剤をさらに含むことができ、添加剤の種類は特に限定されず、実際の需要に応じて選択することができる。例えば、添加剤は、負極成膜添加剤を含んでもよく、正極成膜添加剤を含んでもよく、さらに、電池のいくつかの性能を改善できる添加剤、例えば電池の過充電性能を改善する添加剤、電池の高温性能を改善する添加剤、電池の低温性能を改善する添加剤等であってもよい。

【0118】

例としては、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、ビニルエチレンカーボネート（ＶＥＣ）、フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）、スクシノニトリル（ＳＮ）、アジポニトリル（ＡＤＮ）、１，３－プロペンスルトン（ＰＳＴ）、トリス（トリメチルシラン）リン酸エステル（ＴＭＳＰ）及びトリス（トリメチルシラン）ホウ酸エステル（ＴＭＳＢ）のうちの一種類又は複数種類である。

【0119】

電気化学装置が電解液を用いる場合、正極シートと負極シートとの間にセパレータを設けて隔離する役割を果たす必要がある。セパレータの種類は特に限定されず、周知の良好な化学的安定性及び機械的安定性を有する多孔質構造のセパレータを任意に選択することができ、例えば、ガラス繊維、不織布、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリフッ化ビニリデンのうちの一種類又は複数種類を使用することができる。セパレータは、単層フィルムであってもよいし、多層複合フィルムであってもよい。セパレータが多層複合フィルムである場合、各層の材料は同一であってもよいし、異なってもよい。

【0120】

上記正極シート、セパレータ、負極シートを順次に積層し、セパレータが正極シートと負極シートの間に位置して隔離の役割を果たすようにして、電気コアを取得してもよく、或いは、巻回することにより電気コアを取得してもよい。電気コアをハウジングに入れ、電解液を注液し、封止して、電気化学装置を製造する。

【実施例】

【0121】

下記実施例は、本願が開示した内容をより具体的に説明しており、これらの実施例は説明のためのものに過ぎず、本願が開示した内容の範囲内で様々な修正及び変更を行うことは、当業者にとって明らかである。特別な説明がない限り、以下の実施例に報告された全ての部、百分率、及び比はいずれも重量に基づいて計算され、且つ実施例に使用された全ての試薬はいずれも市販のもであるか又は従来の方法に従って合成して取得されるものであり、且つ、さらに処理する必要がなく直接使用できるものであり、また、実施例に使用された機器はいずれも市販のものである。

【0122】

〔製造方法〕
所定の厚さの有機支持層を選択して表面洗浄処理を行い、表面洗浄処理を行った有機支持層を真空メッキ室内に配置し、１３００℃～２０００℃の高温で金属蒸発室内の高純度銅線を溶融蒸発させ、蒸発後の金属は真空メッキ室内の冷却システムを経て、最後に有機支持層の二つの表面に蒸着して、銅系導電層を形成する。

【0123】

（従来の負極集電体の製造）
厚さ８μｍの銅箔を使用する。

【0124】

（負極シートの製造）
負極活性材料としての黒鉛、導電性カーボンブラック、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ）、接着剤としてのスチレンブタジエンゴムエマルジョン（ＳＢＲ）を９６．５：１．０：１．０：１．５の重量比で、適量の脱イオン水で十分に攪拌混合させて、均一な負極スラリーを形成し、負極スラリーを負極集電体に塗布して、乾燥等の工程を経た後、負極シートを取得する。

【0125】

（複合正極集電体の製造）
所定の厚さの有機支持層を選択して表面洗浄処理を行い、表面洗浄処理を行った有機支持層を真空メッキ室内に配置し、１３００℃～２０００℃の高温で金属蒸発室内の高純度アルミニウム線を溶融蒸発させ、蒸発後の金属は真空メッキ室内の冷却システムを経て、最後に有機支持層の二つの表面に蒸着して、銅系導電層を形成する。

【0126】

（従来の正極集電体の製造）
厚さ１２μｍのアルミニウム箔を使用する。

【0127】

（正極シートの製造）
正極活性材料としてのＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｏ_２（ＮＣＭ３３３）、導電性カーボンブラック、接着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を９３：２：５の重量比で、適量のＮ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶媒で十分に攪拌混合させて、均一な正極スラリーを形成し、正極スラリーを正極集電体に塗布して、乾燥等の工程を経た後、正極シートを取得する。

【0128】

（電解液の調製）
３：７の体積比のエチレンカーボネート（ＥＣ）とメチルエチルカーボネート（ＥＭＣ）とを均一に混合して有機溶媒を取得した後、１ｍｏｌ／ＬのＬｉＰＦ_６を前記有機溶媒で均一に溶解させる。

