JP6260860B2 - Electrolytic aluminum foil, battery electrode and storage device using the same, and method for producing electrolytic aluminum foil - Google Patents

Electrolytic aluminum foil, battery electrode and storage device using the same, and method for producing electrolytic aluminum foil Download PDF

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Description

本発明は、電解法によって得た電解アルミニウム箔、それを用いた電池用電極、及び蓄電デバイス、並びに電解アルミニウム箔の製造方法に関する。   The present invention relates to an electrolytic aluminum foil obtained by an electrolysis method, a battery electrode using the same, an electricity storage device, and a method for producing the electrolytic aluminum foil.

アルミニウム箔は、蓄電デバイスの電極の一部材として用いられている。リチウムイオン二次電池(LIB)や電気二重層キャパシタ(EDLC)、リチウムイオンキャパシタ(LIC)などの蓄電デバイスの電極は有機電解液中に浸漬されて用いられる。例えば電極は、アルミニウム箔からなる集電体にLiMn(マンガン酸リチウム)、LiCoO(コバルト酸リチウム)や活性炭などの活物質を固着させた構造を有する。 Aluminum foil is used as one member of an electrode of an electricity storage device. An electrode of an electricity storage device such as a lithium ion secondary battery (LIB), an electric double layer capacitor (EDLC), or a lithium ion capacitor (LIC) is used by being immersed in an organic electrolyte. For example, the electrode has a structure in which an active material such as LiMn 2 O 4 (lithium manganate), LiCoO 2 (lithium cobaltate) or activated carbon is fixed to a current collector made of an aluminum foil.

アルミニウム箔は圧延により製造されるものが一般的であるが、その厚さは20μmより厚いものが殆どである。蓄電デバイスの電極としてアルミニウム箔を用いる場合、箔の厚さが薄いほど蓄電デバイスの高エネルギー密度化が図れるため、さらに薄いアルミニウム箔が求められるようになってきた。しかし圧延による製造方法では、上記の厚さが量産において薄くできる限界である。   The aluminum foil is generally produced by rolling, but most of the thickness is greater than 20 μm. When an aluminum foil is used as an electrode for an electricity storage device, the thinner the foil, the higher the energy density of the electricity storage device. Therefore, a thinner aluminum foil has been demanded. However, in the manufacturing method by rolling, the above-mentioned thickness is the limit that can be reduced in mass production.

20μm以下の薄いアルミニウム箔を製造する方法として、アルミニウムイオンを含有した電解液からアルミニウムを電解還元により析出させる方法(電解法)によって電解アルミニウム箔を作製する方法が知られている。例えば、特許文献1に記載されるように、アルキルスルホンに少なくともアルミニウムハロゲン化物を溶解したアルミニウム電解液を介して陰極ドラムと陽極板を対向して配置し、両極間を電源に接続した電解アルミニウム箔製造装置がある。この装置に通電し、該陰極ドラムを回転させながら該陰極ドラムの周面に箔となるアルミニウム被膜を析出させ、直ちに剥離して電解アルミニウム箔を連続的に得る方法が知られている。   As a method for producing a thin aluminum foil of 20 μm or less, a method of producing an electrolytic aluminum foil by a method (electrolytic method) of depositing aluminum by electrolytic reduction from an electrolytic solution containing aluminum ions is known. For example, as described in Patent Document 1, an electrolytic aluminum foil in which a cathode drum and an anode plate are arranged to face each other via an aluminum electrolytic solution in which at least an aluminum halide is dissolved in alkylsulfone, and a power source is connected between both electrodes. There are manufacturing equipment. There is known a method of energizing this apparatus and depositing an aluminum film as a foil on the peripheral surface of the cathode drum while rotating the cathode drum, and immediately peeling it to obtain an electrolytic aluminum foil continuously.

また、金属箔を蓄電デバイスの集電体として用いる場合は面の粗さについて配慮すべきことが知られている。特許文献2は、集電体として用いるアルミニウム箔の面にアルミナ粒子を噴射させて面を粗化させる手段が記載されており、これによってアルミニウム箔に電極活物質を塗布加工した際に両者の密着性を従来よりも向上させることができ、その結果、接触抵抗の増大を抑制できることが記載されている。   In addition, it is known that surface roughness should be considered when using a metal foil as a current collector for an electricity storage device. Patent Document 2 describes means for roughening the surface by injecting alumina particles onto the surface of an aluminum foil used as a current collector, whereby when the electrode active material is applied to the aluminum foil, the adhesion between the two is achieved. It is described that the property can be improved as compared with the conventional case, and as a result, an increase in contact resistance can be suppressed.

特開2012−246561号公報JP 2012-246561 A 特開平11−162470号公報JP 11-162470 A

蓄電デバイスに用いられる電解アルミニウム箔は、通常、電極側が平坦であり、析出側は粗面となる。そのままでは、表裏の電池特性が異なり、蓄電デバイスの放充電効率を安定しなくなるという問題があった。   The electrolytic aluminum foil used for the electricity storage device is usually flat on the electrode side and rough on the deposition side. As it is, there is a problem in that the battery characteristics of the front and back sides are different and the charge / discharge efficiency of the electricity storage device is not stabilized.

よって、本発明では上記問題を解決し、連続的に製造することが可能で、かつ放充電効率を安定させることができる電解アルミニウム箔を提供する。また、それを用いた電池用電極、並びに蓄電デバイスを提供することを目的とする。また、両面が同じ程度に粗化された電解アルミニウム箔を連続的に得るための製造方法を提供する。   Therefore, the present invention provides an electrolytic aluminum foil that solves the above problems, can be continuously manufactured, and can stabilize the charge and discharge efficiency. Moreover, it aims at providing the electrode for batteries using the same, and an electrical storage device. Moreover, the manufacturing method for obtaining continuously the electrolytic aluminum foil in which both surfaces were roughened to the same extent is provided.

