JP2013143314A - Rustproof metal sheet for lithium ion secondary battery negative electrode, negative electrode and method for manufacturing the same, and battery - Google Patents

Rustproof metal sheet for lithium ion secondary battery negative electrode, negative electrode and method for manufacturing the same, and battery Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a negative electrode for a lithium ion secondary battery, high in strength and large in discharge capacity.SOLUTION: A rustproof metal sheet for supporting a negative electrode active material of a lithium ion secondary battery is a rustproof metal sheet 20 which includes copper coating layers 7 on both sides of a steel sheet 6 and a rust inhibitor layer 8 on a surface of each of the copper coating layers 7. In the rustproof metal sheet 20, the total thickness t of the steel sheet 6 and the copper coating layers 7 on both sides is 3-100 μm, and each of the copper coating layers 7 on both sides has an average film thickness tof 0.02-5.0 μm and t/t of 0.3 or less. The rust inhibitor layer 8 is more preferably obtained by rolling the rust inhibitor layer 8, which is stuck on a surface of a copper coated steel sheet 10 serving as an intermediate product, together with the copper coated steel sheet 10 to be reduced in thickness. A rust inhibitor, for example blended with benzotriazole, can be used.

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池の負極に用いる金属シートであって、特に銅被覆鋼箔の表面に防錆処理を施したものに関する。また、その金属シートの表面に活物質を担持したリチウムイオン二次電池の負極およびその製法、並びにその負極を用いたリチウムイオン二次電池に関する。   The present invention relates to a metal sheet used for a negative electrode of a lithium ion secondary battery, and in particular, to a surface of a copper-coated steel foil subjected to rust prevention treatment. Further, the present invention relates to a negative electrode of a lithium ion secondary battery in which an active material is supported on the surface of the metal sheet, a manufacturing method thereof, and a lithium ion secondary battery using the negative electrode.

リチウムイオン二次電池はポータブル電子機器などの小型蓄電池として広く普及している。今後はハイブリッド自動車や電気自動車の駆動用電源に使用できる程度の比較的大型の蓄電池としてもリチウムイオン二次電池の需要が見込まれる。さらに将来的には新エネルギーの蓄電にもリチウムイオン二次電池の適用が考えられる。このようなことから、昨今ではリチウムイオン二次電池の大容量化が強く望まれている。   Lithium ion secondary batteries are widely used as small storage batteries such as portable electronic devices. In the future, demand for lithium ion secondary batteries is expected as a relatively large storage battery that can be used as a power source for driving hybrid vehicles and electric vehicles. In the future, lithium-ion secondary batteries can also be used to store new energy. For these reasons, it is strongly desired to increase the capacity of lithium ion secondary batteries in recent years.

従来一般的なリチウムイオン二次電池は、アルミニウム箔の表面に正極活物質を担持させた正極と銅箔の表面に負極活物質を担持させた負極をセパレータを介して交互に積層してなる「電極積層体」を、リチウムイオン電解液中に配置した構造を有する。電極の積層方法で分類すると、帯状の正極と負極を巻き回したタイプ(例えば特許文献1)、多数のシート状正極と負極を交互に重ね合わせ、それぞれの極のタブリードの部分で溶接接合したタイプ(例えば特許文献2〜4)などが挙げられる。   Conventionally, a general lithium ion secondary battery is formed by alternately stacking a positive electrode in which a positive electrode active material is supported on the surface of an aluminum foil and a negative electrode in which a negative electrode active material is supported on the surface of a copper foil via a separator. It has a structure in which the “electrode laminate” is disposed in a lithium ion electrolyte. When classified by the electrode stacking method, a type in which a belt-like positive electrode and a negative electrode are wound (for example, Patent Document 1), and a number of sheet-like positive electrodes and negative electrodes are alternately overlapped and welded at the tab lead portions of each electrode. (For example, Patent Documents 2 to 4).

負極に使用されている銅箔は、所定の厚さに調整されたのち活物質含有塗料を表面に塗布するまでの間の保管期間中に、表面に酸化皮膜が生じて表面の電気抵抗(以下「表面抵抗」という)が増大しやすいという問題を有している。表面抵抗の増大は電池内部抵抗の増大に繋がる。また、表面の酸化皮膜は活物質層の密着性を低下させる要因ともなる。このような酸化皮膜の形成による問題は、銅箔製造後できるだけ速やかに活物質担持工程に供することにより、ある程度回避することができるが、工程管理に大きな制約が生じる。また、活物質担持前の保管期間・保管環境によって表面抵抗にバラツキが生じやすい。一方、銅箔製造後、表面を防錆剤により防錆処理する手法も採用されている(例えば特許文献5、6)。この銅箔の防錆処理は一般的な銅製品素材について行われている防錆処理と同様、防錆剤層の形成によって表面抵抗の多少の増大を伴う。   The copper foil used in the negative electrode has a surface electrical resistance (hereinafter referred to as “oxidized film” formed on the surface during the storage period after the active material containing paint is applied to the surface after being adjusted to a predetermined thickness. (Referred to as “surface resistance”) is likely to increase. An increase in surface resistance leads to an increase in battery internal resistance. In addition, the oxide film on the surface is a factor that reduces the adhesion of the active material layer. Such a problem due to the formation of an oxide film can be avoided to some extent by subjecting it to the active material supporting process as soon as possible after the production of the copper foil, but a great restriction is imposed on the process control. Also, the surface resistance tends to vary depending on the storage period and storage environment before carrying the active material. On the other hand, after copper foil manufacture, the method of carrying out the antirust process on the surface with a antirust agent is also employ | adopted (for example, patent documents 5, 6). The rust prevention treatment of the copper foil is accompanied by a slight increase in surface resistance due to the formation of a rust prevention agent layer, similar to the rust prevention treatment performed for general copper product materials.

特開2001−57243号公報JP 2001-57243 A 特開2002−75324号公報JP 2002-75324 A 特開2010−16043号公報JP 2010-16043 A 特開2010−73408号公報JP 2010-73408 A 特開平10−21928号公報JP-A-10-21928 特開2010−282957号公報JP 2010-282957 A

リチウムイオン二次電池に用いるアルミニウム箔や銅箔は、強度が低いため、活物質を塗布する製造ラインにおいて箔の変形が生じやすく、形状精度の高い電極を得るためには高度な管理が要求される。管理が不十分である場合にはライン内で箔状金属シートの帯が破断することもある。また、電池製品においては、特に電池の内容物をラミネートパックで封止した「ラミネート型」のリチウムイオン二次電池の場合、放熱特性に優れる点では大型化に有利である反面、電池外部から局所的な外力が加えられたときには電極積層体が変形して電極の損傷が生じやすい。さらに、電池製品の使用による充放電サイクルにより活物質の体積が増減するが、電極積層体の配置は電池内で完全に均一にすることは困難であることから、箔状金属シートの強度が低いと、ひずみの集中した部分で電極が損傷しやすい。なお、本明細書では厚さ100μm以下のシートを「箔」と呼んでいる。   Aluminum foil and copper foil used in lithium ion secondary batteries are low in strength, so the foil is likely to be deformed in the production line where the active material is applied, and advanced management is required to obtain an electrode with high shape accuracy. The If the management is insufficient, the band of the foil-like metal sheet may break in the line. In addition, in the case of battery products, especially in the case of “laminate type” lithium ion secondary batteries in which the battery contents are sealed with a laminate pack, it is advantageous for increasing the size in terms of excellent heat dissipation characteristics, but locally from the outside of the battery. When an external force is applied, the electrode laminate is deformed and the electrodes are easily damaged. Furthermore, the volume of the active material increases or decreases depending on the charge / discharge cycle due to the use of the battery product, but the strength of the foil-like metal sheet is low because it is difficult to completely arrange the electrode laminate in the battery. The electrode is easily damaged at the strain concentrated part. In this specification, a sheet having a thickness of 100 μm or less is called “foil”.

一方、電池の高容量化を図る上では、電極の単位体積当たりの放電容量が大きいことが望まれる。そのためには箔状金属シートの表面に活物質が高密度で存在していることが有利となる。活物質層を高密度化するには、活物質含有塗料を塗布して形成した塗膜をロールプレス等によって強くプレスすることが有効である。しかしながら、以下に述べるように、現状のアルミニウム箔や銅箔を用いた電極では活物質層の更なる高密度化は難しい。   On the other hand, in order to increase the capacity of the battery, it is desired that the discharge capacity per unit volume of the electrode is large. For this purpose, it is advantageous that the active material is present at a high density on the surface of the foil-like metal sheet. In order to increase the density of the active material layer, it is effective to strongly press the coating film formed by applying the active material-containing paint by a roll press or the like. However, as described below, it is difficult to further increase the density of the active material layer with the current electrode using aluminum foil or copper foil.

図1に、ロールプレス法により活物質層を形成する際の材料断面の状態を模式的に示す。集電体の芯材である箔状金属シート1の表面に活物質を含有する塗膜2が形成されており、回転するロール3によってプレスすることにより塗膜2の厚さが減じられ、活物質層4が形成される。通常、箔状金属シート1は、正極の場合はアルミニウム箔、負極の場合は銅箔である。なお、図1において箔状金属シート1、塗膜2および活物質層4の厚さは誇張して描いてあり、これらの厚さ比率は必ずしも実際の寸法を反映したものではない。   In FIG. 1, the state of the material cross section at the time of forming an active material layer with a roll press method is shown typically. A coating film 2 containing an active material is formed on the surface of a foil-like metal sheet 1 that is a core material of the current collector. By pressing with a rotating roll 3, the thickness of the coating film 2 is reduced, A material layer 4 is formed. Usually, the foil-like metal sheet 1 is an aluminum foil in the case of a positive electrode and a copper foil in the case of a negative electrode. In FIG. 1, the thicknesses of the foil-like metal sheet 1, the coating film 2, and the active material layer 4 are exaggerated, and the thickness ratios do not necessarily reflect actual dimensions.

図2に、ロールプレス法により活物質層を形成する際に適正な圧下力を付与した場合の、図1のA方向から見たロール通過時の材料断面の状態を模式的に示す。ロール3の圧下力が適正であれば、箔状金属シート1はほとんど変形することなく、活物質層4が形成される。なお、図2において箔状金属シート1および活物質層4の厚さは誇張して描いてある。   FIG. 2 schematically shows the state of the material cross section when passing through the roll as viewed from the direction A in FIG. 1 when an appropriate rolling force is applied when forming the active material layer by the roll press method. If the rolling force of the roll 3 is appropriate, the active material layer 4 is formed with almost no deformation of the foil-like metal sheet 1. In FIG. 2, the thicknesses of the foil-like metal sheet 1 and the active material layer 4 are exaggerated.

図3に、ロールプレス法により活物質層を形成する際に過剰な圧下力を付与した場合の、図1のA方向から見たロール通過時の材料断面の状態を模式的に示す。この場合、ロール3の圧下力は図2の場合よりも大きい。圧下力の増大に伴って、活物質層4はより高密度化されたものとなる。しかし、箔状金属シート1はアルミニウム箔または銅箔であるため強度が低く、幅方向中央部で塑性変形が生じて、いわゆる「中伸び」の状態となることがある。箔状金属シート1の幅方向端部(エッジ)近傍に未塗布部5を設けている場合には、エッジと中央部との厚さの差が一層顕著になりやすい。中伸びが生じると集電体素材としての形状不良や寸法精度低下が問題となる。したがって、ロール3の圧下力はアルミニウム箔や銅箔が変形しない範囲に抑えられ、このことが活物質層4の高密度化に対して制約となる。   FIG. 3 schematically shows the state of the material cross section when passing through the roll as viewed from the direction A in FIG. 1 when an excessive reduction force is applied when forming the active material layer by the roll press method. In this case, the rolling force of the roll 3 is larger than in the case of FIG. As the reduction force increases, the active material layer 4 becomes more dense. However, since the foil-like metal sheet 1 is an aluminum foil or a copper foil, its strength is low, and plastic deformation may occur at the central portion in the width direction, resulting in a so-called “medium elongation” state. When the non-application part 5 is provided in the width direction edge part (edge) vicinity of the foil-shaped metal sheet 1, the difference of the thickness of an edge and a center part tends to become still more remarkable. When the middle elongation occurs, a shape defect as a current collector material or a decrease in dimensional accuracy becomes a problem. Therefore, the rolling force of the roll 3 is limited to a range in which the aluminum foil and the copper foil are not deformed, and this is a limitation for increasing the density of the active material layer 4.

本発明は、リチウムイオン二次電池の高容量化に繋がる要素技術の1つとして、より高強度で耐久性が高く、かつ良好な防錆性を具備した負極用金属シートを提供すること、さらには放電容量の大きい負極を提供することを目的とする。また、それを用いたリチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。   The present invention provides a metal sheet for a negative electrode having higher strength, higher durability, and good rust prevention as one of elemental technologies leading to higher capacity of a lithium ion secondary battery, Is intended to provide a negative electrode having a large discharge capacity. Moreover, it aims at providing the lithium ion secondary battery using the same.

上記目的は、鋼シートの両面に銅被覆層を有し、それらの銅被覆層の表面上に防錆剤層を有する防錆金属シートであって、鋼シートと両面の銅被覆層の合計厚さtが3〜100μmであり、両面の各銅被覆層はいずれも平均膜厚tCuが0.02〜5.0μm、かつtCu/tが0.3以下であるリチウムイオン二次電池の負極活物質担持用防錆金属シートによって達成される。 The above object is a rust-proof metal sheet having a copper coating layer on both surfaces of a steel sheet and having a rust preventive layer on the surface of the copper coating layer, the total thickness of the steel sheet and the copper coating layers on both surfaces. A lithium ion secondary battery having a thickness t of 3 to 100 μm, an average film thickness t Cu of 0.02 to 5.0 μm, and a t Cu / t of 0.3 or less. This is achieved by a rust-proof metal sheet for supporting a negative electrode active material.

前記防錆剤層は、中間製品である銅被覆鋼シートの表面に付着させた防錆剤層が当該銅被覆鋼シートとともに圧延を受けて薄化されたものであることがより好ましい。防錆剤としてはベンゾトリアゾールを配合するものが挙げられる。銅被覆層は電気銅めっきを経て形成されたもの、あるいは鋼シートと銅シートのクラッド圧延を経て形成されたものが挙げられる。   More preferably, the rust preventive agent layer is a thin layer obtained by rolling a rust preventive agent layer attached to the surface of a copper-coated steel sheet as an intermediate product together with the copper-coated steel sheet. Examples of the rust preventive include those containing benzotriazole. Examples of the copper coating layer include those formed through electrolytic copper plating, and those formed through clad rolling of a steel sheet and a copper sheet.

銅被覆層を形成させるための芯材である鋼シートとしては、普通鋼冷延鋼板やオーステナイト系またはフェライト系ステンレス鋼板を素材として使用できる。規格製品としては、普通鋼の場合、例えばJIS G3141:2009に規定される冷延鋼板(鋼帯を含む)を素材とするものが適用できる。また、ステンレス鋼の場合、例えばJIS G4305:2005に規定されるオーステナイト系またはフェライト系の化学組成を有するものが適用できる。   As a steel sheet which is a core material for forming a copper coating layer, a cold-rolled steel sheet, austenitic or ferritic stainless steel sheet can be used as a raw material. As a standard product, in the case of plain steel, for example, a material made of a cold-rolled steel sheet (including a steel strip) defined in JIS G3141: 2009 can be applied. In the case of stainless steel, for example, one having an austenitic or ferrite chemical composition defined in JIS G4305: 2005 can be applied.

