JPH1058008A - Manufacture of lithium metal foil or lithium alloy foil - Google Patents
Manufacture of lithium metal foil or lithium alloy foilInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はリチウム金属箔又は
リチウム合金箔の製造方法に関するもので、さらに詳し
くは押し出し成形された原料箔をさらに冷間圧延して厚
みが非常に薄い、リチウム電池用材料として好適なリチ
ウム金属箔又はリチウム合金箔を製造する方法に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a lithium metal foil or a lithium alloy foil, and more particularly, to a material for a lithium battery, which is obtained by further cold rolling an extruded raw material foil and having a very small thickness. The present invention relates to a method for producing a lithium metal foil or a lithium alloy foil, which is suitable as the above.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、エレクトロニクス分野の発展に伴
い電子機器の小型軽量化が進み、電池においても機器同
様に小型軽量化の要求が高まっている。特にリチウム金
属又はリチウム合金を負極活物質として用いた電池は、
高エネルギー密度で軽量であることから小型化、軽量化
に関して非常に適している。このような小型電池やペー
パー型の薄型電池にとっては電極材料はできる限り薄
く、例えば負極活物質に関しては０．０２−０．０５ｍ
ｍの厚みであることが望ましい。しかしながら、厚みが
０．１ｍｍ以下の薄い箔を製造する場合、従来の押し出
し加工によると厚みに均一性を持たせることは難しかっ
た。さらに厚みが薄くなるほど、金型出口の開口部がイ
ンゴット中に存在する異物に塞がれて詰まる現象が起き
る等の問題があり、押し出し加工による製造が困難であ
った。2. Description of the Related Art In recent years, with the development of the electronics field, electronic devices have become smaller and lighter. In particular, batteries using lithium metal or lithium alloy as the negative electrode active material,
Because of its high energy density and light weight, it is very suitable for miniaturization and weight reduction. For such small batteries and paper-type thin batteries, the electrode material is as thin as possible, for example, 0.02-0.05 m for the negative electrode active material.
m. However, when manufacturing a thin foil having a thickness of 0.1 mm or less, it is difficult to make the thickness uniform by a conventional extrusion process. As the thickness is further reduced, there is a problem that the opening of the mold outlet is blocked by foreign matter present in the ingot and the clogging occurs, and it has been difficult to manufacture by extrusion.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】リチウム金属又はリチ
ウム合金を冷間圧延する方法としては、特公昭５５−１
２２号のように固体重合体組成物の実質的に平滑な表面
の間で、リチウム金属又はリチウム合金を圧縮的に冷間
圧延することが知られている。しかし、例え固体重合体
組成物の表面を有するロールを用いても、リチウム金属
又はリチウム合金とこの組成物とが固着して箔が破れ易
く、また、固着しないようにすると箔の厚みが薄くなら
ないという問題があった。As a method for cold rolling lithium metal or lithium alloy, Japanese Patent Publication No. Sho 55-1
It is known to compressively cold roll lithium metal or a lithium alloy between substantially smooth surfaces of a solid polymer composition as in No. 22. However, even if a roll having a surface of the solid polymer composition is used, the lithium metal or lithium alloy and the composition are fixed and the foil is easily broken, and if not fixed, the thickness of the foil does not decrease. There was a problem.
【０００４】そこで、本発明の目的とするところは、こ
れら従来技術の問題点を解消し、厚みが非常に薄く、リ
チウム電池用材料として好適なリチウム金属箔又はリチ
ウム合金箔が得られる製造方法を提供するところにあ
る。Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art and to provide a method for producing a lithium metal foil or a lithium alloy foil which is very thin and is suitable as a material for a lithium battery. To provide.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記問題点解決のため、
リチウム金属箔又はリチウム合金箔の圧延加工におい
て、固体重合体組成物の表面を有するロールを使用する
とともに、潤滑剤の使用について鋭意検討を加えた結
果、リチウム金属箔又はリチウム合金箔の冷間圧延に際
してリチウム電池用有機溶媒を潤滑剤として使用すれ
ば、ロールと固着せずに原料箔を冷間圧延加工すること
ができ、極めて薄いリチウム金属箔又はリチウム合金箔
が得られることを見出だし、本発明を完成した。In order to solve the above problems,
In the rolling of a lithium metal foil or a lithium alloy foil, a roll having a surface of the solid polymer composition is used, and as a result of intensive studies on the use of a lubricant, cold rolling of the lithium metal foil or the lithium alloy foil is performed. In this case, it was found that if an organic solvent for lithium batteries was used as a lubricant, the raw material foil could be cold-rolled without sticking to a roll, and an extremely thin lithium metal foil or lithium alloy foil could be obtained. Completed the invention.