【0129】

（リチウムイオン二次電池の製造）
正極シート、セパレータ、負極シートを順次に積層設置し、ここで、セパレータは、ＰＰ／ＰＥ／ＰＰ複合フィルムを使用し、その後、電池コアとして巻回し、包装ハウジングに入れ、上記電解液を電池コアに注液し、封止して、リチウムイオン二次電池を取得する。

【0130】

〔試験部分〕
１．集電体試験
１）集電体の脆性パラメータの測定
有機支持層を幅が１５ｍｍ、且つ長さが１５０ｍｍであるサンプルにパンチングした後、サンプルをアメリカＩＮＳＴＲＯＮ３３６５型ユニバーサル実験用テンショナの上下二つの治具の間に取り付け、初期長さを５０ｍｍとし、サンプルが破断されて引張が停止するまで、５ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で引張試験を行い、サンプルが破断される際の最大引張力Ｆを記録し、Ｔ_２＝Ｆ／Ｓに従って算出して有機支持層の引張強度Ｔ_２を取得する。ここで、Ｓは、サンプルの初期横断面積であって、サンプルの幅とサンプルの厚さ（即ち、有機支持層の厚さＤ_２）との積で算出される。
同じ方法で、金属導電層の引張強度Ｔ_１を測定する。
マイクロメーターを使用して、金属導電層の厚さＤ_１及び有機支持層の厚さＤ_２を測定する。
複合集電体の脆性パラメータＣ＝（金属導電層の引張強度Ｔ_１×金属導電層の厚さＤ_１）／（有機支持層の引張強度Ｔ_２×有機支持層の厚さＤ_２）。

【0131】

２）複合集電体の破断伸長率の測定
複合集電体を１５ｍｍ×２００ｍｍのサンプルに切断し、常温常圧（２５℃、０．１ＭＰａ）下で、高速レールテンショナを用いて引張試験を行う。初期位置を設定して治具間のサンプルの長さを５０ｍｍに設定し、引張速度が５ｍｍ／ｍｉｎであり、破断になるまで引張った際の装置の変位ｙ（ｍｍ）を記録し、最後に、破断伸長率が（ｙ／５０）×１００％で算出される。

【0132】

２．電池性能試験
（１）サイクル性能試験
４５℃下で、リチウムイオン二次電池を１Ｃの倍率で４．２Ｖになるまで定電流充電し、さらに電流が０．０５Ｃ以下になるまで定電圧充電し、さらに１Ｃの倍率で２．８Ｖになるまで定電流放電し、これを一つの充放電サイクルとし、今回の放電容量が１回目サイクルの放電容量である。上記の方法を利用してリチウムイオン二次電池に対して１０００回充放電サイクルを行い、１０００回目サイクルの放電容量を記録し、リチウムイオン二次電池の１Ｃ／１Ｃで１０００回サイクル後の容量保持率を算出する。
上記方法によって、リチウムイオン二次電池在４５℃下的サイクル性能を測定する。
リチウムイオン二次電池の１Ｃ／１Ｃで１０００回サイクル後の容量保持率（％）＝１０００回目サイクルの放電容量／１回目サイクルの放電容量×１００％

【0133】

（２）倍率性能試験
２５℃下で、リチウムイオン二次電池を１Ｃの倍率で４．２Ｖになるまで定電流充電し、さらに電流が０．０５Ｃ以下になるまで定電圧充電し、さらに１Ｃの倍率で３．０Ｖになるまで定電流放電し、測定によって、リチウムイオン二次電池の１Ｃ倍率の放電容量を得る。
２５℃下で、リチウムイオン二次電池を１Ｃの倍率で４．２Ｖになるまで定電流充電し、さらに電流が０．０５Ｃ以下になるまで定電圧充電し、さらに４Ｃの倍率で３．０Ｖになるまで定電流放電し、測定によって、リチウムイオン二次電池の４Ｃ倍率の放電容量を得る。
リチウムイオン二次電池の４Ｃ倍率の容量保持率（％）＝４Ｃ倍率の放電容量／１Ｃ倍率の放電容量×１００％

【0134】

〔試験結果〕
１．電気化学装置の重量エネルギー密度の改善に対する複合集電体の作用
１）正極集電体が複合集電体である場合、電気化学装置の重量エネルギー密度の改善に対する作用