鋼シートを構成する成分元素の具体的な含有量範囲を以下に例示する。
〔普通鋼〕
質量%で、C:0.001〜0.15%、Si:0.001〜0.1%、Mn:0.005〜0.6%、P:0.001〜0.05%、S:0.001〜0.5%、Al:0.001〜0.5%、Ni:0.001〜1.0%、Cr:0.001〜1.0%、Cu:0〜0.1%、Ti:0〜0.5%、Nb:0〜0.5%、N:0〜0.05%、残部Feおよび不可避的不純物。
Specific content ranges of the constituent elements constituting the steel sheet are exemplified below.
[Regular steel]
In mass%, C: 0.001 to 0.15%, Si: 0.001 to 0.1%, Mn: 0.005 to 0.6%, P: 0.001 to 0.05%, S: 0.001 to 0.5%, Al: 0.001 to 0.5%, Ni: 0.001 to 1.0%, Cr: 0.001 to 1.0%, Cu: 0 to 0.1% , Ti: 0 to 0.5%, Nb: 0 to 0.5%, N: 0 to 0.05%, balance Fe and inevitable impurities.

〔オーステナイト系ステンレス鋼〕
質量%で、C:0.0001〜0.15%、Si:0.001〜4.0%、Mn:0.001〜2.5%、P:0.001〜0.045%、S:0.0005〜0.03%、Ni:6.0〜28.0%、Cr:15.0〜26.0%、Mo:0〜7.0%、Cu:0〜3.5%、Nb:0〜1.0%、Ti:0〜1.0%、Al:0〜0.1%、N:0〜0.3%、B:0〜0.01%、V:0〜0.5%、W:0〜0.3%、Ca、Mg、Y、REM(希土類元素)の合計:0〜0.1%、残部Feおよび不可避的不純物。
[Austenitic stainless steel]
By mass%, C: 0.0001 to 0.15%, Si: 0.001 to 4.0%, Mn: 0.001 to 2.5%, P: 0.001 to 0.045%, S: 0.0005 to 0.03%, Ni: 6.0 to 28.0%, Cr: 15.0 to 26.0%, Mo: 0 to 7.0%, Cu: 0 to 3.5%, Nb : 0-1.0%, Ti: 0-1.0%, Al: 0-0.1%, N: 0-0.3%, B: 0-0.01%, V: 0-0. 5%, W: 0 to 0.3%, Ca, Mg, Y, REM (rare earth elements) total: 0 to 0.1%, balance Fe and inevitable impurities.

〔フェライト系ステンレス鋼〕
質量%で、C:0.0001〜0.15%、Si:0.001〜1.2%、Mn:0.001〜1.2%、P:0.001〜0.04%、S:0.0005〜0.03%、Ni:0〜0.6%、Cr:11.5〜32.0%、Mo:0〜2.5%、Cu:0〜1.0%、Nb:0〜1.0%、Ti:0〜1.0%、Al:0〜0.2%、N:0〜0.025%、B:0〜0.01%、V:0〜0.5%、W:0〜0.3%、Ca、Mg、Y、REM(希土類元素)の合計:0〜0.1%、残部Feおよび不可避的不純物。
[Ferrite stainless steel]
By mass%, C: 0.0001 to 0.15%, Si: 0.001 to 1.2%, Mn: 0.001 to 1.2%, P: 0.001 to 0.04%, S: 0.0005 to 0.03%, Ni: 0 to 0.6%, Cr: 11.5 to 32.0%, Mo: 0 to 2.5%, Cu: 0 to 1.0%, Nb: 0 -1.0%, Ti: 0-1.0%, Al: 0-0.2%, N: 0-0.025%, B: 0-0.01%, V: 0-0.5% , W: 0 to 0.3%, Ca, Mg, Y, REM (rare earth elements) total: 0 to 0.1%, remaining Fe and inevitable impurities.

ここで、下限が0%である元素は任意元素である。これらの鋼シートを採用した箔状金属シートは、従来一般的な負極材料である銅箔と比べ高い強度を呈する。特に、引張強さが450〜900MPaに調整された金属シートは電極の耐久性を向上させる上で有利となり、600超え〜900MPaに調整されていることが一層有利となる。   Here, the element whose lower limit is 0% is an arbitrary element. Foil-like metal sheets employing these steel sheets exhibit higher strength than copper foil, which is a conventional negative electrode material. In particular, a metal sheet having a tensile strength adjusted to 450 to 900 MPa is advantageous in improving the durability of the electrode, and more preferably adjusted to more than 600 to 900 MPa.

また本発明では、上記の防錆金属シートの少なくとも一方の表面上に、リチウムイオン二次電池負極用の活物質層を形成したリチウムイオン二次電池の負極が提供される。さらに、その負極を用いたリチウムイオン二次電池が提供される。なお、炭素系活物質を適用する場合、その活物質層の密度は1.0g/cm3以上の範囲で目的に応じて選択すればよい。特に非黒鉛系活物質を用いた入出力特性が重視される用途では例えば1.0〜1.5g/cm3を選択すればよいが、黒鉛系活物質を用いたエネルギー密度が重視される用途では従来と同様に1.50g/cm3以上とすることが望ましい。放電容量の増大効果を高めるためには活物質層の密度を1.80g/cm3以上とすることがより好ましく、2.00g/cm3以上とすることがより一層好ましい。 Moreover, in this invention, the negative electrode of the lithium ion secondary battery which formed the active material layer for lithium ion secondary battery negative electrodes on the at least one surface of said rust prevention metal sheet is provided. Furthermore, a lithium ion secondary battery using the negative electrode is provided. In addition, what is necessary is just to select the density of the active material layer according to the objective in the range of 1.0 g / cm < 3 > or more when applying a carbon type active material. In particular, for applications in which input / output characteristics using non-graphite active materials are important, for example, 1.0 to 1.5 g / cm 3 may be selected, but in applications where energy density using graphite active materials is important. Then, it is desirable to set it as 1.50 g / cm < 3 > or more like the past. In order to enhance the effect of increasing the discharge capacity, the density of the active material layer is more preferably 1.80 g / cm 3 or more, and even more preferably 2.00 g / cm 3 or more.

また、リチウムイオン二次電池の負極の製法として、
上記の防錆金属シートの少なくとも一方の銅被覆層の表面上に、リチウムイオン二次電池負極用活物質を含有する塗膜を形成する工程、
前記塗膜が乾燥した後、ロールプレスによって塗膜厚さを30〜70%減じることにより塗膜を高密度化する工程、
を有する製法が提供される。
炭素系活物質を使用する場合、ロールプレスによって塗膜の密度を上述の活物質層の所定密度に調整することが望ましい。
Moreover, as a manufacturing method of the negative electrode of a lithium ion secondary battery,
Forming a coating film containing a lithium ion secondary battery negative electrode active material on the surface of at least one copper coating layer of the rust-proof metal sheet,
A step of densifying the coating film by reducing the coating thickness by 30 to 70% by a roll press after the coating film is dried;
Is provided.
When using a carbon-based active material, it is desirable to adjust the density of the coating film to a predetermined density of the above-described active material layer by a roll press.

本発明によれば、リチウムイオン二次電池の負極用箔状金属シートとして、従来よりも強度の高いものが提供可能となった。このため、電池の耐久性が向上し、負極の面積増大や薄肉化のニーズに対応できる。充放電時の負極活物質の体積変化に起因する箔状金属シートの塑性変形が抑制され、電池の長寿命化に有利となる。活物質を担持させるロールプレス工程で金属シートが変形しにくいため、寸法精度の高い電極が実現できる。特に、活物質層を従来よりも一層高密度化することが容易となる。また、この金属シートは防錆性に優れるので、箔状金属シートを製造してから活物質含有塗料を塗布するまでの保管期間における酸化皮膜の形成に起因する表面抵抗増大や、活物質層の密着性低下の問題が解消される。防錆剤層が存在することによる表面抵抗の増大は多くの場合、長時間の保管期間中に酸化皮膜が形成することによる表面抵抗の増大と比較して、微小である。特に、圧延により防錆剤層を薄化した場合には防錆剤層の存在による表面抵抗増大が一層抑制され、放電容量の増大には特に効果的である。   According to the present invention, it is possible to provide a foil-like metal sheet for a negative electrode of a lithium ion secondary battery having higher strength than before. For this reason, durability of a battery improves and it can respond to the needs of the area increase or thickness reduction of a negative electrode. Plastic deformation of the foil-like metal sheet due to the volume change of the negative electrode active material during charge / discharge is suppressed, which is advantageous for extending the life of the battery. Since the metal sheet is not easily deformed in the roll press process for supporting the active material, an electrode with high dimensional accuracy can be realized. In particular, it becomes easy to increase the density of the active material layer more than before. Moreover, since this metal sheet is excellent in rust prevention, the surface resistance increases due to the formation of an oxide film during the storage period from the production of the foil-like metal sheet to the application of the active material-containing paint, and the active material layer The problem of reduced adhesion is solved. The increase in surface resistance due to the presence of the anticorrosive layer is often small compared to the increase in surface resistance due to the formation of an oxide film during a long storage period. In particular, when the rust preventive layer is thinned by rolling, an increase in surface resistance due to the presence of the rust preventive layer is further suppressed, which is particularly effective for increasing the discharge capacity.

リチウムイオン二次電池の電極製造工程において、ロールプレス法により箔状金属シート表面に活物質層を形成する際の材料断面の状態を模式的に示した図。The figure which showed typically the state of the material cross section at the time of forming an active material layer on the foil-shaped metal sheet surface by the roll press method in the electrode manufacturing process of a lithium ion secondary battery. ロールプレス法により活物質層を形成する際に適正な圧下力を付与した場合の、図1のA方向から見たロール通過時の材料断面の状態を模式的に示した図。The figure which showed typically the state of the material cross section at the time of the roll passage seen from the A direction of FIG. 1 at the time of providing the appropriate rolling force when forming an active material layer by the roll press method. ロールプレス法により活物質層を形成する際に過剰な圧下力を付与した場合の、図1のA方向から見たロール通過時の材料断面の状態を模式的に示した図。The figure which showed typically the state of the material cross section at the time of the roll passage seen from the A direction of FIG. 1 at the time of applying excessive rolling force when forming an active material layer by the roll press method. 本発明の負極活物質担持用防錆金属シートの断面構造を模式的に示した図。The figure which showed typically the cross-section of the antirust metal sheet for negative electrode active material carrying | support of this invention. 本発明の負極の断面構造を模式的に示した図。The figure which showed typically the cross-section of the negative electrode of this invention.

図4に、本発明のリチウムイオン二次電池の負極活物質担持用防錆金属シートの断面構造を模式的に示す。鋼シート6の両面が銅被覆層7により被覆された金属シートを本明細書では銅被覆鋼シートと呼び、図4中に符号10で示してある。本発明に従う防錆金属シート20は前記銅被覆鋼シート10の表面に防錆剤層8を有するものである。図4において銅被覆層7および防錆剤層8の厚さは誇張して描いてあり、これらの厚さ比率は必ずしも実際の寸法を反映したものではない(後述図5において同じ)。銅被覆層7は両面とも片面当たりの平均膜厚tCuが0.02〜5.0μmの範囲に調整され、銅被覆層7を含めた銅被覆鋼シート10の平均厚さtは3〜100μmの範囲にある。銅被覆層7の平均膜厚tCuは両面で必ずしも同一である必要はないが、それぞれの表面側でtCu/tが0.3以下を満たす必要がある。 FIG. 4 schematically shows a cross-sectional structure of the rust-proof metal sheet for supporting the negative electrode active material of the lithium ion secondary battery of the present invention. A metal sheet in which both surfaces of the steel sheet 6 are coated with the copper coating layer 7 is referred to as a copper-coated steel sheet in this specification, and is indicated by reference numeral 10 in FIG. The rust preventive metal sheet 20 according to the present invention has a rust preventive agent layer 8 on the surface of the copper-coated steel sheet 10. In FIG. 4, the thicknesses of the copper coating layer 7 and the rust preventive agent layer 8 are exaggerated, and the thickness ratios do not necessarily reflect actual dimensions (the same applies in FIG. 5 described later). The copper coating layer 7 is adjusted to have an average film thickness t Cu per side of 0.02 to 5.0 μm on both sides, and the average thickness t of the copper coated steel sheet 10 including the copper coating layer 7 is 3 to 100 μm. It is in the range. The average film thickness t Cu of the copper coating layer 7 is not necessarily the same on both surfaces, but t Cu / t needs to satisfy 0.3 or less on each surface side.

銅被覆層7は例えば後述のように電気銅めっき法を利用して好適に形成することができる。電気銅めっき層の密着性を向上させるためには下地めっき層を形成しておくことが有利となる。例えば鋼シート6が普通鋼である場合には銅ストライクめっきを施しておくことが望ましく、鋼シート6がステンレス鋼である場合にはニッケルストライクめっきを施しておくことが望ましい。下地めっき層を2層以上施してもよい。銅ストライクめっき層の直上に電気銅めっき(本めっき)を施して銅被覆層7を形成する場合、その銅ストライクめっき層は銅被覆層7の一部を構成するとみなされる。ニッケルストライクめっきなど銅以外の金属による下地めっきを施す場合は、銅被覆層7の下に形成されている下地めっき層のトータル平均膜厚をtMとすると、(tM+tCu)が5.0μm以下であることが望ましい。 The copper coating layer 7 can be suitably formed using, for example, an electrolytic copper plating method as described later. In order to improve the adhesion of the electrolytic copper plating layer, it is advantageous to form a base plating layer. For example, when the steel sheet 6 is plain steel, it is desirable to perform copper strike plating, and when the steel sheet 6 is stainless steel, it is desirable to perform nickel strike plating. Two or more base plating layers may be applied. When the copper coating layer 7 is formed by performing electrolytic copper plating (main plating) directly on the copper strike plating layer, the copper strike plating layer is considered to constitute a part of the copper coating layer 7. When performing base plating with a metal other than copper, such as nickel strike plating, assuming that the total average film thickness of the base plating layer formed under the copper coating layer 7 is t M , (t M + t Cu ) is 5. It is desirable that it is 0 μm or less.

銅被覆鋼シート10の平均厚さtが3μmより小さくなると、強度の高い鋼シート6を適用しても、電極としての強度、および必要な活物質の担持量を十分に確保することが難しくなる。5μm以上、あるいは7μm以上の範囲に管理してもよい。一方、tが100μmを超えると、電池の小型・大容量化の要求に合致しなくなる。一般的には50μm以下の範囲とすることが好適であり、25μm以下、あるいは15μm以下に管理してもよい。   When the average thickness t of the copper-coated steel sheet 10 is smaller than 3 μm, it is difficult to ensure sufficient strength as an electrode and a necessary amount of active material even if a high strength steel sheet 6 is applied. . You may manage in the range of 5 micrometers or more, or 7 micrometers or more. On the other hand, if t exceeds 100 μm, it will not meet the requirements for battery size reduction and capacity increase. In general, the range is preferably 50 μm or less, and may be controlled to 25 μm or less, or 15 μm or less.

銅被覆層7の片面当たりの平均膜厚tCuが0.02μmより小さくなると、銅被覆鋼シート10に占める導電性の高い銅の絶対量が少なくなることや、銅被覆層7の膜厚を貫通するピンホール等の欠陥が増大することなどに起因して、放電容量を安定して高く維持することが難しくなる。tCuは0.03μm以上、あるいは0.05μm以上に管理しても構わない。一方、tCuが5.0μmを超えると、ロールプレス工程で圧下力を増大した場合には銅被覆層7の塑性変形が生じやすくなり、高い寸法精度を維持しながら活物質層の高密度化を図ることが難しくなる。また、銅めっきのコストも増大する。電極の寸法精度および活物質層の高密度化を重視する場合には、tCuを1.0μm以下(あるいは1.0μm未満)の範囲とすることがより好ましい。 If the average film thickness t Cu per side of the copper coating layer 7 is smaller than 0.02 μm, the absolute amount of copper having high conductivity in the copper coated steel sheet 10 is reduced, and the film thickness of the copper coating layer 7 is reduced. Due to an increase in defects such as penetrating pinholes, it is difficult to stably maintain a high discharge capacity. t Cu may be controlled to 0.03 μm or more, or 0.05 μm or more. On the other hand, when t Cu exceeds 5.0 μm, when the rolling force is increased in the roll press process, plastic deformation of the copper coating layer 7 is likely to occur, and the active material layer is densified while maintaining high dimensional accuracy. It becomes difficult to plan. Moreover, the cost of copper plating also increases. When importance is attached to the dimensional accuracy of the electrode and the increase in the density of the active material layer, it is more preferable that t Cu be in the range of 1.0 μm or less (or less than 1.0 μm).

