JP5739044B1 - Copper alloy foil for negative electrode current collector of secondary battery, method for producing copper alloy foil for negative electrode current collector of secondary battery, negative electrode for secondary battery, and secondary battery - Google Patents
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Abstract
【課題】二次電池の充放電の際の銅合金箔の破断をより抑制する技術を提供する。【解決手段】0.04質量%以上0.20質量%以下のスズ、0.01質量%以上の銀の少なくともいずれかを含有し、スズ及び銀の両方を含有する場合はスズ及び銀の合計含有量が0.20質量%以下であり、残部が銅及び不可避不純物からなり、200℃の条件下で1時間加熱した後の引張強さを450N/mm2以上にし、伸びを2.0%以上にする。【選択図】図1The present invention provides a technique for further suppressing the breakage of a copper alloy foil during charging and discharging of a secondary battery. SOLUTION: It contains at least one of 0.04% by mass or more and 0.20% by mass or less of tin and 0.01% by mass or more of silver, and when both tin and silver are contained, the total of tin and silver The content is 0.20% by mass or less, the balance is made of copper and inevitable impurities, the tensile strength after heating for 1 hour at 200 ° C. is 450 N / mm 2 or more, and the elongation is 2.0% or more. To. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、銅合金箔、銅合金箔の製造方法、二次電池用の負極、及び二次電池に関する。 The present invention relates to a copper alloy foil, a method for producing the copper alloy foil, a negative electrode for a secondary battery, and a secondary battery.
二次電池(非水電解質電池)の負極は、負極集電体としての例えば銅合金箔と、負極活物質を含み、銅合金箔のいずれかの主面上に設けられた負極活物質層と、を備えている。負極は、銅合金箔のいずれかの主面上に、負極活物質を含むスラリー等を塗布した後、加熱して乾燥させて負極活物質層を設けることで形成されている。このため、負極を形成する際の加熱によって、銅合金箔が軟化してしまうことがある。銅合金箔が軟化してしまうと、二次電池の充放電に伴って負極活物質が膨張、収縮した場合、銅合金箔が破断してしまうことがある。そこで、負極を形成する際の加熱を行った後の銅合金箔の引張強さを高めることで、二次電池の充放電時の銅合金箔の破断を抑制する技術がある(例えば特許文献1参照)。 The negative electrode of the secondary battery (non-aqueous electrolyte battery) includes, for example, a copper alloy foil as a negative electrode current collector, and a negative electrode active material layer provided on any main surface of the copper alloy foil, including a negative electrode active material. It is equipped with. The negative electrode is formed by applying a slurry containing a negative electrode active material or the like on any main surface of the copper alloy foil, and then heating and drying to provide a negative electrode active material layer. For this reason, the copper alloy foil may be softened by heating when forming the negative electrode. If the copper alloy foil is softened, the copper alloy foil may be broken when the negative electrode active material expands and contracts as the secondary battery is charged and discharged. Then, there exists a technique which suppresses the fracture | rupture of the copper alloy foil at the time of charging / discharging of a secondary battery by raising the tensile strength of the copper alloy foil after heating at the time of forming a negative electrode (for example, patent document 1). reference).
しかしながら、所定の温度の条件下で所定時間加熱した後に、所定の引張強さを有する銅合金箔であっても、二次電池の充放電の際に負極活物質が膨張、収縮することで、銅合金箔が破断してしまうことがある。 However, after heating for a predetermined time under a predetermined temperature condition, even when the copper alloy foil has a predetermined tensile strength, the negative electrode active material expands and contracts during charge / discharge of the secondary battery, The copper alloy foil may break.
本発明の目的は、上記課題を解決し、二次電池の充放電の際の銅合金箔の破断をより抑制する技術を提供することにある。 The objective of this invention is providing the technique which solves the said subject and suppresses the fracture | rupture of the copper alloy foil in the case of charging / discharging of a secondary battery more.
本発明の一態様によれば、0.04質量%以上0.20質量%以下のスズ、0.01質量%以上の銀の少なくともいずれかを含有し、スズ及び銀の両方を含有する場合はスズ及び銀の合計含有量が0.20質量%以下であり、残部が銅及び不可避不純物からなり、200℃の条件下で1時間加熱した後の引張強さが450N/mm2以上であり、伸びが2.0%以上である銅合金箔が提供される。 According to one embodiment of the present invention, when 0.04% by mass or more and 0.20% by mass or less of tin, 0.01% by mass or more of silver is contained, and both tin and silver are contained. The total content of tin and silver is 0.20% by mass or less, the balance is made of copper and inevitable impurities, and the tensile strength after heating at 200 ° C. for 1 hour is 450 N / mm 2 or more, A copper alloy foil having an elongation of 2.0% or more is provided.
本発明の他の態様によれば、0.04質量%以上0.20質量%以下のスズ、0.01質量%以上の銀の少なくともいずれかを含有し、スズ及び銀の両方を含有する場合はスズ及び銀の合計含有量が0.20質量%以下であり、残部が銅及び不可避不純物からなる鋳塊を鋳造する鋳造工程と、前記鋳塊に対して所定の熱間圧延を行い、熱間圧延材を形成する熱間圧延工程と、前記熱間圧延材に対して冷間圧延処理及び焼鈍処理を行い、焼鈍材を形成する第1の冷間圧延工程と、前記焼鈍材に対して、1回の加工度が60%以下である冷間圧延を、総加工度が95%以上になるように所定回数連続して行う第2の冷間圧延工程と、を有する銅合金箔の製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, when containing at least one of 0.04 mass% or more and 0.20 mass% or less of tin, 0.01 mass% or more of silver, and containing both tin and silver Has a total content of tin and silver of 0.20% by mass or less, a casting step of casting an ingot made of copper and unavoidable impurities as a remainder, and performing predetermined hot rolling on the ingot, A hot rolling step for forming a hot-rolled material, a cold-rolling treatment and an annealing treatment for the hot-rolled material, a first cold-rolling step for forming an annealed material, and the annealed material Manufacturing a copper alloy foil having a second cold rolling step in which cold rolling with a workability of 60% or less is performed continuously a predetermined number of times so that the total workability becomes 95% or more A method is provided.
本発明のさらに他の態様によれば、0.04質量%以上0.20質量%以下のスズ、0.01質量%以上の銀の少なくともいずれかを含有し、スズ及び銀の両方を含有する場合はスズ及び銀の合計含有量が0.20質量%以下であり、残部が銅及び不可避不純物からなり、引張強さが450N/mm2以上であり、伸びが2.0%以上である銅合金箔で形成される負極集電体と、前記負極集電体の少なくともいずれかの主面上に設けられ、負極活物質を有する負極活物質層と、を備える二次電池用の負極が提供される。 According to still another aspect of the present invention, it contains at least one of 0.04% by mass or more and 0.20% by mass or less of tin, 0.01% by mass or more of silver, and contains both tin and silver. In this case, the total content of tin and silver is 0.20% by mass or less, the balance is copper and inevitable impurities, the tensile strength is 450 N / mm 2 or more, and the elongation is 2.0% or more. Provided is a negative electrode for a secondary battery, comprising: a negative electrode current collector formed of an alloy foil; and a negative electrode active material layer provided on at least one main surface of the negative electrode current collector and having a negative electrode active material. Is done.
本発明のさらに他の態様によれば、0.04質量%以上0.20質量%以下のスズ、0.01質量%以上の銀の少なくともいずれかを含有し、スズ及び銀の両方を含有する場合はスズ及び銀の合計含有量が0.20質量%以下であり、残部が銅及び不可避不純物からなり、引張強さが450N/mm2以上であり、伸びが2.0%以上である銅合金箔で形成された負極集電体、及び、前記負極集電体の少なくともいずれかの主面上に設けられ、負極活物質を有する負極活物質層を備える負極と、正極と、前記負極及び前記正極を電気的に絶縁するセパレータと、前記負極、前記正極、前記セパレータを収容し、電解液が注入される容器と、を備える二次電池が提供される。 According to still another aspect of the present invention, it contains at least one of 0.04% by mass or more and 0.20% by mass or less of tin, 0.01% by mass or more of silver, and contains both tin and silver. In this case, the total content of tin and silver is 0.20% by mass or less, the balance is copper and inevitable impurities, the tensile strength is 450 N / mm 2 or more, and the elongation is 2.0% or more. A negative electrode current collector formed of an alloy foil; and a negative electrode provided on at least one main surface of the negative electrode current collector and including a negative electrode active material layer having a negative electrode active material; a positive electrode; the negative electrode; A secondary battery is provided that includes a separator that electrically insulates the positive electrode, and a negative electrode, the positive electrode, and a container that contains the separator and into which an electrolyte is injected.
本発明によれば、二次電池の充放電の際の銅合金箔の破断をより抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fracture | rupture of the copper alloy foil in the case of charging / discharging of a secondary battery can be suppressed more.
<本発明の一実施形態>
本発明の一実施形態にかかる銅合金箔の構成について説明する。
<One Embodiment of the Present Invention>
The structure of the copper alloy foil according to one embodiment of the present invention will be described.
(1)銅合金箔の構成
本実施形態にかかる銅合金箔は、所定量のスズ(Sn)、所定量の銀(Ag)の少なくともいずれかを含有し、残部が銅(Cu)及び不可避不純物からなっている。また、銅合金箔は、例えば200℃の条件下で1時間加熱した後の引張強さが450N/mm2以上であり、伸びが2.0%以上である。このように、所定の加熱処理を行った後の銅合金箔が所定の引張強さを有するとともに、所定の伸びを有することで、所定の引張強さを有するだけでは抑制できなかった銅合金箔の破断を抑制できる。なお、引張強さとは、ASTMインターナショナル(旧・米国材料試験協会:American Society for Testing and Materials)E―345に基づいて測定した値である。伸びとは、IPC−TM−650 2.4.18に基づいて測定した値である。
(1) Configuration of Copper Alloy Foil The copper alloy foil according to this embodiment contains at least one of a predetermined amount of tin (Sn) and a predetermined amount of silver (Ag), with the balance being copper (Cu) and inevitable impurities. It is made up of. Moreover, the copper alloy foil has a tensile strength of 450 N / mm 2 or more and an elongation of 2.0% or more after heating for 1 hour at 200 ° C., for example. As described above, the copper alloy foil after the predetermined heat treatment has a predetermined tensile strength and has a predetermined elongation, so that it could not be suppressed only by having the predetermined tensile strength. Can be prevented from breaking. The tensile strength is a value measured based on ASTM International (former American Society for Testing and Materials) E-345. The elongation is a value measured based on IPC-TM-650 2.4.18.
銅合金箔中には、Sn、Agの少なくともいずれかが固溶しているとよい。これにより、銅合金箔の耐熱性を向上させることができる。つまり、銅合金箔に所定の加熱処理が行われた場合であっても、銅合金箔に軟化が生じにくくなり、引張強さが低下することを抑制できる。 In the copper alloy foil, at least one of Sn and Ag is preferably dissolved. Thereby, the heat resistance of copper alloy foil can be improved. That is, even if the predetermined heat treatment is performed on the copper alloy foil, the copper alloy foil is less likely to be softened, and the tensile strength can be prevented from decreasing.
銅合金箔中にSnを含有させる場合、銅合金箔中のSnの含有量(濃度)は、例えば0.04質量%以上0.20質量%以下であると好ましく、0.12質量%以下であるとより好ましい。 When Sn is contained in the copper alloy foil, the content (concentration) of Sn in the copper alloy foil is preferably 0.04% by mass or more and 0.20% by mass or less, for example, 0.12% by mass or less. More preferably.
Snの含有量が0.04質量%未満であると、銅合金箔の引張強さが低下してしまうことがある。つまり、所定の加熱処理を行う前の銅合金箔(以下では、「H材の状態の銅合金箔」とも言う。)の引張強さが低下してしまうことがある。例えば、H材の状態の銅合金箔の引張強さが450N/mm2未満になってしまうことがある。また、銅合金箔中に固溶するSnの量が減少してしまうことがある。例えば、Snが不可避不純物と反応してしまい、銅合金箔中にSnを固溶させることができないことがある。Snと不可避不純物とが反応して生成された化合物(例えばSnと不可避不純物のうちの1つである酸素(O)とが反応して生成されるSnO)は、銅合金箔の耐熱性を向上させることができない。従って、Snを含有させることによる銅合金箔の耐熱性を向上させる効果が得られないことがある。その結果、所望の耐熱性を得られないことがある。 If the Sn content is less than 0.04% by mass, the tensile strength of the copper alloy foil may decrease. That is, the tensile strength of the copper alloy foil (hereinafter, also referred to as “H alloy copper alloy foil”) before performing the predetermined heat treatment may be reduced. For example, the tensile strength of the copper alloy foil in the H material state may be less than 450 N / mm 2 . In addition, the amount of Sn dissolved in the copper alloy foil may decrease. For example, Sn may react with unavoidable impurities, and Sn may not be dissolved in the copper alloy foil. Compounds produced by the reaction of Sn and inevitable impurities (for example, SnO produced by the reaction of Sn and oxygen (O), one of the inevitable impurities) improve the heat resistance of the copper alloy foil. I can't let you. Therefore, the effect of improving the heat resistance of the copper alloy foil by containing Sn may not be obtained. As a result, desired heat resistance may not be obtained.
Snの含有量を0.04質量%以上にすることで、H材の状態の銅合金箔の引張強さを向上させることができる。例えば、H材の状態の銅合金箔の引張強さを450N/mm2以上にできる。また、銅合金箔中にSnを固溶させることができる。これにより、銅合金箔の耐熱性を向上させることができ、所望の耐熱性を得ることができる。従って、所定の加熱処理を行った後の銅合金箔の引張強さの低下を抑制できる。例えば、銅合金箔は、200℃の条件下で1時間加熱した後であっても、450N/mm2以上の引張強さを有している。 By making the Sn content 0.04% by mass or more, the tensile strength of the copper alloy foil in the state of H material can be improved. For example, the tensile strength of the copper alloy foil in the state of H material can be 450 N / mm 2 or more. Further, Sn can be dissolved in the copper alloy foil. Thereby, the heat resistance of copper alloy foil can be improved and desired heat resistance can be obtained. Therefore, the fall of the tensile strength of the copper alloy foil after performing predetermined heat processing can be suppressed. For example, the copper alloy foil has a tensile strength of 450 N / mm 2 or more even after heating for 1 hour at 200 ° C.
しかしながら、Snの含有量が0.20質量%を超えると、銅合金箔の導電性が低下してしまうことがある。また、銅合金箔に対して所定の加熱処理を行った後の銅合金箔の引張強さの低下を抑制できるが、銅合金箔に対して所定の加熱処理を行っても、銅合金箔の延性が向上しないことがある。Snの含有量を0.20質量%以下にすることで、銅合金箔の導電性の低下を抑制できる。例えば、銅合金箔の導電率を80%IACS以上にできる。また、銅合金箔に対して所定の加熱処理を行うことで、銅合金箔の延性を向上させることができる。つまり、所定の加熱処理を行った後の銅合金箔の伸びを、H材の状態の銅合金箔の伸びよりも高くできる。例えば、200℃の条件下で1時間加熱した後の銅合金箔の伸びを2.0%以上にできる。Snの含有量を0.12質量%以下にすることで、銅合金箔の導電性の低下をより抑制できる。例えば、銅合金箔の導電率を85%IACS以上にできる。 However, if the Sn content exceeds 0.20% by mass, the conductivity of the copper alloy foil may decrease. Moreover, although the fall of the tensile strength of the copper alloy foil after performing predetermined heat processing with respect to copper alloy foil can be suppressed, even if predetermined heat processing is performed with respect to copper alloy foil, Ductility may not improve. By making Sn content 0.20 mass% or less, the electroconductive fall of copper alloy foil can be suppressed. For example, the conductivity of the copper alloy foil can be 80% IACS or higher. Moreover, the ductility of copper alloy foil can be improved by performing predetermined heat processing with respect to copper alloy foil. That is, the elongation of the copper alloy foil after performing the predetermined heat treatment can be made higher than the elongation of the copper alloy foil in the H material state. For example, the elongation of the copper alloy foil after heating for 1 hour at 200 ° C. can be 2.0% or more. By making Sn content 0.12 mass% or less, the electroconductive fall of copper alloy foil can be suppressed more. For example, the conductivity of the copper alloy foil can be 85% IACS or higher.
