JP2003217595A - 電池用銅箔 - Google Patents
電池用銅箔Info
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- JP2003217595A JP2003217595A JP2002013678A JP2002013678A JP2003217595A JP 2003217595 A JP2003217595 A JP 2003217595A JP 2002013678 A JP2002013678 A JP 2002013678A JP 2002013678 A JP2002013678 A JP 2002013678A JP 2003217595 A JP2003217595 A JP 2003217595A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】電極製造時の熱処理前でも適度の伸びを持ち、
熱処理を受けても強度が落ちることの少ない電池用銅箔
を提供する。 【解決手段】銅のベースに、重量（又は質量）にして
０．０１〜０．２０％のＺｒを添加してなる銅材を圧延
加工し、その圧延加工により得られた銅箔を熱処理す
る。この銅箔を電池の電極に用いる。
熱処理を受けても強度が落ちることの少ない電池用銅箔
を提供する。 【解決手段】銅のベースに、重量（又は質量）にして
０．０１〜０．２０％のＺｒを添加してなる銅材を圧延
加工し、その圧延加工により得られた銅箔を熱処理す
る。この銅箔を電池の電極に用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン電
池やリチウムポリマー電池等の電池の電極、例えば負極
集電体に用いられる電池用銅箔に関するものである。
池やリチウムポリマー電池等の電池の電極、例えば負極
集電体に用いられる電池用銅箔に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話やノート型パソコン等の
ポータブル機器の普及により小型で高容量に電池に対す
る要求が高まっている。中でもリチウムイオン電池は軽
量でエネルギー密度が高いことから多くの分野で使用さ
れるようになってきている。
ポータブル機器の普及により小型で高容量に電池に対す
る要求が高まっている。中でもリチウムイオン電池は軽
量でエネルギー密度が高いことから多くの分野で使用さ
れるようになってきている。
【０００３】電池の構造としては、図１に示すような、
正極１、セパレータ３及び負極２を重ね合わせて巻いた
ものと、図示は省略するが、スタック型とよばれ、セル
を積み重ねたものとがある。
正極１、セパレータ３及び負極２を重ね合わせて巻いた
ものと、図示は省略するが、スタック型とよばれ、セル
を積み重ねたものとがある。
【０００４】電極、特に負極２の心材として用いられる
銅箔は、その製造方法によって大きく二つに分けること
ができる。一つは鋳造で製造した素材に圧延加工を施し
て製造する圧延銅箔であり、もう一つは硫酸銅を主とす
る溶液から銅を電解析出させて製造する電解銅箔であ
る。
銅箔は、その製造方法によって大きく二つに分けること
ができる。一つは鋳造で製造した素材に圧延加工を施し
て製造する圧延銅箔であり、もう一つは硫酸銅を主とす
る溶液から銅を電解析出させて製造する電解銅箔であ
る。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】近年、電池用銅箔は極薄化が
進んでおり、１０μｍ以下のものも使用されるようにな
り、破断の発生など製造ラインでの通板性が悪化してい
る。これは、通常の圧延箔の場合、加工後の強度が高く
伸びが小さいため、ラインの微妙な張力変動により破断
が発生したり、ラインでの乾燥工程により軟化し伸びは
回復するものの強度が落ちるため、後工程でのハンドリ
ングに問題が発生すること等に起因し、銅箔を厚くせざ
るを得ない場合がある。
進んでおり、１０μｍ以下のものも使用されるようにな
り、破断の発生など製造ラインでの通板性が悪化してい
る。これは、通常の圧延箔の場合、加工後の強度が高く
伸びが小さいため、ラインの微妙な張力変動により破断
が発生したり、ラインでの乾燥工程により軟化し伸びは
回復するものの強度が落ちるため、後工程でのハンドリ
ングに問題が発生すること等に起因し、銅箔を厚くせざ
るを得ない場合がある。
【０００６】一方、電池の高容量化が進み、充・放電時
の負極活物質の膨張収縮により負極心材である銅箔が破