発明は、箔形成用めっき液に一部が浸漬した陰極ドラムと陽極板の間に電流を印加させ、前記陰極ドラムにアルミニウム電解膜を形成した後、剥離することで得られる基材剥離面と析出面とを有するアルミニウム箔の製造方法において、アルミニウム電解膜を形成する際に、陰極ドラムの面粗さRaを0.1μm以上0.6μm以下とすることにより基材剥離面の粗さRaを0.1μm以上0.6μm以下の範囲とし、印加する電流を0.25A/dm以上20A/dm以下の条件で行い、かつ、アルミニウム電解膜を5μm以上25μm以下の厚さに形成することにより析出面の粗さRaを0.1μm以上0.6μm以下の範囲とし、基材剥離面と析出面の粗さRaの差を0.2μm以下とすることを特徴とする。
用いる箔形成用めっき液は、少なくとも(1)ジアルキルスルホン、(2)アルミニウムハロゲン化物、および、(3)含窒素化合物を含むものとすることが好ましい。
用いる含窒素化合物は、ハロゲン化アンモニウム、第一アミンのハロゲン化水素塩、第二アミンのハロゲン化水素塩、第三アミンのハロゲン化水素塩、一般式:RN・X(R〜Rは同一または異なるアルキル基、Xは第四アンモニウムカチオンに対するカウンターアニオンを示す)で表される第四アンモニウム塩、含窒素芳香族化合物からなる群から選択される少なくとも1つとすることが好ましい。
The present invention applies a current between a cathode drum partially immersed in a plating solution for forming a foil and an anode plate, forms an aluminum electrolytic film on the cathode drum, and then peels off the substrate peeling surface and the deposited material. In the method for producing an aluminum foil having a surface, when the aluminum electrolytic membrane is formed, the surface roughness Ra of the cathode drum is set to 0.1 μm or more and 0.6 μm or less so that the roughness Ra of the substrate peeling surface is 0. By making the applied current under the condition of 0.25 A / dm 2 or more and 20 A / dm 2 or less in the range of 1 μm or more and 0.6 μm or less, and forming the aluminum electrolytic membrane to a thickness of 5 μm or more and 25 μm or less The roughness Ra of the precipitation surface is in the range of 0.1 μm or more and 0.6 μm or less, and the difference between the roughness Ra of the substrate peeling surface and the precipitation surface is 0.2 μm or less.
The foil forming plating solution to be used preferably contains at least (1) a dialkyl sulfone, (2) an aluminum halide, and (3) a nitrogen-containing compound.
The nitrogen-containing compound used is ammonium halide, hydrogen halide salt of primary amine, hydrogen halide salt of secondary amine, hydrogen halide salt of tertiary amine, general formula: R 1 R 2 R 3 R 4 N · A quaternary ammonium salt represented by X (R 1 to R 4 are the same or different alkyl groups, X represents a counter anion with respect to a quaternary ammonium cation), at least one selected from the group consisting of nitrogen-containing aromatic compounds; It is preferable to do.

本発明によれば、連続的に製造することが可能で、かつ両面が同じ程度に粗化された電解アルミニウム箔を提供できた。この電解アルミニウム箔を蓄電デバイスに用いることで、放充電効率が安定したものを提供することができる。また、この電解アルミニウム箔は、アルミナ粒子を噴射するブラスト処理やエッチング処理を必要としない簡易な工程で製造できるので、製造コストを抑えることができる。
また、薄く、かつ両面が同じ程度に粗化された電解アルミニウム箔を簡易に得るための製造方法を提供できる。
According to the present invention, it is possible to provide an electrolytic aluminum foil that can be continuously manufactured and whose both surfaces are roughened to the same extent. By using this electrolytic aluminum foil for an electricity storage device, it is possible to provide a battery with stable discharge / charge efficiency. Moreover, since this electrolytic aluminum foil can be manufactured by a simple process that does not require blasting or etching for injecting alumina particles, manufacturing cost can be reduced.
Moreover, the manufacturing method for obtaining easily the electrolytic aluminum foil which was thin and roughened to the same extent on both surfaces can be provided.

陰極ドラムの面粗さRaと電解アルミニウム箔の裏面の粗さRaの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the surface roughness Ra of a cathode drum, and the roughness Ra of the back surface of an electrolytic aluminum foil. 陰極ドラムの面粗さRaと電解アルミニウム箔の剥離応力の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the surface roughness Ra of a cathode drum, and the peeling stress of an electrolytic aluminum foil. エッチング後の陰極ドラムの表面観察写真(Ra=0.33μm)である。It is the surface observation photograph (Ra = 0.33 micrometer) of the cathode drum after an etching. 電解アルミニウム箔の裏面の表面観察写真(Ra=0.33μm)である。It is the surface observation photograph (Ra = 0.33 micrometer) of the back surface of an electrolytic aluminum foil. 電解アルミニウム箔の表面の表面観察写真(Ra=0.36μm)である。It is the surface observation photograph (Ra = 0.36 micrometer) of the surface of an electrolytic aluminum foil. エッチング時間と陰極ドラムの面粗さRaの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between etching time and surface roughness Ra of a cathode drum. 電流密度と電解アルミニウム箔の表面の粗さRaの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the current density and the surface roughness Ra of the electrolytic aluminum foil. 電解アルミニウム箔の厚みと表面の粗さRaの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the thickness of electrolytic aluminum foil, and surface roughness Ra. 本発明の電解アルミニウム箔の断面写真である。It is a cross-sectional photograph of the electrolytic aluminum foil of this invention. 図9の部分模式図である。FIG. 10 is a partial schematic diagram of FIG. 9. 本発明の製造方法で用いた電解アルミニウム箔製造装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the electrolytic aluminum foil manufacturing apparatus used with the manufacturing method of this invention. 図11の電解アルミニウム箔製造装置の断面の模式図である。It is a schematic diagram of the cross section of the electrolytic aluminum foil manufacturing apparatus of FIG. 電解アルミニウム箔の適用製品(蓄電デバイス)の一例である。It is an example of the application product (electric storage device) of electrolytic aluminum foil. 図13の蓄電デバイスの断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the electrical storage device of FIG.

本発明者らは、上記の点に鑑みて鋭意検討を行った。
その結果、電解アルミニウム箔は、面粗さを大きくした基材(陰極ドラム)を用いると基材剥離面(以後、単に裏面とする)の粗さも大きくなる傾向はあるが、その粗さRaは0.6μmより大きくすることは製造上難しいことを知見した。
一方、陰極ドラムに接していない析出面(以後、単に表面とする)は電解膜が形成された時点で必ずある程度の粗さRaを有する。そのため、両面が同じ程度の粗さRaをもつ電解アルミニウム箔を従来と同じ簡易な製造工程で得るには、電解アルミニウム箔は、裏面の粗さRaに合わせて、表面の粗さRaを極力小さくなるように製造すべきであることを知見した。
The present inventors have conducted intensive studies in view of the above points.
As a result, the electrolytic aluminum foil tends to increase the roughness of the substrate peeling surface (hereinafter simply referred to as the back surface) when a substrate (cathode drum) with increased surface roughness is used. It has been found that it is difficult to make it larger than 0.6 μm.
On the other hand, the deposition surface that is not in contact with the cathode drum (hereinafter simply referred to as the surface) always has a certain degree of roughness Ra when the electrolytic membrane is formed. Therefore, in order to obtain an electrolytic aluminum foil having the same degree of roughness Ra on both sides by the same simple manufacturing process as before, the electrolytic aluminum foil has a surface roughness Ra as small as possible according to the roughness Ra of the back surface. It was found that it should be manufactured as follows.

上記の点を考慮して得られた本発明の電解アルミニウム箔は、両面の粗さRaが0.1μm以上0.6μm以下の範囲にある。
具体的には、後述するように、表面と裏面の粗さRaは0.1μm単位で制御することができるので、両面の粗さRaの差が0.2μm以下の電解アルミニウム箔を得ることができる。
上記の電解アルミニウムを蓄電デバイスに用いることで、蓄電デバイスの放充電効率を安定させることができる。
The electrolytic aluminum foil of the present invention obtained in consideration of the above points has a surface roughness Ra of 0.1 μm or more and 0.6 μm or less.
Specifically, as will be described later, the roughness Ra of the front surface and the back surface can be controlled in units of 0.1 μm, so that an electrolytic aluminum foil having a difference in roughness Ra of both surfaces of 0.2 μm or less can be obtained. it can.
By using said electrolytic aluminum for an electrical storage device, the discharge / charge efficiency of the electrical storage device can be stabilized.