銅合金箔中にAgを含有させる場合、銅合金箔中のAgの含有量(濃度)は、例えば0.01質量%以上であると好ましく、0.03質量%以上であるとより好ましく、0.10質量%以下であるとさらに好ましい。 When Ag is contained in the copper alloy foil, the content (concentration) of Ag in the copper alloy foil is, for example, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.03% by mass or more, and 0 More preferably, it is 10% by mass or less.
Agの含有量が0.01質量%未満であると、H材の状態の銅合金箔の引張強さが低下してしまうことがある。また、銅合金箔中に固溶するAgの量が減少してしまうことがある。例えば、Agが不可避不純物と反応してしまい、銅合金箔中にAgを固溶させることができないことがある。Agと不可避不純物とが反応して生成された化合物(例えばAgと不可避不純物のうちの1つであるOとが反応して生成されるAgO)は、銅合金箔の耐熱性を向上させることができない。従って、Agを含有させることによる銅合金箔の耐熱性を向上させる効果が得られないことがある。その結果、所望の耐熱性が得られないことがある。 If the Ag content is less than 0.01% by mass, the tensile strength of the copper alloy foil in the H material state may be lowered. In addition, the amount of Ag dissolved in the copper alloy foil may decrease. For example, Ag may react with inevitable impurities, and Ag may not be dissolved in the copper alloy foil. A compound produced by a reaction between Ag and an inevitable impurity (for example, AgO produced by a reaction between Ag and one of the inevitable impurities) can improve the heat resistance of the copper alloy foil. Can not. Therefore, the effect of improving the heat resistance of the copper alloy foil by containing Ag may not be obtained. As a result, desired heat resistance may not be obtained.
Agの含有量を0.01質量%以上にすることで、H材の状態の銅合金箔の引張強さを向上させることができる。例えば、H材の状態の銅合金箔の引張強さを450N/mm2以上にできる。また、銅合金箔中にAgを固溶させることができる。これにより、銅合金箔の耐熱性を向上させることができ、所望の耐熱性を得ることができる。従って、所定の加熱処理を行った後の銅合金箔の引張強さの低下を抑制できる。例えば、200℃の条件下で1時間加熱した後の銅合金箔の引張強さを450N/mm2以上にできる。Agの含有量を0.03質量%以上にすることで、H材の状態の銅合金箔の引張強さをより向上させつつ、銅合金箔の耐熱性をより向上させることができる。例えば、H材の状態の銅合金箔の引張強さを480N/mm2以上にするとともに、200℃の条件下で1時間加熱した後の銅合金箔の引張強さを480N/mm2以上にできる。 By making the Ag content 0.01% by mass or more, the tensile strength of the copper alloy foil in the state of H material can be improved. For example, the tensile strength of the copper alloy foil in the state of H material can be 450 N / mm 2 or more. Further, Ag can be dissolved in the copper alloy foil. Thereby, the heat resistance of copper alloy foil can be improved and desired heat resistance can be obtained. Therefore, the fall of the tensile strength of the copper alloy foil after performing predetermined heat processing can be suppressed. For example, the tensile strength of the copper alloy foil after heating for 1 hour under the condition of 200 ° C. can be 450 N / mm 2 or more. By making the content of Ag 0.03% by mass or more, the heat resistance of the copper alloy foil can be further improved while further improving the tensile strength of the copper alloy foil in the H material state. For example, the tensile strength of the copper alloy foil in the state of H material is set to 480 N / mm 2 or more, and the tensile strength of the copper alloy foil after heating for 1 hour at 200 ° C. is set to 480 N / mm 2 or more. it can.
しかしながら、Agは高価な元素である。従って、Agの含有量が0.10質量%を超えると、銅合金箔に対して所定の加熱処理を行っても、銅合金箔の延性が向上しないことがある。また、銅合金箔の製造コストが高くなってしまうことがある。また、Agの含有量を0.10質量%より多くした場合であっても、H材の状態の銅合金箔の引張強さ及び銅合金箔の耐熱性はそれぞれ、Agの含有量が0.10質量%である銅合金箔と比べて殆ど変わらない。つまり、製造コストに見合う効果が得られないことがある。Agの含有量を0.10質量%以下にすることで、銅合金箔に対して所定の加熱処理を行った後の銅合金箔の延性を向上させることができる。つまり、所定の加熱処理を行った後の銅合金箔の伸びを、H材の状態の銅合金箔の伸びよりも高くできる。例えば、200℃の条件下で1時間加熱した後の伸びを2.0%以上にできる。また、銅合金箔の製造コストが高くなってしまうことを抑制できる。 However, Ag is an expensive element. Therefore, if the content of Ag exceeds 0.10% by mass, the ductility of the copper alloy foil may not be improved even if a predetermined heat treatment is performed on the copper alloy foil. Moreover, the manufacturing cost of copper alloy foil may become high. Moreover, even if it is a case where content of Ag is made more than 0.10 mass%, the tensile strength of the copper alloy foil of the state of H material, and the heat resistance of copper alloy foil are respectively Ag content of 0.1. It is almost the same as the copper alloy foil of 10% by mass. That is, an effect commensurate with the manufacturing cost may not be obtained. By making Ag content 0.10 mass% or less, the ductility of copper alloy foil after performing predetermined heat processing with respect to copper alloy foil can be improved. That is, the elongation of the copper alloy foil after performing the predetermined heat treatment can be made higher than the elongation of the copper alloy foil in the H material state. For example, the elongation after heating for 1 hour at 200 ° C. can be 2.0% or more. Moreover, it can suppress that the manufacturing cost of copper alloy foil becomes high.
銅合金箔中にSn及びAgの両方を含有させる場合、Sn及びAgの含有量がそれぞれ上述の所定範囲内であって、かつ、Snの含有量及びAgの含有量の合計(Sn及びAgの合計含有量)が例えば0.20質量%以下であるとよい。 When both Sn and Ag are contained in the copper alloy foil, the contents of Sn and Ag are within the above-mentioned predetermined ranges, respectively, and the total of the contents of Sn and Ag (Sn and Ag) The total content) is preferably 0.20% by mass or less.
Sn及びAgの合計含有量が0.20質量%を超えると、銅合金箔の導電性が低下してしまうことがある。また、銅合金箔に対して所定の加熱処理を行っても、銅合金箔の延性が向上しないことがある。Sn及びAgの合計含有量を0.20質量%以下にすることで、銅合金箔の導電性の低下を抑制できる。例えば、銅合金箔の導電率を80%IACS以上にできる。また、銅合金箔に対して所定の加熱処理を行うことで、銅合金箔の延性を向上させることができる。つまり、所定の加熱処理を行った後の銅合金箔の伸びを、H材の状態の銅合金箔の伸びよりも高くできる。例えば、200℃の条件下で1時間加熱した後の伸びを2.0%以上にできる。 When the total content of Sn and Ag exceeds 0.20% by mass, the conductivity of the copper alloy foil may be lowered. Moreover, even if it performs predetermined heat processing with respect to copper alloy foil, the ductility of copper alloy foil may not improve. By making the total content of Sn and Ag 0.20% by mass or less, a decrease in conductivity of the copper alloy foil can be suppressed. For example, the conductivity of the copper alloy foil can be 80% IACS or higher. Moreover, the ductility of copper alloy foil can be improved by performing predetermined heat processing with respect to copper alloy foil. That is, the elongation of the copper alloy foil after performing the predetermined heat treatment can be made higher than the elongation of the copper alloy foil in the H material state. For example, the elongation after heating for 1 hour at 200 ° C. can be 2.0% or more.
銅合金箔の母材としては、例えば純度が99.9%以上である無酸素銅(OFC)を用いるとよい。これにより、銅合金箔中に含まれる不可避不純物としてのOの量を低減できる。従って、銅合金箔中で生成される酸化物の量を低減できる。具体的には、銅合金箔中でOとSnやAgとが反応してSnOやAgOが生成されることを抑制できる。また、銅合金箔中でOと反応するSn、Agの量を低減することで、Sn、Agの含有量を増やすことなく、銅合金箔中に固溶するSn、Agの量を増やすことができる。 As a base material of the copper alloy foil, for example, oxygen-free copper (OFC) having a purity of 99.9% or more may be used. Thereby, the quantity of O as an inevitable impurity contained in copper alloy foil can be reduced. Therefore, the amount of oxide produced in the copper alloy foil can be reduced. Specifically, it is possible to suppress the generation of SnO or AgO due to the reaction of O with Sn or Ag in the copper alloy foil. In addition, by reducing the amount of Sn and Ag that react with O in the copper alloy foil, the amount of Sn and Ag dissolved in the copper alloy foil can be increased without increasing the content of Sn and Ag. it can.
(2)負極の構成
続いて、負極集電体として上述の銅合金箔が用いられる負極の構成について説明する。負極は、負極集電体としての銅合金箔の少なくともいずれかの主面上に負極活物質層が設けられることで形成されている。負極活物質層には、負極活物質が含まれている。負極活物質層には、導電助剤、結着剤等がさらに含まれていてもよい。
(2) Configuration of Negative Electrode Next, the configuration of the negative electrode in which the above-described copper alloy foil is used as the negative electrode current collector will be described. The negative electrode is formed by providing a negative electrode active material layer on at least one main surface of a copper alloy foil as a negative electrode current collector. The negative electrode active material layer contains a negative electrode active material. The negative electrode active material layer may further contain a conductive additive, a binder, and the like.
負極活物質層中の負極活物質、導電助剤、結着剤(バインダ)の含有量はそれぞれ、負極に要求される特性に応じて適宜調整できる。負極活物質層の負極活物質の含有量は例えば60質量%以上98質量%以下であるとよく、導電助剤の含有量は例えば0質量%以上20質量%以下であるとよく、結着剤の含有量は例えば2質量%以上10質量%以下であるとよい。なお、導電助剤の含有量が0質量%であるとは、負極活物質層中に導電助剤を含有させないことを意味する。 The contents of the negative electrode active material, the conductive additive, and the binder (binder) in the negative electrode active material layer can be appropriately adjusted according to the characteristics required for the negative electrode. The content of the negative electrode active material in the negative electrode active material layer is preferably 60% by mass or more and 98% by mass or less, and the content of the conductive auxiliary agent is preferably 0% by mass or more and 20% by mass or less. The content of is preferably 2% by mass or more and 10% by mass or less. In addition, that content of a conductive support agent is 0 mass% means that a conductive support agent is not contained in a negative electrode active material layer.
負極活物質として、後述の二次電池10に用いられる電解液中の電解質(例えばリチウム(Li)イオン)を吸蔵したり、脱離(放出)したりすることができる化合物が用いられている。例えば、負極活物質として、黒鉛、炭素繊維、コークス、球状炭素等の炭素質物質や、Li、Sn、ケイ素(Si)等の金属、リチウムチタン酸化物、スズ酸化物、ケイ素酸化物、タングステン酸化物等の金属化合物、リチウムスズ合金、リチウムケイ素合金等のリチウム合金の少なくともいずれかが用いられている。特に、負極活物質層中に含まれる負極活物質の少なくとも一部が、例えばSn金属、Si金属、Sn、Siの少なくともいずれかを含有する金属化合物やリチウム合金であるとよい。これにより、後述の二次電池10をより大容量にできる。
As the negative electrode active material, a compound that can occlude or desorb (release) an electrolyte (for example, lithium (Li) ion) in an electrolytic solution used in a
導電助剤としては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等の炭素系微粒子や、黒鉛系微粒子を用いることができる。これにより、負極の導電性をより安定させることができる。 As the conductive auxiliary agent, for example, carbon-based fine particles such as acetylene black and ketjen black, and graphite-based fine particles can be used. Thereby, the electroconductivity of a negative electrode can be stabilized more.
結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、水分散系のスチレンブタジエンゴム(SBR)を用いることができる。 As the binder, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polyimide (PI), polyamideimide (PAI), or water-dispersed styrene butadiene rubber (SBR) can be used.
(3)二次電池の構成
続いて、上述の負極を備える二次電池の構成について、コインセル型のリチウムイオン二次電池を例に、図1を用いて説明する。図1は、本実施形態にかかる二次電池10の概略断面図である。
(3) Configuration of Secondary Battery Subsequently, the configuration of the secondary battery including the above-described negative electrode will be described with reference to FIG. 1 using a coin cell type lithium ion secondary battery as an example. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a
図1に示すように、二次電池10は容器を備えている。容器は、天板及び天板の側面を囲うように設けられる側板を備える上側容器11Aと、底板及び底板の側面を囲うように設けられる側板を備える下側容器11Bと、を備えている。上側容器11A及び下側容器11Bはそれぞれ、例えばステンレスにより形成されている。上側容器11Aの天板及び下側容器11Bの底板はそれぞれ円形に形成されている。上側容器11Aは、上側容器11Aの天板の平面積が下側容器11Bの底板の平面積よりも小さくなるように形成されている。上側容器11Aと下側容器11Bとはそれぞれ、上側容器11Aの側板の少なくとも一部が下側容器11B内に収容されるように配置されている。
As shown in FIG. 1, the
上側容器11Aの側板と、下側容器11Bの側板と、の間には、上側容器11Aの側板と下側容器11Bの側板との間の空間を埋めるように、ガスケット12が設けられている。つまり、ガスケット12は容器の蓋体として機能するように形成されている。ガスケット12は、例えばポリプロピレンで形成されている。これにより、容器を密閉できるとともに、上側容器11Aと下側容器11Bとの間の絶縁性を担保できる。
Between the side plate of the
上側容器11Aには、負極集電体としての銅合金箔13Aと負極活物質層13Bとを備え、例えば円板状に形成された負極13が収容されて保持されている。具体的には、上側容器11Aには、負極活物質層13Bが下側容器11Bの底板と対向するように負極13が収容されている。つまり、上側容器11Aは、負極13を収容する負極ケースとしても機能する。上側容器11Aには、負極端子が設けられている。
The
下側容器11Bには、後述の正極14が収容されて保持されている。具体的には、下側容器11Bには、後述の正極活物質層14Bが上側容器11Aの天板と対向するように正極14が収容されている。つまり、下側容器11Bは、正極14を収容して保持する正極ケースとしても機能する。下側容器11Bには、正極端子が設けられている。
The
正極(対極)14は、例えば正極集電体(金属箔)14Aの少なくともいずれかの主面上に正極活物質を含む正極活物質層14Bが設けられて形成されている。正極14は、例えば円板状に形成されている。正極集電体14Aとしては、例えばアルミニウム(Al)箔を用いることができる。正極活物質としては、例えばコバルト酸リチウム(LiCoO2)やマンガンスピネル(LiMn2O4)等のリチウム(Li)を含む金属複合酸化物等を用いることができる。
The positive electrode (counter electrode) 14 is formed, for example, by providing a positive electrode
負極13と正極14との間には、セパレータ15が設けられている。具体的には、セパレータ15は、負極活物質層13Bと正極活物質層14Bとの間に介在するように配置されている。セパレータ15は、平面積が負極13及び正極14の平面積よりも大きくなるように形成されているとよい。例えば、セパレータ15は、直径が負極13及び正極14の直径よりも長くなるように形成されているとよい。これにより、負極13と正極14とをより確実に絶縁させることができる。セパレータ15は、例えば多孔性合成樹脂膜で形成されている。具体的には、セパレータ15は、ポリオレフィン系高分子の多孔膜(多孔質膜)で形成されているとよい。セパレータ15は、例えばポリエチレンやポリプロピレンの多孔膜で形成されているとよい。これにより、セパレータ15は、多孔膜の孔中に後述の電解液が入り込むことで、電解液を保持することができる。
A
容器中には、電解液が注入されている。電解液は、有機溶媒中に電解質を溶解させて生成されている。電解液中の電解質の含有量(濃度)は、二次電池10の用途や有機溶媒の種類等に応じて適宜調整できる。
An electrolytic solution is injected into the container. The electrolytic solution is generated by dissolving an electrolyte in an organic solvent. The content (concentration) of the electrolyte in the electrolytic solution can be appropriately adjusted according to the use of the
有機溶媒としては、例えばカーボネート類、ハロゲン化炭化水素、エーテル類、ケトン類、ニトリル類、ラクトン類、オキソラン化合物等を用いることができる。特に、有機溶媒として、カーボネート類及びエーテル類からなる群から選ばれる少なくとも1種以上の非水溶媒が用いられるとよい。有機溶媒として、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート(EC)、1,2―ジメトキシエタン、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ビニレンカーボネートや、これらの混合溶媒が用いられるとよい。これらの有機溶媒は、誘電率が高く、粘度が低く、電解質の溶解性に優れるため、二次電池10の充放電効率を向上させることができる。
As the organic solvent, for example, carbonates, halogenated hydrocarbons, ethers, ketones, nitriles, lactones, oxolane compounds and the like can be used. In particular, as the organic solvent, at least one non-aqueous solvent selected from the group consisting of carbonates and ethers may be used. As the organic solvent, for example, propylene carbonate, ethylene carbonate (EC), 1,2-dimethoxyethane, dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, vinylene carbonate, or a mixed solvent thereof may be used. Since these organic solvents have a high dielectric constant, low viscosity, and excellent electrolyte solubility, the charge / discharge efficiency of the
電解質として、例えばLiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6の無機塩、これらの無機塩の誘導体、LiSO3CF3、LiC(SO3CF3)3、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiN(SO2CF3)(SO2C4F9)の有機塩、これらの有機塩の誘導体、のうちの少なくとも1つが用いられるとよい。これにより、二次電池10の電池性能を向上させることができる。また、二次電池10が室温以外の温度域で使用される場合であっても、より高い電池性能を維持できる。
As the electrolyte, for example, LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 inorganic salts, derivatives of these inorganic salts, LiSO 3 CF 3 , LiC (SO 3 CF 3 ) 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN At least one of (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , organic salts of LiN (SO 2 CF 3 ) (SO 2 C 4 F 9 ), and derivatives of these organic salts may be used. Thereby, the battery performance of the
電解液中には、ビニレンカーボネート(VC)等の電解質以外の添加剤が添加されていてもよい。 In the electrolytic solution, additives other than the electrolyte such as vinylene carbonate (VC) may be added.