断する場合がある。特に電池組み立て時の熱履歴が小さ
い場合、従来のタフピッチ銅を原料とした銅箔では伸び
が回復せず、破断に至る場合がある。
の負極活物質の膨張収縮により負極心材である銅箔が破
断する場合がある。特に電池組み立て時の熱履歴が小さ
い場合、従来のタフピッチ銅を原料とした銅箔では伸び
が回復せず、破断に至る場合がある。
【０００７】したがって、本発明は、電極製造時の熱処
理前でも適度の伸びを持ち、熱処理を受けた後も強度が
落ちることの少ない電池用の銅箔を提供することを目的
としてなされたものである。
理前でも適度の伸びを持ち、熱処理を受けた後も強度が
落ちることの少ない電池用の銅箔を提供することを目的
としてなされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の電池用銅箔は、タフピッチ銅や無酸素銅を
ベースとし、これに重量（または質量）にして０．０１
〜０．２０％のＺｒ（ジルコニウム）を含有させ、その
銅材に圧延加工を施した後、熱処理を施してなることを
特徴としている。
め、本発明の電池用銅箔は、タフピッチ銅や無酸素銅を
ベースとし、これに重量（または質量）にして０．０１
〜０．２０％のＺｒ（ジルコニウム）を含有させ、その
銅材に圧延加工を施した後、熱処理を施してなることを
特徴としている。
【０００９】このような銅箔であれば、熱処理条件を選
定することで必要な強度と伸びを持った銅箔とすること
ができる。
定することで必要な強度と伸びを持った銅箔とすること
ができる。
【００１０】また、本発明に係る電池用銅箔は、厚さが
２０μｍ以下であることも特徴の一つとしている。
２０μｍ以下であることも特徴の一つとしている。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
て説明する。
【００１２】まず、無酸素銅やタフピッチ銅のベース
に、重量（又は質量）にして０．０１〜０．２０％のＺ
ｒを含有する銅材を作製し、圧延加工により銅箔を製造
する。その後、この銅箔を熱処理することで、必要に応
じた強度と伸びを有するものとする。
に、重量（又は質量）にして０．０１〜０．２０％のＺ
ｒを含有する銅材を作製し、圧延加工により銅箔を製造
する。その後、この銅箔を熱処理することで、必要に応
じた強度と伸びを有するものとする。
【００１３】前記銅材におけるＺｒは、これが重量にし
て０．０１％未満では固溶量が不足して加熱処理時の結
晶粒の粗大化を防止することができない。またＺｒが重
量にして０．２０％を超えると加工性が低下すると共
に、導電率も低下し電池用負極材として不向きとなる。
したがって、本発明においてはＺｒ濃度の範囲を０．０
１〜０．２０ｗｔ％（ｍａｓｓ％）と定めた。
て０．０１％未満では固溶量が不足して加熱処理時の結
晶粒の粗大化を防止することができない。またＺｒが重
量にして０．２０％を超えると加工性が低下すると共
に、導電率も低下し電池用負極材として不向きとなる。
したがって、本発明においてはＺｒ濃度の範囲を０．０
１〜０．２０ｗｔ％（ｍａｓｓ％）と定めた。
【００１４】前記銅箔の熱処理条件は、炉の形式、Ｚｒ
濃度、厚さ等によって異なるが、例として還元性雰囲気
で４５０℃で４〜６時間が選定される。
濃度、厚さ等によって異なるが、例として還元性雰囲気
で４５０℃で４〜６時間が選定される。
【００１５】次に、本発明に係る電池用銅箔の実施例を
説明する。
説明する。
【００１６】酸素含有量が１０ｐｐｍの無酸素銅をベー
ス材とし、その溶湯に、表１の試料No.１〜８に示すよ
うな量のＺｒを添加して試料用の鋳塊を得た。それらの
鋳塊を夫々熱間加工して厚さ１２mmの素材に加工した
後、冷間加工と焼鈍を繰り返す方法で夫々厚さ２００μ
ｍの生地材を製造した。更に、この生地材を焼鈍した
後、夫々厚さ１５μｍまで冷間圧延し、最後に還元性雰
囲気で４５０℃×４時間の熱処理を行って試料とした。
ス材とし、その溶湯に、表１の試料No.１〜８に示すよ
うな量のＺｒを添加して試料用の鋳塊を得た。それらの
鋳塊を夫々熱間加工して厚さ１２mmの素材に加工した
後、冷間加工と焼鈍を繰り返す方法で夫々厚さ２００μ
ｍの生地材を製造した。更に、この生地材を焼鈍した
後、夫々厚さ１５μｍまで冷間圧延し、最後に還元性雰
囲気で４５０℃×４時間の熱処理を行って試料とした。
【００１７】以上の各試料について所定の特性を確認
し、表１に示すような結果を得た。
