JP6726780B1 - 銅箔並びにそれを含むリチウムイオン電池の負極集電体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書に開示される銅箔は、圧延銅箔でも電解銅箔でもよく、銅合金箔でもよい。銅箔の厚みは特に限定されないが、リチウムイオン電池の負極集電体用として使用される厚みであることが好ましく、例えば、5μm〜100μmが挙げられ、その範囲から用途に応じた銅箔の厚みを選択できる。また、銅箔の表面粗度も特に限定されず、いずれの粗さの銅箔であっても使用できるが、表面粗度が大きすぎると引っ張り強度が低下したり、負極材が凹凸の底まで充填されずに密着力が低下したりして、LIB特性の劣化が生じるため、表面粗度は5μm以下が好ましい。
本明細書に開示される銅箔の製造方法は、銅箔の銅表面を酸化し微細な凸部を形成する第1の工程と、酸化した銅箔の表面に形成された凸部をさらに調整する第2の工程と、銅表面の凸部を調整した銅箔を用いて、リチウムイオン電池の負極集電体を製造する第3の工程と、を含む。また、第2の工程は、酸化した銅表面を、めっき処理、還元処理または溶解処理の少なくとも1つの工程を含む。以下、各工程について、詳細に説明する。
第1の工程では、まず、酸化剤を用いて銅箔の銅表面を酸化して、酸化銅を含む層を形成するとともに、表面に凸部を形成する。
第2の工程は、(2−1)めっき処理工程、(2−2)還元処理工程、(2−3)溶解処理工程の少なくとも1つの工程を含む。めっき処理工程は、還元処理工程の後に行ってもよいし、溶解処理の後に行ってもよい。第1の工程における酸化処理によって、銅表面は微細な凸部を有するように粗面化されているが、本発明の第2の工程により、銅表面に形成された凸部をさらに調整する。第2の工程の各処理について以下に説明する。
本工程では、酸化した銅表面を銅以外の金属によりめっき処理して、酸化された銅表面の凸部を調整する。めっき処理方法は、公知の技術を使うことができるが、例えば、銅以外の金属として、スズ、銀、亜鉛、アルミニウム、チタン、ビスマス、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、パラジウム、金、プラチナ、あるいは様々な合金を用いることができる。めっき方法も特に限定されず、電解めっき、無電解めっき、真空蒸着、化成処理などによってめっきすることができる。好ましくは電解めっきであり、無電解めっきと比較し金属銅まで還元されやすく、集電力に優れる。
本工程では、還元剤を含有する薬液(還元用薬液)を用いて銅箔に形成された酸化銅を還元させ、凹凸の数や長さを調整する。
本工程では、酸化した銅表面を溶解剤で溶解して、酸化された銅表面の凸部を調整する。本工程で用いる溶解剤は特に限定されないが、キレート剤、生分解性キレート剤などが例示できる。具体的には、EDTA(エチレン次アミン四酢酸)、DHEG(ジエタノールグリシン)、GLDA(L−グルタミン酸二酢酸・四ナトリウム)、EDDS(エチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸)、HIDS(3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸ナトリウム)、MGDA(メチルグリシン2酢酸3ナトリウム)、ASDA(アスパラギン酸ジ酢酸4Na)、HIDA(N−2−hydroxyethyliminodiacetic acid disodium salt)、グルコン酸ナトリウム、エチドロン酸(ヒドロキシエタンジホスホン酸)などである。
上述のように処理した銅箔を用い、公知の方法に従ってリチウムイオン電池用の負極集電体を製造し負極を製造することができる。例えば、カーボン系活物質を含有する負極材料を調製し、溶剤もしくは水に分散させて活物質スラリーとする。この活物質スラリーを銅箔に塗布した後、溶剤や水を蒸発させるため乾燥させる。その後、プレスし、再度乾燥した後に所望の形になるよう負極集電体を成形する。なお、負極材には、カーボン系活物質よりも理論容量の大きいシリコンやシリコン化合物、ゲルマニウム、スズ、鉛などを含んでもよい。また、電解質として有機溶媒にリチウム塩を溶解させた有機電解液だけでなく、ポリエチレンオキシドやポリフッ化ビニリデンなどからなるポリマーを用いたものであってもよい。リチウムイオン電池だけでなく、リチウムイオンポリマー電池にも適用できる。
[アルカリ脱脂処理]
銅箔を、液温50℃、40g/Lの水酸化ナトリウム水溶液に1分間浸漬した後、水洗を行った。
アルカリ脱脂処理を行った銅箔を、液温25℃、10重量%の硫酸水溶液に2分間浸漬した後、水洗を行った。
酸洗浄処理を行った銅箔を、液温40℃、水酸化ナトリウム(NaOH)1.2g/Lのプレディップ用薬液に1分間浸漬した。