次に、本発明の電解アルミニウム箔の製造方法について説明する。
本発明の電解アルミニウム箔の製造方法は、箔形成用めっき液に一部が浸漬した陰極ドラムと陽極板の間に電流を印加させ、前記陰極ドラムにアルミニウム電解膜を形成した後、剥離することで得られる電解アルミニウム箔の製造方法において、前記陰極ドラムの面粗さRaを0.1μm以上0.6μm以下とし、かつ、前記アルミニウム電解膜を形成する際に、印加する電流を0.25A/dm2以上20A/dm2以下の条件で行い、両面の粗さRaを0.1μm以上0.6μm以下の範囲とするものである。
Next, the manufacturing method of the electrolytic aluminum foil of this invention is demonstrated.
The method for producing an electrolytic aluminum foil of the present invention is obtained by applying an electric current between a cathode drum partially immersed in a plating solution for forming a foil and an anode plate, forming an aluminum electrolytic film on the cathode drum, and then peeling off. In the method for producing an electrolytic aluminum foil, the surface roughness Ra of the cathode drum is 0.1 μm or more and 0.6 μm or less, and the current applied when forming the aluminum electrolytic film is 0.25 A / dm 2. The conditions are 20 A / dm 2 or less and the roughness Ra of both surfaces is in the range of 0.1 μm to 0.6 μm.

陰極ドラムの面粗さRaは0.1μm以上0.6μm以下とする。0.1μm未満であると、裏面の粗さが表面の最小の粗さ(0.1μm)よりも小さくなってしまうので、表面の粗さと同じ程度にすることができなくなる。一方、陰極ドラムの面粗さRaは0.6μm以下とする。陰極ドラムの面粗さRaが0.6μmを超えると、図2に示すように、析出された電解アルミニウム電解膜がアンカー効果により陰極ドラムと密着し、後述の剥離応力が10MPaを超えて、陰極ドラムから剥離することが困難になる。   The surface roughness Ra of the cathode drum is 0.1 μm or more and 0.6 μm or less. If it is less than 0.1 μm, the roughness of the back surface will be smaller than the minimum roughness (0.1 μm) of the surface, so that it will not be possible to make it the same level as the surface roughness. On the other hand, the surface roughness Ra of the cathode drum is 0.6 μm or less. When the surface roughness Ra of the cathode drum exceeds 0.6 μm, as shown in FIG. 2, the deposited electrolytic aluminum electrolytic membrane is brought into close contact with the cathode drum due to the anchor effect, and the peeling stress described later exceeds 10 MPa. It becomes difficult to peel from the drum.

電流密度は0.25A/dm2以上20A/dm2以下とする。0.25A/dm2未満になるとめっき膜の成膜効率が低下して連続的に製造することが困難になる。一方、20A/dm2を超えると表面の粗さRaが0.6μmを超えて粗くなってしまう。図1に示すように、裏面の粗さRaは陰極ドラムの面粗さを粗くしても0.6μmを超える粗さにならず、表面の粗さRaが0.6μmを超えると裏面の粗さと同じ程度にすることができなくなる。詳細は実施例にて後述する。また、20A/dm2を超えると含窒素化合物の分解などが原因で安定なめっき処理が難しくなったり、電子過剰により被膜がアルミニウムの錯イオンの不足または電子過剰で生じる副反応生成物により黒ずむ現象が出やすい。
成膜効率から言えば、電流密度は、1A/dm2以上とすることが好ましく、3A/dm2以上がさらに好ましい。表面の粗さRaを0.55μm以下に抑える場合は、15A/dm2以下が好ましく、0.50μm以下に抑える場合は、10A/dm2以下が好ましい。
The current density is 0.25 A / dm 2 or more and 20 A / dm 2 or less. When it is less than 0.25 A / dm 2, the deposition efficiency of the plating film is lowered and it is difficult to continuously produce the plating film. On the other hand, if it exceeds 20 A / dm 2 , the surface roughness Ra exceeds 0.6 μm and becomes rough. As shown in FIG. 1, the roughness Ra of the back surface does not exceed 0.6 μm even if the surface roughness of the cathode drum is roughened. If the surface roughness Ra exceeds 0.6 μm, the roughness of the back surface Can not be as much as. Details will be described later in Examples. In addition, if it exceeds 20 A / dm 2 , stable plating treatment becomes difficult due to decomposition of nitrogen-containing compounds, etc., or the film becomes dark due to a side reaction product generated due to insufficient complex ions of aluminum or excessive electrons due to excessive electrons. It is easy to come out.
In terms of film formation efficiency, the current density is preferably 1 A / dm 2 or more, more preferably 3 A / dm 2 or more. When the surface roughness Ra is suppressed to 0.55 μm or less, it is preferably 15 A / dm 2 or less, and when it is suppressed to 0.50 μm or less, 10 A / dm 2 or less is preferable.

電解アルミニウム箔の厚さは特に限定されないが、5μm以上とすることが好ましい。5μm未満であると、アルミニウム電解膜を陰極ドラムから剥離する際に破れやすく、長尺の電解アルミニウム箔を作る際に問題となる可能性がある。上限は特に制限されないが、20μm以下とすることが好ましい。蓄電デバイスに用いる場合、薄肉化による蓄電デバイスの高エネルギー密度の向上効果において圧延箔に対して優位性がある。   The thickness of the electrolytic aluminum foil is not particularly limited, but is preferably 5 μm or more. When the thickness is less than 5 μm, the aluminum electrolytic membrane is easily broken when it is peeled off from the cathode drum, which may cause a problem when a long electrolytic aluminum foil is produced. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 20 μm or less. When used for an electricity storage device, it is superior to a rolled foil in the effect of improving the high energy density of the electricity storage device by reducing the thickness.

以下に、本発明におけるさらに好ましい点を述べる。
前記の電解アルミニウム箔は、少なくとも(1)ジアルキルスルホン、(2)アルミニウムハロゲン化物、および、(3)含窒素化合物を含む箔形成用めっき液から電析により得ることが可能である。圧延法では製造が非常に困難である厚みが5μm以上20μm以下のアルミニウム箔を、電解法によって容易に製造することができる。箔形成用めっき液は、例えば、以下に記述するものを用いることができる。厚さは15μ以下とすることも可能である。
Below, the further preferable point in this invention is described.
The electrolytic aluminum foil can be obtained by electrodeposition from a plating solution for forming a foil containing at least (1) a dialkyl sulfone, (2) an aluminum halide, and (3) a nitrogen-containing compound. An aluminum foil having a thickness of 5 μm or more and 20 μm or less, which is very difficult to manufacture by a rolling method, can be easily manufactured by an electrolytic method. As the foil forming plating solution, for example, the following can be used. The thickness can be 15 μm or less.

箔形成用めっき液に含ませるジアルキルスルホンとしては、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、ジプロピルスルホン、ジヘキシルスルホン、メチルエチルスルホンなどのアルキル基の炭素数が1〜6のもの(直鎖状でも分岐状でもよい)を例示することができるが、良好な電気伝導性や入手の容易性などの観点からはジメチルスルホンを好適に採用することができる。   Dialkyl sulfone to be included in the plating solution for forming foil is one having 1 to 6 carbon atoms in the alkyl group such as dimethyl sulfone, diethyl sulfone, dipropyl sulfone, dihexyl sulfone, methyl ethyl sulfone (both linear and branched). Dimethylsulfone can be preferably employed from the viewpoint of good electrical conductivity and availability.