【０００６】すなわち、本発明は、請求項１の通り、リ
チウム金属箔又はリチウム合金箔の製造方法において、
固体重合体組成物の表面を有するロールを使用し、かつ
リチウム電池用有機溶媒を潤滑剤としてロール表面又は
原料箔表面の少なくとも一方に塗布して原料箔を冷間圧
延することを特徴とするリチウム金属箔又はリチウム合
金箔の製造方法を提供しているものである。That is, the present invention provides a method for producing a lithium metal foil or a lithium alloy foil,
Using a roll having a surface of the solid polymer composition, and applying a lithium battery organic solvent as a lubricant to at least one of the roll surface or the raw foil surface to cold roll the raw foil, The present invention provides a method for producing a metal foil or a lithium alloy foil.
【０００７】固体重合体組成物としては、高密度ポリエ
チレン、ポリプロピレン、低密度ポリエチレン、超高分
子量ポリエチレン、ポリスチレン、メタアクリル、アク
リルニトリルブタジエンスチレン、ポリアミドナイロン
６、モノマーキャスティングナイロン、ポリアセター
ル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、
塩化ビニール、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニ
レンサルファイドなどが利用できる。[0007] Solid polymer compositions include high density polyethylene, polypropylene, low density polyethylene, ultra high molecular weight polyethylene, polystyrene, methacryl, acrylonitrile butadiene styrene, polyamide nylon 6, monomer casting nylon, polyacetal, polycarbonate, polyethylene terephthalate. ,
Vinyl chloride, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, and the like can be used.
【０００８】また、潤滑剤としてのリチウム電池用有機
溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレンカー
ボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボ
ネート、ジエチルカーボネート、テトラヒドロフラン、
２−メチルテトラヒドロフラン、ジメトキシメタン、
１，２−ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、ジメチ
ルスルホキシド、スルホラン、γ−ブチロラクトン、
１，３−ジオキソラン、蟻酸メチル、酢酸メチル、Ｎ，
Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、及びこれ
らの任意の混合物等の有機溶媒が利用できる。The organic solvent for a lithium battery as a lubricant includes propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, tetrahydrofuran,
2-methyltetrahydrofuran, dimethoxymethane,
1,2-dimethoxyethane, diethyl ether, dimethyl sulfoxide, sulfolane, γ-butyrolactone,
1,3-dioxolan, methyl formate, methyl acetate, N,
Organic solvents such as N-dimethylformamide, acetonitrile, and any mixtures thereof can be used.
【０００９】請求項４は、ロール表面を被覆する固体重
合体組成物として高密度ポリエチレンを用い、また、ロ
ール表面又は原料箔表面の少なくとも一方に塗布する潤
滑剤としてのリチウム電池用有機溶媒として、プロピレ
ンカーボネートを用いたリチウム金属箔又はリチウム合
金箔の製造方法を示している。According to a fourth aspect of the present invention, a high-density polyethylene is used as the solid polymer composition for coating the roll surface, and the organic solvent for a lithium battery as a lubricant applied to at least one of the roll surface and the raw foil surface is: 1 shows a method for producing a lithium metal foil or a lithium alloy foil using propylene carbonate.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】本発明に係るリチウム金属箔又は
リチウム合金箔の製造方法においては、原料箔を固体重
合体組成物の表面を有するロール間で冷間圧延するに際
し、リチウム電池用有機溶媒を潤滑剤として使用し、ロ
ール表面又は原料箔表面の少なくとも一方に塗布して原
料箔を冷間圧延するもので、原料箔は従来の押し出し加
工により作製する。すなわち、リチウム金属又はリチウ
ム合金を希望する厚みの箔に圧延加工するのに最適な厚
み、例えば０．１−０．２ｍｍの厚さの箔に従来の押し
出し加工により作製する。次に、これを原料箔とし、固
体重合体組成物の表面を有するロール間に導き、所定潤
滑剤をロール表面又は原料箔表面の少なくとも一方に塗
布しながら連続的に冷間圧延を行うものであり、これに
よって０．０２−０．０５ｍｍの均一な厚みを有する薄
い箔を製造するものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the method for producing a lithium metal foil or a lithium alloy foil according to the present invention, an organic solvent for a lithium battery is used for cold rolling a raw material foil between rolls having a surface of a solid polymer composition. Is used as a lubricant, and is applied to at least one of a roll surface and a raw foil surface to cold-roll the raw foil, and the raw foil is produced by a conventional extrusion process. That is, it is manufactured by a conventional extrusion process into a foil having a thickness suitable for rolling a lithium metal or lithium alloy into a foil having a desired thickness, for example, a thickness of 0.1 to 0.2 mm. Next, using this as a raw material foil, it is led between rolls having a surface of the solid polymer composition, and cold rolling is continuously performed while applying a predetermined lubricant to at least one of the roll surface and the raw material foil surface. Yes, this produces a thin foil with a uniform thickness of 0.02-0.05 mm.