し、表１に示すような結果を得た。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１の結果から明らかなように、Ｚｒ濃度
の低い試料No.１〜３は最終熱処理後に強度が低下して
おり、十分な強度を有していない。また、Ｚｒ濃度の高
い試料No.８では、耐熱性がありすぎ、より高温での最
終熱処理が必要となる。また、加工性が悪く、他の試料
に比較して薄く加工する圧延加工での加工性が悪く、所
定の厚さに加工するまでに、より多くの圧延回数が必要
であった。これに対しＺｒ濃度が本発明の範囲内のある
試料No.３〜７は適度の伸びと強度を有し、導電率も電
極に適した高い値を示すことが判る。
の低い試料No.１〜３は最終熱処理後に強度が低下して
おり、十分な強度を有していない。また、Ｚｒ濃度の高
い試料No.８では、耐熱性がありすぎ、より高温での最
終熱処理が必要となる。また、加工性が悪く、他の試料
に比較して薄く加工する圧延加工での加工性が悪く、所
定の厚さに加工するまでに、より多くの圧延回数が必要
であった。これに対しＺｒ濃度が本発明の範囲内のある
試料No.３〜７は適度の伸びと強度を有し、導電率も電
極に適した高い値を示すことが判る。
【００２０】次に、熱処理を施した試料No.３と６の銅
箔について、リチウムイオン電池用の負極材としてカー
ボン塗工を行ったところ、塗工ラインでは従来のタフピ
ッチ銅を素材としたものよりも伸びがあり、皺などの発
生は見られなかった。また、塗工後、素材の強度を確認
した結果、引張強さは２５０Ｎ／mm2以上と塗工前の強
度と大差はなかった。
箔について、リチウムイオン電池用の負極材としてカー
ボン塗工を行ったところ、塗工ラインでは従来のタフピ
ッチ銅を素材としたものよりも伸びがあり、皺などの発
生は見られなかった。また、塗工後、素材の強度を確認
した結果、引張強さは２５０Ｎ／mm2以上と塗工前の強
度と大差はなかった。
【００２１】この塗工した材料を電池に組み立てて過充
放電試験を行ったが、負極心材である銅箔に破断やクラ
ックの発生は見られなかった。
放電試験を行ったが、負極心材である銅箔に破断やクラ
ックの発生は見られなかった。
【００２２】このように、実施の形態の電池用銅箔によ
れば、銅材に重量にして０．０１〜０．２０％の範囲の
Ｚｒを含有させると共に、その銅材を圧延加工した後、
熱処理することで、適度な強度と伸びを持ったものとす
ることができる。したがって、熱処理条件を選定するこ
とにより、必要に応じた強度と伸びを持つ電池電極用銅
箔を得ることができる。
れば、銅材に重量にして０．０１〜０．２０％の範囲の
Ｚｒを含有させると共に、その銅材を圧延加工した後、
熱処理することで、適度な強度と伸びを持ったものとす
ることができる。したがって、熱処理条件を選定するこ
とにより、必要に応じた強度と伸びを持つ電池電極用銅
箔を得ることができる。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、所定量のＺｒを含有する銅材を圧延加工した
後、熱処理を施すことで、得られた銅箔の伸びと強度を
両立させたので、電極製造時の熱処理前でも適度の伸び
を有し電極製造ラインでの破断が防止され、電池の組み
立て後の電極の破断を防止することができる。また熱処
理後でも強度の低下が少なくので、後工程でのハンドリ
ング性も良好である等の効果がある。
によれば、所定量のＺｒを含有する銅材を圧延加工した
後、熱処理を施すことで、得られた銅箔の伸びと強度を
両立させたので、電極製造時の熱処理前でも適度の伸び
を有し電極製造ラインでの破断が防止され、電池の組み
立て後の電極の破断を防止することができる。また熱処
理後でも強度の低下が少なくので、後工程でのハンドリ
ング性も良好である等の効果がある。
【図１】重ね巻きタイプのリチウムイオン電池の構造を
示す図である。
示す図である。
１ 正極
２ 負極
３ セパレータ
フロントページの続き
(72)発明者 太田 真
東京都千代田区大手町一丁目６番１号 日
立電線株式会社内
(72)発明者 青柳 幸司
東京都千代田区大手町一丁目６番１号 日
立電線株式会社内
Ｆターム(参考） 5H017 AA03 AS10 BB01 BB06 BB15
CC01 EE01 HH01 HH03 HH08
HH09
5H029 AJ14 AL06 BJ02 BJ14 CJ02
CJ03 DJ07 EJ01 HJ01 HJ04
Claims (2)
- 【請求項１】銅のベースに重量（又は質量）にして０．