(4)銅合金箔、負極及び二次電池の製造方法
次に、本実施形態にかかる銅合金箔、負極及び二次電池の製造方法について、図2を用いて説明する。図2は、本実施形態にかかる銅合金箔、負極及び二次電池の製造工程を示すフロー図である。
(4) Manufacturing method of copper alloy foil, negative electrode, and secondary battery Next, the manufacturing method of the copper alloy foil, negative electrode, and secondary battery concerning this embodiment is demonstrated using FIG. FIG. 2 is a flowchart showing the manufacturing process of the copper alloy foil, the negative electrode, and the secondary battery according to this embodiment.
<銅合金箔形成工程(S10)>
例えば溶解鋳造法を用いて銅合金箔を形成する。
<Copper alloy foil forming step (S10)>
For example, a copper alloy foil is formed using a melt casting method.
(鋳造工程(S11))
母材としてのCu(例えば無酸素銅)を、例えば、高周波溶解炉等を用いて窒素雰囲気下で溶解して銅の溶湯を生成する。続いて、高周波溶解炉等を用いて窒素雰囲気下で、銅の溶湯中に、所定量(例えば0.04質量%以上0.20質量%以下)のSn、所定量(例えば0.01質量%以上)のAgの少なくともいずれかを添加して混合し、銅合金の溶湯を生成する。なお、SnとAgとの両方を添加する場合は、Sn及びAgの合計含有量(合計添加量)が0.20質量%以下になるように添加するとよい。そして、生成した銅合金の溶湯を鋳型に注いで(出湯して)冷却し、0.04質量%以上0.20質量%以下のSn、0.01質量%以上のAgの少なくともいずれかを含有し、Sn及びAgの両方を含有する場合はSn及びAgの合計含有量が0.20質量%以下であり、残部が銅及び不可避不純物からなる所定形状の銅合金の鋳塊(インゴット)を鋳造(溶製)する。
(Casting process (S11))
Cu (for example, oxygen-free copper) as a base material is melted in a nitrogen atmosphere using, for example, a high-frequency melting furnace or the like to produce a molten copper. Subsequently, in a nitrogen atmosphere using a high-frequency melting furnace or the like, a predetermined amount (for example, 0.04 mass% or more and 0.20 mass% or less) of Sn, a predetermined amount (for example, 0.01 mass%) in a molten copper. At least one of the above Ag) is added and mixed to produce a molten copper alloy. In addition, when adding both Sn and Ag, it is good to add so that the total content (total addition amount) of Sn and Ag may be 0.20 mass% or less. Then, the molten copper alloy thus produced is poured into a mold and then cooled, and contains at least one of 0.04 mass% to 0.20 mass% Sn and 0.01 mass% or more Ag. When both Sn and Ag are contained, the total content of Sn and Ag is 0.20% by mass or less, and a copper alloy ingot having a predetermined shape made of copper and inevitable impurities is cast. (Melting).
(熱間圧延工程(S12))
鋳造工程(S11)が終了した後、インゴット中、つまり鋳造組織中に生じている偏析を均質化する前処理を行う。前処理として、インゴット中の結晶組織が平衡状態で均質な固溶状態となる温度以上の温度域に、インゴットを所定時間保持する加熱処理を行うとよい。例えば、インゴットを800℃以上950℃以下の条件下で30分以上加熱するとよい。
(Hot rolling process (S12))
After the casting step (S11) is completed, a pretreatment for homogenizing segregation occurring in the ingot, that is, in the cast structure is performed. As the pretreatment, a heat treatment for holding the ingot for a predetermined time may be performed in a temperature range equal to or higher than a temperature at which the crystal structure in the ingot becomes a homogeneous solid solution in an equilibrium state. For example, the ingot may be heated for 30 minutes or longer under conditions of 800 ° C. or higher and 950 ° C. or lower.
前処理を行ったインゴットに対して熱間圧延処理を行う。具体的には、インゴットの温度を前処理で加熱した温度域(つまり800℃以上950℃以下)に維持した状態で、インゴットに対して所定の加工度(例えば総加工度が95%)で熱間圧延処理を行い、所定厚さ(例えば12mm)の熱間圧延材を形成する。 Hot rolling is performed on the pretreated ingot. Specifically, the ingot is heated at a predetermined degree of processing (for example, the total degree of processing is 95%) in a state where the temperature of the ingot is maintained in the temperature range heated in the pretreatment (that is, 800 ° C. or more and 950 ° C. or less). Hot rolling is performed to form a hot rolled material having a predetermined thickness (for example, 12 mm).
(第1の冷間圧延工程(S13))
熱間圧延工程(S12)が終了した後、熱間圧延材に対して、第1の冷間圧延処理と、再結晶焼鈍処理と、を行い、所定厚さの再結晶焼鈍材を形成する。具体的には、1回の加工度が10%〜20%程度である冷間圧延を所定回数連続して繰り返して行うことで、総加工度が例えば40%〜70%になる第1の冷間圧延処理と、再結晶焼鈍処理と、を所定回数交互に繰り返して行い、所定厚さ(例えば0.15mm〜1.0mm)の再結晶焼鈍材を形成する。再結晶焼鈍処理は、焼鈍後(再結晶後)の結晶粒の粒径が所定の粒径(例えば10μm〜20μm)になるように行うとよい。例えば、再結晶焼鈍処理として、600℃以上900℃以下の条件下にある炉内で、数秒間〜数時間の加熱処理を行うとよい。
(First cold rolling step (S13))
After the hot rolling step (S12) is completed, the first cold rolling treatment and the recrystallization annealing treatment are performed on the hot rolling material to form a recrystallization annealing material having a predetermined thickness. Specifically, the first cold at which the total degree of work becomes, for example, 40% to 70% by repeatedly performing cold rolling with a degree of work of about 10% to 20% continuously for a predetermined number of times. The hot rolling treatment and the recrystallization annealing treatment are alternately repeated a predetermined number of times to form a recrystallization annealing material having a predetermined thickness (for example, 0.15 mm to 1.0 mm). The recrystallization annealing treatment is preferably performed so that the grain size of the crystal grains after annealing (after recrystallization) becomes a predetermined grain size (for example, 10 μm to 20 μm). For example, as the recrystallization annealing treatment, heat treatment may be performed for several seconds to several hours in a furnace that is in a temperature range of 600 ° C. to 900 ° C.
(第2の冷間圧延工程(S14))
第1の冷間圧延工程(S13)が終了した後、再結晶焼鈍材に対して所定回数の冷間圧延を行う第2の冷間圧延処理を行い、所定厚さ(例えば20μm以下)の銅合金箔を形成する。第2の冷間圧延処理として、1回の加工度rが例えば60%以下、好ましくは40%以下5%以上である冷間圧延を複数回連続して繰り返すことで、総加工度Rが例えば95%以上になる処理を行うとよい。なお、第2の冷間圧延処理として複数回の冷間圧延を行う場合は、各冷間圧延の間に再結晶焼鈍処理を挟むことなく、複数回の冷間圧延を連続して行う。
(Second cold rolling step (S14))
After the first cold rolling step (S13) is completed, a second cold rolling process is performed in which the recrystallized annealed material is cold rolled a predetermined number of times to obtain a copper having a predetermined thickness (for example, 20 μm or less). An alloy foil is formed. As the second cold rolling process, by repeating cold rolling in which the degree of work r at one time is, for example, 60% or less, preferably 40% or less and 5% or more, the total work degree R is, for example, It is preferable to perform a process of 95% or more. In addition, when performing multiple times of cold rolling as 2nd cold rolling process, multiple times of cold rolling are performed continuously, without interposing a recrystallization annealing process between each cold rolling.
1回の加工度rが60%を超える冷間圧延を行うと、冷間圧延を行っている際に発生する加工熱の量が増加してしまうことがある。従って、冷間圧延を行っている際に、加工熱により、冷間圧延を行っている再結晶焼鈍材や圧延材が加熱されてしまうことがある。例えば、圧延材が、再結晶が生じてしまう温度に加熱されてしまうことがある。なお、圧延材とは、第2の冷間圧延工程(S14)において少なくとも1回の冷間圧延を行った後の再結晶焼鈍材をいう。圧延材に再結晶が生じると、形成した銅合金箔(つまり、H材の状態の銅合金箔)の強度(引張強さ)が低下してしまうことがある。例えば、H材の状態の銅合金箔の引張強さを450N/mm2以上にできないことがある。また、1回の加工度rが60%を超える冷間圧延を行うと、圧延材中に、通常の圧延組織(冷間圧延を行うことで圧延材中に生じる結晶組織)とは異なる結晶組織が生じることがある。例えば、圧延材中に、圧延材の厚さ方向に斜めに横断する結晶組織(せん断帯)が生じることがある。圧延材中に存在するせん断帯は、結晶面の整列を阻害し、破断の起点となりやすい。従って、総加工度が例えば95%以上になる第2の冷間圧延処理を行った場合であっても、所定の加熱処理を行った後の銅合金箔の延性を向上させることができないことがある。例えば、200℃の条件下で1時間加熱した後の銅合金箔の伸びを2.0%以上にできないことがある。 When cold rolling with a degree of work r of more than 60% is performed, the amount of processing heat generated during cold rolling may increase. Therefore, during cold rolling, the recrystallization annealed material or rolled material that is cold-rolled may be heated by processing heat. For example, the rolled material may be heated to a temperature at which recrystallization occurs. In addition, a rolling material means the recrystallization annealing material after performing at least 1 cold rolling in a 2nd cold rolling process (S14). When recrystallization occurs in the rolled material, the strength (tensile strength) of the formed copper alloy foil (that is, the copper alloy foil in the H material state) may be reduced. For example, the tensile strength of the copper alloy foil in the state of H material may not be 450 N / mm 2 or more. In addition, when cold rolling with a degree of work r of more than 60% is performed, a crystal structure different from a normal rolled structure (crystalline structure generated in the rolled material by performing cold rolling) in the rolled material May occur. For example, a crystal structure (shear band) that obliquely crosses in the thickness direction of the rolled material may occur in the rolled material. The shear band existing in the rolled material hinders the alignment of crystal planes and tends to be the starting point of fracture. Therefore, even when the second cold rolling process in which the total degree of work is 95% or more is performed, the ductility of the copper alloy foil after the predetermined heat treatment cannot be improved. is there. For example, the elongation of the copper alloy foil after heating for 1 hour at 200 ° C. may not be 2.0% or more.
1回の冷間圧延の加工度rを60%以下にすることで、冷間圧延を行っている際に発生する加工熱の量を低減できる。従って、圧延材に再結晶が生じることを抑制できる。その結果、形成した銅合金箔(H材の状態の銅合金箔)の引張強さが低下することを抑制できる。例えば、H材の状態の銅合金箔の引張強さを450N/mm2以上にできる。また、圧延材の結晶配向性を高めることができる。例えば、圧延材中にせん断帯が生じることを抑制できる。従って、所定の加熱処理を行った後の銅合金箔の延性を向上させることができる。例えば、200℃の条件下で1時間加熱した後の銅合金箔の伸びを2.0%以上にできる。1回の冷間圧延の加工度rを40%以下にすることで、冷間圧延を行っている際に発生する加工熱の量をより低減できる。従って、圧延材に再結晶が生じることをより抑制できる。また、圧延材中にせん断帯が生じることをより抑制できる。 By setting the workability r of one cold rolling to 60% or less, the amount of processing heat generated during cold rolling can be reduced. Therefore, it can suppress that recrystallization arises in a rolling material. As a result, it can suppress that the tensile strength of the formed copper alloy foil (copper alloy foil of the state of H material) falls. For example, the tensile strength of the copper alloy foil in the state of H material can be 450 N / mm 2 or more. Moreover, the crystal orientation of the rolled material can be enhanced. For example, it can suppress that a shear band arises in a rolling material. Therefore, the ductility of the copper alloy foil after performing the predetermined heat treatment can be improved. For example, the elongation of the copper alloy foil after heating for 1 hour at 200 ° C. can be 2.0% or more. By setting the working degree r of one cold rolling to 40% or less, the amount of processing heat generated during cold rolling can be further reduced. Therefore, it can suppress more that recrystallization arises in a rolling material. Moreover, it can suppress more that a shear band arises in a rolling material.
しかしながら、1回の冷間圧延の加工度rが5%未満であると、総加工度Rが例えば95%以上になるまでに繰り返して行われる冷間圧延の回数が増えてしまうことがある。その結果、銅合金箔の製造コストが高くなってしまうことがある。1回の冷間圧延の加工度rを5%以上にすることで、これを解消できる。従って、銅合金箔の製造コストの上昇を抑制できる。 However, if the working degree r of one cold rolling is less than 5%, the number of cold rolling operations repeated until the total working degree R becomes, for example, 95% or more may increase. As a result, the manufacturing cost of the copper alloy foil may increase. This can be eliminated by setting the working degree r of one cold rolling to 5% or more. Therefore, an increase in the manufacturing cost of the copper alloy foil can be suppressed.
なお、1回の冷間圧延の加工度rは、下記の(数1)から求められる。なお、(数1)中、t0は1回の冷間圧延前の圧延材(又は再結晶焼鈍材)の厚さであり、tは1回の冷間圧延を行った後の圧延材の厚さである。
(数1)
加工度r(%)={(t0―t)/t0}×100
In addition, the workability r of one cold rolling is calculated | required from following (Formula 1). Note that equation (1), t 0 is the thickness of the rolled material before rolling one cold (or recrystallization annealed material), t is the rolled material after the rolling one cold Is the thickness.