まず、第1の工程として実施例1〜実施例4の銅箔に対し、アルカリ水溶液で73℃の酸化処理を行った(実施例1:2分、実施例2:3分、実施例3:8分、実施例4:2分)。実施例1及び実施例2のアルカリ水溶液は、9g/Lの水酸化ナトリウム、60g/Lの亜塩素酸ナトリウム、さらに2g/Lの3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランを含んだ水溶液である。実施例3のアルカリ水溶液は、20g/Lの水酸化ナトリウム、60g/Lの亜塩素酸ナトリウムが配合されている。実施例4のアルカリ水溶液は、20g/Lの水酸化ナトリウム、60g/Lの亜塩素酸ナトリウム、さらに2g/Lの3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランを含んだ水溶液である。なお、比較例1〜比較例3の銅箔には、本発明の酸化処理などの表面処理は行っていない。
次に、第2の工程として、第1の工程の酸化処理を行った銅箔に対して、(3−1)めっき処理、(3−2)還元処理、(3−3)溶解処理をそれぞれ行った。
酸化処理を行った実施例1の銅箔に対し、ニッケルめっき用電解液(450g/L スルファミン酸ニッケル、40g/L ホウ酸)を用いて電解めっきを施した。電流密度は1(Å/dm2)、時間は15(秒)で行った。その他の銅箔には、めっき処理を行わなかった。
酸化処理を行った実施例2及び実施例3の銅箔に対し、室温で1分間、還元剤(5g/L ジメチルアミンボラン、5g/L 水酸化ナトリウム)に浸漬し、還元処理を行った。
酸化処理を行った実施例4の銅箔に対し、55℃で3分間、溶剤(38g/L L―グルタミン酸二酢酸四ナトリウム)に浸漬し、溶解処理を行った。
実施例1〜実施例4及び比較例1〜比較例3の銅箔に対して、走査型プローブ顕微鏡 プローブステーション AFM5000II、接続機種:AFM5300E(日立ハイテクサイエンス製)を用いて以下の条件で凸部の形状を測定した。
パラメーター:自動設定
走査領域:5μm角
画素数:512 x 512
測定モード:DFM
測定視野:5 μm
SISモード:使用しない
スキャナ:20μmスキャナ
表面形状のRSmは、「ファインセラミック薄膜の表面粗さ測定方法(JIS R 1683:2007)」に準じて算出し、また、表面積率は測定視野5μm角における面粗さ解析によって算出した。
(5)接触角測定
その後、遊星式攪拌装置にてグラファイト、アセチレンブラック、CMCの各溶液を混合して均一になるまで攪拌し、最後にSBR溶液を添加し、さらに攪拌を行った。バーコーターで塗布厚が150μm厚となるように設定し銅箔に塗布した。塗布後、水分を除去するため70℃で2時間乾燥させ、ロールプレスを用いて負極材の厚みが30μmとなるようにプレスを行い、銅箔と負極材を密着させた。その後、真空、減圧した乾燥機で、70℃12時間乾燥を行った。
負極材塗布量[mg]=(負極材+銅箔の重量)−負極材の塗工されていない銅箔の重量
(7)で重量測定したサンプルを負極に用い、電解液として1M LiPF6/EC−DEC(1:1)を使用して、負極、セパレーター、リチウム箔を用いてコインセルを作製した。
0.2Cで電解液を還元分解することにより、薄膜であるSEI(Solid Electrolyte Interphase)を負極表面上に形成し、ディスチャージはCC−CV(電圧10mV、電流0.1Cまで)モード、チャージはCC(電圧1500mVまで)モードで30℃で1C⇒3C⇒5C⇒1Cをそれぞれ3サイクルずつ繰り返した後、50℃で同様に1C⇒3C⇒5C⇒1Cをそれぞれ3サイクルずつ繰り返し、50℃の5Cの3サイクル目の特性(LIB容量維持率)を評価した。
密着性の評価として、(6)の負極材の塗布後の銅箔を用いて負極材残存率を算出した。まず、負極材が塗布してある銅箔の重さを測定する。その後、固定するための板に両面テープを貼り、その上にセロハンテープの粘着面が負極材に接するようにセロハンテープを貼り、その後、負極材を塗布した銅箔の負極材面をセロハンテープに接するように貼り、5kN/inch2の圧力を負荷後、ピール強度試験機(Imada製)で90°ピール強度試験条件(JIS 0237:2009)で剥離し、銅箔側に残存している負極材量を測定した。試験方法を図2に示す。
負極材残存率は以下の式を用いて算出した。
負極材残存率[%]=(試験後の全重量−銅箔の重さ)/(試験前の全重量−銅箔の重さ)×100
溶剤系負極材との評価結果を表2に示す。水系負極材との評価結果を表3に示す。
Claims (9)
- 少なくとも表面の一部に凸部を有し、
前記凸部のRSmが220nm以上494nm以下であり、前記一部の表面積率が1.57以上2.14以下であり、
前記表面積率は、測定視野が平面であるとした場合の、前記平面の面積に対する実際の表面積の比率として定義され、
圧延銅箔または電解銅箔である、銅箔。 - 前記一部のNMP接触角が30°以下である、請求項1に記載の銅箔。