アルミニウムハロゲン化物としては、塩化アルミニウムや臭化アルミニウムなどを例示することができるが、アルミニウムの析出を阻害する要因となるめっき液に含まれる水分の量を可能な限り少なくするという観点から、用いるアルミニウムハロゲン化物は無水物であることが望ましい。   Examples of the aluminum halide include aluminum chloride and aluminum bromide, but from the viewpoint of minimizing the amount of moisture contained in the plating solution which is a factor that hinders the precipitation of aluminum. The halide is preferably anhydrous.

ジアルキルスルホン10molに対し、アルミニウムハロゲン化物は1.5〜6.0molが望ましく、2.0〜4.0molがより望ましい。アルミニウムハロゲン化物の配合量がジアルキルスルホン10molに対し1.5molを下回ると形成されるアルミニウム被膜に黒ずみが発生したり成膜効率が低下する恐れがある。一方、6.0molを越えるとめっき液の液抵抗が高くなり、めっき液が発熱して分解する恐れがある。   The aluminum halide is desirably 1.5 to 6.0 mol and more desirably 2.0 to 4.0 mol with respect to 10 mol of the dialkyl sulfone. If the blending amount of the aluminum halide is less than 1.5 mol with respect to 10 mol of the dialkyl sulfone, the formed aluminum film may be darkened or the film forming efficiency may be lowered. On the other hand, if it exceeds 6.0 mol, the liquid resistance of the plating solution increases, and the plating solution may generate heat and decompose.

含窒素化合物の添加量は、例えばジアルキルスルホン10molに対して0.001〜2.0mol添加することができる。ジアルキルスルホンが0.001mol未満では箔に黒ずみが発生しやすい。一方、2.0mol超では箔形成用めっき液中の水分量が増大して、アルミニウム箔の電析が難しくなる。含窒素化合物の添加量は、ジアルキルスルホン10molに対して0.005〜0.2mol添加することがより好ましい。   The amount of the nitrogen-containing compound added can be, for example, 0.001 to 2.0 mol with respect to 10 mol of dialkyl sulfone. If the dialkyl sulfone is less than 0.001 mol, darkening is likely to occur in the foil. On the other hand, if it exceeds 2.0 mol, the amount of moisture in the plating solution for foil formation increases, and it becomes difficult to deposit the aluminum foil. As for the addition amount of a nitrogen-containing compound, it is more preferable to add 0.005-0.2 mol with respect to 10 mol of dialkyl sulfones.

含窒素化合物は、ハロゲン化アンモニウム、第一アミンのハロゲン化水素塩、第二アミンのハロゲン化水素塩、第三アミンのハロゲン化水素塩、一般式:RN・X(R〜Rは同一または異なるアルキル基、Xは第四アンモニウムカチオンに対するカウンターアニオンを示す)で表される第四アンモニウム塩、含窒素芳香族化合物からなる群から選択される少なくとも1つを用いることができる。これらの含窒素化合物は単独で用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。 Nitrogen-containing compounds include ammonium halide, hydrogen halide salt of primary amine, hydrogen halide salt of secondary amine, hydrogen halide salt of tertiary amine, general formula: R 1 R 2 R 3 R 4 N · X A quaternary ammonium salt represented by (R 1 to R 4 are the same or different alkyl groups, X represents a counter anion for a quaternary ammonium cation), and at least one selected from the group consisting of nitrogen-containing aromatic compounds Can be used. These nitrogen-containing compounds may be used alone or in combination of two or more.

含窒素化合物として採用することができるハロゲン化アンモニウムとしては、塩化アンモニウムや臭化アンモニウムなどを例示することができる。また、第一アミン〜第三アミンとしては、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、トリプロピルアミン、ヘキシルアミン、メチルエチルアミンなどのアルキル基の炭素数が1〜6のもの(直鎖状でも分岐状でもよい)を例示することができる。ハロゲン化水素としては、塩化水素や臭化水素などを例示することができる。一般式:RN・X(R〜Rは同一または異なるアルキル基、Xは第四アンモニウムカチオンに対するカウンターアニオンを示す)で表される第四アンモニウム塩におけるR〜Rで示されるアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基などの炭素数が1〜6のもの(直鎖状でも分岐状でもよい)を例示することができる。Xとしては塩素イオンや臭素イオンやヨウ素イオンなどのハロゲンイオンの他、BF やPF などのハロゲン化物イオンを例示することができる。具体的な化合物としては、塩化テトラメチルアンモニウム、臭化テトラメチルアンモニウム、ヨウ化テトラメチルアンモニウム、四フッ化ホウ素テトラエチルアンモニウムなどを例示することができる。含窒素芳香族化合物としては、フェナントロリンなどを例示することができる。好適な含窒素化合物としては、速い成膜速度で延性に富む高純度のアルミニウム箔の製造を容易にする点において第三アミンの塩酸塩、例えばトリメチルアミン塩酸塩を挙げることができる。 Examples of the ammonium halide that can be employed as the nitrogen-containing compound include ammonium chloride and ammonium bromide. In addition, as primary amine to tertiary amine, the carbon number of alkyl groups such as methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, propylamine, dipropylamine, tripropylamine, hexylamine, methylethylamine, etc. 1 to 6 (which may be linear or branched) can be exemplified. Examples of the hydrogen halide include hydrogen chloride and hydrogen bromide. R 1 in a quaternary ammonium salt represented by the general formula: R 1 R 2 R 3 R 4 N · X (R 1 to R 4 are the same or different alkyl groups, X represents a counter anion for a quaternary ammonium cation) Examples of the alkyl group represented by ˜R 4 include those having 1 to 6 carbon atoms (which may be linear or branched) such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a hexyl group. Examples of X include halide ions such as BF 4 and PF 6 − in addition to halogen ions such as chlorine ion, bromine ion and iodine ion. Specific examples of the compound include tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium bromide, tetramethylammonium iodide, and tetraethylammonium tetrafluoride. Examples of nitrogen-containing aromatic compounds include phenanthroline. Suitable nitrogen-containing compounds include hydrochlorides of tertiary amines such as trimethylamine hydrochloride in terms of facilitating the production of high-purity aluminum foil having a high ductility at a high film formation rate.

箔形成用めっき液の温度は60〜150℃とすることができる。温度が60℃未満になると、炭素量が増大して引張強度が低下する傾向がある。その他にも、イオンの供給不足のため黒ずみが生じやすくなる傾向がある。一方、150℃を超えるとアルミニウムハロゲン化物とアルキルスルホンとによって形成される錯体の構造が時間とともに変化し、均質な箔が連続して得難くなる傾向がある。箔形成用めっき液の温度は、80℃以上120℃以下がより好ましく、90℃以上115℃以下がさらに好ましい。   The temperature of the foil forming plating solution can be set to 60 to 150 ° C. When the temperature is less than 60 ° C., the amount of carbon increases and the tensile strength tends to decrease. In addition, darkening tends to occur due to insufficient supply of ions. On the other hand, when the temperature exceeds 150 ° C., the structure of the complex formed by the aluminum halide and the alkyl sulfone changes with time, and it tends to be difficult to obtain a uniform foil continuously. The temperature of the plating solution for forming foil is more preferably 80 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, and further preferably 90 ° C. or higher and 115 ° C. or lower.