(Equation 1)
Degree of processing r (%) = {(t 0 −t) / t 0 } × 100
第2の冷間圧延処理で行う冷間圧延の総加工度Rは、95%以上であるとよく、97%以上であるとより好ましく、98%以上であるとさらに好ましく、99.5%以下であるとさらに好ましい。 The total workability R of the cold rolling performed in the second cold rolling treatment is preferably 95% or more, more preferably 97% or more, further preferably 98% or more, and 99.5% or less. Is more preferable.
総加工度Rが高くなるほど、冷間圧延によって圧延材を加工硬化させることができ、形成する銅合金箔の引張強さを高くできる。例えば、総加工度Rが80%を超えると、H材の状態の銅合金箔の引張強さを450N/mm2以上にできる。しかしながら、総加工度Rが95%未満であると、H材の状態の銅合金箔の延性を向上させることができないことがある。また、総加工度Rが95%未満であると、所定の加熱処理を行った後の銅合金箔の引張強さの低下を抑制できるが、所定の加熱処理を行っても、銅合金箔の延性を向上させることができないことがある。総加工度Rを95%以上にすることで、H材の状態の銅合金箔の延性を向上させることができる。また、所定の加熱処理を行った後の銅合金箔の引張強さの低下を抑制しつつ、所定の加熱処理後の銅合金箔の延性をH材の状態の銅合金箔よりも延性を向上させることができる。例えば、200℃の条件下で1時間加熱した後の銅合金箔の引張強さを450N/mm2以上にしつつ、伸びを2.0%以上にできる。総加工度Rを97%以上にすることで、H材の状態の銅合金箔の延性をより向上させることができる。従って、200℃の条件下で1時間加熱した後の銅合金箔の伸びを例えば2.5%以上にできる。総加工度Rを98%以上にすることで、H材の状態の銅合金箔の延性をさらに向上させることができる。従って、200℃の条件下で1時間加熱した後の銅合金箔の伸びを例えば3.0%以上にできる。 As the total working degree R increases, the rolled material can be work-hardened by cold rolling, and the tensile strength of the copper alloy foil to be formed can be increased. For example, when the total workability R exceeds 80%, the tensile strength of the copper alloy foil in the H material state can be set to 450 N / mm 2 or more. However, if the total workability R is less than 95%, the ductility of the copper alloy foil in the H material state may not be improved. Moreover, when the total workability R is less than 95%, it is possible to suppress a decrease in the tensile strength of the copper alloy foil after performing the predetermined heat treatment, but even if the predetermined heat treatment is performed, the copper alloy foil Ductility may not be improved. By setting the total workability R to 95% or more, the ductility of the copper alloy foil in the state of H material can be improved. In addition, the ductility of the copper alloy foil after the predetermined heat treatment is improved more than the copper alloy foil in the state of the H material while suppressing a decrease in the tensile strength of the copper alloy foil after the predetermined heat treatment. Can be made. For example, the elongation can be 2.0% or more while the tensile strength of the copper alloy foil after heating for 1 hour at 200 ° C. is 450 N / mm 2 or more. By setting the total workability R to 97% or more, the ductility of the copper alloy foil in the H material state can be further improved. Therefore, the elongation of the copper alloy foil after heating for 1 hour under the condition of 200 ° C. can be, for example, 2.5% or more. By setting the total workability R to 98% or more, the ductility of the copper alloy foil in the H material state can be further improved. Therefore, the elongation of the copper alloy foil after heating for 1 hour under the condition of 200 ° C. can be, for example, 3.0% or more.
しかしながら、所定回数の冷間圧延を行うことで加工硬化し、引張強さが高くなった圧延材は、1回の加工度が60%以下である冷間圧延によって、さらに圧下させることが難しくなることがある。例えば、総加工度Rが99.5%を超えると、1回の冷間圧延によって圧下する圧延材の圧下量が極端に低減してしまう。従って、総加工度が99.5%を超える冷間圧延処理を行おうとすると、冷間圧延を行う回数(つまり圧延パス数)を極端に増加させなければならなくなることがある。従って、銅合金箔の製造コストが上昇してしまうことがある。総加工度を99.5%以下にすることで、銅合金箔の製造コストが高くなることを抑制できる。 However, a rolled material that has been work-hardened by performing a predetermined number of cold rollings and has a high tensile strength is more difficult to be further reduced by cold rolling with a degree of processing of 60% or less. Sometimes. For example, when the total workability R exceeds 99.5%, the reduction amount of the rolled material that is reduced by one cold rolling is extremely reduced. Therefore, if a cold rolling process with a total workability exceeding 99.5% is to be performed, the number of cold rolling operations (that is, the number of rolling passes) may have to be extremely increased. Therefore, the manufacturing cost of the copper alloy foil may increase. By making the total workability 99.5% or less, it is possible to suppress an increase in the manufacturing cost of the copper alloy foil.
なお、総加工度Rは、下記の(数2)から求められる。(数2)中、T0は、第2の冷間圧延工程(S14)を行う前の再結晶焼鈍材(つまり第1の冷間圧延工程(S13)が終了した後の再結晶焼鈍材)の厚さであり、Tは、第2の冷間圧延工程(S14)での冷間圧延処理が終了した時の圧延材(つまり銅合金箔)の厚さである。
(数2)
総加工度R(%)={(T0―T)/T0}×100
The total processing degree R is obtained from the following (Equation 2). In (Equation 2), T 0 is a recrystallized annealed material before the second cold rolling step (S14) (that is, a recrystallized annealed material after the first cold rolling step (S13) is completed). T is the thickness of the rolled material (that is, copper alloy foil) when the cold rolling process in the second cold rolling step (S14) is completed.
(Equation 2)
Total processing rate R (%) = {(T 0 −T) / T 0 } × 100
<負極形成工程(S20)>
銅合金箔形成工程(S10)が終了したら、例えばコイル・ツー・コイル方式の連続ラインにより、銅合金箔の少なくともいずれかの主面上に負極活物質層を形成する。
<Negative electrode forming step (S20)>
When the copper alloy foil forming step (S10) is completed, a negative electrode active material layer is formed on at least one main surface of the copper alloy foil by, for example, a coil-to-coil continuous line.
まず、例えば負極活物質と結着剤とを所定の溶媒に添加し、負極活物質を形成するスラリーを生成(調製)する。具体的には、負極活物質としての所定量(例えば9.8質量部)のシリコン系化合物及び所定量(例えば87.0質量部)の黒鉛(黒鉛粉末)と、結着剤としての所定量(例えば1.5質量部)のCBC及び所定量(例えば1.7質量部)のSBRと、を溶媒(例えば水や、N―メチル―2―ピロリドン(NMP)等の有機溶媒)に分散させつつ混合してスラリーを生成する。なお、必要に応じて、スラリー中に導電助剤を添加してもよい。 First, for example, a negative electrode active material and a binder are added to a predetermined solvent, and a slurry for forming the negative electrode active material is generated (prepared). Specifically, a predetermined amount (for example, 9.8 parts by mass) of a silicon-based compound as a negative electrode active material and a predetermined amount (for example, 87.0 parts by mass) of graphite (graphite powder), and a predetermined amount as a binder. (For example, 1.5 parts by mass) CBC and a predetermined amount (for example, 1.7 parts by mass) SBR are dispersed in a solvent (for example, water or an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP)). Mix to produce a slurry. In addition, you may add a conductive support agent in a slurry as needed.
続いて、例えばアプリケータを用い、銅合金箔の少なくともいずれかの主面上に、生成したスラリーを塗布する。その後、所定温度の条件下で、銅合金箔上のスラリーを所定時間乾燥させることでスラリー中の溶媒を蒸発させ、負極活物質層を形成する。例えば70℃以上200℃以下の条件下で、スラリーを塗布した銅合金箔を1時間以下(例えば数分間〜数十分間)保持して乾燥させて、銅合金箔上に負極活物質層を形成する。 Then, the produced | generated slurry is apply | coated on at least any main surface of copper alloy foil, for example using an applicator. Thereafter, the slurry on the copper alloy foil is dried for a predetermined time under the condition of a predetermined temperature to evaporate the solvent in the slurry, thereby forming a negative electrode active material layer. For example, under conditions of 70 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, the copper alloy foil coated with the slurry is held for 1 hour or less (for example, for several minutes to several tens of minutes) and dried, and the negative electrode active material layer is formed on the copper alloy foil. Form.
そして、銅合金箔と負極活物質層との積層体をプレス成型し、負極板を形成する。その後、負極板に対してせん断加工を行い、負極板を所定の形状に成型した後、所定温度の条件下で所定時間乾燥させて、負極を形成する。例えば、直径が14mmである円形状のカッタを用いて、負極板に対してせん断加工を行い、負極板を円板状に成型した後、円板状の負極板を120℃の条件下で6時間真空乾燥させて、負極を形成する。 And the laminated body of copper alloy foil and a negative electrode active material layer is press-molded, and a negative electrode plate is formed. Thereafter, the negative electrode plate is sheared to form the negative electrode plate into a predetermined shape, and then dried under a predetermined temperature for a predetermined time to form a negative electrode. For example, using a circular cutter with a diameter of 14 mm, the negative electrode plate is sheared to form the negative electrode plate into a disc shape, and then the disc-shaped negative electrode plate is subjected to 6 at 120 ° C. Vacuum drying for a period of time forms a negative electrode.
<二次電池形成工程(S30)>
負極形成工程(S20)が終了したら、二次電池として例えばコイン型のリチウムイオン二次電池(例えばCR2025タイプ)を形成する。まず、負極と、正極活物質層を備える正極と、例えばポリエチレンの多孔膜で形成されるセパレータと、を容器内に収容する。例えば、ドライボックス中で、負極活物質層と正極活物質層とが対向し、負極活物質層と正極活物質層との間にセパレータが配置されるように、負極と正極とセパレータとをそれぞれ配置してコイン型の容器内に収容する。
<Secondary battery forming step (S30)>
When the negative electrode forming step (S20) is completed, for example, a coin-type lithium ion secondary battery (for example, CR2025 type) is formed as the secondary battery. First, a negative electrode, a positive electrode including a positive electrode active material layer, and a separator formed of, for example, a polyethylene porous film are accommodated in a container. For example, in a dry box, the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer face each other, and the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer are placed between the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer. Place it in a coin-shaped container.
そして、有機溶媒中に電解質を溶解させて電解液を調製する。例えば、有機溶媒として、エチレンカーボネート(EC)を30体積%と、メチルエチルカーボネート(MEC)を50体積%と、プロピオン酸メチルを20体積%とを混合して、混合溶媒を調製する。そして、混合溶媒中に、電解質として例えばLiPF6を1モル/リットル溶解させて、電解液を調製する。そして、負極と正極とセパレータとを収容した容器内に、電解液を注入し、負極活物質層及び正極活物質層にそれぞれ電解液を含浸させる。その後、ガスケットを装着し封をし、容器を密閉して二次電池を形成する。 Then, an electrolyte is dissolved in an organic solvent to prepare an electrolytic solution. For example, as an organic solvent, 30% by volume of ethylene carbonate (EC), 50% by volume of methyl ethyl carbonate (MEC), and 20% by volume of methyl propionate are mixed to prepare a mixed solvent. Then, for example, 1 mol / liter of LiPF 6 is dissolved as an electrolyte in the mixed solvent to prepare an electrolytic solution. And electrolyte solution is inject | poured in the container which accommodated the negative electrode, the positive electrode, and the separator, and electrolyte solution is impregnated to a negative electrode active material layer and a positive electrode active material layer, respectively. Thereafter, a gasket is attached and sealed, and the container is sealed to form a secondary battery.
(5)本実施形態にかかる効果
本実施形態によれば、以下に示す1つまたは複数の効果を奏する。
(5) Effects according to the present embodiment According to the present embodiment, the following one or more effects are achieved.
(a)本実施形態にかかる銅合金箔によれば、所定量のSn、所定量のAgの少なくともいずれかを含み、残部がCu及び不可避不純物からなり、200℃の条件下で1時間加熱した後の引張強さが450N/mm2以上であり、伸びが2.0%以上である。このように本実施形態にかかる銅合金箔は、銅合金箔が二次電池の負極集電体として用いられて負極が形成される場合、負極を形成する際の加熱(例えば銅合金箔上に負極活物質層を形成する際の加熱)で、最も過酷な200℃の条件下で1時間の加熱処理を行った後であっても、高い引張強さと、高い伸びと、を有している。従って、本実施形態によれば、例えば450N/mm2以上の引張強さ、及び2.0%以上の伸びを有する銅合金箔で形成される負極集電体と、負極活物質層と、を備える二次電池の負極を形成できる。 (A) According to the copper alloy foil according to the present embodiment, it contains at least one of a predetermined amount of Sn and a predetermined amount of Ag, the balance is made of Cu and inevitable impurities, and is heated at 200 ° C. for 1 hour. Later tensile strength is 450 N / mm 2 or more, and elongation is 2.0% or more. As described above, when the copper alloy foil according to the present embodiment is used as the negative electrode current collector of the secondary battery to form the negative electrode, the heating during the formation of the negative electrode (for example, on the copper alloy foil) Even when the heat treatment for forming the negative electrode active material layer is performed under the severest conditions of 200 ° C. for 1 hour, it has high tensile strength and high elongation. . Therefore, according to this embodiment, for example, a negative electrode current collector formed of a copper alloy foil having a tensile strength of 450 N / mm 2 or more and an elongation of 2.0% or more, and a negative electrode active material layer, The negative electrode of the secondary battery provided can be formed.
(b)上述のように、本実施形態にかかる銅合金箔は、所定の加熱処理を行った後に、所定の引張強さと、所定の伸びと、を有している。これにより、銅合金箔が例えば二次電池の負極集電体として用いられた場合、二次電池の充放電の際の負極活物質の膨張、収縮により、銅合金箔が破断することを抑制できる。つまり、所定の加熱処理を行った後の銅合金箔が、所定の引張強さだけでなく、所定の伸びも有することで、所定の引張強さを有する銅合金箔では抑制することができなかった銅合金箔の破断を抑制することができる。 (B) As described above, the copper alloy foil according to the present embodiment has a predetermined tensile strength and a predetermined elongation after performing a predetermined heat treatment. Thereby, when copper alloy foil is used, for example as a negative electrode collector of a secondary battery, it can control that copper alloy foil breaks by expansion and contraction of a negative electrode active material at the time of charge and discharge of a secondary battery. . That is, the copper alloy foil after performing the predetermined heat treatment has not only the predetermined tensile strength but also the predetermined elongation, and thus cannot be suppressed by the copper alloy foil having the predetermined tensile strength. The breakage of the copper alloy foil can be suppressed.
つまり、銅合金箔が200℃の条件下で1時間の加熱を行った後に450N/mm2以上の引張強さを有することで、銅合金箔が負極集電体として用いられた二次電池において、二次電池の充放電に伴い、負極活物質が膨張、収縮することで発生する応力が銅合金箔(負極集電体)に加わった場合であっても、応力によって銅合金箔が変形したり、破断することを抑制できる。 That is, in a secondary battery in which the copper alloy foil is used as a negative electrode current collector by having a tensile strength of 450 N / mm 2 or more after the copper alloy foil is heated at 200 ° C. for 1 hour. Even when the stress generated by the expansion and contraction of the negative electrode active material is applied to the copper alloy foil (negative electrode current collector) as the secondary battery is charged and discharged, the copper alloy foil is deformed by the stress. Or breaking.