- 前記一部のNMP接触角が17.6°以下である、請求項1に記載の銅箔。
- 前記一部の水との接触角が80°以下である、請求項1に記載の銅箔。
- 前記一部の水との接触角が68.8°以下である、請求項1に記載の銅箔。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載された銅箔を有する、リチウムイオン電池の負極集電体。
- 請求項6に記載のリチウムイオン電池の負極集電体の製造方法であって、
圧延銅箔または電解銅箔である銅箔の銅表面を亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、塩素酸カリウム、過塩素酸カリウムから選択される1以上の酸化剤によって酸化し、凸部を形成する第1の工程と、
前記第1の工程で酸化した前記銅表面を溶解する工程および/または還元する第4の工程と、
前記第4の工程で前記銅表面を溶解および/または還元した前記銅箔を用いて負極集電体を製造する第3の工程と、
を含む、製造方法。 - 請求項6に記載のリチウムイオン電池の負極集電体の製造方法であって、
圧延銅箔または電解銅箔である銅箔の銅表面を亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、塩素酸カリウム、過塩素酸カリウムから選択される1以上の酸化剤によって酸化し、凸部を形成する第1の工程と、
前記第1の工程で酸化した前記銅表面を電解めっき処理する第2の工程と、
前記第2の工程で前記銅表面を電解めっき処理した前記銅箔を用いて負極集電体を製造する第3の工程と、
を含む、製造方法。 - 請求項6に記載のリチウムイオン電池の負極集電体の製造方法であって、
圧延銅箔または電解銅箔である銅箔の銅表面を亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、塩素酸カリウム、過塩素酸カリウムから選択される1以上の酸化剤によって酸化し、凸部を形成する第1の工程と、
前記第1の工程で酸化した前記銅表面を溶解する工程および/または還元する第4の工程と、
前記第4の工程で溶解および/または還元した前記銅表面を電解めっき処理する第2の工程と、
前記第2の工程で前記銅表面を電解めっき処理した前記銅箔を用いて負極集電体を製造する第3の工程と、
を含む、製造方法。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020186464A (ja) * | 2019-05-09 | 2020-11-19 | ナミックス株式会社 | 複合銅部材 |
WO2022050001A1 (ja) * | 2020-09-07 | 2022-03-10 | ナミックス株式会社 | 銅箔および積層体、並びにそれらの製造方法 |
Family Cites Families (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6351051A (ja) * | 1986-08-21 | 1988-03-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ電池用水素吸蔵合金負極 |
JPH11167922A (ja) * | 1997-12-05 | 1999-06-22 | Mitsubishi Materials Corp | 表面処理銅箔及びこれを用いた電池用電極 |
JPH11307102A (ja) * | 1998-04-24 | 1999-11-05 | Hitachi Ltd | リチウム二次電池とその製造法 |
US6228536B1 (en) * | 1999-07-13 | 2001-05-08 | Hughes Electronics Corporation | Lithium-ion battery cell having an oxidized/reduced negative current collector |
JP4136674B2 (ja) * | 2003-01-10 | 2008-08-20 | 株式会社神戸製鋼所 | リチウム電池負極用材料及びその製造方法 |
JP3914162B2 (ja) * | 2003-02-07 | 2007-05-16 | ダイソー株式会社 | 酸素発生用電極 |
JP4027255B2 (ja) * | 2003-03-28 | 2007-12-26 | 三洋電機株式会社 | リチウム二次電池用負極及びその製造方法 |
JP2004362809A (ja) * | 2003-06-02 | 2004-12-24 | Nissan Motor Co Ltd | 非水電池用負極及びそれを用いる非水電池と負極活物質の製造方法 |
JP3644542B1 (ja) * | 2003-12-12 | 2005-04-27 | 三井金属鉱業株式会社 | 非水電解液二次電池用負極集電体 |
