JPH1186871A - 二次電池用銅箔製集電体 - Google Patents
二次電池用銅箔製集電体Info
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- JPH1186871A JPH1186871A JP9257530A JP25753097A JPH1186871A JP H1186871 A JPH1186871 A JP H1186871A JP 9257530 A JP9257530 A JP 9257530A JP 25753097 A JP25753097 A JP 25753097A JP H1186871 A JPH1186871 A JP H1186871A
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- Japan
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- copper foil
- secondary battery
- current collector
- battery
- copper
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＩＲドロップが少なく、放電時において電池
容量の減少を少なくした二次電池用銅箔製集電体を提供
する。 【解決手段】 この二次電池用銅箔製集電体は、銅９
９．９０重量％以上、酸素０．０１〜０．０５重量％を
含有し、且つ、リン，鉛，鉄，錫，亜鉛，ニッケル，砒
素，ビスマス，銀，硫黄，カドミウム，水銀，セレン，
テルル，ジルコニウム，インジウム，ガリウム，チタ
ン，コバルト，アンチモン及び金よりなる群で構成され
る不純物元素の総含有量が０．０２重量％以下である銅
箔よりなる。この銅箔は、冷間圧延により加工硬化した
圧延銅箔を用いるのが好ましい。この集電体に、活物質
であるカーボン又はグラファイトと、ポリビニリデンフ
ルオライド（ＰＶＤＦ）等のバインダーとを混合したペ
ースト状物を塗布して、二次電池の負極が得られる。二
次電池としては、リチウムイオン電池，金属リチウム電
池又はポリマー電池が挙げられる。
容量の減少を少なくした二次電池用銅箔製集電体を提供
する。 【解決手段】 この二次電池用銅箔製集電体は、銅９
９．９０重量％以上、酸素０．０１〜０．０５重量％を
含有し、且つ、リン，鉛，鉄，錫，亜鉛，ニッケル，砒
素，ビスマス，銀，硫黄，カドミウム，水銀，セレン，
テルル，ジルコニウム，インジウム，ガリウム，チタ
ン，コバルト，アンチモン及び金よりなる群で構成され
る不純物元素の総含有量が０．０２重量％以下である銅
箔よりなる。この銅箔は、冷間圧延により加工硬化した
圧延銅箔を用いるのが好ましい。この集電体に、活物質
であるカーボン又はグラファイトと、ポリビニリデンフ
ルオライド（ＰＶＤＦ）等のバインダーとを混合したペ
ースト状物を塗布して、二次電池の負極が得られる。二
次電池としては、リチウムイオン電池，金属リチウム電
池又はポリマー電池が挙げられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池、特にリ
チウム系二次電池を作成する際に用いる銅箔製集電体に
関するものである。
チウム系二次電池を作成する際に用いる銅箔製集電体に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】二次電池は、基本的には、正極，負極，
正極と負極とを絶縁するセパレーター，及び正極と負極
との間でイオンの移動を可能にするための電解液で構成
されている。二次電池の負極は、金属箔からなる集電体
の表面に、各種の活物質が塗布されてなる。この金属箔
としては、導電率及びイオン化傾向の観点より、純銅系
材料、例えばタフピッチ銅等を用いて得られる銅箔（厚
さ数μｍ〜数十μｍ程度）が、一般的に採用されてい
る。また、活物質としては、カーボン又はグラファイト
と、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）等のバイ
ンダーとを混合したペースト状物が用いられている。
正極と負極とを絶縁するセパレーター，及び正極と負極
との間でイオンの移動を可能にするための電解液で構成
されている。二次電池の負極は、金属箔からなる集電体
の表面に、各種の活物質が塗布されてなる。この金属箔
としては、導電率及びイオン化傾向の観点より、純銅系
材料、例えばタフピッチ銅等を用いて得られる銅箔（厚
さ数μｍ〜数十μｍ程度）が、一般的に採用されてい
る。また、活物質としては、カーボン又はグラファイト
と、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）等のバイ