銅被覆鋼シート10の平均厚さtが例えば20μm程度以下に薄くなってくると、それに伴って銅被覆層7の平均膜厚tCuも小さくしなければ、ロールプレスでの銅被覆層7の塑性変形を抑止することが難しくなる。種々検討の結果、両面の各銅被覆層7においてそれぞれtCu/tが0.3以下であれば、鋼シート6により銅被覆層7の変形が効果的に拘束され、寸法精度の高い集電体を得るうえで有利となる。tCu/tは0.2以下、あるいはさらに0.1以下とすることがより好ましい。 When the average thickness t of the copper-coated steel sheet 10 is reduced to, for example, about 20 μm or less, if the average film thickness t Cu of the copper coating layer 7 is not reduced accordingly, the copper coating layer 7 in the roll press is not reduced. It becomes difficult to suppress plastic deformation. As a result of various studies, if t Cu / t is 0.3 or less in each of the copper coating layers 7 on both sides, the deformation of the copper coating layer 7 is effectively restrained by the steel sheet 6 and current collection with high dimensional accuracy is performed. It is advantageous in obtaining the body. t Cu / t is more preferably 0.2 or less, or even 0.1 or less.

鋼シート6を芯材に用いた銅被覆鋼シート10は、従来の負極に使用されている銅箔と比べ、強度が格段に高い。電池に組み込まれた状態での負極の耐久性や、負極活物質層7を形成させるためのロールプレス工程における形状維持性(中伸び抑止性能)を安定して顕著に向上させるためには、銅被覆鋼シート10の引張強さを450〜900MPaとすることがより効果的である。500MPa以上に管理してもよい。特に600MPaを超える強度レベル、あるいはさらに650MPa以上の強度レベルに調整された銅被覆鋼シート10は、負極の信頼性向上に極めて有利となる。銅被覆鋼シート10の引張強さは、鋼シート6の化学組成および冷間圧延率によってコントロールすることができる。引張強さが900MPaを超えるような高強度としても、耐久性や形状維持性の更なる向上はそれほど見込めず、逆に冷間圧延率増大によるコスト増大のデメリットが大きくなる。   The copper-coated steel sheet 10 using the steel sheet 6 as a core material has a significantly higher strength than the copper foil used in the conventional negative electrode. In order to stably and significantly improve the durability of the negative electrode in the state of being incorporated in the battery and the shape maintaining property (medium elongation inhibiting performance) in the roll press process for forming the negative electrode active material layer 7, It is more effective to set the tensile strength of the coated steel sheet 10 to 450 to 900 MPa. You may manage to 500 Mpa or more. In particular, the copper-coated steel sheet 10 adjusted to a strength level exceeding 600 MPa or further to a strength level of 650 MPa or more is extremely advantageous for improving the reliability of the negative electrode. The tensile strength of the copper-coated steel sheet 10 can be controlled by the chemical composition of the steel sheet 6 and the cold rolling rate. Even if the tensile strength exceeds 900 MPa, further improvement in durability and shape maintainability cannot be expected so much, and conversely, the disadvantage of increased cost due to an increase in the cold rolling rate increases.

防錆剤層8は、冷間圧延後の銅系素材の表面に酸化皮膜が形成される現象を抑制する作用を有する防錆剤の皮膜である。従来から銅系素材の防錆に使用されている各種防錆剤が適用できる。腐食抑制剤、変色防止材と称して市販されている銅系素材用の防錆剤もあり、これらを適用してもよい。具体的にはベンゾトリアゾール(BTA)またはその化合物を配合するものが代表例として挙げられる。その他、チアジアゾール、ソルビタンエステル、アルカリ金属またはアルカリ土類金属のスルホネート、アルカリ金属またはアルカリ土類金属のサリチレート、酸化クロムなどを配合する防錆剤などがある。また、防錆剤層8はその表層部にカップリング処理皮膜を有するものであっても構わない。例えば上記防錆剤を使用した皮膜形成処理とカップリング処理を経ることにより防錆剤層8を形成してもよい。カップリング剤としてはシラン系、アルミニウム系、チタン系、ジルコニウム系などの公知のものが適用できる。   The rust preventive agent layer 8 is a rust preventive coating having an action of suppressing a phenomenon that an oxide coating is formed on the surface of the copper-based material after cold rolling. Various rust preventive agents conventionally used for rust prevention of copper-based materials can be applied. There are also commercially available rust inhibitors for copper-based materials called corrosion inhibitors and anti-discoloration materials, and these may be applied. Specific examples include those containing benzotriazole (BTA) or a compound thereof. In addition, there are rust preventives containing thiadiazole, sorbitan ester, sulfonate of alkali metal or alkaline earth metal, salicylate of alkali metal or alkaline earth metal, chromium oxide and the like. Moreover, the rust preventive agent layer 8 may have a coupling treatment film on its surface layer portion. For example, you may form the rust preventive agent layer 8 by passing through the film formation process and coupling process using the said rust preventive agent. As the coupling agent, known ones such as silane, aluminum, titanium, and zirconium can be applied.

防錆剤層8はそれ自体が金属材料よりも大きい電気抵抗を有するため、防錆金属シート20の表面抵抗の増大をできるだけ抑えるために、防錆剤層8の膜厚を薄くすることが有利となる。一般に防錆処理は防錆剤を含む処理液に材料を浸漬するか、処理液をロールあるいはスプレーにより塗布することにより行われる。また、防錆剤を製造工程で用いる各種処理液に適量添加することにより、工程を通すと同時に防錆処理することもできる。処理液とは具体的には、圧延工程での圧延油、圧延油の脱脂工程での洗浄剤または脱脂液、あるいは水洗水を含む。発明者らの検討によれば、銅被覆鋼シート10を通常の大気環境で保管したのち活物質含有塗料を塗布する工程に供する場合には、上記一般的な防錆処理で形成される防錆剤層の膜厚は必要ではなく、これを薄化した場合でも大きな防錆効果が得られることがわかった。その場合、防錆剤層を薄化したことにより防錆剤層自体の電気抵抗が小さくなるので、結果的に防錆金属シート20の表面抵抗を低減することができる。すなわち防錆剤層8は、中間製品である銅被覆鋼シートの表面に付着させた防錆剤層が当該銅被覆鋼シートとともに圧延を受けて薄化されたものであることがより好ましい。薄化のための圧延率は30〜98%とすれば効果的である。   Since the rust preventive agent layer 8 itself has an electric resistance larger than that of the metal material, it is advantageous to reduce the film thickness of the rust preventive agent layer 8 in order to suppress an increase in the surface resistance of the rust preventive metal sheet 20 as much as possible. It becomes. In general, the rust prevention treatment is performed by immersing the material in a treatment liquid containing a rust prevention agent or by applying the treatment liquid by a roll or spray. Moreover, by adding an appropriate amount of a rust inhibitor to various treatment liquids used in the production process, it is possible to carry out a rust prevention treatment simultaneously with passing through the process. Specifically, the treatment liquid includes rolling oil in the rolling process, cleaning agent or degreasing liquid in the degreasing process of rolling oil, or washing water. According to the study by the inventors, when the copper-coated steel sheet 10 is stored in a normal atmospheric environment and then subjected to the step of applying the active material-containing paint, the rust prevention formed by the above general rust prevention treatment. The film thickness of the agent layer is not necessary, and it has been found that a large rust prevention effect can be obtained even when the agent layer is thinned. In that case, since the electrical resistance of the rust preventive agent layer itself is reduced by thinning the rust preventive agent layer, the surface resistance of the rust preventive metal sheet 20 can be reduced as a result. That is, it is more preferable that the rust preventive agent layer 8 is obtained by rolling and thinning the rust preventive agent layer attached to the surface of the copper-coated steel sheet as an intermediate product together with the copper-coated steel sheet. It is effective if the rolling rate for thinning is 30 to 98%.

図5に、本発明に従うリチウムイオン二次電池の負極の断面構造を模式的に示す。銅被覆鋼シート10の表面に防錆剤層8を形成した前記防錆金属シート20の表面上に、ロールプレス等により高密度化された負極活物質層40が形成されている。この図では銅被覆鋼シート10の両面に負極活物質層40が形成されたものを例示しているが、片面のみに負極活物質層40が形成された負極集電体が採用されることもある。例えば電極積層体の端部に位置する負極では、負極活物質層40は片面に形成されていればよい。   FIG. 5 schematically shows a cross-sectional structure of the negative electrode of the lithium ion secondary battery according to the present invention. On the surface of the rust preventive metal sheet 20 in which the rust preventive agent layer 8 is formed on the surface of the copper-coated steel sheet 10, a negative electrode active material layer 40 densified by a roll press or the like is formed. In this figure, a case where the negative electrode active material layer 40 is formed on both surfaces of the copper-coated steel sheet 10 is illustrated, but a negative electrode current collector in which the negative electrode active material layer 40 is formed only on one surface may be employed. is there. For example, in the negative electrode located at the end of the electrode laminate, the negative electrode active material layer 40 may be formed on one side.

高密度化された負極活物質層40の平均厚さは、片面当たり5〜150μmであることが望ましく、20〜100μmであることがより好ましい。炭素系活物質(後述)を含有する負極活物質層40の場合、エネルギー密度が重視される用途では当該負極活物質層40の密度(層内の微細空隙を含む)は1.50g/cm3以上であることが望ましい。また後述の工程に従えば、炭素系活物質層の密度を1.80g/cm3以上、あるいは更に2.00g/cm3以上とすることができる。このように負極活物質層が高密度化されているとき、従来の負極(例えば活物質層の密度:1.50〜1.75g/cm3程度)に対して、金属シートの高強度化による耐久性向上効果のみならず、活物質層単位体積当たりの放電容量の向上効果が得られる。一方、活物質層の密度が高くなりすぎると、当該層内に電解液が浸透しにくくなり、電荷移動を阻害する要因となることも考えられる。黒鉛の理論密度が2.26g/cm3であることを考慮すると、炭素系活物質層の密度は2.20g/cm3以下の範囲とすることが望ましく、2.15g/cm3以下の範囲に管理してもよい。活物質層の密度は、集電体断面の顕微鏡観察により求まる活物質層の平均厚さと、活物質層の単位面積当たりの平均質量から算出される。 The average thickness of the densified negative electrode active material layer 40 is preferably 5 to 150 μm per side, and more preferably 20 to 100 μm. In the case of the negative electrode active material layer 40 containing a carbon-based active material (described later), the density (including the fine voids in the layer) of the negative electrode active material layer 40 is 1.50 g / cm 3 in applications where energy density is important. The above is desirable. Further, according to the steps described later, the density of the carbon-based active material layer can be 1.80 g / cm 3 or more, or even 2.00 g / cm 3 or more. Thus, when the negative electrode active material layer is densified, the strength of the metal sheet is increased with respect to the conventional negative electrode (for example, the density of the active material layer: about 1.50 to 1.75 g / cm 3 ). In addition to the effect of improving the durability, the effect of improving the discharge capacity per unit volume of the active material layer can be obtained. On the other hand, if the density of the active material layer becomes too high, the electrolytic solution is less likely to penetrate into the layer, which may be a factor that inhibits charge transfer. If the theoretical density of graphite is considered to be the 2.26 g / cm 3, the density of the carbon-based active material layer is preferably set to 2.20 g / cm 3 or less in the range, 2.15 g / cm 3 or less in the range You may manage. The density of the active material layer is calculated from the average thickness of the active material layer obtained by microscopic observation of the current collector cross section and the average mass per unit area of the active material layer.

〔防錆金属シートの製造工程例示〕
本発明の防錆金属シートを製造するための工程としては以下のものが例示できる。
[ ]内は各段階での材料名である。( )は必要に応じて実施することができる処理である。
A.[冷延鋼板]→圧延→(下地めっき)→銅めっき→[銅被覆鋼シート]→防錆処理→[防錆金属シート]
B.[冷延鋼板]→圧延→(下地めっき)→銅めっき→[銅被覆鋼シート]→防錆処理→さらに圧延→[防錆金属シート]
C.[冷延鋼板]→(下地めっき)→銅めっき→[銅被覆鋼シート]→防錆処理→圧延→[防錆金属シート]
D.[冷延鋼板]→銅シートとのクラッド接合→[銅被覆鋼シート]→防錆処理→圧延→[防錆金属シート]
E.[冷延鋼板]→圧延→銅シートとのクラッド接合→[銅被覆鋼シート]→防錆処理→[防錆金属シート]
上記のうち、B、C、Dの工程では防錆処理後に圧延を行うことによって防錆剤層を薄化することができる。
[Example of manufacturing process of rust-proof metal sheet]
The following can be illustrated as a process for manufacturing the antirust metal sheet of this invention.
[] Is the name of the material at each stage. () Is a process that can be performed as necessary.
A. [Cold rolled steel sheet] → Rolling → (Under plating) → Copper plating → [Copper coated steel sheet] → Rust prevention treatment → [Rust prevention metal sheet]
B. [Cold rolled steel sheet] → Rolling → (Under plating) → Copper plating → [Copper coated steel sheet] → Rust prevention treatment → Further rolling → [Rust prevention metal sheet]
C. [Cold rolled steel sheet] → (Undercoat) → Copper plating → [Copper coated steel sheet] → Rust prevention treatment → Rolling → [Rust prevention metal sheet]
D. [Cold rolled steel sheet] → Clad bonding with copper sheet → [Copper coated steel sheet] → Antirust treatment → Rolling → [Antirust metal sheet]
E. [Cold rolled steel sheet] → Rolling → Clad bonding with copper sheet → [Copper coated steel sheet] → Rust prevention treatment → [Rust prevention metal sheet]
Among the above, in the steps B, C, and D, the rust preventive agent layer can be thinned by rolling after the rust prevention treatment.

〔負極の製造工程例示〕
上記のようにして得られた防錆金属シートを用いて、例えば以下の工程によりリチウムイオン二次電池の負極を製造することができる。
[防錆金属シート]→活物質含有塗料塗布→塗膜乾燥→ロールプレス→裁断等の成形加工→[負極]
[Example of negative electrode manufacturing process]
Using the rust-proof metal sheet obtained as described above, a negative electrode of a lithium ion secondary battery can be produced, for example, by the following steps.
[Rust-proof metal sheet] → Active material-containing coating application → Coating film drying → Roll press → Cutting, etc. → [Negative electrode]

〔鋼シート〕
本発明に使用する銅被覆鋼シートの芯材である鋼シート(図4の符号6)としては、普通鋼の他、ステンレス鋼が採用できる。ステンレス鋼は耐食性に優れるため、高い耐久性・信頼性が重視される用途においては好適である。具体的な化学組成範囲は前述のとおりである。
[Steel sheet]
As the steel sheet (symbol 6 in FIG. 4) that is the core material of the copper-coated steel sheet used in the present invention, stainless steel can be used in addition to ordinary steel. Since stainless steel is excellent in corrosion resistance, it is suitable for applications where high durability and reliability are important. The specific chemical composition range is as described above.