箔形成用めっき液の調製は、窒素ガスや不活性ガスの雰囲気下、これらの成分の混合物をジアルキルスルホンの融点まで加温し、アルミニウムハロゲン化物と含窒素化合物を溶融したジアルキルスルホンに溶解させることで行うことが望ましい。
電気めっき処理の環境は、箔形成用めっき液の劣化を防いでその寿命の延長を図る観点から、乾燥雰囲気にすることが望ましい。
The foil forming plating solution is prepared by heating a mixture of these components to the melting point of dialkyl sulfone in an atmosphere of nitrogen gas or inert gas, and dissolving the aluminum halide and the nitrogen-containing compound in the molten dialkyl sulfone. It is desirable to do in.
The electroplating treatment environment is preferably a dry atmosphere from the viewpoint of preventing the foil forming plating solution from deteriorating and extending its life.

上記の箔形成用めっき液を用いることでアルミニウムの含有率が98.0mass%超の電解アルミニウム箔とすることができる。アルミニウムの含有率が大きくなると体積抵抗が小さくなるので、蓄電デバイス等に用いる場合、蓄電効率を低減できる。また、体積抵抗が小さくなるにつれ、放熱性も向上するので、放熱性が求められる部位に適用する場合も好適である。アルミニウムの含有率は99.0mass%以上とすることがさらに好ましい。
また、98.0mass%超であると、アルミニウム箔を電解法により製造する際、陰極上に形成されるアルミニウム膜が硬くなって延性が小さくなることを抑制でき、陰極からアルミニウム箔を引き剥がす際に割れてしまうという問題を回避しやすい。
By using the plating solution for forming the foil, an aluminum electrolytic foil having an aluminum content of more than 98.0 mass% can be obtained. When the aluminum content increases, the volume resistance decreases, so that the storage efficiency can be reduced when used for an energy storage device or the like. Moreover, since heat dissipation improves as volume resistance becomes small, when applying to the site | part where heat dissipation is calculated | required, it is suitable. The aluminum content is more preferably 99.0 mass% or more.
Moreover, when it exceeds 98.0 mass%, when manufacturing an aluminum foil by an electrolysis method, it can suppress that the aluminum film formed on a cathode becomes hard and ductility becomes small, and when peeling an aluminum foil from a cathode It is easy to avoid the problem of cracking.

アルミニウム箔を形成するための基材(陰極ドラム)としては、ステンレス板、チタン板、アルミニウム板、ニッケル板、銅板などを例示することができる。なお、陽極板の材料としては、例えばアルミニウムを例示することができる。   Examples of the base material (cathode drum) for forming the aluminum foil include a stainless plate, a titanium plate, an aluminum plate, a nickel plate, and a copper plate. In addition, as a material of an anode plate, aluminum can be illustrated, for example.

本発明において、電解アルミニウム箔の表面と裏面の粗さの測定は、超深度形状測定顕微鏡(KEYENCE:VK−8500)を用い、箔を平滑な板に両面テープを用いて貼り付け、測定値に箔のうねり成分が含まれないようにし、粗さ曲線から算術平均粗さRaで算出した。算術平均粗さRaは、JIS B0601 '2001を準拠して算出した。
また、陰極ドラムの面粗さも同様に算術平均粗さRaで算出した。
以後、粗さという場合には算術平均粗さRaを指すものとする。
In the present invention, the roughness of the front and back surfaces of the electrolytic aluminum foil is measured using an ultra-deep shape measuring microscope (KEYENCE: VK-8500), and the foil is attached to a smooth plate using a double-sided tape. The swell component of the foil was not included, and the arithmetic average roughness Ra was calculated from the roughness curve. The arithmetic average roughness Ra was calculated according to JIS B0601 '2001.
Further, the surface roughness of the cathode drum was similarly calculated by the arithmetic average roughness Ra.
Hereinafter, the term “roughness” refers to the arithmetic average roughness Ra.

以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明は以下の記載に限定して解釈されるものではない。
(実施例1)
図11は、本実施形態に用いた電解アルミニウム箔製造装置を示す図であり、図12は図11の断面の模式図である。電解アルミニウム箔製造装置1(以下、装置1と略すことがある)は、蓋部1a、電解槽1b、陰極ドラム1c、陽極板1d、箔引出し口1f、加熱不活性ガスGを導入するガス供給口1g、天井部1k、直流電源(不図示)を備える。ガイドロール1e、ヒーター電源1h、ヒーター1i、電解液循環装置1j、撹拌流ガイド1m、撹拌羽根1nを備える。
電解槽1bには箔形成用めっき液Lが入れられる。また、箔形成用めっき液Lから揮発した水分が蓋部1aに付着して液滴となり、この液滴が箔形成用めっき液L中に落ちると液組成が変わって均一な箔にならなくなる恐れがあるので、蓋部1aの内部には加熱不活性ガスGが供給される。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is limited to the following description and is not interpreted.
Example 1
FIG. 11 is a view showing the electrolytic aluminum foil manufacturing apparatus used in this embodiment, and FIG. 12 is a schematic view of the cross section of FIG. Electrolytic aluminum foil manufacturing apparatus 1 (hereinafter may be abbreviated as apparatus 1) includes a lid 1a, an electrolytic cell 1b, a cathode drum 1c, an anode plate 1d, a foil outlet 1f, and a gas supply for introducing a heated inert gas G. A mouth 1g, a ceiling 1k, and a DC power source (not shown) are provided. A guide roll 1e, a heater power source 1h, a heater 1i, an electrolyte circulation device 1j, a stirring flow guide 1m, and a stirring blade 1n are provided.
A plating solution L for forming a foil is placed in the electrolytic cell 1b. Also, the water volatilized from the foil forming plating solution L adheres to the lid 1a to form droplets, and if this droplet falls into the foil forming plating solution L, the composition of the solution may change and a uniform foil may not be formed. Therefore, the heated inert gas G is supplied into the lid portion 1a.

以下に装置1の動作を説明する。
まず、箔形成用めっき液に一部が浸漬した陰極ドラム1cと陽極板1dの間に電流を印加させる。このとき、陰極ドラム1cを回転させながら、陰極ドラム1c上にアルミニウム電解膜Fを析出させる。通電中、電解液Lは撹拌羽根1nの回転により撹拌され、撹拌流ガイド1mにより、陰極ドラム1cと陽極板1dとの間に電解液Lの流れを発生させている。電解液Lに浸漬している陰極ドラム1cの表面でアルミニウム電解膜が形成される。
陰極ドラム1cを回転すると、形成されたアルミニウム電解膜が液面上に露出し、また、新たに浸漬した陰極ドラム1cの表面でアルミニウム電解膜が形成されるので、連続的に形成された電解膜を形成できる。
The operation of the apparatus 1 will be described below.
First, an electric current is applied between the cathode drum 1c and the anode plate 1d partially immersed in the foil forming plating solution. At this time, the aluminum electrolytic membrane F is deposited on the cathode drum 1c while rotating the cathode drum 1c. During energization, the electrolytic solution L is stirred by the rotation of the stirring blade 1n, and the flow of the electrolytic solution L is generated between the cathode drum 1c and the anode plate 1d by the stirring flow guide 1m. An aluminum electrolytic film is formed on the surface of the cathode drum 1c immersed in the electrolytic solution L.
When the cathode drum 1c is rotated, the formed aluminum electrolytic membrane is exposed on the liquid surface, and the aluminum electrolytic membrane is formed on the surface of the newly immersed cathode drum 1c. Can be formed.