ンダーとを混合したペースト状物が用いられている。
【０００３】銅箔は、他の金属材料よりなる箔、例え
ば、鉄，ニッケル，ステンレス鋼，チタン，亜鉛，マグ
ネシウム等よりなる箔に比べて、導電率が高く、集電体
の素材としては好ましいものである。しかしながら、こ
のような銅箔であっても、他の金属材料よりなる箔に比
べて、導電率の点で優れているというにすぎず、理想的
なものとは言えない。即ち、銅箔であっても、二次電池
の集電体として用いると、電気抵抗によってＩＲドロッ
プが生じ、設計どおりの放電電圧出力を得られないとい
うことがあった。
ば、鉄，ニッケル，ステンレス鋼，チタン，亜鉛，マグ
ネシウム等よりなる箔に比べて、導電率が高く、集電体
の素材としては好ましいものである。しかしながら、こ
のような銅箔であっても、他の金属材料よりなる箔に比
べて、導電率の点で優れているというにすぎず、理想的
なものとは言えない。即ち、銅箔であっても、二次電池
の集電体として用いると、電気抵抗によってＩＲドロッ
プが生じ、設計どおりの放電電圧出力を得られないとい
うことがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者等
は、銅箔の元素組成に着目し、種々検討した結果、電気
抵抗が小さく導電率の高い元素組成を見出した。即ち、
銅純度が比較的高く、酸素が特定の範囲で含有され、且
つ特定の不純物が特定含有量以下であるという組成を持
つ銅箔は、導電率が比較的高く、二次電池用集電体とし
て用いるのに好適であることを見出したのである。本発
明は、このような知見に基づきなされたものである。
は、銅箔の元素組成に着目し、種々検討した結果、電気
抵抗が小さく導電率の高い元素組成を見出した。即ち、
銅純度が比較的高く、酸素が特定の範囲で含有され、且
つ特定の不純物が特定含有量以下であるという組成を持
つ銅箔は、導電率が比較的高く、二次電池用集電体とし
て用いるのに好適であることを見出したのである。本発
明は、このような知見に基づきなされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、銅９
９．９０重量％以上、酸素０．０１〜０．０５重量％を
含有し、且つ、リン，鉛，鉄，錫，亜鉛，ニッケル，砒
素，ビスマス，銀，硫黄，カドミウム，水銀，セレン，
テルル，ジルコニウム，インジウム，ガリウム，チタ
ン，コバルト，アンチモン及び金よりなる群で構成され
る不純物元素の総含有量が０．０２重量％以下である銅
箔よりなることを特徴とする二次電池用銅箔製集電体に
関するものである。
９．９０重量％以上、酸素０．０１〜０．０５重量％を
含有し、且つ、リン，鉛，鉄，錫，亜鉛，ニッケル，砒
素，ビスマス，銀，硫黄，カドミウム，水銀，セレン，
テルル，ジルコニウム，インジウム，ガリウム，チタ
ン，コバルト，アンチモン及び金よりなる群で構成され
る不純物元素の総含有量が０．０２重量％以下である銅
箔よりなることを特徴とする二次電池用銅箔製集電体に
関するものである。
【０００６】本発明に係る二次電池用銅箔製集電体は、
銅（Ｃｕ）を９９．９０重量％以上、好ましくは９９．
９５重量％以上含有する銅箔よりなるものである。銅の
含有量が９９．９重量％未満であると、相対的にその他
の元素含有量が増え、銅箔の導電率が低下するので、好
ましくない。
銅（Ｃｕ）を９９．９０重量％以上、好ましくは９９．
９５重量％以上含有する銅箔よりなるものである。銅の
含有量が９９．９重量％未満であると、相対的にその他
の元素含有量が増え、銅箔の導電率が低下するので、好
ましくない。
【０００７】この銅箔には、酸素（Ｏ）が０．０１〜
０．０５重量％含有されており、好ましくは０．０３〜
０．０４重量％含有されている。酸素の含有量を０．０
１重量％未満とするには、銅箔作成時の各種設備（例え
ば、銅の溶解及び鋳造設備等）を無酸素雰囲気下で運転
しなければならず、設備に要するコストや運転コスト等
の生産コストが巨額になるにも拘らず、銅箔の導電率の
有効な向上は期待できないので、好ましくない。また、
酸素の含有量が０．０５重量％を超えると、銅箔の導電
率が低下するので、好ましくない。
０．０５重量％含有されており、好ましくは０．０３〜
０．０４重量％含有されている。酸素の含有量を０．０
１重量％未満とするには、銅箔作成時の各種設備（例え
ば、銅の溶解及び鋳造設備等）を無酸素雰囲気下で運転
しなければならず、設備に要するコストや運転コスト等
の生産コストが巨額になるにも拘らず、銅箔の導電率の
有効な向上は期待できないので、好ましくない。また、
酸素の含有量が０．０５重量％を超えると、銅箔の導電
率が低下するので、好ましくない。
【０００８】また、この銅箔には、特定の不純物元素