〔銅めっき〕
銅被覆層を形成させるための手法として、上記A、B、C工程に例示されるように銅めっき法を利用することができる。公知の各種銅めっき技術、例えば電気めっき、化学めっき、気相めっき等を用いることができる。化学めっきとしては無電解めっき、気相めっきとしてはスパッタリング、イオンプレーティングが挙げられる。これらのなかで、電気銅めっき法は比較的高速かつ経済的にめっき層を形成することができ、めっき厚さのコントロールも容易であることから、大量生産には適している。
[Copper plating]
As a method for forming the copper coating layer, a copper plating method can be used as exemplified in the above-described A, B, and C steps. Various known copper plating techniques such as electroplating, chemical plating, and vapor phase plating can be used. Examples of the chemical plating include electroless plating, and examples of the vapor phase plating include sputtering and ion plating. Among these, the electrolytic copper plating method is suitable for mass production because a plating layer can be formed relatively quickly and economically and the plating thickness can be easily controlled.

電気銅めっき;
公知の種々の電気銅めっき法を採用することができる。硫酸浴を使用する場合の電気銅めっきの条件を例示すれば、例えば、硫酸銅:200〜250g/L、硫酸:30〜75g/L、液温:20〜50℃のめっき浴を用いて、陰極電流密度:1〜20A/dm2とすることができる。ただし、銅めっき後に所定の厚さの箔に圧延するか、あるいは銅めっきによって目標膜厚の銅被覆層を直接形成させるかによって、銅めっきの付着量は大きく相違する。前者の場合は、後工程での圧延率に応じて、銅被覆層の目標膜厚から逆算した厚さの銅めっき層を形成させる必要がある。1回の銅めっきライン通板では必要な銅めっき層厚さが得られない場合は、銅めっきラインの通板を複数回行えばよい。
Electrolytic copper plating;
Various known electrolytic copper plating methods can be employed. If the conditions of electrolytic copper plating when using a sulfuric acid bath are exemplified, for example, using a plating bath of copper sulfate: 200 to 250 g / L, sulfuric acid: 30 to 75 g / L, liquid temperature: 20 to 50 ° C., cathode current density: it can be 1 to 20A / dm 2. However, the adhesion amount of copper plating varies greatly depending on whether the copper coating is rolled to a predetermined thickness after copper plating or a copper coating layer having a target film thickness is directly formed by copper plating. In the former case, it is necessary to form a copper plating layer having a thickness calculated backward from the target film thickness of the copper coating layer according to the rolling rate in the subsequent process. If the required copper plating layer thickness cannot be obtained by one pass of the copper plating line, the passing of the copper plating line may be performed a plurality of times.

電気銅めっきの前処理;
電気銅めっきを施す場合は、下地めっき層を形成させる前処理として銅ストライクめっきやニッケルストライクめっきを施すことができる。特に鋼シートがステンレス鋼である場合には、銅めっきの密着性を改善するためにニッケルストライクめっきが極めて有効である。
Pretreatment of electrolytic copper plating;
In the case of performing electrolytic copper plating, copper strike plating or nickel strike plating can be performed as a pretreatment for forming a base plating layer. In particular, when the steel sheet is stainless steel, nickel strike plating is extremely effective for improving the adhesion of copper plating.

銅ストライクめっきの条件は、例えば、ピロリン酸銅:65〜105g/L、ピロリン酸カリウム:240〜450g/L、全銅イオン濃度(g/L)に対する全ピロリン酸塩イオン濃度(g/L)の比(P比):6.4〜8.0、アンモニア水:1〜6mL/L、液温:50〜60℃、pH:8.2〜9.2のめっき浴を用いて、陰極電流密度:1〜7A/dm2以下の範囲で設定することができる。
ニッケルストライクめっきの条件は、例えば、塩化ニッケル:230〜250g/L、塩酸:125ml/L、pH:1〜1.5の常温のめっき浴を用いて、陰極電流密度:1〜10A/dm2とすることができる。
The conditions for copper strike plating are, for example, copper pyrophosphate: 65-105 g / L, potassium pyrophosphate: 240-450 g / L, total pyrophosphate ion concentration (g / L) relative to total copper ion concentration (g / L) Ratio (P ratio): 6.4 to 8.0, aqueous ammonia: 1 to 6 mL / L, liquid temperature: 50 to 60 ° C., pH: 8.2 to 9.2, cathode current Density: It can be set in a range of 1 to 7 A / dm 2 or less.
The conditions of nickel strike plating are, for example, a normal temperature plating bath of nickel chloride: 230 to 250 g / L, hydrochloric acid: 125 ml / L, pH: 1 to 1.5, and cathode current density: 1 to 10 A / dm 2. It can be.

気相めっき;
蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の公知の気相めっき法によって銅被覆層を形成させることもできる。スパッタリングを用いた製造方法を例示すると、まず前処理として、基材(めっき原板)となる鋼シートに「メチレンクロライド洗浄→乾燥→イソプロピルアルコール洗浄→水洗→乾燥」の各工程を有する湿式洗浄ラインで脱脂洗浄を施す。次に脱脂洗浄後の前記鋼箔を連続式スパッタリングラインに通板することにより銅被覆層を形成する。連続式スパッタリングラインは、例えばコイル払出し装置、高周波マグネトロンスパッタリング装置、および巻取り装置の一式を真空チャンバー内に配置することによって構成できる。
Vapor phase plating;
The copper coating layer can also be formed by a known vapor phase plating method such as vapor deposition, sputtering, or ion plating. A manufacturing method using sputtering is exemplified. First, as a pretreatment, a wet cleaning line having steps of “methylene chloride cleaning → drying → isopropyl alcohol cleaning → water cleaning → drying” on a steel sheet as a base material (plating original plate). Apply degreasing cleaning. Next, a copper coating layer is formed by passing the steel foil after degreasing and washing through a continuous sputtering line. The continuous sputtering line can be configured, for example, by arranging a set of a coil dispensing device, a high-frequency magnetron sputtering device, and a winding device in a vacuum chamber.

具体的には例えば以下のような手法でスパッタリングを行うことができる。チャンバー内のアルゴン分圧を0.1Pa程度に調整し、出力100W程度で逆スパッタを行って鋼シートの表面を活性化処理する。次に、純銅をターゲットに用いて出力300W程度で成膜スパッタを行うことにより鋼シートの片面に平均膜厚tCuが約0.05μmの銅被覆層を形成する。その際、連続式スパッタリングラインの通板速度を制御することにより平均膜厚tCuを調整すればよい。このような操作を鋼シートの表裏を反転させて繰り返すことにより、鋼シートを芯材とし、両面に銅被覆層を有する銅被覆鋼シートが得られる。 Specifically, for example, sputtering can be performed by the following method. The argon partial pressure in the chamber is adjusted to about 0.1 Pa, and reverse sputtering is performed at an output of about 100 W to activate the surface of the steel sheet. Next, a copper coating layer having an average film thickness t Cu of about 0.05 μm is formed on one surface of the steel sheet by performing film formation sputtering with an output of about 300 W using pure copper as a target. At that time, the average film thickness t Cu may be adjusted by controlling the plate passing speed of the continuous sputtering line. By repeating such an operation by reversing the front and back of the steel sheet, a copper-coated steel sheet having a steel sheet as a core and having a copper coating layer on both sides is obtained.

〔クラッド〕
銅被覆鋼シートを製造する別の方法として、鋼シートの両面に銅シートをクラッド接合する手法を採用することもできる。クラッド法としては、熱間圧接法、冷間圧接法、爆着法等が知られている。特に、冷間圧接法は厚み精度に優れ、生産性も良好であるため、大量生産に適している。
[Clad]
As another method for producing a copper-coated steel sheet, a technique in which a copper sheet is clad-bonded to both surfaces of the steel sheet can be employed. As the cladding method, a hot pressure welding method, a cold pressure welding method, an explosion method, and the like are known. In particular, the cold welding method is suitable for mass production because of excellent thickness accuracy and good productivity.

前述の製造工程Dにおいて冷間圧接法を用いて銅被覆鋼箔を製造する方法を例示する。素材として、前述のtCu/tが所定の値となるように板厚が調整された1本の帯状鋼シート(例えば冷延鋼帯)および2本の帯状銅シート(例えば帯状銅箔)を用意する。銅シートとしてはタフピッチ銅、無酸素銅、合金銅等が挙げられる。それぞれ脱脂洗浄ラインを通板して圧延油を除去した後、帯状鋼シートの両面を帯状銅シートで挟んだ3層構造の積層材に対して、連続的に冷間圧延を施すことにより冷間圧接して、これら3層がクラッド接合により一体化したクラッド材を製造する。圧接時の冷間圧延率が低すぎると、鋼シートと銅シートの界面での新生面の生成が少なくなり、接合強度が不足しやすい。冷間圧延率が高すぎると、圧延荷重が過大となって圧延形状が悪化したり、引張荷重が過大となってライン内で破断したりするトラブルが生じやすい。種々検討の結果、圧接のための冷間圧延率は概ね10〜75%の範囲で設定することができるが、鋼シートが普通鋼の場合40〜50%、ステンレス鋼の場合15〜40%とすることがより好ましい。得られたクラッド材に対して箔圧延機で冷間圧延を施すことにより、銅被覆鋼シートを得ることができる。 A method for producing a copper-coated steel foil using the cold welding method in the above-described production process D will be exemplified. As a raw material, one strip steel sheet (for example, a cold-rolled steel strip) whose thickness is adjusted so that the above-mentioned t Cu / t becomes a predetermined value and two strip copper sheets (for example, strip-shaped copper foil) are used. prepare. Examples of the copper sheet include tough pitch copper, oxygen-free copper, and alloy copper. After removing the rolling oil by passing through a degreasing and cleaning line respectively, cold rolling is performed by continuously performing cold rolling on the laminated material having a three-layer structure in which both surfaces of the belt-shaped steel sheet are sandwiched between the strip-shaped copper sheets. By pressure welding, a clad material in which these three layers are integrated by clad bonding is manufactured. If the cold rolling rate during pressure welding is too low, the generation of a new surface at the interface between the steel sheet and the copper sheet is reduced, and the joining strength tends to be insufficient. If the cold rolling rate is too high, the rolling load becomes excessive and the rolling shape deteriorates, or the tensile load becomes excessive and a trouble such as breaking in the line is likely to occur. As a result of various studies, the cold rolling rate for pressure welding can be set in the range of approximately 10 to 75%, but when the steel sheet is ordinary steel, it is 40 to 50%, and when stainless steel is 15 to 40%. More preferably. A copper-coated steel sheet can be obtained by subjecting the obtained clad material to cold rolling with a foil rolling machine.

また、前述の製造工程Eのように、予め冷延鋼板を箔にまで圧延して箔状鋼シートを得ておき、その箔状鋼シートと箔状銅シートとを冷間圧接によりクラッド接合することにより銅被覆鋼シートを得ることもできる。   Moreover, like the above-mentioned manufacturing process E, a cold-rolled steel plate is rolled to foil in advance to obtain a foil-like steel sheet, and the foil-like steel sheet and the foil-like copper sheet are clad joined by cold welding. Thus, a copper-coated steel sheet can be obtained.

〔圧延〕
前述の製造工程A〜Eにおける圧延においては、一般のセンジミア式圧延機、クラスター式圧延機など高圧下力を付与できる圧延機を用いればよい。ここで、圧延前の板厚をtin、圧延後の板厚をtoutとすると、圧延率rは次式で表される。
圧延率r(%)=(1−tout/tin)×100
〔rolling〕
In the rolling in the manufacturing processes A to E described above, a rolling mill capable of imparting high pressure underforce such as a general Sendzimir type rolling mill or a cluster type rolling mill may be used. Here, if the plate thickness before rolling is t in and the plate thickness after rolling is t out , the rolling rate r is expressed by the following equation.
Rolling ratio r (%) = (1−t out / t in ) × 100

銅被覆鋼シートの強度レベルを電池の仕様に応じて最適化するためには、最終焼鈍後の鋼材が最終的な銅被覆鋼箔の芯材となるまでの間に受ける冷間圧延(クラッド接合時の冷間圧延を含む)のトータル圧延率を適切にコントロールすることが有効となる。種々検討の結果、特に強度レベルの高い銅被覆鋼シートを得るためには前記トータル圧延率を90%以上とすることが極めて有効であり、さらに強度を高めたい場合には95%以上としてもよい。前記トータル圧延率の上限は主として使用する圧延機の能力によって制約を受けるが、過剰な高強度化は不経済となる。通常、前記トータル圧延率は99%以下とすればよく、経済性・生産性を考慮して98%以下の範囲で設定してもよい。   In order to optimize the strength level of the copper-coated steel sheet according to the specifications of the battery, cold rolling (cladding joint) that is received until the steel material after final annealing becomes the core material of the final copper-coated steel foil It is effective to appropriately control the total rolling ratio (including cold rolling at the time). As a result of various studies, in order to obtain a copper-coated steel sheet having a particularly high strength level, it is extremely effective to set the total rolling rate to 90% or more, and if it is desired to further increase the strength, it may be set to 95% or more. . The upper limit of the total rolling rate is restricted mainly by the ability of the rolling mill to be used, but excessively high strength becomes uneconomical. Usually, the total rolling rate may be 99% or less, and may be set in a range of 98% or less in consideration of economy and productivity.

〔防錆処理〕
銅被覆鋼シートの表面に前述の防錆剤を用いて防錆処理を行い、防錆剤層を形成させる。防錆処理の方法は一般的な帯状銅系素材の防錆処理と同様の手法が適用できる。すなわち、防錆剤を含有する処理液中に材料を浸漬したのち引き上げる方法、ロールやスプレーにより防錆剤を塗布する方法などがある。さらに前述のカップリング剤の皮膜を形成させる処理を行ってもよい。防錆剤層の電気抵抗を軽減するために防錆処理によって形成された防錆剤層を薄化する場合は、前述の工程B、C、Dのように、防錆金属シートを得るための途中の段階で中間製品の銅被覆鋼シートに防錆処理を施し、その後、銅被覆鋼シートの板厚を調整するための圧延を利用して薄化することが望ましい。防錆剤層の薄化を伴う圧延の圧延率は、銅被覆鋼シートの伸び率換算で30〜98%とすることがより効果的であり、50〜98%とすることが一層効果的である。以上のようにして本発明の防錆金属シートが得られる。
[Rust prevention treatment]
A rust preventive treatment is performed on the surface of the copper-coated steel sheet using the aforementioned rust preventive agent to form a rust preventive agent layer. As the method of rust prevention treatment, the same technique as that of a general strip-shaped copper-based material can be applied. That is, there are a method of immersing a material in a processing solution containing a rust inhibitor and then pulling it up, a method of applying the rust inhibitor by a roll or spray, and the like. Further, a treatment for forming a film of the above-described coupling agent may be performed. When thinning the rust preventive layer formed by the rust preventive treatment to reduce the electrical resistance of the rust preventive agent layer, as in the above-mentioned steps B, C, D, to obtain a rust preventive metal sheet It is desirable that the copper-coated steel sheet of the intermediate product is subjected to a rust prevention treatment at an intermediate stage, and then thinned using rolling for adjusting the thickness of the copper-coated steel sheet. It is more effective to set the rolling rate of rolling accompanied by thinning of the rust preventive agent layer to 30 to 98% in terms of elongation of the copper-coated steel sheet, and it is more effective to set the rolling rate to 50 to 98%. is there. As described above, the rust-proof metal sheet of the present invention is obtained.