その後、アルミニウム電解膜を剥離する。液面上にせり上がってくるアルミニウム電解膜を陰極ドラム1cの表面から剥離する。これにより電解アルミニウム箔Fを得ることができる。
剥がした電解アルミニウム箔Fの端部を剥離ガイドロール1eに誘導し、装置1の側面に形成される蓋部1aと電解槽1bとの隙間に形成された開閉可能な箔引出し口1fを開口し、装置1外部の方向に連続的に引出す。
Thereafter, the aluminum electrolytic membrane is peeled off. The aluminum electrolytic membrane rising on the liquid surface is peeled off from the surface of the cathode drum 1c. Thereby, the electrolytic aluminum foil F can be obtained.
The end portion of the peeled electrolytic aluminum foil F is guided to the peeling guide roll 1e, and an openable / closable foil drawer opening 1f formed in the gap between the lid portion 1a formed on the side surface of the apparatus 1 and the electrolytic cell 1b is opened. , Continuously pulled out in the direction of the outside of the device 1.

箔形成用めっき液Lは、ジメチルスルホンと無水塩化アルミニウム、トリメチルアミン塩酸塩をmol比で10:3.8:0.05となるように建浴した。陽極板には純度99%のAl板を使用した。陰極ドラムはTi製のものを用いた。   The plating solution L for forming foil was constructed with dimethylsulfone, anhydrous aluminum chloride, and trimethylamine hydrochloride so that the molar ratio was 10: 3.8: 0.05. The anode plate was an Al plate with a purity of 99%. The cathode drum was made of Ti.

上記の条件で陰極ドラムにアルミニウム電解膜を析出させた後、そのアルミニウム電解膜を剥離させて電解アルミニウム箔を得た。
めっきの条件は、電解液Lの処理温度を110℃とし、電流密度を5 A/dm2とした。陰極ドラムは、電解液Lに浸漬する時間が25分間となるように回転速度を調整した。得られた電解アルミニウム箔は、幅が200mm、長さが400mmとなるようにした。
After depositing an aluminum electrolytic film on the cathode drum under the above conditions, the aluminum electrolytic film was peeled off to obtain an electrolytic aluminum foil.
The plating conditions were an electrolytic solution L treatment temperature of 110 ° C. and a current density of 5 A / dm 2 . The rotation speed of the cathode drum was adjusted so that the time of immersion in the electrolytic solution L was 25 minutes. The obtained electrolytic aluminum foil had a width of 200 mm and a length of 400 mm.

まず、電解アルミニウム箔の裏面の粗さを制御することを検討した。
陰極ドラムの表面をエッチング液により粗化した。エッチング液としてワールドメタル社製(商品名T−22)を用い、エッチング時間を0分、10分、12分、15分、17分、20分とし、陰極ドラムの面粗さを変えた。エッチング時間と陰極ドラムの面粗さの関係を図6に示す。なおエッチング液は温度が80℃、及び90℃の2種類を用いた。
各面粗さとしたそれぞれの陰極ドラムを用い、上記の図11、図12の電解アルミニウム箔製造装置により電解アルミニウム箔を製造した。
図1は、横軸が陰極ドラムの面粗さを示し、縦軸が電解アルミニウム箔の裏面の粗さを示すものである。
図3は陰極ドラムの周面(面粗さ0.33μm)の観察写真である。図4は電解アルミニウム箔の裏面(粗さ0.33μm)の観察写真である。陰極ドラムの面粗さが0.35μm以下の範囲では、電解アルミニウム箔の裏面は陰極ドラムの表面性状がほぼそのまま転写されるため、ほぼ同じ粗さになる。しかし、陰極ドラムの面粗さを粗くしていっても電解アルミニウム箔の裏面の粗さはさほど粗くならず、陰極ドラムの面粗さを0.6μmより粗くしても、裏面の粗さは0.6μm以下の範囲になっている。
また、陰極ドラムの面粗さが0.6μmを超えた場合は、アルミニウム電解膜を剥離する際に破れてしまうことが多く、電解アルミニウム箔を連続的に得ることはできなかった。
First, it was studied to control the roughness of the back surface of the electrolytic aluminum foil.
The surface of the cathode drum was roughened with an etching solution. The surface roughness of the cathode drum was changed by using World Metal Co., Ltd. (trade name T-22) as an etchant, with etching times of 0 minutes, 10 minutes, 12 minutes, 15 minutes, 17 minutes, and 20 minutes. The relationship between the etching time and the surface roughness of the cathode drum is shown in FIG. Note that two types of etching solutions having temperatures of 80 ° C. and 90 ° C. were used.
An electrolytic aluminum foil was manufactured by using the above-described electrolytic aluminum foil manufacturing apparatus shown in FIGS.
In FIG. 1, the horizontal axis indicates the surface roughness of the cathode drum, and the vertical axis indicates the roughness of the back surface of the electrolytic aluminum foil.
FIG. 3 is an observation photograph of the peripheral surface (surface roughness 0.33 μm) of the cathode drum. FIG. 4 is an observation photograph of the back surface (roughness 0.33 μm) of the electrolytic aluminum foil. When the surface roughness of the cathode drum is in the range of 0.35 μm or less, the back surface of the electrolytic aluminum foil has almost the same roughness because the surface property of the cathode drum is transferred almost as it is. However, even if the surface roughness of the cathode drum is rough, the roughness of the back surface of the electrolytic aluminum foil is not so rough. Even if the surface roughness of the cathode drum is rougher than 0.6 μm, the roughness of the back surface is The range is 0.6 μm or less.
Moreover, when the surface roughness of the cathode drum exceeded 0.6 μm, it was often broken when the aluminum electrolytic membrane was peeled off, and the electrolytic aluminum foil could not be obtained continuously.

