TW202118908A - 電解箔及電池用集電體 - Google Patents

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堀江慎一郎
堤悅郎
吉崎悠真
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Abstract

本發明之課題在於提供一種電解箔及電池用集電體,該電解箔及電池用集電體能夠抑制可能由薄型化引起之製造時之破損或破碎,進而具備二次電池反覆充放電時之充分強度。 本發明係一種含有Ni-Fe合金層之電解箔、及電池用集電體,該電解箔之特徵在於:厚度為1.5 μm~10 μm,具有第1面及第2面,且於上述第1面及上述第2面,以三維表面性狀參數Sv除以上述厚度所得之值為0.5以下。

Description

電解箔及電池用集電體
本發明係關於一種尤其適宜用於二次電池等集電體之電解箔及電池用集電體。
為了使先前所使用之鋰離子二次電池或鎳氫電池等電池高容量化,使集電體薄型化較為有效。然而,若使集電體薄型化,則亦存在以下問題:強度會降低,而產生集電體變形或破損之顧慮。
對此,揭示有提供較薄之電解箔作為集電體之技術。 例如專利文獻1中提出一種技術:對由鋰化合物之形成能力較低之金屬材料所構成的電解箔之至少一面,使用包含鎳鹽及銨鹽之鍍浴實施電解鍍覆,藉此於電解箔表面形成硬質鍍鎳層。
又,例如專利文獻2中揭示有一種技術:藉由對作為負極集電體使用之銅箔實施殘留應力較少之鍍鎳,而提供抑制銅之硫化物之生成且導電性優異之負極集電體。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2005-197205號公報 [專利文獻2]日本特開2016-9526號公報
[發明所欲解決之課題]
然而,上述專利文獻所記載之技術雖然在某種程度上提高了作為集電體之強度,但可以說至少在以下方面仍有改進之餘地。 即,近年來對電池性能之要求顯著提高,若使集電體自身薄型化則可相應地增加活性物質量,因此期望其具有可抑制伴隨該集電體薄型化所引起之製造時及處理時之破損或破碎等的強度。 進而,例如關於負極之集電體,希求其具備可追隨能夠代替碳之矽系、錫系負極材料等新穎活性物質之特性的高強度。 進而,期望一種材料,其作為二次電池之集電體使用時,即便反覆充放電亦可抑制皺褶之產生或破損、破碎等,進而可抑制塗佈於集電體之表面之活性物質之剝離。 又,對於集電體以外之用途、例如散熱材或電磁波屏蔽材之用途等,亦期望薄型化之高強度之電解箔。
然而,上述專利文獻1或專利文獻2僅限於揭示使用鎳皮膜進行複層化之技術思想,而並未進一步揭示組裝電池時之操作性(處理性)、或用於以高水準實現二次電池之反覆充放電時之強度的具體構造。
本發明係鑒於解決上述課題而完成者,目的在於提供一種電解箔及電池用集電體,其能夠抑制可能由薄型化引起之製造時之破損或破碎,進而具備二次電池反覆充放電時之充分強度。 [解決課題之技術手段]
即,本發明之電解箔係(1)一種電解箔,其含有Ni-Fe合金層,且特徵在於:厚度為1.5 μm~10 μm,具有第1面及第2面,且於上述第1面及上述第2面,以三維表面性狀參數Sv除以上述厚度所得之值為0.5以下。 上述(1)之電解箔中,(2)上述厚度較佳為2 μm~8 μm。 又,上述(1)或(2)之電解箔中,(3)較佳為其係由與上述Ni-Fe合金層不同種類之金屬種所構成之至少一層金屬層積層於上述Ni-Fe合金層而成。 上述(3)之電解箔中,(4)上述Ni-Fe合金層之厚度較佳為2.0 μm~9.9 μm。 上述(3)或(4)之電解箔中,(5)上述金屬層之合計厚度較佳為0.1 μm~8.0 μm。 上述(3)至(5)中任一項之電解箔中,(6)電解箔中上述Ni-Fe合金層之厚度之比率較佳為18~95%。 上述(1)至(6)中任一項之電解箔中,(7)拉伸強度較佳為超過720 MPa。 再者,關於本發明之電池用集電體,(8)較佳為由上述(1)至(7)中任一項記載之電解箔構成。 [發明之效果]
根據本發明,能夠提供一種即便於削減厚度之情形時,亦可抑制操作時之破損或破碎之電解箔。又,能夠提供一種作為二次電池之集電體使用時亦具備可承受住反覆充放電之充分強度的電解箔及電池用集電體。