〔活物質含有塗膜の形成〕
本発明に従う負極は、上述の防錆金属シートとその表面に形成された活物質層で構成される。活物質層は、電解液が浸透してリチウムイオンによる電荷移動が可能な空隙を有するものであり、負極活物質、導電助剤、結着剤等を含むものである。負極活物質としては、リチウムイオンを挿入および脱離できるものであればよい。例えば炭素系活物質としては、熱分解炭素類、コークス類(ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス等)、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分子焼成体(フラン樹脂等を適当な温度で焼成して炭素化したもの)、炭素繊維、活性炭等が挙げられる。導電剤としては、例えば、黒鉛類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック、炭素繊維、金属繊維などを用いることができる。結着剤としては、例えば、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)、ポリエチレン、ポリプロピレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体などを用いることができる。
[Formation of active material-containing coating film]
The negative electrode according to the present invention is composed of the above-mentioned rust-proof metal sheet and an active material layer formed on the surface thereof. The active material layer has a void that allows the electrolyte solution to permeate and allows charge transfer by lithium ions, and includes a negative electrode active material, a conductive additive, a binder, and the like. Any negative electrode active material may be used as long as it can insert and desorb lithium ions. For example, as carbon-based active materials, pyrolytic carbons, cokes (pitch coke, needle coke, petroleum coke, etc.), graphites, glassy carbons, organic polymer fired bodies (furan resin, etc.) are fired at an appropriate temperature. And carbonized), carbon fiber, activated carbon and the like. As the conductive agent, for example, graphite, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, thermal black, carbon fiber, metal fiber and the like can be used. Examples of the binder include polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyethylene, polypropylene, a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), and a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer. Coalescence etc. can be used.

上記のような炭素材料を用いた負極活物質を本明細書では「炭素系活物質」と呼んでいる。また、炭素系活物質を用いた負極活物質層を「炭素系活物質層」と呼んでいる。炭素系活物質層を形成させるための手順として、例えば上述のように、「活物質含有塗料塗布→塗膜乾燥→ロールプレス」の工程を採用することができる。この場合、まず上記のようなリチウムイオン二次電池負極用の炭素系活物質を含有する塗料(活物質含有塗料)を調製し、これを銅被覆鋼箔の銅被覆層の表面上に、ブレードコーター法などにより塗布する。その後、塗膜を乾燥させる。乾燥塗膜の膜厚は、後述のロールプレスによる塗膜厚さ減少率を見込んで、目標の活物質層厚さから逆算して定める。両面に活物質層を形成させる場合、両面の塗膜厚さは概ね均等であることが望ましい。   The negative electrode active material using the carbon material as described above is referred to as a “carbon-based active material” in this specification. A negative electrode active material layer using a carbon-based active material is referred to as a “carbon-based active material layer”. As a procedure for forming the carbon-based active material layer, for example, as described above, a process of “active material-containing coating application → coating film drying → roll press” can be employed. In this case, first, a paint containing a carbon-based active material for the negative electrode of the lithium ion secondary battery as described above (active material-containing paint) is prepared, and this is applied onto the surface of the copper coating layer of the copper-coated steel foil. Apply by coater method. Thereafter, the coating film is dried. The film thickness of the dried coating film is determined by calculating backward from the target active material layer thickness in anticipation of a reduction rate of the coating film thickness by a roll press described later. When the active material layers are formed on both sides, it is desirable that the coating thicknesses on both sides are substantially uniform.

〔活物質層の高密度化〕
電極の放電容量を増大させるためには、活物質層の密度を高めることが有効である。活物質層の高密度化の手法として、一般的にはロールプレスにより前述の乾燥塗膜の厚さを減じる手法が採用される。本発明に従えば強度の大きい銅被覆鋼シートを使用するので、ロールプレスによる圧下力を増大させても防錆金属シート(図1、2の箔状金属シート)の塑性変形が起こりにくい。このため、ロールプレスによる圧下力を従来より高めることができる。
[High density active material layer]
In order to increase the discharge capacity of the electrode, it is effective to increase the density of the active material layer. As a method for increasing the density of the active material layer, generally, a method of reducing the thickness of the above-described dry coating film by a roll press is employed. According to the present invention, a high-strength copper-coated steel sheet is used, so that the rust-proof metal sheet (foil-like metal sheet in FIGS. 1 and 2) hardly undergoes plastic deformation even when the rolling force by the roll press is increased. For this reason, the rolling force by a roll press can be raised conventionally.

具体的には、ロールプレスによって上記の乾燥塗膜の厚さを30%以上減じることにより高密度化することが好ましい。この塗膜厚さ減少率は下記(1)式によって定まる。
[塗膜厚さ減少率(%)]=(h0−h1)/h0×100 …(1)
ここで、h0はロールプレス前の片面当たりの平均塗膜厚さ(μm)、h1はその塗膜をロールプレスした後の平均塗膜厚さ(μm)である。活物質層の高密度化を重視する場合には、塗膜厚さ減少率を35%以上とすることがより効果的であり、40%以上とすることが一層好ましい。ただし、圧下力をあまり大きくすると、塗膜密度が過剰となって電解液が塗膜中に浸透しにくくなり、電荷移動に必要な空隙を十分に確保できない恐れがある。また、金属箔の不均一な変形を招く要因となる。種々検討の結果、ロールプレスによる塗膜厚さ減少率は70%以下の範囲とすることが望ましく、60%以下の範囲に管理してもよい。このようにして本発明に従う負極が得られる。
Specifically, it is preferable to increase the density by reducing the thickness of the dried coating film by 30% or more by a roll press. This coating thickness reduction rate is determined by the following equation (1).
[Coating thickness reduction rate (%)] = (h 0 −h 1 ) / h 0 × 100 (1)
Here, h 0 is the average coating thickness (μm) per side before roll pressing, and h 1 is the average coating thickness (μm) after roll-pressing the coating. When emphasizing higher density of the active material layer, it is more effective to set the coating thickness reduction rate to 35% or more, more preferably 40% or more. However, if the rolling force is too large, the coating film density becomes excessive and the electrolytic solution does not easily penetrate into the coating film, and there is a possibility that sufficient gaps necessary for charge transfer cannot be secured. Moreover, it becomes a factor which causes the nonuniform deformation | transformation of metal foil. As a result of various studies, the reduction rate of the coating film thickness by roll press is desirably in the range of 70% or less, and may be controlled in the range of 60% or less. Thus, the negative electrode according to the present invention is obtained.

〔リチウムイオン二次電池〕
上述の防錆金属シートの表面上に高密度化された活物質層を持つ負極は、セパレータを介して正極と組み合わされて「電極積層体」とされ、電解液とともにリチウムイオン二次電池を構成する。正極、セパレータ、および電解液は、リチウムイオン二次電池に用いられている公知の材料や、その代替として使用できる新たな材料を適用することができる。
[Lithium ion secondary battery]
The negative electrode having a high-density active material layer on the surface of the rust-proof metal sheet is combined with the positive electrode via a separator to form an “electrode stack”, which constitutes a lithium ion secondary battery together with the electrolyte To do. As the positive electrode, the separator, and the electrolytic solution, a known material used for a lithium ion secondary battery or a new material that can be used as an alternative can be applied.

電解液を例示すると、溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート(EC)、ジエチルカーボネート(DEC)、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、スルホラン、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソランなどの非水溶媒が挙げられ、これらを単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。溶質としては、例えば、LiClO4、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiN(CF3SO22、LiN(C25SO22、LiN(CF3SO2)(C49SO2)、LiC(CF3SO23、LiCF3(CF23SO3などが挙げられ、これらを単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。 As an example of the electrolytic solution, examples of the solvent include nonaqueous solvents such as ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, sulfolane, dimethoxyethane, tetrahydrofuran, and dioxolane. These may be used alone or in combination of two or more. Examples of the solute include LiClO 4 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ), LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiCF 3 (CF 2 ) 3 SO 3 and the like may be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. .

上記の電極積層体および電解液を密封収納するケース材の形状としては、コイン型、円筒型、直方体角型、ラミネートシートパック型などが挙げられる。ケース材の材質としてはアルミニウムまたはその合金、チタンまたはその合金、ニッケルまたはその合金、銅またはその合金、ステンレス鋼、普通鋼、ニッケルめっき鋼板、銅めっき鋼板、亜鉛めっき鋼板などが挙げられる。ラミネートシートパック型の場合には、例えばアルミニウム箔やステンレス鋼箔などの金属箔にヒートシール性を有する樹脂フィルムを積層したラミネート箔が用いられる。   Examples of the shape of the case material for hermetically storing the electrode laminate and the electrolyte include a coin shape, a cylindrical shape, a rectangular parallelepiped shape, and a laminate sheet pack shape. Examples of the material of the case material include aluminum or its alloy, titanium or its alloy, nickel or its alloy, copper or its alloy, stainless steel, ordinary steel, nickel-plated steel plate, copper-plated steel plate, galvanized steel plate and the like. In the case of a laminate sheet pack type, for example, a laminate foil obtained by laminating a resin film having heat sealability on a metal foil such as an aluminum foil or a stainless steel foil is used.

《実施例1》
下記の例a〜例gの手法で各種銅被覆鋼シートを作製し、その表面に防錆処理を施して防錆金属シートとした。ここでは防錆剤層の膜厚による影響を一定とするために、防錆処理後の薄化は行っていない。一部の銅被覆鋼シートについては引張強さを測定した。各防錆金属シートについて電解液中での耐食性試験を行った。また、各防錆金属シートを用いてリチウムイオン二次電池の負極を作製し、放電容量を評価した。
Example 1
Various copper-coated steel sheets were prepared by the methods of Examples a to g below, and the surface was subjected to rust prevention treatment to obtain a rust prevention metal sheet. Here, in order to make the influence of the film thickness of the rust preventive agent layer constant, the thinning after the rust preventive treatment is not performed. Tensile strength was measured for some copper-coated steel sheets. Each rust-proof metal sheet was subjected to a corrosion resistance test in an electrolytic solution. Moreover, the negative electrode of the lithium ion secondary battery was produced using each antirust metal sheet, and the discharge capacity was evaluated.

〔銅被覆鋼シートの作製〕
<例a>
前記工程Cにおいて防錆処理を省いた工程により銅被覆鋼シートを作製した。
以下の化学組成を有する板厚0.3mm、板幅200mmの冷延鋼帯(焼鈍材)を複数本用意した。
化学組成; 質量%で、C:0.003%、Al:0.038%、Si:0.003%、Mn:0.12%、P:0.012%、S:0.122%、Ni:0.02%、Cr:0.02%、Cu:0.01%、Ti:0.073%、N:0.0023%、残部Feおよび不可避的不純物
[Preparation of copper-coated steel sheet]
<Example a>
A copper-coated steel sheet was prepared by a process in which the rust prevention treatment was omitted in the process C.
A plurality of cold-rolled steel strips (annealing materials) having a sheet thickness of 0.3 mm and a sheet width of 200 mm having the following chemical composition were prepared.
Chemical composition:% by mass, C: 0.003%, Al: 0.038%, Si: 0.003%, Mn: 0.12%, P: 0.012%, S: 0.122%, Ni : 0.02%, Cr: 0.02%, Cu: 0.01%, Ti: 0.073%, N: 0.0027%, balance Fe and inevitable impurities

この鋼帯の両面に、連続式電気めっきラインにて、銅ストライクめっきおよび電気銅めっき(本めっき)を施して種々の厚さの銅めっき層を有する銅めっき鋼帯を作製した。1つの銅めっき鋼帯において、両面の銅めっき層厚さはほぼ均等とした。その後、箔圧延機により冷間圧延して、両面の銅めっき層を含む平均板厚tが20μm、銅被覆層の片面当たりの平均厚さtCuが0.9〜0.005μmの種々の段階にある銅被覆鋼シートを得た。その際、板厚0.3mmの鋼帯の表面上に形成する銅めっき層の厚さ(銅ストライクめっきと本めっきの合計めっき付着量)は、冷間圧延後の銅被覆鋼シートの平均厚さtを20μmに揃えた場合に、銅被覆層の平均厚さtCuが0.9〜0.005μmの範囲の所定厚さとなるように、逆算して定めた。例えば、tCuが0.5μmである銅被覆鋼シートを得る場合、片面当たりの銅めっき付着量は7.9μmとなる。 Copper strike plating and electrolytic copper plating (main plating) were performed on both surfaces of the steel strip in a continuous electroplating line to prepare copper-plated steel strips having copper plating layers of various thicknesses. In one copper-plated steel strip, the thicknesses of the copper plating layers on both sides were substantially uniform. Thereafter, it is cold-rolled by a foil rolling machine, and various stages with an average thickness t including the copper plating layers on both sides of 20 μm and an average thickness t Cu per side of the copper coating layer of 0.9 to 0.005 μm. A copper-coated steel sheet was obtained. At that time, the thickness of the copper plating layer formed on the surface of the steel strip having a thickness of 0.3 mm (the total amount of plating of the copper strike plating and the main plating) is the average thickness of the copper-coated steel sheet after cold rolling. When the thickness t was set to 20 μm, the average thickness t Cu of the copper coating layer was determined so as to be a predetermined thickness in the range of 0.9 to 0.005 μm. For example, when a copper-coated steel sheet having a t Cu of 0.5 μm is obtained, the amount of copper plating attached per side is 7.9 μm.

上記銅ストライクめっきは、ピロリン酸銅:80g/L、ピロリン酸カリウム:300g/L、アンモニア水:3mL/Lを含み、P比:7、液温:55℃、pH:9の銅ストライクめっき浴を用い、陰極電流密度5A/dm2の条件で片面当たり厚さ0.3μmのめっき付着量とした。
上記電気銅めっき(本めっき)は、硫酸銅:210g/L、硫酸:45g/Lを含み、液温:40℃の銅めっき浴を用い、陰極電流密度10A/dm2の条件で行った。
The copper strike plating bath includes copper pyrophosphate: 80 g / L, potassium pyrophosphate: 300 g / L, ammonia water: 3 mL / L, P ratio: 7, liquid temperature: 55 ° C., pH: 9 copper strike plating bath And a plating adhesion amount of 0.3 μm thick per side under the condition of a cathode current density of 5 A / dm 2 .
The electrolytic copper plating (main plating) was performed under the conditions of a cathode current density of 10 A / dm 2 using a copper plating bath containing 210 g / L of copper sulfate and 45 g / L of sulfuric acid and having a liquid temperature of 40 ° C.

なお、所定の銅被覆層厚さが得られているかどうかを確認するために、銅被覆層の目標厚さを0.5μmとして作製した銅被覆鋼箔をイオンミリング断面研磨した後、電子顕微鏡で観察し、銅被覆層厚さを測定した。測定試料採取位置は、圧延長手方向5mおきの3箇所とし、1試料につき3視野の観察を行った。その結果、3視野×3箇所=計9視野の測定データの最小値は0.42μm、最大値は0.55μmであり、平均値は0.48μmであった。すなわち、ここで行った箔圧延では、ほぼ目標通りの高精度な圧延が実現できていることが確認された。   In addition, in order to confirm whether or not a predetermined copper coating layer thickness was obtained, after ion milling cross-section polishing of the copper coated steel foil produced with a target thickness of the copper coating layer of 0.5 μm, an electron microscope was used. Observe and measure the copper coating layer thickness. The measurement sample collection positions were three places every 5 m in the rolling longitudinal direction, and three visual fields were observed for each sample. As a result, the minimum value of the measurement data of 3 visual fields × 3 locations = total 9 visual fields was 0.42 μm, the maximum value was 0.55 μm, and the average value was 0.48 μm. That is, it was confirmed that the foil rolling performed here was able to realize highly accurate rolling almost as intended.

<例b>
前記工程Aにおいて防錆処理を省いた工程により銅被覆鋼シートを作製した。
市販のSUS304、およびSUS430の冷延鋼帯(いずれもJIS G4305:2005相当の焼鈍材)を箔圧延機により冷間圧延して、板厚20μmの鋼箔を得た。この鋼箔の両面に、電気めっき設備にて、ニッケルストライクめっきおよび電気銅めっきを施すことにより、片面当たりの銅被覆層の平均厚さtCuが0.5μm、または0.05μmの銅被覆鋼シートを作製した。ニッケルストライクめっきの付着量は片面当たり約0.2μmである。1つの銅被覆鋼シートにおいて、両面の銅被覆層厚さはほぼ均等とした。
<Example b>
A copper-coated steel sheet was prepared by a process in which the rust prevention treatment was omitted in the process A.
Commercially available SUS304 and SUS430 cold-rolled steel strip (both annealed materials corresponding to JIS G4305: 2005) were cold-rolled by a foil rolling machine to obtain a steel foil having a thickness of 20 μm. On both surfaces of the steel foil, at the electroplating equipment, by performing nickel strike plating and electrolytic copper plating, 0.5 [mu] m average thickness t Cu of the copper coating layer per one side or 0.05μm copper coated steel, A sheet was produced. The adhesion amount of nickel strike plating is about 0.2 μm per side. In one copper-coated steel sheet, the thicknesses of the copper coating layers on both sides were substantially uniform.