【0135】

【表1-1】

【0136】

表１－１において、正極集電体の重量百分数とは、正極集電体の単位面積あたりの重量を従来の正極集電体の単位面積あたりの重量で割って得られた百分率を指す。

【0137】

複合集電体を用いた正極集電体は、従来のアルミニウム箔正極集電体に比べて、重量が様な程度で減少されているため、電池の重量エネルギー密度を向上させることができる。

【0138】

２）負極集電体が複合集電体である場合、電気化学装置の重量エネルギー密度の改善対する作用

【0139】

【表1-2】

【0140】

表１－２において、負極集電体の重量百分数は、負極集電体の単位面積あたりの重量を従来の負極集電体の単位面積あたりの重量で割って得られた百分率である。

【0141】

複合集電体を用いた負極集電体は、従来の銅箔負極集電体に比べて、重量が様な程度で減少されているため、電池の重量エネルギー密度を向上させることができる。

【0142】

２．複合集電体及び電気化学装置の電気化学的性能に対する保護層の作用

【0143】

【表2-1】

【0144】

表２－１において、「＊」は、表１－１の正極集電体７を基に保護層を設置することを示し、「＊＊」は、表１－１の正極集電体３を基に保護層を設置することを示す。

【0145】

【表2-2】

【0146】

表２－２から分かるように、正極集電体が複合集電体である電池は、サイクル寿命が良好であり、従来の正極集電体を用いた電池のサイクル性能に相当する。これは、本願の実施例の複合集電体を使用する正極集電体が正極シート及び電池の電気化学的性能に顕著な悪影響がないことを説明する。特に、保護層が設けられた複合集電体により製造された電池は、１Ｃ／１Ｃで１０００回サイクル後の容量保持率がさらに向上され、電池の信頼性がより良好であることを示している。

【0147】

【表2-3】

【0148】

表２－３における負極集電体は、表１－２における負極集電体７を基に保護層を設置することを示す。
表２－３におけるニッケル系合金は、９０ｗｔ％のニッケル及び１０ｗｔ％のクロムを含有する。
表２－３における２層保護層は、導電層における有機支持層に背向する表面に設けられ、且つ厚さが２５ｎｍであるニッケル保護層と、ニッケル保護層における有機支持層に背向する表面に設けられ、且つ厚さが２５ｎｍである酸化ニッケル保護層と、を含む。

【0149】

【表2-4】

【0150】

表２－４における電池は、いずれも従来の正極シートを使用する。

【0151】

表２－４から分かるように、負極集電体が複合集電体である電池は、サイクル寿命及び倍率性能が良好であり、従来の正極集電体、従来の負極集電体を用いた電池のサイクル性能及び倍率性能に相当する。これは、本願の実施例を用いた複合集電体が電池の電気化学的特性に著しい悪影響を及ぼさないことを示す。特に、保護層が設けられた複合集電体により製造された電池は、４５℃、１Ｃ／１Ｃで１０００次回サイクル後の容量保持率及び４Ｃ倍率の容量保持率がさらに向上され、電池の信頼性がより良好であることを示している。

【0152】

３．複合集電体の脆性パラメータ及びそれが複合集電体の力学的性能に対する影響

【0153】

【表3-1】

【0154】

【表3-2】

【0155】

表３－１及び表３－２の結果から分かるように、複合集電体の脆性パラメータを０．０１～０．５とすることにより、複合集電体の破断伸長率を改善し、複合集電体の破断伸長率が２％以上であり、さらに３％以上であり、複合集電体が高い力学的性能及び機械的性能を有するよう確保し、電気化学装置の生産加工及び動作過程で破断して破壊されることなく一定の変形に耐えることができ、これは、複合集電体の加工可能な性能及び使用過程での安定性の向上に有利であり、その製造及び使用過程での破損又は亀裂の生成を効果的に防止するため、複合集電体とそれを用いた電極シート及び電気化学装置との製造過程での良品率及び使用中の信頼性を顕著に向上させる。

【0156】

前述の説明は、本願の具体的な実施形態に過ぎず、本願の保護範囲はこれに限定されるものではなく、当業者は本願に開示の技術的範囲内で、様々な均等な修正又は置換を容易に想到でき、これらの修正又は置換はいずれも本願の保護範囲内に含まれるべきである。したがって、本願の保護範囲は、請求の範囲の保護範囲を基準とすべきである。

【符号の説明】

【0157】

１０ 負極集電体
１０１ 有機支持層
１０１ａ 第１面
１０１ｂ 第２面
１０１１ 第１のサブレイヤ
１０１２ 第２のサブレイヤ
１０１３ 第３のサブレイヤ
１０２ 金属導電層
１０３ 保護層
２０ 活物質層
３０ 電極シート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】