【００１１】より具体的には、受け入れたリチウムイン
ゴットに前処理を施して異物、不純物を除去し、押し出
し加工により所定寸法の一次箔を原料箔として成形して
巻き取る。この巻き取った一次箔を巻き戻しながら連続
的に固体重合体組成物の表面を有するロール間に導き、
リチウム電池用有機溶媒を潤滑剤としてロール表面又は
原料箔表面の少なくとも一方に塗布しながら冷間圧延を
行い二次箔として巻き取り、缶詰又は袋詰めして製品と
するものである。圧延用ロールのクリアランスは、リチ
ウム箔のユーザー仕様にあった厚さを得るために所定の
クリアランスに調整する。More specifically, the received lithium ingot is subjected to a pretreatment to remove foreign matter and impurities, and a primary foil having a predetermined size is formed as a raw material foil by extrusion and wound up. Leading between rolls having the surface of the solid polymer composition continuously while rewinding the wound primary foil,
Cold rolling is performed while applying an organic solvent for a lithium battery as a lubricant to at least one of a roll surface and a raw foil surface, and is wound up as a secondary foil, and canned or bagged to obtain a product. The clearance of the rolling roll is adjusted to a predetermined clearance in order to obtain a thickness that meets the user specifications of the lithium foil.
【００１２】潤滑剤の供給はロール表面に行うのが容易
であり、ロール表面が常時均一な湿潤状態となるように
潤滑剤を供給する。実際にはスポンジ等の塗布材に潤滑
剤を保持させ、これをロール表面に接触させて塗布する
方法を採用した。塗布材には定時定量的に潤滑剤を補充
した。It is easy to supply the lubricant to the roll surface, and the lubricant is supplied so that the roll surface is always in a uniform wet state. In practice, a method was employed in which a lubricant was held in a coating material such as a sponge and the like, and the lubricant was brought into contact with the roll surface to apply the lubricant. The coating material was periodically replenished with a lubricant.
【００１３】[0013]
実施例１ 押し出し加工により０．１２ｍｍの厚みを有するリチウ
ム箔を作製し、原料箔とした。この原料箔を超高分子量
ポリエチレンで被覆した直径４０ｍｍの一対の駆動ロー
ル間に導き、ロール表面に潤滑剤としてプロピレンカー
ボネートを塗布しながら冷間圧延したところ、０．０４
ｍｍの厚みまで圧延できた。このときリチウムはロール
に固着せず、連続的に圧延可能であり、１パスのリダク
ションが６７％という高い効率で薄いリチウム箔を製造
できた。Example 1 A lithium foil having a thickness of 0.12 mm was produced by extrusion and used as a raw material foil. This raw material foil was guided between a pair of drive rolls having a diameter of 40 mm coated with ultrahigh molecular weight polyethylene, and cold rolled while applying propylene carbonate as a lubricant on the roll surface to obtain 0.04.
mm was rolled. At this time, lithium did not adhere to the roll, and could be rolled continuously, and a thin lithium foil could be manufactured with a high efficiency of 67% in one-pass reduction.