上記ニッケルストライクめっきは、塩化ニッケル:230〜250g/L、塩酸:125ml/L、pH:1〜1.5の常温のめっき浴を用いて、陰極電流密度:1〜10A/dm2の条件で行った。
上記電気銅めっきは、硫酸銅:210g/L、硫酸:45g/Lを含み、液温:40℃の銅めっき浴を用い、陰極電流密度10A/dm2の条件で行った。
The nickel strike plating is performed using a normal temperature plating bath of nickel chloride: 230 to 250 g / L, hydrochloric acid: 125 ml / L, pH: 1 to 1.5, under conditions of a cathode current density of 1 to 10 A / dm 2 . went.
The electrolytic copper plating was performed under the conditions of a cathode current density of 10 A / dm 2 using a copper plating bath containing copper sulfate: 210 g / L, sulfuric acid: 45 g / L, and liquid temperature: 40 ° C.

<例c>
前記工程Bにおいて防錆処理を省いた工程により銅被覆鋼シートを作製した。
市販のSUS304の冷延鋼帯(JIS G4305:2005相当の焼鈍材)を箔圧延機により冷間圧延して、板厚20μmの鋼箔を得た。この鋼箔の両面に、電気めっき設備にて、ニッケルストライクめっきおよび電気銅めっきを施すことにより、片面当たりの銅被覆層の平均厚さが0.5μmの銅被覆鋼シート(中間製品)とした。ニッケルストライクめっきの付着量は片面当たり約0.2μmである。この銅被覆鋼シートをさらに箔圧延機で圧延することにより銅被覆層を含めた平均厚さtが8.0μm、片面当たりの銅被覆層の平均厚さtCuが0.2μmの銅被覆鋼シートを得た。両面の銅被覆層厚さは均等とした。めっき条件は例bと同様である。
<Example c>
A copper-coated steel sheet was prepared by a process in which the rust prevention treatment was omitted in the process B.
A commercially available cold rolled steel strip of SUS304 (an annealed material corresponding to JIS G4305: 2005) was cold-rolled by a foil rolling machine to obtain a steel foil having a thickness of 20 μm. A copper-coated steel sheet (intermediate product) having an average thickness of the copper coating layer on one side of 0.5 μm was applied to both surfaces of the steel foil by nickel strike plating and electrolytic copper plating in an electroplating facility. . The adhesion amount of nickel strike plating is about 0.2 μm per side. This copper-coated steel sheet is further rolled by a foil rolling machine to obtain an average thickness t including the copper coating layer of 8.0 μm and an average thickness t Cu of the copper coating layer per side of 0.2 μm. A sheet was obtained. The thickness of the copper coating layers on both sides was uniform. The plating conditions are the same as in Example b.

<例d>
前記工程Dにおいて防錆処理を省いた工程により銅被覆鋼シートを作製した。
以下の化学組成を有する板厚0.684mm、板幅300mmのSUS430相当のフェライト系ステンレス鋼冷延鋼帯(焼鈍材)を用意した。
化学組成; 質量%で、C:0.058%、Al:0.009%、Si:0.56%、Mn:0.31%、P:0.021%、S:0.005%、Ni:0.20%、Cr:16.7%、Mo:0.32%、Cu:0.031%、N:0.030%、残部Feおよび不可避的不純物
また、以下の化学組成を有する厚さ18μm、幅300mmの圧延銅箔帯を2本用意した。
化学組成; 質量%で、O:0.0003%、P:0.0002%、残部Cuおよび不可避的不純物
<Example d>
A copper-coated steel sheet was produced by the process in which the rust prevention treatment was omitted in the process D.
A ferritic stainless steel cold-rolled steel strip (annealing material) equivalent to SUS430 having a thickness of 0.684 mm and a width of 300 mm having the following chemical composition was prepared.
Chemical composition:% by mass, C: 0.058%, Al: 0.009%, Si: 0.56%, Mn: 0.31%, P: 0.021%, S: 0.005%, Ni : 0.20%, Cr: 16.7%, Mo: 0.32%, Cu: 0.031%, N: 0.030%, balance Fe and unavoidable impurities Also, the thickness having the following chemical composition Two rolled copper foil strips having a diameter of 18 μm and a width of 300 mm were prepared.
Chemical composition:% by mass, O: 0.0003%, P: 0.0002%, remaining Cu and inevitable impurities

上記のステンレス鋼冷延鋼帯および圧延銅箔帯を、それぞれ脱脂洗浄ラインを通板して圧延油を除去した後、ステンレス鋼冷延鋼帯を表裏から圧延銅箔帯で挟み込むように重ねて3層に配置し、連続式冷間圧接クラッド製造ラインに通板した。50%の冷間圧延率で圧接し、厚さ0.36mmの3層クラッド材を作製した。これをさらに箔圧延機で冷間圧延することにより銅被覆層を含めた平均厚さtが20μm、片面当たりの銅被覆層の平均厚さtCuが0.5μmの銅被覆鋼シートを得た。 After the stainless steel cold-rolled steel strip and the rolled copper foil strip are passed through a degreasing cleaning line to remove the rolling oil, the stainless steel cold-rolled steel strip is stacked so as to be sandwiched between the rolled copper foil strip from the front and back. They were arranged in three layers and passed through a continuous cold-welded clad production line. A three-layer clad material having a thickness of 0.36 mm was produced by pressure welding at a cold rolling rate of 50%. This was further cold-rolled with a foil rolling machine to obtain a copper-coated steel sheet having an average thickness t including the copper coating layer of 20 μm and an average thickness t Cu of the copper coating layer per side of 0.5 μm. .

<例e>
前記工程Dにおいて防錆処理を省いた工程により銅被覆鋼シートを作製した。
上記例dと同様の組成を有するSUS430相当のフェライト系ステンレス鋼冷延鋼帯および圧延銅箔帯を用意した。ステンレス鋼冷延鋼帯は板厚1.8mm、板幅300mmであり、圧延銅箔帯は厚さ38μm、幅300mmである。上記例dと同様の手法にて50%の冷間圧延率で3層クラッド材を作製した。これをさらに箔圧延機で冷間圧延することにより銅被覆層を含めた平均厚さtが100μm、片面当たりの銅被覆層の平均厚さtCuが2μmの銅被覆鋼シートを得た。
<Example e>
A copper-coated steel sheet was produced by the process in which the rust prevention treatment was omitted in the process D.
A ferritic stainless steel cold-rolled steel strip and rolled copper foil strip equivalent to SUS430 having the same composition as in Example d above were prepared. The stainless steel cold-rolled steel strip has a plate thickness of 1.8 mm and a plate width of 300 mm, and the rolled copper foil strip has a thickness of 38 μm and a width of 300 mm. A three-layer clad material was produced at a cold rolling rate of 50% by the same method as in Example d above. This was further cold-rolled with a foil rolling machine to obtain a copper-coated steel sheet having an average thickness t including the copper coating layer of 100 μm and an average thickness t Cu of one side of the copper coating layer of 2 μm.

<例f>
前記工程Dにおいて防錆処理を省いた工程により銅被覆鋼シートを作製した。
上記例dと同様の組成を有するSUS430相当のフェライト系ステンレス鋼冷延鋼帯および圧延銅箔帯を用意した。ステンレス鋼冷延鋼帯は板厚0.5mm、板幅300mmであり、圧延銅箔帯は厚さ63μm、幅300mmである。上記例dと同様の手法にて50%の冷間圧延率で3層クラッド材を作製した。これをさらに箔圧延機で冷間圧延することにより銅被覆層を含めた平均厚さtが50μm、片面当たりの銅被覆層の平均厚さtCuが5μmの銅被覆鋼シートを得た。
<Example f>
A copper-coated steel sheet was produced by the process in which the rust prevention treatment was omitted in the process D.
A ferritic stainless steel cold-rolled steel strip and rolled copper foil strip equivalent to SUS430 having the same composition as in Example d above were prepared. The stainless steel cold-rolled steel strip has a plate thickness of 0.5 mm and a plate width of 300 mm, and the rolled copper foil strip has a thickness of 63 μm and a width of 300 mm. A three-layer clad material was produced at a cold rolling rate of 50% by the same method as in Example d above. This was further cold-rolled with a foil rolling machine to obtain a copper-coated steel sheet having an average thickness t including the copper coating layer of 50 μm and an average thickness tCu of the copper coating layer per side of 5 μm.

<例g>
前記工程Eにおいて防錆処理を省いた工程により銅被覆鋼シートを作製した。
上記例dと同様の組成を有するSUS430相当のフェライト系ステンレス鋼帯(焼鈍材)および圧延銅箔帯を用意した。ステンレス鋼冷延鋼帯は板厚0.6845mm、板幅300mmであり、圧延銅箔帯は厚さ12μm、幅300mmである。前記ステンレス鋼冷延鋼帯を箔圧延機で冷間圧延して厚さ15μmの鋼箔帯とした。この鋼箔帯の両表面を前記圧延銅箔帯で挟み込んだ状態として連続式冷間圧接クラッド製造ラインにて38%の冷間圧延率で圧接し、銅被覆層を含めた平均厚さtが15μm、片面当たりの銅被覆層の平均厚さtCuが4.5μmの銅被覆鋼シートを得た。
<Example g>
A copper-coated steel sheet was prepared by a process in which the rust prevention treatment was omitted in the process E.
A ferritic stainless steel strip (annealed material) and rolled copper foil strip corresponding to SUS430 having the same composition as in Example d above were prepared. The stainless steel cold-rolled steel strip has a plate thickness of 0.6845 mm and a plate width of 300 mm, and the rolled copper foil strip has a thickness of 12 μm and a width of 300 mm. The stainless steel cold-rolled steel strip was cold-rolled with a foil rolling machine to obtain a steel foil strip having a thickness of 15 μm. With both surfaces of the steel foil strip sandwiched between the rolled copper foil strips, the steel sheet is pressed at a cold rolling rate of 38% in a continuous cold welding clad production line, and the average thickness t including the copper coating layer is A copper-coated steel sheet having a thickness of 15 μm and an average thickness t Cu of the copper coating layer per side of 4.5 μm was obtained.

〔引張試験〕
本発明対象である一部の銅被覆鋼シート(例a、bにより作製されたtCu=0.5μmのもの)、従来のリチウムイオン二次電池負極材料に相当する2種類の銅シート(銅箔)、および従来のリチウムイオン二次電池正極材料に相当するアルミニウムシート(アルミニウム箔)について、万能精密引張試験機を用いて引っ張り試験を行った。試験片寸法は幅12.7mm、長さ175mmであり、圧延方向を長手方向とした。初期のチャック間距離は125mmとし、引張速度2mm/minで破断するまで引張試験を行い、最大荷重を試験片の初期断面積(実測値)で除することにより引張強さを求めた。各材料とも試験数n=3で実施し、その平均値をその材料の引張強さとした。結果を表1に示す。
[Tensile test]
Some copper-coated steel sheets (t Cu = 0.5 μm prepared by Examples a and b), which are the subject of the present invention, and two types of copper sheets corresponding to conventional lithium ion secondary battery negative electrode materials (copper Foil) and an aluminum sheet (aluminum foil) corresponding to a conventional lithium ion secondary battery positive electrode material were subjected to a tensile test using a universal precision tensile tester. The test piece dimensions were 12.7 mm width and 175 mm length, and the rolling direction was the longitudinal direction. An initial chuck distance was set to 125 mm, a tensile test was performed until the fracture occurred at a tensile speed of 2 mm / min, and the tensile strength was obtained by dividing the maximum load by the initial cross-sectional area (actual value) of the test piece. Each material was tested with n = 3 and the average value was taken as the tensile strength of the material. The results are shown in Table 1.

Figure 2013143314
Figure 2013143314

本発明の対象である銅被覆鋼シートは、従来のリチウムイオン二次電池の負極に使用されている銅シートや正極に使用されているアルミニウムシートと比較して、極めて強度が高いことがわかる。銅被覆鋼シートの強度は、製造過程での冷間圧延率によって種々のレベルにコントロールすることができる。表1に示した銅被覆鋼シートの引張強さはそれぞれ一例であるが、450〜900MPaの範囲で調整可能である。発明者らの検討によれば、鋼シートとして種々の鋼種を用いた場合に引張強さ600MPa超え、あるいはさらに650MPa以上の銅被覆鋼シートを得ることは既存の圧延技術を利用して十分に可能である。   It can be seen that the copper-coated steel sheet, which is the subject of the present invention, has extremely high strength compared to the copper sheet used for the negative electrode of conventional lithium ion secondary batteries and the aluminum sheet used for the positive electrode. The strength of the copper-coated steel sheet can be controlled at various levels depending on the cold rolling rate during the production process. The tensile strength of the copper-coated steel sheet shown in Table 1 is an example, but can be adjusted in the range of 450 to 900 MPa. According to the study by the inventors, it is possible to obtain a copper-coated steel sheet having a tensile strength exceeding 600 MPa or even 650 MPa or more by using existing rolling technology when various steel types are used as the steel sheet. It is.

〔防錆処理〕
上記各例で得られた銅被覆鋼シートについて、最終圧延後に防錆処理を施した。防錆処理はベンゾトリアゾール(BTA)を2g/L溶解した水溶液中に被処理金属シートを3秒間浸漬したのち引き上げ、温風乾燥する方法で行った。また、比較のために厚さ20μmの銅シート(銅箔)を用意し、同様の手法で防錆処理を施した。以上のようにして防錆金属シートを得た。
[Rust prevention treatment]
The copper-coated steel sheet obtained in each of the above examples was subjected to a rust prevention treatment after the final rolling. The rust prevention treatment was performed by a method of immersing the metal sheet to be treated in an aqueous solution in which 2 g / L of benzotriazole (BTA) was dissolved for 3 seconds and then pulling it up and drying it with warm air. For comparison, a copper sheet (copper foil) having a thickness of 20 μm was prepared and subjected to rust prevention treatment by the same method. As described above, a rust-proof metal sheet was obtained.

〔電解液中での耐食性試験〕
各防錆金属シートについて、電解液中での耐食性を調べた。各防錆金属シートから切り出した30×50mmサイズの試験片を使用した。試験片の端面には鋼シートの鋼素地が露出している。リチウムイオン二次電池用電解液として、エチレンカーボネート(EC)とジエチレンカーボネート(DEC)を1:1の体積比で混合した溶媒中にLiPF6を1mol/L濃度で溶解させた液を用意した。ガス循環精製機付グローブボックスを使用し、酸素および水分濃度がそれぞれ1ppm以下に保持されたグローブボックス内で、試験片を25℃の上記電解液に4週間浸漬させた。耐食性評価は、浸漬試験前後における試験片の質量測定、および電解液中に溶解したFeおよびCuのICP−AES定量分析によって行った。
[Corrosion resistance test in electrolyte]
About each rust prevention metal sheet | seat, the corrosion resistance in electrolyte solution was investigated. A test piece of 30 × 50 mm size cut out from each rust-proof metal sheet was used. The steel substrate of the steel sheet is exposed on the end face of the test piece. As an electrolyte for a lithium ion secondary battery, a solution was prepared by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1 mol / L in a solvent in which ethylene carbonate (EC) and diethylene carbonate (DEC) were mixed at a volume ratio of 1: 1. Using a glove box with a gas circulation purifier, the test piece was immersed in the above electrolytic solution at 25 ° C. for 4 weeks in a glove box in which oxygen and water concentrations were kept at 1 ppm or less. Corrosion resistance evaluation was performed by mass measurement of the test piece before and after the immersion test and ICP-AES quantitative analysis of Fe and Cu dissolved in the electrolytic solution.