次に電解アルミニウム箔の表面の粗さを制御することを検討した。図7はその結果を示す図である。
めっきの条件を、まずは電流密度を2A/dm2として、電解アルミニウム箔の表面の粗さを測定した。
電解液Lの処理温度は110℃とした。陰極ドラムはエッチング時間が0分(面粗さ0.08μm)のものを用いた。
陰極ドラムの表面に20μmの厚さになるまでアルミニウム電解膜を形成し、その後、電解アルミニウム箔を剥離した。得られた電解アルミニウム箔の表面は粗さが0.36μmであった。
その後、電流密度を5A/dm2,10A/dm2,15A/dm2,20A/dm2として同様に製造したところ、電流密度を大きくするにつれ表面の粗さも0.41μm,0.5μm,0.55μm,0.59μmと大きくなり、さらに電流密度を25A/dm2と高くした場合には粗さは0.6μmを超えて0.64μmとなった。
Next, it was studied to control the surface roughness of the electrolytic aluminum foil. FIG. 7 is a diagram showing the results.
As the plating conditions, first, the current density was set to 2 A / dm 2 , and the surface roughness of the electrolytic aluminum foil was measured.
The treatment temperature of the electrolytic solution L was 110 ° C. A cathode drum having an etching time of 0 minute (surface roughness of 0.08 μm) was used.
An aluminum electrolytic film was formed on the surface of the cathode drum until the thickness became 20 μm, and then the electrolytic aluminum foil was peeled off. The surface of the obtained electrolytic aluminum foil had a roughness of 0.36 μm.
Thereafter, was prepared in the same manner at a current density of 5A / dm 2, 10A / dm 2, 15A / dm 2, 20A / dm 2, the roughness of the surface as it increases the current density 0.41 .mu.m, 0.5 [mu] m, 0 When the current density was increased to 25 A / dm 2 , the roughness exceeded 0.6 μm to 0.64 μm.

図5は表面(粗さ0.36μm)の観察写真である。裏面とほぼ同じ粗さを持ち、両面とも同等の粗さを持つ電解アルミニウム箔を、上記のように従来とほぼ同様の製造工程から得ることができた。   FIG. 5 is an observation photograph of the surface (roughness 0.36 μm). As described above, an electrolytic aluminum foil having almost the same roughness as the back surface and having the same roughness on both sides could be obtained from the manufacturing process almost the same as the conventional one.

図9は本実施形態の電解法によって得たアルミニウム箔の断面写真である。図10はその模式図である。このアルミニウム箔は、箔の厚み方向に伸びるアルミニウムの結晶粒aが多数観察され、圧延箔とは全く異なる組織形態であった。図中、bは箔の表面である。結晶粒aの端部が表面に露出し、この露出した結晶粒aの端部が凸状になるので表面に粗さができる。電流密度を高めると結晶粒aが大きくなるため、それにより端部の凸が相似的に大きくなって粗さが大きくなると推定される。   FIG. 9 is a cross-sectional photograph of an aluminum foil obtained by the electrolytic method of this embodiment. FIG. 10 is a schematic diagram thereof. In this aluminum foil, a large number of aluminum crystal grains a extending in the thickness direction of the foil were observed, and the structure was completely different from that of the rolled foil. In the figure, b is the surface of the foil. The ends of the crystal grains a are exposed on the surface, and the exposed ends of the crystal grains a are convex, so that the surface can be roughened. When the current density is increased, the crystal grain a becomes larger, so that it is presumed that the convexity at the end becomes similar and the roughness increases.

(実施例2)
得られる電解アルミニウム箔の厚さを変え、この厚さによる表面の粗さの変化を観察した。
実施例1に対して陰極ロールの回転速度を調整し、それ以外は実施例1と同様にして電解アルミニウム箔を製造した。
図8にその結果を示す。また、その具体的な数値は表1に示す。箔の厚さが10〜25μmの範囲では、厚さが大きくなるほど表面の粗さも大きくなる傾向がある。一方、厚さが10μ以下の範囲では表面の粗さは0.2μm程度でほぼ一定となる。
(Example 2)
The thickness of the obtained electrolytic aluminum foil was changed, and the change in the surface roughness due to this thickness was observed.
An electrolytic aluminum foil was produced in the same manner as in Example 1 except that the rotation speed of the cathode roll was adjusted with respect to Example 1.
FIG. 8 shows the result. The specific numerical values are shown in Table 1. When the thickness of the foil is in the range of 10 to 25 μm, the surface roughness tends to increase as the thickness increases. On the other hand, in the thickness range of 10 μm or less, the surface roughness is approximately constant at about 0.2 μm.

Figure 0006260860
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実施例1および2から考察すれば、陰極ドラムを備えた製造装置を用いて連続的に電解アルミニウム箔を製造する場合、表面と裏面の粗さを同じ程度にするには、表面の粗さは裏面の最大粗さの0.6μm以下になるよう電流密度や箔の厚さを制御する必要が有り、一方、裏面の粗さは表面の最小粗さの0.1μm以上になるよう陰極ドラムの面粗さを制御する必要があることが確認された。
なお表面の粗さは、実施例1の図7の結果、及び表1から、電流密度や厚さにより0.1m単位で十分に管理することができることがわかった。一方、裏面の粗さは、図1及び図6から、陰極ドラムのエッチング時間により0.1μm単位で十分に管理することができることがわかった。そのため、実施例1で示すように、表面と裏面の表面粗さの差を最大でも0.2μm以下、さらには0.1μm以下、さらには0.05μm以下に管理できる。
Considering from Examples 1 and 2, when producing electrolytic aluminum foil continuously using a production apparatus equipped with a cathode drum, in order to make the roughness of the front and back surfaces the same, the roughness of the surface is It is necessary to control the current density and foil thickness so that the maximum roughness of the back surface is 0.6 μm or less. On the other hand, the roughness of the back surface is 0.1 μm or more of the minimum roughness of the surface. It was confirmed that the surface roughness needs to be controlled.
In addition, it turned out from the result of FIG. 7 of Example 1 and Table 1 that the surface roughness can be sufficiently managed in units of 0.1 m depending on the current density and thickness. On the other hand, it was found from FIG. 1 and FIG. 6 that the roughness of the back surface can be sufficiently managed in units of 0.1 μm by the etching time of the cathode drum. Therefore, as shown in Example 1, the difference in surface roughness between the front surface and the back surface can be controlled to 0.2 μm or less, further 0.1 μm or less, and further 0.05 μm or less.