JP4743020B2 (ja) * | 2006-06-26 | 2011-08-10 | ソニー株式会社 | 電極集電体及びその製造方法、電池用電極及びその製造方法、並びに二次電池 |
JP2008305781A (ja) * | 2007-05-09 | 2008-12-18 | Mitsubishi Chemicals Corp | 電極及びその製造方法、並びに非水電解質二次電池 |
JP2010205507A (ja) * | 2009-03-02 | 2010-09-16 | Kobe Steel Ltd | リチウム電池又はキャパシタ用銅合金集電体及びその製造方法 |
US20120064406A1 (en) * | 2009-04-01 | 2012-03-15 | Namics Corporation | Electrode material, method for producing same, and lithium ion secondary battery |
WO2010128681A1 (ja) * | 2009-05-08 | 2010-11-11 | 古河電気工業株式会社 | 2次電池用負極、電極用銅箔、2次電池および2次電池用負極の製造方法 |
JP5416037B2 (ja) * | 2009-05-29 | 2014-02-12 | Jx日鉱日石金属株式会社 | リチウム電池集電体用圧延銅箔 |
JP5219952B2 (ja) * | 2009-07-17 | 2013-06-26 | Jx日鉱日石金属株式会社 | リチウムイオン電池集電体用銅箔 |
JP5363949B2 (ja) * | 2009-11-12 | 2013-12-11 | 株式会社神戸製鋼所 | リチウムイオン二次電池用負極、その製造方法およびリチウムイオン二次電池 |
JP5226027B2 (ja) * | 2010-03-31 | 2013-07-03 | Jx日鉱日石金属株式会社 | リチウムイオン電池集電体用銅箔 |
JP5666839B2 (ja) * | 2010-06-30 | 2015-02-12 | 古河電気工業株式会社 | 2次電池用負極、負極集電体、2次電池及びこれらの製造方法 |
JP2012104463A (ja) * | 2010-10-12 | 2012-05-31 | Hitachi Cable Ltd | リチウムイオン二次電池用銅箔、リチウムイオン二次電池用負極材及びリチウムイオン二次電池用銅箔の製造方法 |
CN102487136A (zh) * | 2010-12-03 | 2012-06-06 | 比亚迪股份有限公司 | 锂离子电池负极及其制备方法和电池 |
WO2013129588A1 (ja) * | 2012-02-28 | 2013-09-06 | 古河電気工業株式会社 | リチウムイオン二次電池、該二次電池の負極電極を構成する集電体、ならびに該負極電極集電体を構成する電解銅箔 |
US10529992B2 (en) * | 2017-02-03 | 2020-01-07 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Surface-treated copper foil, and current collector, electrode, and battery cell using the surface-treated copper foil |
JP7193915B2 (ja) * | 2017-02-03 | 2022-12-21 | Jx金属株式会社 | 表面処理銅箔並びにこれを用いた集電体、電極及び電池 |
CN111344435A (zh) * | 2017-11-10 | 2020-06-26 | 纳美仕有限公司 | 复合铜箔 |
JP7013003B2 (ja) * | 2017-11-10 | 2022-01-31 | ナミックス株式会社 | 粗面化処理された銅表面を有する物体 |
-
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020186464A (ja) * | 2019-05-09 | 2020-11-19 | ナミックス株式会社 | 複合銅部材 |
JP7352939B2 (ja) | 2019-05-09 | 2023-09-29 | ナミックス株式会社 | 複合銅部材 |
WO2022050001A1 (ja) * | 2020-09-07 | 2022-03-10 | ナミックス株式会社 | 銅箔および積層体、並びにそれらの製造方法 |
CN116018428A (zh) * | 2020-09-07 | 2023-04-25 | 纳美仕有限公司 | 铜箔和叠层体以及它们的制造方法 |
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