が、総含有量で０．０２重量％以下、好ましくは０．０
０５重量％以下含有されている。ここで、特定の不純物
元素とは、リン（Ｐ），鉛（Ｐｂ），鉄（Ｆｅ），錫
（Ｓｎ），亜鉛（Ｚｎ），ニッケル（Ｎｉ），砒素（Ａ
ｓ），ビスマス（Ｂｉ），銀（Ａｇ），硫黄（Ｓ），カ
ドミウム（Ｃｄ），水銀（Ｈｇ），セレン（Ｓｅ），テ
ルル（Ｔｅ），ジルコニウム（Ｚｒ），インジウム（Ｉ
ｎ），ガリウム（Ｇａ），チタン（Ｔｉ），コバルト
（Ｃｏ），アンチモン（Ｓｂ）及び金（Ａｕ）のことで
ある。従って、これ以外の元素よりなる不純物元素は、
０．０２重量％を超えて含有されていても良い。また、
特定の不純物元素は、上記した元素が全て含まれている
場合もあるし、１種の元素しか含まれていない場合もあ
る。本発明においては、この特定の不純物元素が、総含
有量で０．０２重量％以下であれば良いのであるから、
上記した元素が全く含まれていない場合もある。この特
定の不純物元素の総含有量が０．０２重量％を超える
と、銅箔の導電率が低下するので、好ましくない。
が、総含有量で０．０２重量％以下、好ましくは０．０
０５重量％以下含有されている。ここで、特定の不純物
元素とは、リン（Ｐ），鉛（Ｐｂ），鉄（Ｆｅ），錫
（Ｓｎ），亜鉛（Ｚｎ），ニッケル（Ｎｉ），砒素（Ａ
ｓ），ビスマス（Ｂｉ），銀（Ａｇ），硫黄（Ｓ），カ
ドミウム（Ｃｄ），水銀（Ｈｇ），セレン（Ｓｅ），テ
ルル（Ｔｅ），ジルコニウム（Ｚｒ），インジウム（Ｉ
ｎ），ガリウム（Ｇａ），チタン（Ｔｉ），コバルト
（Ｃｏ），アンチモン（Ｓｂ）及び金（Ａｕ）のことで
ある。従って、これ以外の元素よりなる不純物元素は、
０．０２重量％を超えて含有されていても良い。また、
特定の不純物元素は、上記した元素が全て含まれている
場合もあるし、１種の元素しか含まれていない場合もあ
る。本発明においては、この特定の不純物元素が、総含
有量で０．０２重量％以下であれば良いのであるから、
上記した元素が全く含まれていない場合もある。この特
定の不純物元素の総含有量が０．０２重量％を超える
と、銅箔の導電率が低下するので、好ましくない。
【０００９】本発明における銅箔は、圧延銅箔であるの
が好ましい。即ち、冷間圧延によって加工硬化した圧延
銅箔であるのが好ましい。これは、加工硬化によって、
引張強さが大となり、銅箔に活物質を塗布し巻き上げて
負極を作成する際に、銅箔が破断しにくくなっているか
らである。本発明においては、電解法によって得られる
銅箔、即ち、電解銅箔を用いても良い。しかしながら、
一般的に電解銅箔は、引張強さが小さいため、負極を作
成しにくいということがある。従って、電解銅箔であっ
ても、更に、これを冷間圧延して得られる銅箔（圧延電
解銅箔と言うこともできる。）を採用するのが好まし
い。
が好ましい。即ち、冷間圧延によって加工硬化した圧延
銅箔であるのが好ましい。これは、加工硬化によって、
引張強さが大となり、銅箔に活物質を塗布し巻き上げて
負極を作成する際に、銅箔が破断しにくくなっているか
らである。本発明においては、電解法によって得られる
銅箔、即ち、電解銅箔を用いても良い。しかしながら、
一般的に電解銅箔は、引張強さが小さいため、負極を作
成しにくいということがある。従って、電解銅箔であっ
ても、更に、これを冷間圧延して得られる銅箔（圧延電
解銅箔と言うこともできる。）を採用するのが好まし
い。
【００１０】銅箔よりなる二次電池用銅箔製集電体の厚
さは、８〜３０μｍ程度、好ましくは１０〜２０μｍ程
度である。本発明に係る二次電池用銅箔製集電体は、従
来公知の方法で容易に得ることができる。例えば、所定
量の銅，所定量の酸素及び所定量の特定の不純物元素を
含有する鋳塊を準備し、これに熱間圧延，一次冷間圧
延，中間焼鈍，二次冷間圧延を施すことにより、所望厚
さの圧延銅箔よりなる二次電池用銅箔製集電体を得るこ
とができる。
さは、８〜３０μｍ程度、好ましくは１０〜２０μｍ程
度である。本発明に係る二次電池用銅箔製集電体は、従
来公知の方法で容易に得ることができる。例えば、所定
量の銅，所定量の酸素及び所定量の特定の不純物元素を
含有する鋳塊を準備し、これに熱間圧延，一次冷間圧
延，中間焼鈍，二次冷間圧延を施すことにより、所望厚
さの圧延銅箔よりなる二次電池用銅箔製集電体を得るこ
とができる。
【００１１】このような銅箔は、各種二次電池用の集電
体として好適に用いられる。即ち、銅箔に、活物質を塗
布して、二次電池の極板（負極）が得られるのである。
具体的には、例えば、カーボン又はグラファイトよりな
る活物質と、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）
等のバインダーとを混合したペースト状物を、銅箔製集