<<合金電解箔10>> 以下,對用以實施本發明之電解箔之實施形態進行說明。 圖1係示意性表示本發明之電解箔之一實施形態之合金電解箔的圖。再者,本實施形態之合金電解箔除可應用於電池負極之集電體以外,亦可應用於電池正極之集電體。作為電池之種類,可為二次電池,亦可為一次電池。
如圖1所示,本實施形態之合金電解箔10具有第1面10a及第2面10b。本實施形態之合金電解箔10由Ni-Fe合金所構成。即,本發明之電解箔之特徵在於含有Ni-Fe合金層,但本實施形態之合金電解箔10可整體為Ni-Fe合金層。 進而,本實施形態之合金電解箔10藉由電解鍍覆形成。具體而言,可使用已知之Ni-Fe合金鍍浴形成合金電解箔10。 再者,本實施形態之合金電解箔10具有第1面及第2面,將製造合金電解箔10時與支撐電解箔之支撐體(基材)相接之面(基材面)設為第1面10a,將另一面(電解面)設為第2面10b來進行說明。
本實施形態中,作為合金電解箔10之Ni-Fe合金中之Ni與Fe之比例(重量%),Ni:Fe較佳為95:5~40:60。於此情形時,尤其是為了提高合金電解箔10整體之強度,Ni:Fe較佳為95:5~40:60,Ni:Fe進而較佳為90:10~70:30。 另一方面,於重視成本之情形時,Ni:Fe較佳為80:20~50:50,Ni:Fe進而較佳為70:30~53:47。
本實施形態中,可為未添加光澤劑之鍍Ni-Fe合金層(方便起見亦稱為「無光澤鍍Ni-Fe合金層」),亦可為添加有光澤劑(亦包括半光澤用之光澤劑)之光澤鍍Ni-Fe合金層。 再者,上述「光澤」或「無光澤」係依據目視外觀上之評估,難以用嚴謹數值進行區分。進而,光澤度亦會根據下述浴溫等其他參數而變化。因此,本實施形態所使用之「光澤」「無光澤」不過是著眼於有無光澤劑之情形下之定義。
本實施形態之合金電解箔10之特徵在於:具有第1面10a及第2面10b,且於第1面10a及第2面10b之兩面,以三維表面性狀參數Sv除以合金電解箔10之厚度所得之值為0.5以下。其原因如下。
即,隨著二次電池之高容量化而對用於集電體之電解箔要求薄型化,本實施形態之合金電解箔10係為了滿足該等需求而藉由電解鍍覆製造出之高強度之合金箔。
本發明人等為了製造如下電解箔而反覆進行銳意研究,該電解箔能夠抑制可能由薄型化引起之製造時及處理時(亦包括組裝電池時)之破損或破碎,進而即便於使用反覆進行二次電池之充放電時體積變化較大之活性物質之情形時,亦可抑制皺褶或破損。 結果發現,於使用Ni-Fe合金電解箔作為高強度之電解箔之情形時,藉由控制表面形狀可獲得上述效果,從而想到本發明。
作為表示本實施形態之Ni-Fe合金電解箔之表面形狀的參數,具體而言,應用ISO 25178-2:2012中所規定之表面粗糙度中之「最大谷深」(三維表面性狀參數Sv)。 即,金屬箔之拉伸強度係理論上不受厚度影響之值。然而,根據本發明人等之研究發現,實際上於削減Ni-Fe合金電解箔之厚度之情形時(具體而言削減至10 μm以下),拉伸強度存在極低於理論值之情形。本發明人等認為其原因之一在於容易受金屬箔表面之凹凸等影響。
尤其發現,因產生明顯較深之凹部或谷部,有可能無法獲得Ni-Fe合金電解箔本來之拉伸強度。推測於Ni-Fe合金之情形時,於電解箔之厚度方向上具有如圖1(b)所示第1面10a與第2面10b之距離t變得特別短之部位之情形時,因應力集中於該部位所產生之破裂於硬度較高之Ni-Fe中變為以該部位為起點之擴大至合金層整體之破裂。認為其結果是,相較於其他金屬種而言,易產生破損或破碎,而只能獲得低於本來之強度的強度。又,亦同時發現尤其是8.0 μm以下之電解箔容易發生該現象。再者,確認了Ni即便於削減厚度之情形時,強度亦不改變。
基於上述推測進行了反覆研究,結果發現,於本實施形態之Ni-Fe合金電解箔之表面,將Sv(最大谷深)設為對應電解箔之厚度之特定之值,藉此可獲得具有前所未有之高拉伸強度之合金電解箔。
基於上述主旨,本實施形態之合金電解箔10之特徵在於,其表面(第1面10a及第2面10b)之「Sv(最大谷深)[μm]/合金電解箔10之厚度[μm]」之值為0.5以下。 於Sv(最大谷深)/合金電解箔10之厚度之值超過0.5之情形時,有可能無法獲得合金電解箔之拉伸強度所需之值,故欠佳。就使強度更穩定(易維持本來之強度)之觀點而言,較佳為0.48以下,更佳為0.46以下。