(実施例3)
本発明の電解アルミニウム箔を蓄電デバイス用の正極集電体として利用した電解アルミニウム箔の適用製品を作製した。
実施例1で得た電解アルミニウム箔(表面の粗さ0.36μm、裏面の粗さ0.33μm)を正極集電体として利用し、その表面に正極活物質を塗布したものを正極として、図13に示す蓄電デバイスを作製した。また、図14は図13のA−A断面である。蓄電デバイス100は、筐体10の内部にフッ素化合物を含んだ有機電解液が充填され、その有機電解液中に電極ユニット8が浸漬された構成を有する。電極ユニット8は、薄い箔で帯状の正極11、負極12、セパレータ3を、正極−セパレータ−負極−セパレータの順に重ねて積層体とし、この積層体を倦回した構造である。筐体10は金属材料からなり、その内側には絶縁層4が形成されている。また、筐体10には外部機器との接続端子となる正極端子5と負極端子6が形成され、正極端子5と電極ユニット8の正極が、負極端子6と電極ユニット8の負極が、それぞれ電気的に接続されている。図14に示すように、正極11と負極12はセパレータ3によって物理的に隔離されているので両者は直接通電しない。しかしながら、セパレータ3は有機電解液7が透過しうる多孔質な材質からなり、正極11と負極12は有機電解液7を介して電気的に接続された状態である。
正極11は、電解アルミニウム箔を正極集電体とし、その表面に正極活物質としてLiMnを塗布し、負極12は銅箔を負極集電体とし、その表面に負極活物質として黒鉛を塗布したものである。本発明の電解アルミニウム箔の裏面に正極活物質を塗布した正極と、表面に正極活物質を塗布した正極を作製した。表面、裏面とも活物質の塗布は作業性が良好であった。そして、蓄電デバイスの充電効率と放電効率を比較したが、どちらも同等の性能が得られた。
(Example 3)
An applied product of the electrolytic aluminum foil using the electrolytic aluminum foil of the present invention as a positive electrode current collector for an electricity storage device was produced.
The electrolytic aluminum foil obtained in Example 1 (surface roughness 0.36 μm, back surface roughness 0.33 μm) was used as a positive electrode current collector, and a positive electrode active material applied to the surface was used as a positive electrode. An electricity storage device shown in FIG. FIG. 14 is a cross section taken along the line AA in FIG. The power storage device 100 has a configuration in which an organic electrolytic solution containing a fluorine compound is filled in the housing 10 and the electrode unit 8 is immersed in the organic electrolytic solution. The electrode unit 8 has a structure in which a belt-like positive electrode 11, a negative electrode 12, and a separator 3 are laminated in the order of positive electrode-separator-negative electrode-separator to form a laminate, and this laminate is wound. The housing 10 is made of a metal material, and an insulating layer 4 is formed on the inside thereof. In addition, the casing 10 is formed with a positive terminal 5 and a negative terminal 6 that are connection terminals with an external device. The positive terminal 5 and the positive electrode of the electrode unit 8 are electrically connected to the negative terminal 6 and the negative electrode of the electrode unit 8, respectively. Connected. As shown in FIG. 14, since the positive electrode 11 and the negative electrode 12 are physically separated by the separator 3, they are not directly energized. However, the separator 3 is made of a porous material through which the organic electrolyte 7 can permeate, and the positive electrode 11 and the negative electrode 12 are electrically connected via the organic electrolyte 7.
The positive electrode 11 has an electrolytic aluminum foil as a positive electrode current collector, LiMn 2 O 4 is applied as a positive electrode active material on the surface thereof, and the negative electrode 12 has a copper foil as a negative electrode current collector, and graphite as a negative electrode active material on the surface thereof. It has been applied. The positive electrode which apply | coated the positive electrode active material to the back surface of the electrolytic aluminum foil of this invention, and the positive electrode which apply | coated the positive electrode active material to the surface were produced. The application of the active material on both the front and back surfaces was good in workability. Then, the charging efficiency and the discharging efficiency of the electricity storage device were compared, and the same performance was obtained in both cases.

1:電解アルミニウム製造装置、1a:蓋部、1b:電解槽、1c:陰極ドラム、1d:陽極板、1e:ガイドロール、1f:箔引出し口、1g:ガス供給口、1h:ヒーター電源、1i:ヒーター、1j:電解液循環装置、1k:天井部、1m:撹拌流ガイド、1n:撹拌羽根、F:電解アルミニウム箔、G:加熱不活性ガス、L:箔形成用めっき液、3:セパレータ、4:絶縁層、5:正極端子、6:負極端子、7:有機電解液、8:電極ユニット、10:筐体、11:正極、12:負極、100:蓄電デバイス   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Electrolytic aluminum manufacturing apparatus, 1a: Lid part, 1b: Electrolysis tank, 1c: Cathode drum, 1d: Anode plate, 1e: Guide roll, 1f: Foil extraction port, 1g: Gas supply port, 1h: Heater power supply, 1i : Heater, 1j: Electrolyte circulation device, 1k: Ceiling, 1m: Stirring flow guide, 1n: Stirring blade, F: Electrolytic aluminum foil, G: Heated inert gas, L: Plating solution for forming foil, 3: Separator 4: insulating layer, 5: positive electrode terminal, 6: negative electrode terminal, 7: organic electrolyte, 8: electrode unit, 10: housing, 11: positive electrode, 12: negative electrode, 100: electricity storage device

Claims (3)

箔形成用めっき液に一部が浸漬した陰極ドラムと陽極板の間に電流を印加させ、前記陰極ドラムにアルミニウム電解膜を形成した後、剥離することで得られる基材剥離面と析出面とを有するアルミニウム箔の製造方法において、
前記アルミニウム電解膜を形成する際に、前記陰極ドラムの面粗さRaを0.1μm以上0.6μm以下とすることにより前記基材剥離面の粗さRaを0.1μm以上0.6μm以下の範囲とし、印加する電流を0.25A/dm以上20A/dm以下の条件で行い、かつ、前記アルミニウム電解膜を5μm以上25μm以下の厚さに形成することにより前記析出面の粗さRaを0.1μm以上0.6μm以下の範囲とし、前記基材剥離面と前記析出面の粗さRaの差を0.2μm以下とすることを特徴とするアルミニウム箔の製造方法。
A base material peeling surface and a deposition surface obtained by peeling after forming an aluminum electrolytic film on the cathode drum by applying an electric current between the cathode drum partially immersed in the foil forming plating solution and the anode plate In the method for producing aluminum foil,
When forming the aluminum electrolytic membrane, the surface roughness Ra of the cathode drum is 0.1 μm or more and 0.6 μm or less, whereby the roughness Ra of the substrate peeling surface is 0.1 μm or more and 0.6 μm or less. And the applied current is 0.25 A / dm 2 or more and 20 A / dm 2 or less, and the aluminum electrolytic membrane is formed to a thickness of 5 μm or more and 25 μm or less, whereby the roughness Ra of the precipitation surface In the range of 0.1 μm or more and 0.6 μm or less, and the difference in roughness Ra between the substrate peeling surface and the precipitation surface is 0.2 μm or less.
前記箔形成用めっき液は、少なくとも(1)ジアルキルスルホン、(2)アルミニウムハロゲン化物、および、(3)含窒素化合物を含むものとすることを特徴とする請求項に記載のアルミニウム箔の製造方法。 2. The method for producing an aluminum foil according to claim 1 , wherein the foil forming plating solution contains at least (1) a dialkyl sulfone, (2) an aluminum halide, and (3) a nitrogen-containing compound. 前記含窒素化合物は、ハロゲン化アンモニウム、第一アミンのハロゲン化水素塩、第二アミンのハロゲン化水素塩、第三アミンのハロゲン化水素塩、一般式:RN・X(R〜Rは同一または異なるアルキル基、Xは第四アンモニウムカチオンに対するカウンターアニオンを示す)で表される第四アンモニウム塩、含窒素芳香族化合物からなる群から選択される少なくとも1つであることを特徴とする請求項に記載のアルミニウム箔の製造方法。 The nitrogen-containing compound includes ammonium halide, hydrogen halide salt of primary amine, hydrogen halide salt of secondary amine, hydrogen halide salt of tertiary amine, general formula: R 1 R 2 R 3 R 4 N · At least one selected from the group consisting of a quaternary ammonium salt represented by X (R 1 to R 4 are the same or different alkyl groups, X represents a counter anion for a quaternary ammonium cation), and a nitrogen-containing aromatic compound The method for producing an aluminum foil according to claim 2 , wherein:
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