また、銅合金箔が200℃で1時間以上加熱した後に、2.0%以上の高い伸びを有することで、銅合金箔が負極集電体として用いられた二次電池において、二次電池の充電の際に負極活物質が膨張した場合であっても、負極活物質の膨張に追従するように銅合金箔が伸びるようになる。例えば、二次電池の充電の際に負極活物質の膨張により、容器内に収納された負極と正極とセパレータとの積層体が容器の内壁と接触するまで膨張した場合であっても、負極活物質の膨張に追従するように銅合金箔が伸びるようになる。従って、銅合金箔が破断することをより抑制できる。 Moreover, in the secondary battery in which the copper alloy foil is used as a negative electrode current collector by having a high elongation of 2.0% or more after the copper alloy foil is heated at 200 ° C. for 1 hour or more, Even when the negative electrode active material expands during charging, the copper alloy foil extends to follow the expansion of the negative electrode active material. For example, even when the negative electrode active material expands when the secondary battery is charged, the negative electrode active material expands until the laminate of the negative electrode, the positive electrode, and the separator accommodated in the container comes into contact with the inner wall of the container. The copper alloy foil extends to follow the expansion of the material. Therefore, it can suppress more that a copper alloy foil fractures.
(c)銅合金箔が負極集電体として用いられた二次電池において、銅合金箔の破断を抑制することで、銅合金箔上から負極活物質が脱落することを抑制できる。その結果、二次電池の寿命をより長くすることができる。 (C) In the secondary battery in which the copper alloy foil is used as the negative electrode current collector, it is possible to suppress the negative electrode active material from dropping from the copper alloy foil by suppressing the breakage of the copper alloy foil. As a result, the lifetime of the secondary battery can be further extended.
(d)銅合金箔中に、0.04質量%以上0.20質量%以下のSn、0.01質量%以上のAgの少なくともいずれかを含有させ、Sn及びAgの両方を含有させる場合にはSn及びAgの合計含有量を0.20質量%以下にすることで、H材の状態の銅合金箔の強度を向上させることができる。例えば、H材の状態の銅合金箔の引張強さを450N/mm2以上にできる。また、銅合金箔の導電性が低下することを抑制できる。例えば銅合金箔の導電率を80%IACS以上にできる。 (D) In the case of containing at least one of 0.04% by mass or more and 0.20% by mass or less of Sn or 0.01% by mass or more of Ag in the copper alloy foil and containing both Sn and Ag. Can improve the strength of the copper alloy foil in the state of H material by making the total content of Sn and Ag 0.20% by mass or less. For example, the tensile strength of the copper alloy foil in the state of H material can be 450 N / mm 2 or more. Moreover, it can suppress that the electroconductivity of copper alloy foil falls. For example, the conductivity of the copper alloy foil can be 80% IACS or higher.
(e)また、銅合金箔中に0.04質量%以上0.20質量%以下のSn、0.01質量%以上のAgの少なくともいずれかを含有させることで、銅合金箔中にSn、Agの少なくともいずれかを固溶させることができる。これにより、銅合金箔の耐熱性を向上させることができる。従って、銅合金箔に所定の加熱処理が行われた場合であっても、銅合金箔に軟化が生じ難くなる。例えば、銅合金箔上に負極活物質層を形成して負極を形成する際の加熱によっても、銅合金箔に軟化が生じにくくなる。これにより、所定の加熱処理を行った後であっても、銅合金箔が所定の引張強さを有するようになる。例えば、200℃の条件下で1時間加熱した後の銅合金箔の引張強さを450N/mm2以上にできる。また、銅合金箔に対して所定の加熱処理を行うことで、銅合金箔の延性を向上させることができる。つまり、所定の加熱処理を行った後の銅合金箔の伸びを、H材の状態の銅合金箔の伸びよりも高くできる。例えば、200℃の条件下で1時間加熱した後の伸びを2.0%以上にできる。その結果、上記(a)〜(c)の効果を得ることができる。 (E) Moreover, Sn is contained in the copper alloy foil by containing at least one of 0.04% by mass or more and 0.20% by mass or less of Sn and 0.01% by mass or more of Ag in the copper alloy foil. At least one of Ag can be dissolved. Thereby, the heat resistance of copper alloy foil can be improved. Therefore, even if the predetermined heat treatment is performed on the copper alloy foil, the copper alloy foil is hardly softened. For example, the copper alloy foil is less likely to be softened by heating when forming a negative electrode by forming a negative electrode active material layer on the copper alloy foil. Thereby, even after performing the predetermined heat treatment, the copper alloy foil has a predetermined tensile strength. For example, the tensile strength of the copper alloy foil after heating for 1 hour under the condition of 200 ° C. can be 450 N / mm 2 or more. Moreover, the ductility of copper alloy foil can be improved by performing predetermined heat processing with respect to copper alloy foil. That is, the elongation of the copper alloy foil after performing the predetermined heat treatment can be made higher than the elongation of the copper alloy foil in the H material state. For example, the elongation after heating for 1 hour at 200 ° C. can be 2.0% or more. As a result, the effects (a) to (c) can be obtained.
(f)銅合金箔中のAgの含有量を0.10質量%以下にすることで、銅合金箔の製造コストが高くなることを抑制できる。 (F) By making content of Ag in copper alloy foil into 0.10 mass% or less, it can suppress that the manufacturing cost of copper alloy foil becomes high.
(g)母材として無酸素銅を用いることで、銅合金箔中で生成されるSnOやAgO等の酸化物の量を低減できる。従って、銅合金箔の耐熱性をより向上させることができる。その結果、上記(a)〜(c)の効果をより得ることができる。また、銅合金箔中のOと反応するSn、Agの量を低減することで、Sn、Agの含有量を増やすことなく、銅合金箔中に固溶するSn、Agの量を増やすことができる。従って、上記(a)〜(c)(e)の効果をより得ることができる。 (G) By using oxygen-free copper as a base material, the amount of oxides such as SnO and AgO produced in the copper alloy foil can be reduced. Therefore, the heat resistance of the copper alloy foil can be further improved. As a result, the effects (a) to (c) can be obtained more. In addition, by reducing the amount of Sn and Ag that react with O in the copper alloy foil, the amount of Sn and Ag dissolved in the copper alloy foil can be increased without increasing the content of Sn and Ag. it can. Therefore, the effects (a) to (c) and (e) can be further obtained.
(h)第2の冷間圧延工程(S14)で、1回の加工度が60%以下である冷間圧延を、総加工度が95%以上になるように、熱処理を挟むことなく、所定回数連続して行う冷間圧延処理を行っている。これにより、銅合金箔の機械的特性の異方性を低減できる。従って、H材の状態の銅合金箔の延性を向上させることができる。また、所定の加熱処理を行った後の銅合金箔の引張強さの低下を抑制しつつ、所定の加熱処理後の銅合金箔の延性をH材の状態の銅合金箔の延性よりも向上させることができる。例えば、H材の状態の銅合金箔の引張強さを450N/mm2以上にするとともに、200℃の条件下で1時間加熱した後の銅合金箔の引張強さを450N/mm2以上にしつつ、銅合金箔の伸びを2.0%以上にできる。 (H) In the second cold rolling step (S14), cold rolling with a single workability of 60% or less is performed without interposing heat treatment so that the total workability is 95% or more. The cold rolling process is performed continuously several times. Thereby, the anisotropy of the mechanical characteristic of copper alloy foil can be reduced. Therefore, the ductility of the copper alloy foil in the H material state can be improved. In addition, the ductility of the copper alloy foil after the predetermined heat treatment is improved from the ductility of the copper alloy foil in the H material state while suppressing the decrease in the tensile strength of the copper alloy foil after the predetermined heat treatment. Can be made. For example, the tensile strength of the copper alloy foil in the state of H material is set to 450 N / mm 2 or more, and the tensile strength of the copper alloy foil after heating for 1 hour at 200 ° C. is set to 450 N / mm 2 or more. However, the elongation of the copper alloy foil can be made 2.0% or more.
(i)第2の冷間圧延工程(S14)で行う冷間圧延の総加工度を99.5%以下にすることで、銅合金箔の製造コストが高くなることをより抑制できる。 (I) It can suppress more that the manufacturing cost of copper alloy foil becomes high by making the total work degree of the cold rolling performed by a 2nd cold rolling process (S14) 99.5% or less.
(j)上述したように、本実施形態にかかる銅合金箔は、二次電池の負極が備える負極集電体として用いられる場合に有効である。また、本実施形態にかかる銅合金箔は、負極活物質として、二次電池の充放電容量を大きくできる物質が用いられる場合に有効である。つまり、負極活物質として、二次電池の電解液中に含まれる電解質であるLiイオンの吸蔵、放出に伴う膨張、収縮が大きい大容量の負極活物質が用いられる場合に有効である。具体的には、炭素材料よりも理論容量が大きな負極活物質が用いられる場合に有効である。例えば、負極活物質として、SiやSn等のLiと合金化可能な金属を含む材料が用いられる場合に特に有効である。 (J) As described above, the copper alloy foil according to the present embodiment is effective when used as a negative electrode current collector included in a negative electrode of a secondary battery. Moreover, the copper alloy foil according to the present embodiment is effective when a material capable of increasing the charge / discharge capacity of the secondary battery is used as the negative electrode active material. In other words, it is effective when a large-capacity negative electrode active material having a large expansion and contraction due to insertion and extraction of Li ions, which are electrolytes contained in the electrolyte solution of the secondary battery, is used as the negative electrode active material. Specifically, this is effective when a negative electrode active material having a theoretical capacity larger than that of the carbon material is used. For example, this is particularly effective when a material containing a metal that can be alloyed with Li, such as Si or Sn, is used as the negative electrode active material.
(k)本実施形態にかかる銅合金箔は、理論容量が大きく、二次電池の充電の際に大きく膨張、収縮する負極活物質の比率が高い負極活物質層が形成される場合に特に有効である。本実施形態にかかる銅合金箔によれば、このように二次電池の充電の際に負極活物質が膨張することで、より大きな応力負荷が加わる場合であっても、破断することを抑制できる。 (K) The copper alloy foil according to the present embodiment is particularly effective when a negative electrode active material layer having a large theoretical capacity and a high ratio of the negative electrode active material that expands and contracts greatly when the secondary battery is charged is formed. It is. According to the copper alloy foil according to the present embodiment, the negative electrode active material expands at the time of charging the secondary battery as described above, so that even when a larger stress load is applied, the breakage can be suppressed. .
(l)本実施形態にかかる銅合金箔は、小型、軽量の二次電池に用いられる場合に特に有効である。つまり、負極集電体としての銅合金箔の厚さを薄くする必要がある場合に特に有効である。本実施形態にかかる銅合金箔は、厚さを薄くしても、高い引張強さを有する。例えば、銅合金箔の厚さを20μm以下にしても、H材の状態で450N/mm2以上の引張強さを有する。従って、負極形成工程(S20)で、銅合金箔上に負極活物質層を形成するスラリーを塗布する際に銅合金箔に高張力の負荷がかかった場合であっても、銅合金箔の箔切れの発生を抑制できる。また、本実施形態にかかる銅合金箔は、厚さを薄くした場合であっても、高い耐熱性を有する。従って、上記(a)〜(c)(e)の効果を得ることができる。 (L) The copper alloy foil according to the present embodiment is particularly effective when used for a small and lightweight secondary battery. That is, it is particularly effective when it is necessary to reduce the thickness of the copper alloy foil as the negative electrode current collector. The copper alloy foil according to the present embodiment has a high tensile strength even if the thickness is reduced. For example, even if the thickness of the copper alloy foil is 20 μm or less, it has a tensile strength of 450 N / mm 2 or more in the state of H material. Therefore, even when a high-tension load is applied to the copper alloy foil when applying the slurry for forming the negative electrode active material layer on the copper alloy foil in the negative electrode forming step (S20), the foil of the copper alloy foil The occurrence of cutting can be suppressed. Moreover, the copper alloy foil according to the present embodiment has high heat resistance even when the thickness is reduced. Therefore, the effects (a) to (c) and (e) can be obtained.
以下、参考までに、従来の銅箔、銅合金箔について説明する。母材としてタフピッチ銅や無酸素銅から形成した銅箔(つまり母材中に他の元素を含有させることなく、Cu及び不可避不純物からなる純銅箔)では、銅箔を用いて負極を形成する際の加熱により、銅箔中で再結晶が生じ、銅箔が軟化してしまうことがある。例えば、200℃の条件下で1時間加熱した後の銅箔の引張強さが200N/mm2付近まで低下してしまうことがある。このように軟化した銅箔を備える二次電池では、二次電池の充放電に伴って負極活物質が膨張、収縮することで生じる応力によって、銅箔に変形や破断が発生してしまうことがある。 Hereafter, the conventional copper foil and copper alloy foil are demonstrated for reference. When forming a negative electrode using copper foil in copper foil formed from tough pitch copper or oxygen-free copper as a base material (that is, pure copper foil made of Cu and inevitable impurities without containing other elements in the base material) Due to this heating, recrystallization may occur in the copper foil, and the copper foil may be softened. For example, the tensile strength of the copper foil after heating for 1 hour at 200 ° C. may decrease to around 200 N / mm 2 . In the secondary battery including the softened copper foil, the copper foil may be deformed or broken due to the stress generated by the expansion and contraction of the negative electrode active material as the secondary battery is charged and discharged. is there.
また、従来、0.05質量%以上0.22質量%以下のSnと、0.1質量%以下のAgと、を含み、残部がCu及び不可避不純物からなる銅合金箔や、Ag、クロム(Cr)、Fe、インジウム(In)、Ni、P、Si、Sn、テルル(Te)、チタン(Ti)、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)のうちの一種以上を合計で0.01質量%以上0.50質量%以下含み、残部がCu及び不可避不純物からなる銅合金箔等の耐熱性を向上させた銅合金箔がある。これらの銅合金箔は、H材の状態の引張強さが450N/mm2以上であり、300℃の条件下で30分間加熱した後の引張強さが400N/mm2以上である。しかしながら、これらの銅合金箔は一般的な圧延銅箔の製造方法(圧延処理方法)で形成されている。一般的な圧延処理方法では、形成した銅合金箔の延性が低下してしまうことが知られている。例えば、所定の加熱処理を行った後の銅合金箔の伸びが1%程度になってしまうことがある。このように、従来の銅合金箔では、所定の加熱処理を行った後に、高い引張強さと、高い伸びと、を兼備しないことがある。従って、このような銅合金箔が二次電池の負極集電体に用いられた場合、二次電池の充電の際に負極活物質が膨張することで、銅合金箔に破断が生じてしまうことがある。 Further, conventionally, a copper alloy foil containing 0.05 mass% or more and 0.22 mass% or less of Sn and 0.1 mass% or less of Ag, with the balance being Cu and inevitable impurities, Ag, chromium ( 0.01% by mass in total of at least one of Cr), Fe, indium (In), Ni, P, Si, Sn, tellurium (Te), titanium (Ti), zinc (Zn), and zirconium (Zr) There exists copper alloy foil which improved heat resistance, such as copper alloy foil which contains 0.50 mass% or less and the remainder consists of Cu and an unavoidable impurity. These copper alloy foils have a tensile strength in the state of H material of 450 N / mm 2 or more, and a tensile strength after heating for 30 minutes at 300 ° C. is 400 N / mm 2 or more. However, these copper alloy foils are formed by a general rolled copper foil manufacturing method (rolling method). It is known that the ductility of the formed copper alloy foil is reduced by a general rolling method. For example, the elongation of the copper alloy foil after performing a predetermined heat treatment may be about 1%. As described above, the conventional copper alloy foil may not have both high tensile strength and high elongation after a predetermined heat treatment. Therefore, when such a copper alloy foil is used for a negative electrode current collector of a secondary battery, the negative electrode active material expands when the secondary battery is charged, and the copper alloy foil may break. There is.
これに対し、本実施形態によれば、所定量のSn、所定量のAgの少なくともいずれかを含み、残部がCu及び不可避不純物からなり、200℃の条件下で1時間加熱した後の引張強さが450N/mm2以上であり、伸びが2.0%以上である。このため、上述の課題を効果的に解決できる。 On the other hand, according to the present embodiment, the tensile strength after heating for 1 hour under the condition of 200 ° C. containing at least one of a predetermined amount of Sn and a predetermined amount of Ag, the balance being Cu and inevitable impurities. Is 450 N / mm 2 or more, and the elongation is 2.0% or more. For this reason, the above-mentioned subject can be solved effectively.