【００１４】実施例２ 押し出し加工により０．１ｍｍの厚みを有するリチウム
箔を作製し、原料箔とした。この原料箔を高密度ポリエ
チレンで被覆した直径４０ｍｍの一対の駆動ロール間に
導き、ロール表面に潤滑剤としてプロピレンカーボネー
トを塗布しながら冷間圧延したところ、０．０３ｍｍの
厚みまで圧延できた。この時リチウムはロールに固着せ
ず、連続的に圧延可能であり、１パスのリダクションが
７０％という高い効率で薄いリチウム箔を製造できた。Example 2 A lithium foil having a thickness of 0.1 mm was produced by extrusion and used as a raw material foil. This raw material foil was guided between a pair of drive rolls having a diameter of 40 mm covered with high-density polyethylene, and cold-rolled while applying propylene carbonate as a lubricant on the roll surface. As a result, a thickness of 0.03 mm could be obtained. At this time, the lithium did not adhere to the roll, and could be rolled continuously, and a thin lithium foil could be manufactured with a high efficiency of 70% reduction in one pass.
【００１５】比較例１ 押し出し加工により０．１２ｍｍの厚みを有するリチウ
ム箔を作製し、原料箔とした。潤滑剤を塗布していない
直径４０ｍｍの一対の駆動した超高分子量ポリエチロン
ロールの間にこれを通過させたところ、リチウムはロー
ルと目立って固着しなかったが、厚みは薄くならなかっ
た。Comparative Example 1 A lithium foil having a thickness of 0.12 mm was prepared by extrusion and used as a raw material foil. When this was passed between a pair of driven ultra-high molecular weight polyethylene rolls having a diameter of 40 mm to which no lubricant was applied, lithium did not noticeably adhere to the rolls, but the thickness did not decrease.
【００１６】比較例２ 押し出し加工により０．１ｍｍの厚みを有するリチウム
箔を作製し、原料箔とした。潤滑剤を塗布していない直
径４０ｍｍの一対の駆動した高密度ポリエチレンロール
の間にこれを通過させたところ、リチウムがロールに固
着し、厚みは０．０９ｍｍまでしか薄くならなかった。Comparative Example 2 A lithium foil having a thickness of 0.1 mm was produced by extrusion and used as a raw material foil. When this was passed between a pair of driven high-density polyethylene rolls having a diameter of 40 mm to which no lubricant was applied, lithium was fixed to the rolls, and the thickness was reduced to only 0.09 mm.
【００１７】実施例で得た薄いリチウム箔を試験極とし
て、三極式ビーカーセルにて電気化学測定を行い放電特
性を調べた。電解液として、１モル／リットルの過塩素
酸リチウムを溶解したプロピレンカーボネート溶液を用
い、対極及び参照極にはリチウムを用いて電流密度１ｍ
Ａ／ｃｍ2 にて定電流放電試験を行った。その結果、本
発明によるリチウム箔を用いた負極は、いずれも、従来
の押し出し加工により作製したリチウム箔を用いた負極
と同等の放電特性を有することが認められた。Using the thin lithium foil obtained in the example as a test electrode, electrochemical measurement was performed in a three-electrode beaker cell to examine discharge characteristics. A propylene carbonate solution in which 1 mol / l of lithium perchlorate is dissolved is used as an electrolyte, and lithium is used as a counter electrode and a reference electrode, and a current density of 1 m is used.
A constant current discharge test was performed at A / cm 2 . As a result, it was confirmed that all the negative electrodes using the lithium foil according to the present invention had the same discharge characteristics as the negative electrodes using the lithium foil produced by the conventional extrusion processing.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上説明したように、本発明により従来
の押し出し成形では得られなかった厚みの非常に薄いリ
チウム金属箔及びリチウム合金箔が得られるため、リチ
ウム電池用負極材料として用いた場合、従来品に比べて
さらに薄くすることができることから、リチウム電池の
より一層の小型化、薄型化に寄与し得るものである。As described above, the present invention can provide very thin lithium metal foils and lithium alloy foils which could not be obtained by the conventional extrusion molding. Since the battery can be made thinner than conventional products, it can contribute to further downsizing and thinning of the lithium battery.