その結果、各試験片とも、浸漬試験の前後で有意な質量変化は認められなかった。また、各試験片を浸漬した電解液中のFeおよびCu濃度は、いずれもICP−AES分析の検出下限未満(1ppm未満)であり、定量することはできなかった。すなわち、電解液中へのFeおよびCuの溶解は認められなかった。このことから、上記各銅被覆鋼箔はリチウムイオン二次電池用電解液中で良好な耐食性を呈することが確認された。   As a result, no significant mass change was observed before and after the immersion test for each test piece. In addition, the Fe and Cu concentrations in the electrolytic solution in which each test piece was immersed were both below the detection limit of ICP-AES analysis (less than 1 ppm), and could not be quantified. That is, dissolution of Fe and Cu in the electrolytic solution was not recognized. From this, it was confirmed that each said copper covering steel foil exhibits favorable corrosion resistance in the electrolyte solution for lithium ion secondary batteries.

〔負極試料の作製〕
負極活物質として黒鉛粉末90質量部、導電助剤としてアセチレンブラック5質量部、結着剤としてポリフッ化ビニリデン5質量部を混合し、この混合物をN−メチル−2−ピロリドンに分散させてスラリー状とすることにより活物質含有塗料を得た。この塗料を上記各防錆金属シートの片面に塗布して炭素系活物質含有塗膜を形成させた。塗膜を乾燥させた後、活物質層の密度を向上させるためにロールプレスを行って炭素系活物質層を形成させ、負極試料を得た。ロールプレスは、ロールから材料に付与されるロール軸方向(材料の板幅方向)単位長さ当たりの荷重(「線圧」という)が980kN/mと1960kN/mの2条件で実施した。ここでは、金属シートの片面のみに活物質層を有する負極試料を得たが、両面に活物質層を形成させる場合でも、活物質層の密度に及ぼす線圧の影響は、片面のみに形成させる場合と基本的に同様となる。線圧および前述(1)式により定まる塗膜厚さ減少率を表2中に示してある。
[Preparation of negative electrode sample]
90 parts by mass of graphite powder as a negative electrode active material, 5 parts by mass of acetylene black as a conductive auxiliary agent, and 5 parts by mass of polyvinylidene fluoride as a binder are mixed, and this mixture is dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to form a slurry. Thus, an active material-containing paint was obtained. This paint was applied to one side of each of the rust preventive metal sheets to form a carbon-based active material-containing coating film. After the coating film was dried, in order to improve the density of the active material layer, a roll press was performed to form a carbon-based active material layer, and a negative electrode sample was obtained. The roll press was carried out under two conditions of a load per unit length (referred to as “linear pressure”) of 980 kN / m and 1960 kN / m applied to the material from the roll. Here, a negative electrode sample having an active material layer only on one side of a metal sheet was obtained, but even when an active material layer is formed on both sides, the influence of linear pressure on the density of the active material layer is formed only on one side. This is basically the same as the case. Table 2 shows the linear pressure and the reduction rate of the coating thickness determined by the above equation (1).

〔活物質層密度の測定〕
負極試料をイオンミリング断面研磨した後、CCDカメラを備えた光学顕微鏡で観察し、このCCDカメラで撮影した断面組織のデジタル画像を基に炭素系活物質層の厚さを測定した。1試料につき3視野の観察を行って活物質層平均厚さを算出した。また、負極試料から直径35mmの円形試料を打ち抜き、その円形試料の質量を測定した。その後、その円形試料をN−メチル−2−ピロリドン溶液に1週間浸漬させることにより試料表面の炭素系活物質層を完全に剥離させ、剥離後の試験片の質量を測定した。剥離前後の質量差と、上記の活物質層平均厚さの測定値を用いて、活物質層の密度を求めた。結果を表2中に示してある。
[Measurement of active material layer density]
After the ion milling cross-section polishing of the negative electrode sample, it was observed with an optical microscope equipped with a CCD camera, and the thickness of the carbon-based active material layer was measured based on a digital image of the cross-sectional structure taken with this CCD camera. The average thickness of the active material layer was calculated by observing 3 fields per sample. Further, a circular sample having a diameter of 35 mm was punched from the negative electrode sample, and the mass of the circular sample was measured. Thereafter, the circular sample was immersed in an N-methyl-2-pyrrolidone solution for 1 week to completely peel the carbon-based active material layer on the sample surface, and the mass of the peeled test piece was measured. The density of the active material layer was determined using the mass difference before and after peeling and the measured value of the average thickness of the active material layer. The results are shown in Table 2.

〔放電容量の評価〕
上記の各負極試料から直径15.958mm(面積2cm2)の円形の小片を打ち抜き、これを放電容量測定用試験片とした。ガス循環精製機付グローブボックスを使用し、酸素および水分濃度がそれぞれ1ppm以下に保持されたグローブボックス内で、作用極、参照極、対極を持つ一般的な3電極式の試験セルを構成した。試験セル筐体には宝泉株式会社製のHS−3Eを用いた。上記の放電容量測定用試験片を作用極としてセットし、参照極および対極にはそれぞれ金属リチウム箔を使用した。作用極と参照極との間、および対極と参照極との間を仕切るセパレータとして、ポリプロピレン製微多孔膜(厚さ25μm)を使用した。電解液として、エチレンカーボネート(EC)とジエチレンカーボネート(DEC)を1:1の体積比で混合した溶媒中にLiPF6を1mol/L濃度で溶解させた液を使用した。
[Evaluation of discharge capacity]
A circular piece having a diameter of 15.958 mm (area: 2 cm 2 ) was punched out from each of the negative electrode samples, and this was used as a test piece for measuring discharge capacity. A general three-electrode test cell having a working electrode, a reference electrode, and a counter electrode was constructed in a glove box in which oxygen and moisture concentrations were maintained at 1 ppm or less using a glove box with a gas circulation purifier. HS-3E manufactured by Hosen Co., Ltd. was used for the test cell casing. The test piece for measuring the discharge capacity was set as a working electrode, and a metal lithium foil was used for each of the reference electrode and the counter electrode. A polypropylene microporous membrane (thickness: 25 μm) was used as a separator for partitioning between the working electrode and the reference electrode and between the counter electrode and the reference electrode. As the electrolytic solution, a solution in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 mol / L in a solvent in which ethylene carbonate (EC) and diethylene carbonate (DEC) were mixed at a volume ratio of 1: 1 was used.

各試験セルについて、活物質が有する理論容量を計算で求めた。次に、[理論容量(mAh)]/5(h)で示される電流値を用いて完全充電した後、同じ電流値で放電を行った。このときの放電容量を各試験セルの[電池容量(mAh)]とした。引き続き、0.5CmAの一定の充電率で完全充電した後、1.0CmAの一定の放電率で放電するサイクルを10サイクル繰り返し、10サイクル目の活物質層単位体積当たりの放電容量Q10を測定した。試験温度は25℃である。ここで、充電率および放電率は下記(2)式および(3)式によって表される。
[充電率(CmA)]=[電池容量(mAh)]/[充電時間(h)] …(2)
[放電率(CmA)]=[電池容量(mAh)]/[放電時間(h)] …(3)
放電容量の評価は、金属シートとして銅箔に防錆処理を施したものを使用した試料(表2中のNo.12)を標準試料とし、下記(4)式で定義される放電容量比率によって行った。
[放電容量比率]=[評価対象試料の上記Q10]/[標準試料の上記Q10] …(4)
結果を表2に示す。表2中の「金属シート厚さt」は防錆剤層を含まない金属シート部分の平均厚さ(図3のtに相当)である。「作製手法」の例記号は銅被覆鋼シートを作製する際に採用した上記例a〜例gに対応するものである。
For each test cell, the theoretical capacity of the active material was calculated. Next, after fully charging using the current value indicated by [theoretical capacity (mAh)] / 5 (h), discharging was performed at the same current value. The discharge capacity at this time was defined as [battery capacity (mAh)] of each test cell. Subsequently, after fully charging at a constant charge rate of 0.5 CmA, a cycle of discharging at a constant discharge rate of 1.0 CmA is repeated 10 times, and the discharge capacity Q 10 per unit volume of the active material layer in the 10th cycle is measured. did. The test temperature is 25 ° C. Here, the charge rate and the discharge rate are expressed by the following formulas (2) and (3).
[Charging rate (CmA)] = [Battery capacity (mAh)] / [Charging time (h)] (2)
[Discharge rate (CmA)] = [Battery capacity (mAh)] / [Discharge time (h)] (3)
The evaluation of the discharge capacity is based on the discharge capacity ratio defined by the following formula (4) using a sample (No. 12 in Table 2) using a metal sheet that has been subjected to rust prevention treatment as a metal sheet. went.
[Discharge capacity ratio] = [Evaluation of Q 10 of the target sample] / [the Q 10 of the standard sample] ... (4)
The results are shown in Table 2. “Metal sheet thickness t” in Table 2 is an average thickness (corresponding to t in FIG. 3) of the metal sheet portion not including the rust preventive agent layer. The example symbol of “manufacturing method” corresponds to the above examples a to g adopted when the copper-coated steel sheet is prepared.

Figure 2013143314
Figure 2013143314

表2中の比較例No.12は、銅シートの表面に防錆剤層を形成した材料を用いて、中伸びが生じる程度の強いロールプレスを行うことによって活物質層の高密度化を図ったものであり(標準試料)、従来一般的なリチウムイオン二次電池の負極と比べると活物質層密度については向上している。比較例No.13は、No.12と同じ銅シートを用い、さらに強いロールプレスを試みたものであるが、銅シートは強度が低いためにロールプレス工程で材料の破断が生じた。   Comparative Example No. 12 in Table 2 is intended to increase the density of the active material layer by using a material having a rust preventive agent layer formed on the surface of a copper sheet and performing a strong roll press that causes intermediate elongation. Therefore, the density of the active material layer is improved as compared with the conventional negative electrode of a lithium ion secondary battery. In Comparative Example No. 13, the same copper sheet as in No. 12 was used and an even stronger roll press was attempted. However, the copper sheet had a low strength, and thus the material was broken in the roll press process.

表2中の本発明例は、厚さ0.02μm以上の銅被覆層を表面に持つ銅被覆鋼シートの表面に防錆剤層を形成した材料を用いて、比較例No.12(標準試料)と同等以上の強いロールプレスを行うことによって活物質層の高密度化を図ったものである。これらはいずれも電極としての良好な形状が得られた。中でも、銅シートでは破断が生じるような強いロールプレスを行ったもの(No.1〜5、8〜11、14〜18)では、活物質層の密度がさらに向上し、それに伴って放電容量も顕著に増大した。
一方、銅被覆鋼シートのうち、比較例No.6は銅被覆層の厚さtCuが過小であったため放電容量に劣った。
なお、この実験では防錆処理後に防錆剤層の薄化は行っていないが、薄化を行った場合にも、金属シートに高強度材を使用したことによる放電容量増大効果に関しては本実験例での評価結果が反映される。
The present invention example in Table 2 is a comparative example No. 12 (standard sample) using a material in which a rust preventive layer is formed on the surface of a copper-coated steel sheet having a copper coating layer having a thickness of 0.02 μm or more on the surface. The active material layer is densified by performing a strong roll press equivalent to or better than (1). All of these obtained good shapes as electrodes. Among them, in the case of performing strong roll press that causes breakage in the copper sheet (Nos. 1 to 5, 8 to 11, and 14 to 18), the density of the active material layer is further improved, and the discharge capacity is accordingly increased. Increased significantly.
On the other hand, of the copper-coated steel sheets, Comparative Example No. 6 was inferior in discharge capacity because the thickness t Cu of the copper coating layer was too small.
In this experiment, the rust preventive layer was not thinned after the rust prevention treatment, but even when thinned, the experiment on the effect of increasing the discharge capacity by using a high strength material for the metal sheet. The evaluation result in the example is reflected.

《実施例2》
防錆剤層の厚さを種々変えた試料を作製し、表面抵抗と活物質層密着性を評価した。
〔防錆金属シートの作製〕
以下の化学組成を有する板厚0.3mm、板幅200mmの冷延鋼帯(焼鈍材)を複数本用意した。
化学組成; 質量%で、C:0.003%、Al:0.038%、Si:0.003%、Mn:0.12%、P:0.012%、S:0.122%、Ni:0.02%、Cr:0.02%、Cu:0.01%、Ti:0.073%、N:0.0023%、残部Feおよび不可避的不純物
Example 2
Samples with various thicknesses of the rust preventive agent layer were prepared, and surface resistance and active material layer adhesion were evaluated.
[Production of rust-proof metal sheet]
A plurality of cold-rolled steel strips (annealing materials) having a sheet thickness of 0.3 mm and a sheet width of 200 mm having the following chemical composition were prepared.
Chemical composition:% by mass, C: 0.003%, Al: 0.038%, Si: 0.003%, Mn: 0.12%, P: 0.012%, S: 0.122%, Ni : 0.02%, Cr: 0.02%, Cu: 0.01%, Ti: 0.073%, N: 0.0027%, balance Fe and inevitable impurities

この鋼帯を用いて前記工程CまたはDに従い防錆金属シートを作製した。防錆処理後の圧延率を調整することにより防錆剤層の薄化の程度を変化させた。両面の銅被覆層厚さおよび防錆剤層形成条件は均等とした。防錆処理は実施例1と同様の手法で行った。工程Cでは電気銅めっきに先立ち銅ストライクめっきを施した。これらのめっき条件は前述の例aと同様とし、銅めっき付着量は最終的な銅被覆層膜厚tCuが所定値となるように調整した。工程Dでは防錆処理後の圧延率が70%となるようにクラッド圧延率を調整した。また比較材として、厚さ10μmの銅シート(銅箔)からなる防錆処理を施していない金属シート、その銅シート表面に上記防錆処理を施した金属シート、および前記冷延鋼帯の表面に電気銅めっき法により片面当たり3μm厚さの銅被覆層を形成したのち上記防錆処理を施した金属シートを用意した。各金属シートについて以下の調査を行った。 Using this steel strip, a rust-proof metal sheet was prepared in accordance with Step C or D. The degree of thinning of the rust inhibitor layer was changed by adjusting the rolling rate after the rust prevention treatment. The thicknesses of the copper coating layers on both sides and the conditions for forming the rust preventive agent layer were uniform. The rust prevention treatment was performed in the same manner as in Example 1. In step C, copper strike plating was performed prior to electrolytic copper plating. These plating conditions were the same as in Example a above, and the amount of copper plating adhesion was adjusted so that the final copper coating layer thickness t Cu would be a predetermined value. In Step D, the clad rolling rate was adjusted so that the rolling rate after the rust prevention treatment was 70%. In addition, as a comparative material, a metal sheet made of a copper sheet (copper foil) having a thickness of 10 μm and not subjected to rust prevention treatment, a metal sheet subjected to the rust prevention treatment on the copper sheet surface, and the surface of the cold rolled steel strip Then, after forming a copper coating layer having a thickness of 3 μm per side by an electrolytic copper plating method, a metal sheet subjected to the above rust prevention treatment was prepared. The following investigation was conducted for each metal sheet.