(本発明の他の実施形態)
以上、本発明の一実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
(Other embodiments of the present invention)
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably.
上述の実施形態では、熱間圧延工程(S12)において、前処理を行ったが、前処理は必要に応じて行えばよい。つまり、前処理は省略してもよい。 In the above-described embodiment, the pretreatment is performed in the hot rolling step (S12). However, the pretreatment may be performed as necessary. That is, the preprocessing may be omitted.
上述の実施形態では、第1の冷間圧延工程(S13)と、第2の冷間圧延工程(S14)と、を行ったが、これに限定されない。例えば、第1の冷間圧延工程(S13)は必要に応じて行えばよく、省略してもよい。 In the above-described embodiment, the first cold rolling step (S13) and the second cold rolling step (S14) are performed, but the present invention is not limited to this. For example, the first cold rolling step (S13) may be performed as necessary and may be omitted.
上述の実施形態では、第2の冷間圧延工程(S14)で、複数回の冷間圧延処理を連続して行ったがこれに限定されない。つまり、第2の冷間圧延工程(S14)では、所定の加工度の冷間圧延処理を1回行うことで、所定厚さの銅合金箔を形成してもよい。 In the above-described embodiment, a plurality of cold rolling processes are continuously performed in the second cold rolling step (S14), but the present invention is not limited to this. That is, in the second cold rolling step (S14), a copper alloy foil having a predetermined thickness may be formed by performing a cold rolling process with a predetermined degree of processing once.
上述の実施形態では、上側容器11Aに負極を収容して保持し、下側容器11Bに正極を収容して保持したが、これに限定されない。例えば、上側容器11Aに正極を収容して保持し、下側容器11Bに負極を収容して保持してもよい。
In the above embodiment, the negative electrode is accommodated and held in the
上述の実施形態では、二次電池として、コイン型のリチウムイオン二次電池を例に説明したが、これに限定されない。例えば、二次電池が備える容器として、円筒型、角型等の容器を用い、負極と、セパレータと、正極と、の積層体を巻回した巻回体を、容器内に収容してもよい。 In the above-described embodiment, a coin-type lithium ion secondary battery has been described as an example of the secondary battery, but the present invention is not limited to this. For example, as a container included in the secondary battery, a cylindrical or square container may be used, and a wound body in which a laminate of a negative electrode, a separator, and a positive electrode is wound may be accommodated in the container. .
次に、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Next, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
<試料の作製>
試料1〜39の各試料である銅合金箔をそれぞれ作製した。
<Preparation of sample>
The copper alloy foil which is each sample of samples 1-39 was produced, respectively.
(試料1)
試料1では、母材として無酸素銅を用いた。そして、高周波溶解炉を用いて窒素雰囲気下で無酸素銅を所定の温度(例えば1100℃)に加熱して溶解して銅の溶湯を溶製(生成)した。続いて、高周波溶解炉による銅の溶湯の加熱を維持した状態で、窒素雰囲気下で銅の溶湯中に所定量のSnを添加して混合し、銅合金の溶湯を溶製した。その後、銅合金の溶湯を所定の鋳型に注いで冷却し、所定形状の鋳塊(インゴット)を鋳造した。つまり、0.04質量%のSnを含み、残部がCu及び不可避不純物からなる鋳塊を作製した。なお、鋳塊中のSnの含有量(濃度)は、誘導結合プラズマ発光分光法(ICP−AES)により、インゴット中のSnの濃度を分析した結果である。
(Sample 1)
In sample 1, oxygen-free copper was used as a base material. Then, oxygen-free copper was heated to a predetermined temperature (for example, 1100 ° C.) and melted in a nitrogen atmosphere using a high-frequency melting furnace to melt (generate) a molten copper. Subsequently, a predetermined amount of Sn was added and mixed in the copper melt under a nitrogen atmosphere while maintaining the heating of the copper melt in the high-frequency melting furnace, thereby melting the copper alloy melt. Thereafter, a molten copper alloy was poured into a predetermined mold and cooled to cast an ingot having a predetermined shape. That is, an ingot containing 0.04% by mass of Sn and the balance of Cu and inevitable impurities was produced. The content (concentration) of Sn in the ingot is a result of analyzing the concentration of Sn in the ingot by inductively coupled plasma emission spectroscopy (ICP-AES).
次に、インゴットを所定温度(例えば900℃)の条件下で3時間加熱した後、インゴットが降温する前に加工度が95%である熱間圧延を行い、厚さが12mmである熱間圧延材を作製した。熱間圧延材が所定温度(例えば室温程度)まで降温した後、熱間圧延材に対して第1の冷間圧延処理を行った。第1の冷間圧延処理として、1回(1パス)の加工度が10〜20%である冷間圧延を所定回数連続して繰り返すことで総加工度が60〜75%になる冷間圧延処理と、再結晶焼鈍処理と、をそれぞれ、所定回数ずつ交互に繰り返して行った。これにより、厚さが1mmである再結晶焼鈍材を作製した。 Next, after heating the ingot for 3 hours under the condition of a predetermined temperature (for example, 900 ° C.), hot rolling with a work degree of 95% is performed before the temperature of the ingot is lowered, and hot rolling with a thickness of 12 mm is performed. A material was prepared. After the hot rolled material was cooled to a predetermined temperature (for example, about room temperature), a first cold rolling process was performed on the hot rolled material. As the first cold rolling treatment, cold rolling in which the degree of workability of one time (one pass) is 10 to 20% and the total degree of workability is 60 to 75% by continuously repeating a predetermined number of times. The treatment and the recrystallization annealing treatment were alternately repeated a predetermined number of times. Thereby, a recrystallized annealing material having a thickness of 1 mm was produced.
その後、再結晶焼鈍材に対して、1回の加工度が60%以下である冷間圧延を、総加工度が99.0%になるまで所定回数(14回)連続して行う第2の冷間圧延処理を行った。具体的には、第2の冷間圧延処理として、下記の表2のAに示す圧延パススケジュールの冷間圧延処理を行った。これにより、厚さが0.010mm(10μm)である銅合金箔を作製し、これを試料1とした。 Thereafter, cold rolling in which the degree of work at one time is 60% or less is continuously performed a predetermined number of times (14 times) on the recrystallized annealed material until the total degree of work reaches 99.0%. Cold rolling treatment was performed. Specifically, as the second cold rolling process, a cold rolling process with a rolling pass schedule shown in A of Table 2 below was performed. As a result, a copper alloy foil having a thickness of 0.010 mm (10 μm) was produced, and this was used as Sample 1.
(試料2〜39)
試料2〜39ではそれぞれ、銅合金箔中のSnの含有量及びAgの含有量をそれぞれ、下記の表1に示す通りとした。銅合金箔中のSnの含有量及びAgの含有量はそれぞれ、銅の溶湯中に添加するSn、Agの添加量を調整することで変更した。なお、試料26はCu及び不可避不純物からなる銅箔(純銅箔)である。つまり、試料26では、銅の溶湯中にSn、Agを添加することなくインゴットを形成した。また、試料2〜39ではそれぞれ、圧延パススケジュールを表1及び表2に示す通りとした。その他は、試料1と同様にして銅合金箔を作製した。これらをそれぞれ、試料2〜39とした。
(Samples 2 to 39)
In Samples 2 to 39, the Sn content and the Ag content in the copper alloy foil were as shown in Table 1 below, respectively. The content of Sn and the content of Ag in the copper alloy foil were changed by adjusting the addition amounts of Sn and Ag added to the molten copper. The sample 26 is a copper foil (pure copper foil) made of Cu and inevitable impurities. That is, in the sample 26, an ingot was formed without adding Sn and Ag into the molten copper. In Samples 2 to 39, the rolling pass schedule was as shown in Tables 1 and 2, respectively. Otherwise, a copper alloy foil was prepared in the same manner as Sample 1. These were designated as samples 2 to 39, respectively.
<銅合金箔の特性の評価>
試料1〜39の銅合金箔についてそれぞれ、銅合金箔の特性を行った。具体的には、銅合金箔の特性として、導電率、引張強さ、伸び、及び耐熱性の評価を行った。
<Evaluation of characteristics of copper alloy foil>
About the copper alloy foil of samples 1-39, the characteristic of the copper alloy foil was performed, respectively. Specifically, electrical conductivity, tensile strength, elongation, and heat resistance were evaluated as characteristics of the copper alloy foil.
(導電率の測定)
試料1〜39の各銅合金箔の導電率をそれぞれ測定し、導電性の評価を行った。導電率の測定は、JIS H0505に準拠する導電率測定方法に基づいて測定した。その結果を上記の表1に示す。
(Measurement of conductivity)
The electrical conductivity of each copper alloy foil of Samples 1 to 39 was measured, and the electrical conductivity was evaluated. The conductivity was measured based on a conductivity measuring method based on JIS H0505. The results are shown in Table 1 above.
(加熱処理前の引張強さ及び伸びの測定)
試料1〜39の各銅合金箔の引張強さ及び伸びをそれぞれ測定した。つまり、H材の状態の試料1〜39の各銅合金箔の引張強さ及び伸びをそれぞれ測定した。引張強さの測定は、ASTMインターナショナルE−345に準拠して行った。具体的には、試料1〜39の各銅合金箔(銅箔)から、所定の大きさ(幅が12.5mm、長さが230mm)の試験片をそれぞれ作製した。そして、引張強さを測定する装置が備える試験片を保持するつかみ具間の距離を125mmとし、引張速度を5mm/minとして、各試験片について、各試験片の圧延方向に引張応力を加えたときの引張強さをそれぞれ測定した。また、伸びの測定は、IPC−TM−650 2.4.18に準拠して行った。具体的には、試料1〜39の各銅合金箔(銅箔)から所定の大きさ(幅が12.5mm、長さが230mm)の試験片をそれぞれ作製した。続いて、伸びを測定する装置が備えるつかみ具(チャック)間に試験片を保持する。その後、伸びを測定する装置が備えるロードセルを用い、引張速度を5mm/minとし、各試験片に破断が生じるまで、各試験片を圧延方向に平行な方向に伸ばした。そして、各試験片に破断が生じたときのロードセルの移動距離を検出した。そして、下記の(数3)から各試験片の伸びを算出した。引張強さ及び伸びの測定結果をそれぞれ、加熱処理前の引張強さ及び伸びとして、表1に示す。
(数3)
伸び(%)=(破断時までにロードセルが移動した距離/チャック間の距離)×100
(Measurement of tensile strength and elongation before heat treatment)
The tensile strength and elongation of each copper alloy foil of Samples 1 to 39 were measured. That is, the tensile strength and elongation of each copper alloy foil of samples 1 to 39 in the state of H material were measured. The tensile strength was measured according to ASTM International E-345. Specifically, test pieces having a predetermined size (width: 12.5 mm, length: 230 mm) were prepared from the copper alloy foils (copper foils) of Samples 1 to 39, respectively. And the distance between the grips which hold | maintain the test piece with which the apparatus which measures tensile strength is set to 125 mm, the tensile speed was 5 mm / min, and the tensile stress was added to the rolling direction of each test piece about each test piece. Each tensile strength was measured. Moreover, the measurement of elongation was performed based on IPC-TM-650 2.4.18. Specifically, test pieces having a predetermined size (width: 12.5 mm, length: 230 mm) were prepared from the copper alloy foils (copper foils) of Samples 1 to 39, respectively. Subsequently, the test piece is held between grips (chucks) included in the apparatus for measuring elongation. Then, using the load cell with which the apparatus which measures elongation is used, the tensile speed was 5 mm / min, and each test piece was extended in the direction parallel to the rolling direction until fracture occurred in each test piece. And the movement distance of the load cell when the fracture | rupture occurred in each test piece was detected. And the elongation of each test piece was calculated from the following (Equation 3). The measurement results of tensile strength and elongation are shown in Table 1 as tensile strength and elongation before heat treatment, respectively.
(Equation 3)
Elongation (%) = (distance traveled by load cell before break / distance between chucks) × 100
(耐熱性の評価)
耐熱性の評価は、試料1〜39の各銅合金箔(銅箔)をそれぞれ、200℃の条件下で1時間加熱した後の引張強さを測定することで行った。なお、引張強さの測定方法は、上述の加熱処理前の銅合金箔の引張強さの測定方法と同様である。所定の加熱処理を行った後の引張強さの測定結果を上記の表1に示す。なお、加熱処理前の(つまりH材の状態での)引張強さと、加熱処理後の引張強さと、の差が小さい方が、良好な耐熱性を有することを示している。
(Evaluation of heat resistance)
Evaluation of heat resistance was performed by measuring the tensile strength after heating each copper alloy foil (copper foil) of Samples 1 to 39 at 200 ° C. for 1 hour. In addition, the measuring method of tensile strength is the same as the measuring method of the tensile strength of the copper alloy foil before the above-mentioned heat processing. Table 1 shows the measurement results of the tensile strength after performing the predetermined heat treatment. Note that the smaller the difference between the tensile strength before the heat treatment (that is, in the state of the H material) and the tensile strength after the heat treatment, the better the heat resistance.
(延性の評価)
延性の評価は、試料1〜39の各銅合金箔(銅箔)をそれぞれ、200℃の条件下で1時間加熱した後の伸びを測定することで行った。なお、伸びの測定方法は、上述の加熱処理前の銅合金箔の伸びの測定方法と同様である。所定の加熱処理を行った後の伸びの測定結果を上記の表1に示す。なお加熱処理前の伸びと、加熱処理後の伸びと、の差が大きい方が、銅合金箔(銅箔)の延性が向上していることを示している。
(Evaluation of ductility)
The ductility was evaluated by measuring the elongation after heating the copper alloy foils (copper foils) of Samples 1 to 39 under the condition of 200 ° C. for 1 hour, respectively. In addition, the measuring method of elongation is the same as the measuring method of the elongation of the copper alloy foil before the above-mentioned heat treatment. Table 1 shows the measurement results of the elongation after performing the predetermined heat treatment. A larger difference between the elongation before the heat treatment and the elongation after the heat treatment indicates that the ductility of the copper alloy foil (copper foil) is improved.
<二次電池の特性の評価>
試料1〜39の銅合金箔をそれぞれ用いて形成した二次電池の特性について評価を行った。具体的には、二次電池の特性として、負極の面積変化率と、負極の破断箇所の有無と、負極活物質の脱落箇所の有無と、を評価した。
<Evaluation of secondary battery characteristics>
The characteristics of the secondary batteries formed using the copper alloy foils of Samples 1 to 39 were evaluated. Specifically, as the characteristics of the secondary battery, the area change rate of the negative electrode, the presence / absence of a broken portion of the negative electrode, and the presence / absence of a dropped portion of the negative electrode active material were evaluated.