電体に塗布し、リチウムイオン電池，金属リチウム電
池，ポリマー電池等のリチウム系二次電池の負極が得ら
れるのである。
体として好適に用いられる。即ち、銅箔に、活物質を塗
布して、二次電池の極板（負極）が得られるのである。
具体的には、例えば、カーボン又はグラファイトよりな
る活物質と、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）
等のバインダーとを混合したペースト状物を、銅箔製集
電体に塗布し、リチウムイオン電池，金属リチウム電
池，ポリマー電池等のリチウム系二次電池の負極が得ら
れるのである。
【００１２】
【実施例】以下、実施例によって本発明を説明するが、
本発明は実施例に限定されるものではない。本発明は、
特定量の銅、特定量の酸素及び特定量の特定の不純物元
素を含有する銅箔は、導電率が高く、二次電池用集電体
として好適であるという技術的思想に基づいて、解釈さ
れるべきである。
本発明は実施例に限定されるものではない。本発明は、
特定量の銅、特定量の酸素及び特定量の特定の不純物元
素を含有する銅箔は、導電率が高く、二次電池用集電体
として好適であるという技術的思想に基づいて、解釈さ
れるべきである。
【００１３】実施例１〜４及び比較例１，２ ６種類の電気銅地金を、大気雰囲気中で各々溶解及び鋳
造し、厚さ２００ｍｍの鋳塊を作成した。その後、各々
の鋳塊を温度９００℃の加熱炉にて加熱した後、厚さ１
４ｍｍとなるまで、繰り返し往復圧延を行ない、銅板を
得た。各銅板に、室温下で一次冷間圧延を施し、厚さ
０．７ｍｍの銅薄板を得た。各銅薄板に、温度７００℃
で中間焼鈍を施した後、室温下、９７．５％の圧延率で
二次冷間圧延を施した。なお、二次冷間圧延は、冷間圧
延及び箔圧延（最終の冷間圧延を箔圧延と言う。）を施
すことにより行なった。以上のようにして、厚さ１７μ
ｍの６種類の圧延銅箔を得た。６種類の圧延銅箔の元素
組成を分析したところ、表１のとおりであった。
造し、厚さ２００ｍｍの鋳塊を作成した。その後、各々
の鋳塊を温度９００℃の加熱炉にて加熱した後、厚さ１
４ｍｍとなるまで、繰り返し往復圧延を行ない、銅板を
得た。各銅板に、室温下で一次冷間圧延を施し、厚さ
０．７ｍｍの銅薄板を得た。各銅薄板に、温度７００℃
で中間焼鈍を施した後、室温下、９７．５％の圧延率で
二次冷間圧延を施した。なお、二次冷間圧延は、冷間圧
延及び箔圧延（最終の冷間圧延を箔圧延と言う。）を施
すことにより行なった。以上のようにして、厚さ１７μ
ｍの６種類の圧延銅箔を得た。６種類の圧延銅箔の元素
組成を分析したところ、表１のとおりであった。
【００１４】
【表１】 なお、表１に記載された特定の不純物元素は、リン，
鉛，鉄，錫，亜鉛，ニッケル，砒素，ビスマス，銀，硫
黄，カドミウム，水銀，セレン，テルル，ジルコニウ
ム，インジウム，ガリウム，チタン，コバルト，アンチ
モン及び金よりなる群で構成される不純物元素を意味し
ている。
鉛，鉄，錫，亜鉛，ニッケル，砒素，ビスマス，銀，硫
黄，カドミウム，水銀，セレン，テルル，ジルコニウ
ム，インジウム，ガリウム，チタン，コバルト，アンチ
モン及び金よりなる群で構成される不純物元素を意味し
ている。
【００１５】この６種類の圧延銅箔について、ＪＩＳ
Ｈ ０５０５（非鉄金属材料の体積抵抗率及び導電率の
測定方法）に規定された方法にて、導電率の測定を行な
った。この結果を表１に示した。
Ｈ ０５０５（非鉄金属材料の体積抵抗率及び導電率の
測定方法）に規定された方法にて、導電率の測定を行な
った。この結果を表１に示した。
【００１６】表１の結果から明らかなように、銅、酸素
及び特定の不純物元素の含有量が特定の範囲にある実施
例１〜４に係る銅箔は、銅、酸素及び／又は特定の不純
物元素の含有量が特定の範囲を外れる比較例１及び２に
係る銅箔に比べて、導電率が相対的に高くなっているこ
とが分かる。
及び特定の不純物元素の含有量が特定の範囲にある実施
例１〜４に係る銅箔は、銅、酸素及び／又は特定の不純
物元素の含有量が特定の範囲を外れる比較例１及び２に
係る銅箔に比べて、導電率が相対的に高くなっているこ
とが分かる。
【００１７】
【作用及び発明の効果】以上述べたように、本発明にお
ける銅箔は、導電率が比較的高いため、これを二次電池
用集電体として用いた場合、ＩＲドロップを小さく抑え
ることができ、放電時において所定の放電電圧出力を得
ることができるという効果を奏する。即ち、放電時にお
いて電池容量が減少するという弊害を防止することがで
きるという効果を奏するのである。
ける銅箔は、導電率が比較的高いため、これを二次電池
用集電体として用いた場合、ＩＲドロップを小さく抑え
ることができ、放電時において所定の放電電圧出力を得
ることができるという効果を奏する。即ち、放電時にお