Claims (4)
を使用し、かつリチウム電池用有機溶媒を潤滑剤とし
て、ロール表面又は原料箔表面の少なくとも一方に塗布
して原料箔を冷間圧延することを特徴とするリチウム金
属箔又はリチウム合金箔の製造方法。1. A roll having a surface of a solid polymer composition is used, and an organic solvent for a lithium battery is used as a lubricant on at least one of the roll surface and the raw foil surface to cold-roll the raw foil. A method for producing a lithium metal foil or a lithium alloy foil, comprising:
溶媒が、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネー
ト、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネー
ト、ジエチルカーボネート、テトラヒドロフラン、２−
メチルテトラヒドロフラン、ジメトキシメタン、１，２
−ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、ジメチルスル
ホキシド、スルホラン、γ−ブチロラクトン、１，３−
ジオキソラン、蟻酸メチル、酢酸メチル、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルホルムアミド、アセトニトリル、及びこれらの任意
の混合物のいずれかである請求項１記載のリチウム金属
箔又はリチウム合金箔の製造方法。2. The organic solvent for a lithium battery used as a lubricant includes propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, tetrahydrofuran,
Methyltetrahydrofuran, dimethoxymethane, 1,2
-Dimethoxyethane, diethyl ether, dimethyl sulfoxide, sulfolane, γ-butyrolactone, 1,3-
The method for producing a lithium metal foil or lithium alloy foil according to claim 1, wherein the metal foil is any one of dioxolan, methyl formate, methyl acetate, N, N-dimethylformamide, acetonitrile, and an arbitrary mixture thereof.
ン、ポリプロピレン、低密度ポリエチレン、超高分子量
ポリエチレン、ポリスチレン、メタアクリル、アクリル
ニトリルブタジエンスチレン、ポリアミドナイロン６、
モノマーキャスティングナイロン、ポリアセタール、ポ
リカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビ
ニール、ポリフェニレンオキサイド及びポリフェニレン
サルファイドのいずれかであるリチウム金属箔又はリチ
ウム合金箔の製造方法。3. A solid polymer composition comprising high-density polyethylene, polypropylene, low-density polyethylene, ultra-high-molecular-weight polyethylene, polystyrene, methacryl, acrylonitrile butadiene styrene, polyamide nylon 6,
A method for producing a lithium metal foil or a lithium alloy foil, which is any of monomer-casting nylon, polyacetal, polycarbonate, polyethylene terephthalate, vinyl chloride, polyphenylene oxide, and polyphenylene sulfide.
ール間において原料箔を冷間圧延するに際し、ロール表
面又は原料箔表面の少なくとも一方にプロピレンカーボ
ネートを塗布することを特徴とするリチウム金属箔又は
リチウム合金箔の製造方法。4. A lithium metal foil or lithium, wherein propylene carbonate is applied to at least one of a roll surface and a raw foil surface when cold rolling the raw foil between a pair of rolls coated with high-density polyethylene. Manufacturing method of alloy foil.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8219928A JPH1058008A (en) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | Manufacture of lithium metal foil or lithium alloy foil |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8219928A JPH1058008A (en) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | Manufacture of lithium metal foil or lithium alloy foil |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1058008A true JPH1058008A (en) | 1998-03-03 |
Family
ID=16743223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8219928A Pending JPH1058008A (en) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | Manufacture of lithium metal foil or lithium alloy foil |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1058008A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011008997A (en) * | 2009-06-24 | 2011-01-13 | Honjo Metal Co Ltd | Manufacturing method for lithium foil laminate |
| CN104993094A (en) * | 2015-05-26 | 2015-10-21 | 广东烛光新能源科技有限公司 | Preparation method of metallic lithium strip and metallic lithium strip prepared by the same |
| JP2018126780A (en) * | 2017-02-09 | 2018-08-16 | 株式会社豊田自動織機 | Method of rolling lithium foil |
| CN108787747A (en) * | 2018-06-05 | 2018-11-13 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | Preparation method of ultrathin lithium foil |
| CN114317063A (en) * | 2021-12-17 | 2022-04-12 | 重庆天齐锂业有限责任公司 | Lithium strip rolling lubricant and application method thereof |
-
1996
- 1996-08-21 JP JP8219928A patent/JPH1058008A/en active Pending
Cited By (5)
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