(負極の作製)
まず、試料1〜39の各銅合金箔(銅箔)のいずれかの主面上に負極活物質層を形成して負極を作製した。具体的には、負極活物質としての鱗片状の黒鉛粉末を45質量部及び一酸化ケイ素(SiO)を5質量部と、結着剤としてのSBRを2質量部と、増粘剤水溶液を20質量部と、を混練分散させて負極活物質層用のスラリー(ペースト)を生成した。なお、増粘剤水溶液は、増粘剤としてのCMC1質量部に対して99質量部の水を溶解させて生成した。続いて、試料1〜39の各銅合金箔(銅箔)のいずれかの主面(片面)上にそれぞれ、ドクターブレード方式により、生成した負極活物質層用のスラリーを厚さが100μmになるように塗布した。その後、負極活物質層用のスラリーを塗布した試料1〜39の各銅合金箔(銅箔)をそれぞれ、200℃の条件下で1時間加熱し、乾燥させた。これにより、試料1〜39の各銅合金箔(銅箔)上にそれぞれ厚さが100μmの負極活物質層を形成した。そして、負極活物質層を加圧することで、負極活物質層の厚さを50μmに調整した。その後、銅合金箔と負極活物質層との積層体に対して打ち抜き加工を行うことで、所定形状の負極(負極板)を作製した。
(Preparation of negative electrode)
First, a negative electrode active material layer was formed on any main surface of each of the copper alloy foils (copper foils) of Samples 1 to 39 to produce negative electrodes. Specifically, 45 parts by mass of flaky graphite powder as a negative electrode active material, 5 parts by mass of silicon monoxide (SiO), 2 parts by mass of SBR as a binder, and 20 thickener aqueous solutions. The slurry for the negative electrode active material layer (paste) was produced by kneading and dispersing the mass part. The thickener aqueous solution was produced by dissolving 99 parts by mass of water with respect to 1 part by mass of CMC as a thickener. Subsequently, on the main surface (one surface) of each of the copper alloy foils (copper foils) of Samples 1 to 39, the generated slurry for the negative electrode active material layer has a thickness of 100 μm by the doctor blade method. It was applied as follows. Thereafter, each of the copper alloy foils (copper foils) of Samples 1 to 39 coated with the slurry for the negative electrode active material layer was heated at 200 ° C. for 1 hour and dried. Thereby, a negative electrode active material layer having a thickness of 100 μm was formed on each copper alloy foil (copper foil) of Samples 1 to 39. And the thickness of the negative electrode active material layer was adjusted to 50 micrometers by pressurizing a negative electrode active material layer. Then, the negative electrode (negative electrode plate) of the predetermined shape was produced by performing a punching process with respect to the laminated body of copper alloy foil and a negative electrode active material layer.
(二次電池の作製)
二次電池に用いられる正極板(正極)を作製した。具体的には、正極活物質としてのLiCoO2粉末を50質量部と、導電助剤としてのアセチレンブラックを1質量部と、結着剤としてのPVDFを5質量部と、を水(溶媒)中に混練分散して、正極活物質層用のスラリー(ペースト)を生成した。続いて、正極集電体としての厚さが20μmであるアルミニウム箔のいずれかの主面(片面)上に、ドクターブレード方式により、生成した正極活物質層用のスラリーを厚さが100μmになるように塗布した。その後、正極活物質層用のスラリーを塗布したアルミニウム箔を120℃の条件下で1時間加熱し、乾燥させた。これにより、アルミニウム箔上に厚さが100μmである正極活物質層を形成した。そして、正極活物質層を加圧することで、正極活物質層の厚さを50μmに調整した。その後、アルミニウム箔と正極活物質層との積層体に対して打ち抜き加工を行うことで、所定形状の正極(正極板)を作製した。
(Production of secondary battery)
A positive electrode plate (positive electrode) used for a secondary battery was produced. Specifically, 50 parts by mass of LiCoO 2 powder as a positive electrode active material, 1 part by mass of acetylene black as a conductive additive, and 5 parts by mass of PVDF as a binder are contained in water (solvent). The slurry for the positive electrode active material layer (paste) was produced. Subsequently, the slurry for the positive electrode active material layer generated is 100 μm in thickness by a doctor blade method on any main surface (one side) of the aluminum foil having a thickness of 20 μm as the positive electrode current collector. It was applied as follows. Thereafter, the aluminum foil coated with the slurry for the positive electrode active material layer was heated at 120 ° C. for 1 hour and dried. As a result, a positive electrode active material layer having a thickness of 100 μm was formed on the aluminum foil. And the thickness of the positive electrode active material layer was adjusted to 50 μm by pressurizing the positive electrode active material layer. Thereafter, the laminate of the aluminum foil and the positive electrode active material layer was punched to produce a positive electrode (positive electrode plate) having a predetermined shape.
試料1〜39の各銅合金箔(銅箔)を用いた各負極と、正極と、セパレータと、電解液と、を用いて、コインセル型のリチウムイオン二次電池を作製した。つまり、各負極が備える負極活物質層と、正極が備える正極活物質層と、が対向するように配置し、負極活物質層と正極活物質層との間に、厚さが20μmであるポリプロピレン樹脂製の多孔膜からなるセパレータを挟み、負極と正極とセパレータとの積層体を作製した。そして、負極と正極とセパレータとの積層体をコイン型の容器(セル)内に収容し、正極及び負極をそれぞれ、セル内部の端子に電気的に接続した。その後、ECを30体積%と、MECを50体積%と、プロピオン酸メチルを20体積%と、を混合して生成した混合溶媒中に、電解質としてのLiPF6を1モル/リットルと、添加剤としてのVCを1質量%と、を溶解させた電解液をセル内に注入した後、セルを密封して、二次電池を作製した。 Using each negative electrode using each copper alloy foil (copper foil) of Samples 1 to 39, a positive electrode, a separator, and an electrolytic solution, a coin cell type lithium ion secondary battery was manufactured. That is, a polypropylene having a thickness of 20 μm between the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer, arranged so that the negative electrode active material layer included in each negative electrode and the positive electrode active material layer included in the positive electrode face each other. A separator made of a resin porous film was sandwiched between the negative electrode, the positive electrode, and the separator. And the laminated body of a negative electrode, a positive electrode, and a separator was accommodated in the coin-shaped container (cell), and the positive electrode and the negative electrode were each electrically connected to the terminal inside a cell. Thereafter, 1 mol / liter of LiPF 6 as an electrolyte was added to a mixed solvent formed by mixing 30% by volume of EC, 50% by volume of MEC, and 20% by volume of methyl propionate, and an additive. After injecting an electrolyte solution in which 1% by mass of VC was dissolved into the cell, the cell was sealed to produce a secondary battery.
(負極の面積変化率)
試料1〜39の各銅合金箔(銅箔)を用いて形成したそれぞれの二次電池について、二次電池を充放電した後の負極の変形について評価した。具体的には、充電と放電とを所定回数(100回)ずつ交互に行った後の負極の面積の変化率を測定した。負極の面積変化率の値が低いほど、負極の変形が抑制されていることを示している。
(Rate change rate of negative electrode)
About each secondary battery formed using each copper alloy foil (copper foil) of samples 1-39, the deformation | transformation of the negative electrode after charging / discharging a secondary battery was evaluated. Specifically, the rate of change in the area of the negative electrode after alternately charging and discharging a predetermined number of times (100 times) was measured. The lower the value of the area change rate of the negative electrode, the lower the deformation of the negative electrode.
(破断箇所及び負極活物質の脱落箇所の有無の評価)
試料1〜39の各銅合金箔(銅箔)を用いて形成したそれぞれの二次電池について、二次電池を充放電した後に、銅合金箔に破断が生じている箇所、負極活物質の脱落箇所の発生の有無を目視で確認した。
(Evaluation of presence of breakage and negative electrode active material)
About each secondary battery formed using each copper alloy foil (copper foil) of Samples 1 to 39, after charging / discharging the secondary battery, the location where the copper alloy foil is broken, the negative electrode active material falling off The presence or absence of occurrence of the spots was confirmed visually.
<評価結果>
試料1〜25から、所定の耐熱性を有するとともに、所定の加熱処理を行った後に所定の伸びを有する銅合金箔は、二次電池の負極集電体として用いられた場合、二次電池の充放電によって銅合金箔が変形したり、破断したりすることを抑制できることを確認した。例えば、200℃の条件下で1時間の加熱を行った後に450N/mm2以上の引張強さを有するとともに、伸びが2.0%以上である銅合金箔が負極集電体として用いられた二次電池では、二次電池を充放電しても、銅合金箔の変形や破断が抑制されることを確認した。例えば、充放電サイクル後の負極の面積変化率を15%以下にできることを確認した。また、銅合金箔の変形や破断を抑制することで、負極活物質層中に含まれる負極活物質が銅合金箔から脱落することを抑制できることを確認した。
<Evaluation results>
From Samples 1 to 25, a copper alloy foil having a predetermined heat resistance and having a predetermined elongation after a predetermined heat treatment is used as a negative electrode current collector of a secondary battery. It was confirmed that the copper alloy foil can be prevented from being deformed or broken by charging / discharging. For example, a copper alloy foil having a tensile strength of 450 N / mm 2 or more after heating for 1 hour at 200 ° C. and an elongation of 2.0% or more was used as the negative electrode current collector. In the secondary battery, it was confirmed that deformation and breakage of the copper alloy foil were suppressed even when the secondary battery was charged and discharged. For example, it was confirmed that the area change rate of the negative electrode after the charge / discharge cycle could be 15% or less. Moreover, it confirmed that the negative electrode active material contained in a negative electrode active material layer can be suppressed from dropping from copper alloy foil by suppressing a deformation | transformation and a fracture | rupture of copper alloy foil.
つまり、所定の加熱処理を行った後の銅合金箔が所定の引張強さを有することで、二次電池を充放電した際に負極活物質が膨張、収縮することで発生する応力によって、銅合金箔が変形したり、破断することを抑制できることを確認した。また、所定の加熱処理を行った後の銅合金箔が所定の伸びを有することで、二次電池を充電した際に負極活物質が膨張、収縮した場合であっても、負極活物質の膨張、収縮に追従するように銅合金箔が伸びることを確認した。従って、銅合金箔が破断することをより抑制できることを確認した。 That is, the copper alloy foil after performing the predetermined heat treatment has a predetermined tensile strength, so that when the secondary battery is charged / discharged, the negative electrode active material expands and contracts, thereby causing a stress It was confirmed that the alloy foil can be prevented from being deformed or broken. In addition, since the copper alloy foil after the predetermined heat treatment has a predetermined elongation, even when the negative electrode active material expands and contracts when the secondary battery is charged, the negative electrode active material expands. It was confirmed that the copper alloy foil stretched to follow the shrinkage. Therefore, it was confirmed that the copper alloy foil can be further prevented from breaking.
また、試料1〜25から、0.04質量%以上0.20質量%以下のSn、0.01質量%以上のAgの少なくともいずれかを含み、Sn及びAgの両方を含む場合は、Sn及びAgの合計含有量が0.20質量%以下である銅合金箔は、H材の状態で450N/mm2以上の高い引張強さを有することを確認した。また、試料1〜25の銅合金箔はそれぞれ、200℃の条件下で1時間加熱した後であっても、引張強さの低下が抑制されており、高い耐熱性を有していることを確認した。つまり、試料1〜25の銅合金箔はそれぞれ、200℃の条件下で1時間加熱した後であっても、450N/mm2以上の高い強度を有していることを確認した。また、試料1〜25の銅合金箔はそれぞれ、H材の状態の伸びよりも、200℃の条件下で1時間加熱した後の伸びの方が高くなることを確認した。また、試料1〜25の銅合金箔はそれぞれ、200℃の条件下で1時間加熱した後の銅合金箔の伸びを2.0%以上にできることを確認した。 In addition, from Samples 1 to 25, when 0.04% by mass or more and 0.20% by mass or less of Sn, 0.01% by mass or more of Ag is included, and both Sn and Ag are included, Sn and It was confirmed that the copper alloy foil having a total Ag content of 0.20% by mass or less has a high tensile strength of 450 N / mm 2 or more in the state of the H material. In addition, each of the copper alloy foils of Samples 1 to 25 has a high heat resistance because the decrease in tensile strength is suppressed even after heating for 1 hour at 200 ° C. confirmed. That is, it was confirmed that the copper alloy foils of Samples 1 to 25 each had a high strength of 450 N / mm 2 or more even after heating for 1 hour under the condition of 200 ° C. Moreover, it was confirmed that the copper alloy foils of Samples 1 to 25 each had higher elongation after heating for 1 hour under the condition of 200 ° C. than the elongation of the H material. Moreover, it was confirmed that each of the copper alloy foils of Samples 1 to 25 can increase the elongation of the copper alloy foil to 2.0% or more after heating for 1 hour under the condition of 200 ° C.
また、試料1〜25の銅合金箔はそれぞれ、導電性の低下が抑制されており、導電率が80%IACS以上であることを確認した。 In addition, it was confirmed that the copper alloy foils of Samples 1 to 25 each had a reduced conductivity and the conductivity was 80% IACS or more.
また、試料1〜25から、第2の冷間圧延処理として、1回の加工度が60%以下である冷間圧延を、総加工度が95%以上になるように所定回数連続して行うことで、200℃の条件下で1時間加熱した後であっても、450N/mm2以上の高い引張強さを有するとともに、2.0%以上の高い伸びを有することを確認した。 Further, from the samples 1 to 25, as the second cold rolling process, cold rolling in which the degree of work at one time is 60% or less is continuously performed a predetermined number of times so that the total degree of work becomes 95% or more. Thus, even after heating for 1 hour at 200 ° C., it was confirmed that it had a high tensile strength of 450 N / mm 2 or more and a high elongation of 2.0% or more.
試料9〜12から、銅合金箔中のSnの含有量が0.12質量%であると、銅合金箔の導電性の低下をより抑制できることを確認した。例えば、銅合金箔の導電率を85%IACS以上にできることを確認した。 From Samples 9 to 12, it was confirmed that the decrease in conductivity of the copper alloy foil can be further suppressed when the content of Sn in the copper alloy foil is 0.12% by mass. For example, it was confirmed that the conductivity of the copper alloy foil could be 85% IACS or higher.
試料15〜20から、銅合金箔中のAgの含有量が0.03質量%以上であると、銅合金箔の強度をより向上させることができることを確認した。つまり、H材の状態での銅合金箔の引張強さをより高くできることを確認した。例えば、銅合金箔の引張強さを480N/mm2以上にできることを確認した。また、200℃の条件下で1時間加熱した後の銅合金箔の引張強さが480N/mm2以上になることを確認した。従って、二次電池を充放電した際に負極活物質が膨張、収縮することでより大きな応力が発生した場合であっても、銅合金箔が変形したり、破断することをより抑制できることを確認した。例えば、負極の面積変化率をより小さくできることを確認した。
It was confirmed from
試料1〜3、試料5〜8、試料10〜13、試料16〜18、試料20〜23、試料25から、第2の冷間圧延処理での総加工度Rが97%以上であると、所定の加熱処理を行った後の銅合金箔の伸びをより向上させることができることを確認した。例えば200℃の条件下で1時間加熱した後の銅合金箔の伸びを2.5%以上にできることを確認した。
From Samples 1 to 3, Samples 5 to 8,
試料26から、Cu及び不可避不純物からなる純銅箔では、耐熱性が低く、所定の加熱処理を行うと、軟化してしまうことを確認した。具体的には、純銅箔は、H材の状態での引張強さは450N/mm2以上であるが、200℃の条件下で1時間加熱した後の引張強さが198N/mm2まで低下してしまうことを確認した。従って、負極集電体として純銅箔を用いて形成した二次電池では、二次電池の充電の際に、純銅箔の変形が大きくなることを確認した。例えば充放電サイクル後の負極の面積変化率が35%になり、15%を超えてしまうことを確認した。また、軟化した純銅箔を備える負極では、二次電池の充放電の際に純銅箔に破断が発生し、その結果、負極活物質が純銅箔上から脱落してしまうことを確認した。 From the sample 26, it was confirmed that pure copper foil made of Cu and inevitable impurities has low heat resistance and softens when subjected to predetermined heat treatment. Specifically, the pure copper foil has a tensile strength in the state of H material of 450 N / mm 2 or more, but the tensile strength after heating for 1 hour at 200 ° C. decreases to 198 N / mm 2. I confirmed that it would. Therefore, in the secondary battery formed using the pure copper foil as the negative electrode current collector, it was confirmed that the deformation of the pure copper foil becomes large when the secondary battery is charged. For example, it was confirmed that the area change rate of the negative electrode after the charge / discharge cycle was 35% and exceeded 15%. Moreover, in the negative electrode provided with the softened pure copper foil, fracture | rupture generate | occur | produced in the pure copper foil in the case of charging / discharging of a secondary battery, As a result, it confirmed that the negative electrode active material fell off on pure copper foil.