いて電池容量が減少するという弊害を防止することがで
きるという効果を奏するのである。
Claims (3)
- 【請求項１】 銅９９．９０重量％以上、酸素０．０１
〜０．０５重量％を含有し、且つ、リン，鉛，鉄，錫，
亜鉛，ニッケル，砒素，ビスマス，銀，硫黄，カドミウ
ム，水銀，セレン，テルル，ジルコニウム，インジウ
ム，ガリウム，チタン，コバルト，アンチモン及び金よ
りなる群で構成される不純物元素の総含有量が０．０２
重量％以下である銅箔よりなることを特徴とする二次電
池用銅箔製集電体。 - 【請求項２】 銅箔が圧延銅箔である請求項１記載の二
次電池用銅箔製集電体。 - 【請求項３】 二次電池がリチウムイオン電池，金属リ
チウム電池又はポリマー電池である請求項１記載の二次
電池用銅箔製集電体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9257530A JPH1186871A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 二次電池用銅箔製集電体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9257530A JPH1186871A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 二次電池用銅箔製集電体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1186871A true JPH1186871A (ja) | 1999-03-30 |
Family
ID=17307579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9257530A Pending JPH1186871A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 二次電池用銅箔製集電体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1186871A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100416097B1 (ko) * | 2001-10-19 | 2004-01-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 애노드 집전체 및 이를 채용한 리튬 전지 |
| US7258951B2 (en) * | 1999-01-25 | 2007-08-21 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Lithium secondary battery |
| JP2012251209A (ja) * | 2011-06-02 | 2012-12-20 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | グラフェン製造用銅箔、及びグラフェンの製造方法 |
| EA023393B1 (ru) * | 2009-12-08 | 2016-05-31 | Куреха Корпорейшн | Производные азола, способы их получения, промежуточные продукты, средства для сельского хозяйства и садоводства |
| CN106876717A (zh) * | 2017-04-17 | 2017-06-20 | 中银（宁波）电池有限公司 | 碱性锌锰电池集电体及制作方法和防漏碱性锌锰电池 |
-
1997
- 1997-09-05 JP JP9257530A patent/JPH1186871A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7258951B2 (en) * | 1999-01-25 | 2007-08-21 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Lithium secondary battery |
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| CN106876717A (zh) * | 2017-04-17 | 2017-06-20 | 中银（宁波）电池有限公司 | 碱性锌锰电池集电体及制作方法和防漏碱性锌锰电池 |
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