〔防錆材層の分析〕
防錆処理した金属シートについて、TOF−SIMS分析計(Physical Electronics社製;TRIFT II型)を使用し、一次イオン69Ga+(15kV)、分析面積10000μm2、イオン電流0.6nAとして表面分析を行った。防錆剤層からの種々のフラグメントイオンが観測されるが、ここでは防錆剤層の下地にあるCuとBTAの反応に由来するCu(I)−BTAのイオン強度を評価指標とした。銅シート表面に防錆剤層を形成した試料(表3のNo.32)を標準試料とし、標準試料のイオン強度に対する各試料のイオン強度の比(以下「イオン強度比」という)によって、防錆剤層の膜厚(薄化の程度)についての評価を試みた。
[Analysis of rust prevention material layer]
Using a TOF-SIMS analyzer (manufactured by Physical Electronics; TRIFT II type), the primary ion 69 Ga + (15 kV), the analysis area 10000 μm 2 , and the ionic current 0.6 nA are used for the metal sheet subjected to rust prevention treatment. went. Various fragment ions from the rust preventive agent layer are observed. Here, the ionic strength of Cu (I) -BTA derived from the reaction of Cu and BTA under the rust preventive agent layer is used as an evaluation index. The sample (No. 32 in Table 3) with a rust inhibitor layer formed on the copper sheet surface is used as a standard sample, and the ratio of the ionic strength of each sample to the ionic strength of the standard sample (hereinafter referred to as “ionic strength ratio”) Attempts were made to evaluate the film thickness (degree of thinning) of the rust agent layer.

〔大気曝露による表面抵抗の変化〕
各金属シートの防錆処理直後(防錆処理していない銅シートについては最終圧延直後)の試料、および屋内雰囲気で2週間の大気曝露を行った時点の試料について表面抵抗を測定し、大気曝露による表面抵抗の変化を調べた。電気接点シミュレータ(山崎精機社製;CSR−1)を用い、測定荷重を0〜100gfで変化させ、測定電流を10mAとし、試験数n=5で抵抗値を測定し、測定荷重が30gfとなるところの抵抗値の平均値をその試料の表面抵抗値(mΩ)として採用した。
[Changes in surface resistance due to atmospheric exposure]
Measure the surface resistance of each metal sheet immediately after rust prevention treatment (immediately after final rolling for a copper sheet that has not been rust prevention treatment), and samples exposed to air for 2 weeks in an indoor atmosphere, and then expose to the atmosphere. The change of surface resistance due to was investigated. Using an electrical contact simulator (manufactured by Yamazaki Seiki Co., Ltd .; CSR-1), the measurement load is changed from 0 to 100 gf, the measurement current is set to 10 mA, the resistance value is measured with the number of tests n = 5, and the measurement load is 30 gf. The average value of the resistance values was adopted as the surface resistance value (mΩ) of the sample.

〔活物質層の密着性〕
各金属シートの防錆処理直後(防錆処理していない銅シートについては最終圧延直後)の試料、および屋内雰囲気で2週間の大気曝露を行った時点の試料の片面に、実施例1の「負極試料の作製」と同様の方法で活物質層を形成した。ただしここではロールプレスの線圧を980kN/mとした。活物質層を形成した金属シートから1辺が5cmの正方形の試験片を切り出し、これを電解液(1mol/L LiPF6 in EC/DEC(1vol%:1vol%))に1週間浸漬したのち取り出し、乾燥させた。この浸漬試験後の試験片について活物質層の膨れ、剥離の有無を観察し、以下の基準で密着性を評価した。
○:活物質層に膨れまたは剥離が生じた部分の面積が試験片面積(25cm2)の50%以下であるもの(密着性;良好)
×:上記以外のもの(密着性;不良)
以上の結果を表3に示す。表3中の「防錆処理後の圧延率」は防錆剤層の薄化を伴う圧延における圧延率であり、この圧延率は防錆剤層を含まない金属シート部分の伸び率によるものである。
[Adhesion of active material layer]
“Example 1” is applied to one side of the sample immediately after the rust prevention treatment of each metal sheet (immediately after the final rolling for the copper sheet not subjected to the rust prevention treatment) and the sample at the time when the air exposure was performed for two weeks in an indoor atmosphere. An active material layer was formed in the same manner as in “Preparation of negative electrode sample”. However, here, the linear pressure of the roll press was 980 kN / m. A test piece having a side of 5 cm is cut out from a metal sheet on which an active material layer is formed, and this is taken out after being immersed in an electrolytic solution (1 mol / L LiPF 6 in EC / DEC (1 vol%: 1 vol%)) for 1 week. , Dried. The test piece after this immersion test was observed for the presence or absence of swelling and peeling of the active material layer, and the adhesion was evaluated according to the following criteria.
○: The area where the active material layer is swollen or peeled is 50% or less of the test piece area (25 cm 2 ) (adhesion; good)
X: Other than the above (adhesion; poor)
The above results are shown in Table 3. “Rolling ratio after rust prevention treatment” in Table 3 is a rolling ratio in rolling accompanied by thinning of the rust inhibitor layer, and this rolling ratio is due to the elongation of the metal sheet portion not including the rust inhibitor layer. is there.

Figure 2013143314
Figure 2013143314

表3からわかるように、防錆処理後の圧延率の増大に伴ってTOF−SIMSによるイオン強度比が低下していることから、防錆処理後の圧延によって防錆剤層が薄化していることが裏付けられる。   As can be seen from Table 3, the ionic strength ratio by TOF-SIMS is reduced with an increase in the rolling rate after the rust prevention treatment, so that the rust inhibitor layer is thinned by the rolling after the rust prevention treatment. That is supported.

防錆剤層を薄化していない試料(No.32、33)は、大気曝露前の表面抵抗が防錆処理していない試料(No.31)より大幅に増大した。これは防錆剤層自体の電気抵抗が大きいことによる。しかし、大気曝露後には防錆処理していない試料では表面抵抗が著しく増大しており、むしろ防錆剤層を薄化していない試料の方が良好な表面抵抗を呈した。したがって、防錆剤層を薄化しなくても酸化皮膜形成に起因する表面抵抗の増大を抑える効果が発揮されることがわかる。   In the samples (Nos. 32 and 33) in which the rust preventive agent layer was not thinned, the surface resistance before exposure to the atmosphere was significantly increased as compared to the sample (No. 31) in which the rust preventive treatment was not performed. This is because the electric resistance of the rust preventive agent layer itself is large. However, after the exposure to the atmosphere, the surface resistance of the sample not subjected to the rust prevention treatment was remarkably increased, and the sample without the thinned rust preventive layer exhibited a better surface resistance. Therefore, it can be seen that the effect of suppressing the increase in surface resistance due to the formation of the oxide film is exhibited without thinning the rust preventive agent layer.

防錆剤層を薄化した試料(No.34〜37)では、防錆処理後の圧延によって防錆剤層の薄化の程度が大きくなるほど、大気曝露前の表面抵抗は低下した。大気曝露後もこれらの試料は表面抵抗の増大が顕著に抑制されており、防錆剤層が薄い分だけ、防錆剤層を薄化していない試料よりも低い表面抵抗を示すことが確認された。   In the sample (Nos. 34 to 37) in which the rust preventive agent layer was thinned, the surface resistance before exposure to the air decreased as the degree of thinning of the rust preventive agent layer increased by rolling after the rust preventive treatment. Even after exposure to the atmosphere, the increase in surface resistance of these samples was remarkably suppressed, and it was confirmed that the surface resistance was lower than that of the sample without thinning the rust preventive layer by the thin rust preventive layer. It was.

また、活物質層の密着性は防錆剤層を形成することにより改善されることが確認された。   It was also confirmed that the adhesion of the active material layer was improved by forming a rust preventive layer.

1 箔状金属シート
2 塗膜
3 ロール
4 活物質層
5 未塗布部
6 鋼シート
7 銅被覆層
8 防錆剤層
10 銅被覆鋼シート
40 高密度化された負極活物質層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Foil-like metal sheet 2 Coating film 3 Roll 4 Active material layer 5 Unapplied part 6 Steel sheet 7 Copper coating layer 8 Rust preventive agent layer 10 Copper coating steel sheet 40 Densified negative electrode active material layer

Claims (14)

鋼シートの両面に銅被覆層を有し、それらの銅被覆層の表面上に防錆剤層を有する防錆金属シートであって、鋼シートと両面の銅被覆層の合計厚さtが3〜100μmであり、両面の各銅被覆層はいずれも平均膜厚tCuが0.02〜5.0μm、かつtCu/tが0.3以下であるリチウムイオン二次電池の負極活物質担持用防錆金属シート。 A rust-proof metal sheet having a copper coating layer on both surfaces of a steel sheet and a rust preventive layer on the surface of the copper coating layer, the total thickness t of the steel sheet and the copper coating layers on both surfaces being 3 Each of the copper coating layers on both sides has a mean film thickness t Cu of 0.02 to 5.0 μm and a t Cu / t of not more than 0.3. Rust-proof metal sheet. 防錆剤層は、中間製品である銅被覆鋼シートの表面に付着させた防錆剤層が当該銅被覆鋼シートとともに圧延を受けて薄化されたものである請求項1に記載のリチウムイオン二次電池の負極活物質担持用防錆金属シート。   2. The lithium ion according to claim 1, wherein the rust preventive layer is a thin layer formed by rolling the rust preventive agent layer attached to the surface of the copper-coated steel sheet as an intermediate product together with the copper-coated steel sheet. A rust-proof metal sheet for supporting a negative electrode active material of a secondary battery. 防錆剤はベンゾトリアゾールを配合するものである請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池の負極活物質担持用防錆金属シート。   The rust preventive metal sheet for supporting a negative electrode active material of a lithium ion secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the rust preventive agent contains benzotriazole. 銅被覆層は電気銅めっきを経て形成されたものである請求項1〜3のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池の負極活物質担持用防錆金属シート。   The rust-proof metal sheet for carrying | supporting the negative electrode active material of the lithium ion secondary battery in any one of Claims 1-3 in which a copper coating layer is formed through electrolytic copper plating. 銅被覆層は鋼シートと銅シートのクラッド圧延を経て形成されたものである請求項1〜3のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池の負極活物質担持用防錆金属シート。   The rust-proof metal sheet for supporting a negative electrode active material of a lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the copper coating layer is formed through clad rolling of a steel sheet and a copper sheet. 鋼シートは、JIS G3141:2009に規定される冷延鋼板(鋼帯を含む)を素材とするものである請求項1〜5のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池の負極活物質担持用防錆金属シート。   The steel sheet is made of a cold-rolled steel sheet (including a steel strip) defined in JIS G3141: 2009, for supporting a negative electrode active material of a lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 5. Antirust metal sheet. 鋼シートは、JIS G4305:2005に規定されるオーステナイト系またはフェライト系の化学組成を有するものである請求項1〜5のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池の負極活物質担持用防錆金属シート。   6. The rust preventive metal for supporting a negative electrode active material of a lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the steel sheet has an austenitic or ferrite chemical composition defined in JIS G4305: 2005. Sheet. 鋼シートは、質量%で、C:0.001〜0.15%、Si:0.001〜0.1%、Mn:0.005〜0.6%、P:0.001〜0.05%、S:0.001〜0.5%、Al:0.001〜0.5%、Ni:0.001〜1.0%、Cr:0.001〜1.0%、Cu:0〜0.1%、Ti:0〜0.5%、Nb:0〜0.5%、N:0〜0.05%、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有するものである請求項1〜5のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池の負極活物質担持用防錆金属シート。   The steel sheet is in mass%, C: 0.001 to 0.15%, Si: 0.001 to 0.1%, Mn: 0.005 to 0.6%, P: 0.001 to 0.05. %, S: 0.001 to 0.5%, Al: 0.001 to 0.5%, Ni: 0.001 to 1.0%, Cr: 0.001 to 1.0%, Cu: 0 to A composition comprising 0.1%, Ti: 0 to 0.5%, Nb: 0 to 0.5%, N: 0 to 0.05%, the balance Fe and unavoidable impurities. 6. A rust-proof metal sheet for supporting a negative electrode active material of a lithium ion secondary battery according to any one of 5 above. 鋼シートは、質量%で、C:0.0001〜0.15%、Si:0.001〜4.0%、Mn:0.001〜2.5%、P:0.001〜0.045%、S:0.0005〜0.03%、Ni:6.0〜28.0%、Cr:15.0〜26.0%、Mo:0〜7.0%、Cu:0〜3.5%、Nb:0〜1.0%、Ti:0〜1.0%、Al:0〜0.1%、N:0〜0.3%、B:0〜0.01%、V:0〜0.5%、W:0〜0.3%、Ca、Mg、Y、REM(希土類元素)の合計:0〜0.1%、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有するものである請求項1〜5のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池の負極活物質担持用防錆金属シート。   The steel sheet is, in mass%, C: 0.0001 to 0.15%, Si: 0.001 to 4.0%, Mn: 0.001 to 2.5%, P: 0.001 to 0.045. %, S: 0.0005 to 0.03%, Ni: 6.0 to 28.0%, Cr: 15.0 to 26.0%, Mo: 0 to 7.0%, Cu: 0 to 3. 5%, Nb: 0 to 1.0%, Ti: 0 to 1.0%, Al: 0 to 0.1%, N: 0 to 0.3%, B: 0 to 0.01%, V: 0 to 0.5%, W: 0 to 0.3%, Ca, Mg, Y, REM (rare earth elements) total: 0 to 0.1%, balance Fe and inevitable impurities The rustproof metal sheet for negative electrode active material carrying | support of the lithium ion secondary battery in any one of Claims 1-5. 鋼シートは、質量%で、C:0.0001〜0.15%、Si:0.001〜1.2%、Mn:0.001〜1.2%、P:0.001〜0.04%、S:0.0005〜0.03%、Ni:0〜0.6%、Cr:11.5〜32.0%、Mo:0〜2.5%、Cu:0〜1.0%、Nb:0〜1.0%、Ti:0〜1.0%、Al:0〜0.2%、N:0〜0.025%、B:0〜0.01%、V:0〜0.5%、W:0〜0.3%、Ca、Mg、Y、REM(希土類元素)の合計:0〜0.1%、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有するものである請求項1〜5のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池の負極活物質担持用防錆金属シート。   The steel sheet is in mass%, C: 0.0001 to 0.15%, Si: 0.001 to 1.2%, Mn: 0.001 to 1.2%, P: 0.001 to 0.04. %, S: 0.0005 to 0.03%, Ni: 0 to 0.6%, Cr: 11.5 to 32.0%, Mo: 0 to 2.5%, Cu: 0 to 1.0% Nb: 0 to 1.0%, Ti: 0 to 1.0%, Al: 0 to 0.2%, N: 0 to 0.025%, B: 0 to 0.01%, V: 0 0.5%, W: 0 to 0.3%, Ca, Mg, Y, REM (rare earth elements) total: 0 to 0.1%, balance Fe and inevitable impurities Item 6. A rust-proof metal sheet for supporting a negative electrode active material of a lithium ion secondary battery according to any one of Items 1 to 5. 引張強さが450〜900MPaである請求項1〜10のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池の負極活物質担持用防錆金属シート。   The rustproof metal sheet for supporting a negative electrode active material of a lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 10, wherein the tensile strength is 450 to 900 MPa. 請求項1〜11のいずれかに記載の防錆金属シートの少なくとも一方の表面上に、リチウムイオン二次電池負極用の活物質層を形成したリチウムイオン二次電池の負極。   The negative electrode of the lithium ion secondary battery which formed the active material layer for lithium ion secondary battery negative electrodes on the at least one surface of the antirust metal sheet in any one of Claims 1-11. 請求項1〜10のいずれかに記載の防錆金属シートの少なくとも一方の銅被覆層の表面上に、リチウムイオン二次電池負極用活物質を含有する塗膜を形成する工程、
前記塗膜が乾燥した後、ロールプレスによって塗膜厚さを30〜70%減じることにより塗膜を高密度化する工程、
を有するリチウムイオン二次電池の負極の製法。
The process of forming the coating film containing the active material for lithium ion secondary battery negative electrodes on the surface of the at least one copper coating layer of the rust prevention metal sheet in any one of Claims 1-10,
A step of densifying the coating film by reducing the coating thickness by 30 to 70% by a roll press after the coating film is dried;
The manufacturing method of the negative electrode of the lithium ion secondary battery which has NO.
請求項12に記載の負極を用いたリチウムイオン二次電池。   A lithium ion secondary battery using the negative electrode according to claim 12.
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