試料1と試料27との比較から、Snの含有量が0.04質量%未満であると、所望の耐熱性を得ることができないことを確認した。具体的には、H材の状態での引張強さは477N/mm2であるが、200℃の条件下で1時間加熱した後の引張強さが204N/mm2まで低下してしまうことを確認した。 From comparison between Sample 1 and Sample 27, it was confirmed that the desired heat resistance could not be obtained when the Sn content was less than 0.04 mass%. Specifically, the tensile strength in the state of H material is 477 N / mm 2 , but the tensile strength after heating for 1 hour under the condition of 200 ° C. decreases to 204 N / mm 2. confirmed.
試料11,12と、試料28との比較から、銅合金箔中にSnのみを含有させる場合、Snの含有量が0.2質量%を超えると、耐熱性をより向上させることはできるが、銅合金箔の導電性が低下してしまうことを確認した。例えば、銅合金箔の導電率が80%IACS未満になってしまうことを確認した。
From the comparison between
試料13,14と、試料29との比較から、銅合金箔中にAgのみを含有させる場合、Agの含有量が0.01質量%未満であると、所望の耐熱性を得ることができないことを確認した。
From the comparison between
試料25と試料30との比較から、銅合金箔中にSn及びAgを含有させる場合、Sn及びAgの合計含有量が0.20質量%を超えると、Sn、Agのそれぞれの含有量が所定範囲内であっても、銅合金箔の導電性が低下してしまうことを確認した。例えば、銅合金箔の導電率が80%IACS未満になってしまうことを確認した。
From the comparison between Sample 25 and
試料1〜25と試料31〜36との比較から、所定量のSn、所定量のAgの少なくともいずれかを含む銅合金箔であっても、第2の冷間圧延処理で行う冷間圧延の総加工度が95%未満であると、1回の冷間圧延の加工度が60%以下であっても、所定の加熱処理を行った後の銅合金箔の伸びが2.0%未満になってしまうことを確認した。従って、このような銅合金箔を用いた二次電池では、二次電池の充電の際に負極活物質が膨張した場合、負極活物質の膨張に銅合金箔を追従させることができず、銅合金箔が破断してしまうことを確認した。 From the comparison between the samples 1 to 25 and the samples 31 to 36, even when the copper alloy foil contains at least one of a predetermined amount of Sn and a predetermined amount of Ag, the cold rolling performed in the second cold rolling process is performed. If the total degree of work is less than 95%, the elongation of the copper alloy foil after performing the predetermined heat treatment is less than 2.0% even if the degree of work of one cold rolling is 60% or less. I confirmed that it would become. Therefore, in a secondary battery using such a copper alloy foil, when the negative electrode active material expands during charging of the secondary battery, the copper alloy foil cannot follow the expansion of the negative electrode active material, and the copper It was confirmed that the alloy foil would break.
試料1〜26と試料37〜39との比較から、所定量のSn、所定量のAgの少なくともいずれかを含む銅合金箔であり、第2の冷間圧延処理で、総加工度が95%以上になるように所定回数の冷間圧延を行った場合であっても、加工度が60%を超える冷間圧延が1回でも行われると、所定の加熱処理を行った後の銅合金箔の伸びが2.0%未満になってしまうことを確認した。 From the comparison between Samples 1 to 26 and Samples 37 to 39, it is a copper alloy foil containing at least one of a predetermined amount of Sn and a predetermined amount of Ag, and the total workability is 95% in the second cold rolling process. Even when the cold rolling is performed a predetermined number of times as described above, the copper alloy foil after the predetermined heat treatment is performed if the cold rolling exceeding 60% is performed once. It has been confirmed that the elongation of is less than 2.0%.
<好ましい態様>
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
<Preferred embodiment>
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be additionally described.
[付記1]
本発明の一態様によれば、
0.04質量%以上0.20質量%以下のスズ、0.01質量%以上の銀の少なくともいずれかを含有し、スズ及び銀の両方を含有する場合はスズ及び銀の合計含有量が0.20質量%以下であり、残部が銅及び不可避不純物からなり、
200℃の条件下で1時間加熱した後の引張強さが450N/mm2以上であり、伸びが2.0%以上である銅合金箔が提供される。
[Appendix 1]
According to one aspect of the invention,
When 0.04 mass% or more and 0.20 mass% or less of tin and 0.01 mass% or more of silver are contained, and both tin and silver are contained, the total content of tin and silver is 0 20% by mass or less, the balance being made of copper and inevitable impurities,
A copper alloy foil having a tensile strength of 450 N / mm 2 or more and an elongation of 2.0% or more after heating for 1 hour at 200 ° C. is provided.
[付記2]
付記1の銅合金箔であって、好ましくは、
銀の含有量が0.10質量%以下である。
[Appendix 2]
The copper alloy foil of appendix 1, preferably,
The silver content is 0.10% by mass or less.
[付記3]
付記1又は2の銅合金箔であって、好ましくは、
スズ、銀の少なくともいずれかが固溶している。
[Appendix 3]
Appendix 1 or 2 copper alloy foil, preferably,
At least one of tin and silver is dissolved.
[付記4]
付記1ないし3のいずれかの銅合金箔であって、好ましくは、
母材として無酸素銅が用いられている。
[Appendix 4]
The copper alloy foil according to any one of appendices 1 to 3, preferably,
Oxygen-free copper is used as a base material.
[付記5]
付記1ないし4のいずれかの銅合金箔であって、好ましくは、
導電率が80%IACS以上である。
[Appendix 5]
The copper alloy foil according to any one of appendices 1 to 4, preferably,
Conductivity is 80% IACS or higher.
[付記6]
付記1ないし4のいずれかの銅合金箔であって、好ましくは、
スズの含有量が0.04質量%以上0.12質量%以下であり、
導電率が85%IACS以上である。
[Appendix 6]
The copper alloy foil according to any one of appendices 1 to 4, preferably,
The tin content is 0.04 mass% or more and 0.12 mass% or less,
Conductivity is 85% IACS or higher.
[付記7]
付記1ないし6のいずれかの銅合金箔であって、好ましくは、
銀の含有量が0.03質量%以上である。
[Appendix 7]
The copper alloy foil according to any one of appendices 1 to 6, preferably
The silver content is 0.03% by mass or more.
[付記8]
付記7の銅合金箔であって、好ましくは、
200℃の条件下で1時間加熱した後の引張強さが480N/mm2以上である。
[Appendix 8]
The copper alloy foil of appendix 7, preferably,
The tensile strength after heating for 1 hour under the condition of 200 ° C. is 480 N / mm 2 or more.
[付記9]
付記1ないし8のいずれかの銅合金箔であって、好ましくは、
200℃の条件下で1時間加熱した後の伸びが2.5%以上である。
[Appendix 9]
The copper alloy foil according to any one of appendices 1 to 8, preferably,
The elongation after heating for 1 hour at 200 ° C. is 2.5% or more.
[付記10]
本発明の他の態様によれば、
0.04質量%以上0.20質量%以下のスズ、0.01質量%以上の銀の少なくともいずれかを含有し、スズ及び銀の両方を含有する場合はスズ及び銀の合計含有量が0.20質量%以下であり、残部が銅及び不可避不純物からなる鋳塊を鋳造する鋳造工程と、
前記鋳塊に対して所定の熱間圧延を行い、熱間圧延材を形成する熱間圧延工程と、
前記熱間圧延材に対して冷間圧延と焼鈍処理とを所定回数交互に繰り返して行い、焼鈍材を形成する第1の冷間圧延工程と、
前記焼鈍材に対して、1回の加工度が60%以下である冷間圧延を、総加工度が95%以上になるように所定回数連続して行う第2の冷間圧延工程と、を有する銅合金箔の製造方法が提供される。
[Appendix 10]
According to another aspect of the invention,
When 0.04 mass% or more and 0.20 mass% or less of tin and 0.01 mass% or more of silver are contained, and both tin and silver are contained, the total content of tin and silver is 0 A casting step of casting an ingot that is 20% by mass or less and the balance is made of copper and inevitable impurities;
Performing a predetermined hot rolling on the ingot, forming a hot rolled material,
A first cold rolling step in which cold rolling and annealing treatment are alternately repeated a predetermined number of times on the hot rolled material to form an annealed material;
A second cold rolling step in which cold rolling with a workability of 60% or less for the annealed material is continuously performed a predetermined number of times so that the total workability becomes 95% or more; A method for producing a copper alloy foil is provided.
[付記11]
付記10の銅合金箔の製造方法であって、好ましくは、
前記第2の冷間圧延工程では、総加工度が97%以上になるように、所定回数の冷間圧延を行う。
[Appendix 11]
The method for producing a copper alloy foil according to
In the second cold rolling step, cold rolling is performed a predetermined number of times so that the total workability becomes 97% or more.
[付記12]
付記10又は11の銅合金箔の製造方法であって、好ましくは、
前記第2の冷間圧延工程では、総加工度が99.5%以下になるように所定回数の冷間圧延を行う。
[Appendix 12]
A method for producing a copper alloy foil according to
In the second cold rolling step, cold rolling is performed a predetermined number of times so that the total workability becomes 99.5% or less.
[付記13]
本発明の他の態様によれば、
0.04質量%以上0.20質量%以下のスズ、0.01質量%以上の銀の少なくともいずれかを含有し、スズ及び銀の両方を含有する場合はスズ及び銀の合計含有量が0.20質量%以下であり、残部が銅及び不可避不純物からなり、引張強さが450N/mm2以上であり、伸びが2.0%以上である銅合金箔で形成される負極集電体と、
前記負極集電体の少なくともいずれかの主面上に設けられ、負極活物質を有する負極活物質層と、を備える二次電池用の負極が提供される。
[Appendix 13]
According to another aspect of the invention,
When 0.04 mass% or more and 0.20 mass% or less of tin and 0.01 mass% or more of silver are contained, and both tin and silver are contained, the total content of tin and silver is 0 A negative electrode current collector formed of a copper alloy foil of 20 mass% or less, the balance being copper and inevitable impurities, a tensile strength of 450 N / mm 2 or more, and an elongation of 2.0% or more; ,
There is provided a negative electrode for a secondary battery, comprising a negative electrode active material layer provided on at least one main surface of the negative electrode current collector and having a negative electrode active material.
[付記14]
0.04質量%以上0.20質量%以下のスズ、0.01質量%以上の銀の少なくともいずれかを含有し、スズ及び銀の両方を含有する場合はスズ及び銀の合計含有量が0.20質量%以下であり、残部が銅及び不可避不純物からなり、引張強さが450N/mm2以上であり、伸びが2.0%以上である銅合金箔で形成された負極集電体、及び、前記負極集電体の少なくともいずれかの主面上に設けられ、負極活物質を有する負極活物質層を備える負極と、
正極と、
前記負極及び前記正極を電気的に絶縁するセパレータと、
前記負極、前記正極、前記セパレータを収容し、電解液が注入される容器と、を備える二次電池が提供される。
[Appendix 14]
When 0.04 mass% or more and 0.20 mass% or less of tin and 0.01 mass% or more of silver are contained, and both tin and silver are contained, the total content of tin and silver is 0 A negative electrode current collector formed of a copper alloy foil that is 20 mass% or less, the balance is made of copper and inevitable impurities, the tensile strength is 450 N / mm 2 or more, and the elongation is 2.0% or more, And a negative electrode comprising a negative electrode active material layer provided on at least one main surface of the negative electrode current collector and having a negative electrode active material;
A positive electrode;
A separator for electrically insulating the negative electrode and the positive electrode;
A secondary battery is provided that includes the negative electrode, the positive electrode, and the separator, and a container into which an electrolyte is injected.
10 二次電池
13 負極
13A 銅合金箔
13B 負極活物質層
DESCRIPTION OF
Claims (6)
200℃の条件下で1時間加熱した後の引張強さが450N/mm2以上であり、伸びが2.0%以上である
二次電池の負極集電体用銅合金箔。 Contains at least one of 0.04% by mass or more and 0.20% by mass or less of tin, 0.01% by mass or more and 0.10% by mass or less of silver, and in the case of containing both tin and silver, tin and silver The total content is 0.20% by mass or less, and the balance consists of copper and inevitable impurities,
Tensile strength after heating for 1 hour at 200 ° C. is 450 N / mm 2 or more, and elongation is 2.0% or more.
Copper alloy foil for a negative electrode current collector of a secondary battery .
請求項1に記載の二次電池の負極集電体用銅合金箔。 The copper alloy foil for a negative electrode current collector of a secondary battery according to claim 1, wherein the conductivity is 80% IACS or more.
0.04質量%以上0.20質量%以下のスズ、0.01質量%以上0.10質量%以下の銀の少なくともいずれかを含有し、スズ及び銀の両方を含有する場合はスズ及び銀の合計含有量が0.20質量%以下であり、残部が銅及び不可避不純物からなる鋳塊を鋳造する鋳造工程と、
前記鋳塊に対して熱間圧延を行い、熱間圧延材を形成する熱間圧延工程と、
前記熱間圧延材に対して冷間圧延処理及び焼鈍処理を行い、焼鈍材を形成する第1の冷間圧延工程と、
前記焼鈍材に対して、1回の加工度が60%以下である冷間圧延を、総加工度が95%以上になるように所定回数連続して行う第2の冷間圧延工程と、を有する
二次電池の負極集電体用銅合金箔の製造方法。 A method for producing a copper alloy foil for a negative electrode current collector of a secondary battery having a tensile strength of 450 N / mm 2 or more after heating for 1 hour at 200 ° C. and an elongation of 2.0% or more. And
Contains at least one of 0.04% by mass or more and 0.20% by mass or less of tin, 0.01% by mass or more and 0.10% by mass or less of silver, and in the case of containing both tin and silver, tin and silver A casting step of casting an ingot having a total content of 0.20% by mass or less and the balance of copper and inevitable impurities;
Subjected to hot rolling with respect to the ingot, a hot rolling step of forming a hot-rolled material,
Performing a cold rolling treatment and an annealing treatment on the hot-rolled material to form an annealed material;
A second cold rolling step in which cold rolling with a workability of 60% or less for the annealed material is continuously performed a predetermined number of times so that the total workability becomes 95% or more; Have
A method for producing a copper alloy foil for a negative electrode current collector of a secondary battery .
請求項3に記載の二次電池の負極集電体用銅合金箔の製造方法。 4. The copper alloy foil for a negative electrode current collector of a secondary battery according to claim 3 , wherein in the second cold rolling step, cold rolling is performed a predetermined number of times so that the total workability becomes 99.5% or less. Production method.
前記負極集電体の少なくともいずれかの主面上に設けられ、負極活物質を有する負極活物質層と、を備える
二次電池用の負極。 Contains at least one of 0.04% by mass or more and 0.20% by mass or less of tin, 0.01% by mass or more and 0.10% by mass or less of silver, and in the case of containing both tin and silver, tin and silver The total content is 0.20% by mass or less, the balance is made of copper and inevitable impurities, the tensile strength after heating for 1 hour at 200 ° C. is 450 N / mm 2 or more, and the elongation is 2 A negative electrode current collector formed of a copper alloy foil of 0.0% or more;
A negative electrode for a secondary battery, comprising: a negative electrode active material layer having a negative electrode active material provided on at least one main surface of the negative electrode current collector.
正極と、
前記負極及び前記正極を電気的に絶縁するセパレータと、
前記負極、前記正極、前記セパレータを収容し、電解液が注入される容器と、を備える
二次電池。 Contains at least one of 0.04% by mass or more and 0.20% by mass or less of tin, 0.01% by mass or more and 0.10% by mass or less of silver, and in the case of containing both tin and silver, tin and silver The total content is 0.20% by mass or less, the balance is made of copper and inevitable impurities, the tensile strength after heating for 1 hour at 200 ° C. is 450 N / mm 2 or more, and the elongation is 2 A negative electrode current collector formed of a copper alloy foil of 0.0% or more, and a negative electrode comprising a negative electrode active material layer having a negative electrode active material provided on at least one main surface of the negative electrode current collector; ,
A positive electrode;
A separator for electrically insulating the negative electrode and the positive electrode;
A secondary battery comprising: the negative electrode, the positive electrode, the separator, and a container into which an electrolyte is injected.
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