０１〜０．２０％のＺｒを添加してなる銅材を圧延加工
して銅箔となし、その銅箔に熱処理を施してなることを
特徴とする電池用銅箔。 - 【請求項２】前記銅箔は、２０μｍ以下の厚さであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の電池用銅箔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002013678A JP4061910B2 (ja) | 2002-01-23 | 2002-01-23 | 電池用銅箔 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002013678A JP4061910B2 (ja) | 2002-01-23 | 2002-01-23 | 電池用銅箔 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003217595A true JP2003217595A (ja) | 2003-07-31 |
| JP4061910B2 JP4061910B2 (ja) | 2008-03-19 |
Family
ID=27650578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002013678A Expired - Fee Related JP4061910B2 (ja) | 2002-01-23 | 2002-01-23 | 電池用銅箔 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4061910B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011187338A (ja) * | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | リチウムイオン二次電池 |
| JP2013062047A (ja) * | 2011-09-12 | 2013-04-04 | Hitachi Cable Ltd | リチウムイオン二次電池用負極集電銅箔、リチウムイオン二次電池用負極、リチウムイオン二次電池及びリチウムイオン二次電池用負極集電銅箔の製造方法 |
| JP2014060092A (ja) * | 2012-09-19 | 2014-04-03 | Sh Copper Products Corp | 負極集電銅箔の製造方法、負極集電銅箔、リチウムイオン二次電池用の負極、及びリチウムイオン二次電池 |
| CN108666630A (zh) * | 2017-03-27 | 2018-10-16 | 三洋电机株式会社 | 方形二次电池的制造方法 |
-
2002
- 2002-01-23 JP JP2002013678A patent/JP4061910B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011187338A (ja) * | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | リチウムイオン二次電池 |
| JP2013062047A (ja) * | 2011-09-12 | 2013-04-04 | Hitachi Cable Ltd | リチウムイオン二次電池用負極集電銅箔、リチウムイオン二次電池用負極、リチウムイオン二次電池及びリチウムイオン二次電池用負極集電銅箔の製造方法 |
| JP2014060092A (ja) * | 2012-09-19 | 2014-04-03 | Sh Copper Products Corp | 負極集電銅箔の製造方法、負極集電銅箔、リチウムイオン二次電池用の負極、及びリチウムイオン二次電池 |
| CN108666630A (zh) * | 2017-03-27 | 2018-10-16 | 三洋电机株式会社 | 方形二次电池的制造方法 |
| JP2018163856A (ja) * | 2017-03-27 | 2018-10-18 | 三洋電機株式会社 | 角形二次電池の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4061910B2 (ja) | 2008-03-19 |
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