再者,本實施形態之合金電解箔10之三維表面性狀參數Sv可藉由公知之非接觸式三維表面粗糙度測定裝置等求出。 再者,本實施形態之合金電解箔10中,第1面10a及第2面10b之Sku(高度分佈柱狀圖之峰度)、Sv[μm](最大谷深)、Sz[μm](最大高度)、Sa[μm](算術平均高度)之各值較佳為具有以下值。 Sku・・・未達7.2,更佳為6.0以下 Sv ・・・未達2.2,更佳為2.0以下 Sz ・・・未達4.7,更佳為4.0以下 Sa ・・・未達0.3,更佳為0.25以下 再者,為了將本實施形態之合金電解箔10之三維表面性狀參數Sku、Sv、Sz、Sa控制在上述值之範圍內,如下所述可列舉:控制鍍覆條件之方法、或對支撐體之表面進行研磨之方法、利用蝕刻處理或電解研磨等使所獲得之合金電解箔之表面平滑化之方法等。
繼而,對本實施形態之合金電解箔10之厚度進行說明。 本實施形態之合金電解箔10之厚度之特徵在於,厚度為1.5 μm~10 μm。進而較佳為具有2.0 μm~8.0 μm之厚度,特佳為2.5 μm~6.0 μm。其原因如下:若厚度超過10 μm,則原本從旨在以薄型化實現高容量化之背景考慮就不符合設計思想,進而相對於公知之壓延箔等而言會削弱成本上之優勢。另一方面,若厚度未達1.5 μm,則不僅難以具有充分之強度來抵抗充放電所帶來之影響,而且製造或處理電池時等產生破損或破碎、皺褶等之可能性會變高。
再者,本實施形態中所謂「合金電解箔10之厚度」,較佳為利用重量法進行厚度測定。或亦可應用利用測微計所進行之厚度測定。其中,於合金電解箔之Sz超過4.0 μm之情形時,受表面之凹凸影響,利用測微計測得之厚度很有可能成為不同值,故理想為重量法。 再者,於下述積層電解箔A中積層Ni層之情形時,利用重量法難以特定出密度及膜厚,故較佳為利用測微計所進行之厚度測定。
再者,作為本實施形態之Ni-Fe合金電解箔10中之拉伸強度,較佳為超過720 MPa之值。於Ni-Fe合金電解箔10之拉伸強度為720 MPa以下之情形時,製造電池時有可能會產生箔之破碎或破損等,降低操作性(處理性),因此欠佳。又,當應用於二次電池之集電體時,有可能無法追隨因反覆充放電所導致之體積膨脹而產生破損,因此欠佳。 本實施形態中,即便合金電解箔10之厚度為4 μm以下亦可達成1000 MPa以上之拉伸強度。
再者,本實施形態中,合金電解箔之拉伸強度例如可以如下方式進行測定。藉由Dumbbell股份有限公司製造之SD型桿式試樣裁斷器(型號:SDL-200),使用依照JIS K6251之切割機(型號:SDK-400),對圖2所示之JIS K6251之啞鈴4號型之金屬片進行沖切。然後,可利用該試驗片,遵循依照金屬試驗片之JIS標準JIS Z 2241的拉伸試驗方法進行拉伸試驗。
再者,作為本實施形態之Ni-Fe合金電解箔10中之結晶粒之大小(結晶粒徑),並無特別限制,只要上述「Sv(最大谷深)[μm]/合金電解箔10之厚度[μm]」之值為0.5以下即可,例如較佳為0.01 μm~1 μm。再者,結晶粒徑可使用藉由剖面觀察所進行之切斷法或EBSD(電子背散射繞射)之結晶方位解析求出。
再者,製造本實施形態之Ni-Fe合金電解箔10時,於由鈦板或不鏽鋼板等所構成之支撐體上形成Ni-Fe合金鍍層後,藉由公知之方法將鍍覆層從上述支撐體剝離,藉此獲得Ni-Fe合金電解箔10。 再者,作為支撐體之具體材質,不限於上述鈦板或不鏽鋼板,於不脫離本發明之主旨之限度內,可應用其他公知之金屬材。
作為Ni-Fe合金鍍浴,可列舉以下條件。 [鍍Ni-Fe合金之條件] ・浴組成 硫酸鎳六水合物:150~250 g/L 硫酸鐵七水合物:5~100 g/L 氯化鎳六水合物:20~50 g/L 硼酸:20~50 g/L 檸檬酸鈉(或檸檬酸三鈉)1~15 g/L 糖精鈉:1~10 g/L ・溫度:25~70℃ ・pH:2~4 ・攪拌:空氣攪拌或噴流攪拌 ・電流密度:5~40 A/dm2
再者,關於上述浴之溫度,於未達25℃之情形時箔之粗糙度會明顯變高,因此欠佳。而且有可能無法進行層之析出,因此欠佳。另一方面,於超過70℃之情形時,箔之粗糙度會變高,因此欠佳。而且無法確保所獲得之層之拉伸強度,因此欠佳。 於pH未達2之情形時,箔之粗糙度會明顯變高,因此欠佳。而且鍍層之析出效率會降低,因此欠佳。另一方面,若pH超過4,則箔之粗糙度會變高,因此欠佳。而且有可能使所獲得之層中夾帶沈澱物,因此欠佳。 關於電流密度,於未達5 A/dm2 之情形時,箔之粗糙度會變高,因此欠佳。而且有生產效率降低之虞,欠佳。於超過40 A/dm2 之情形時,有產生鍍覆燒傷之虞,因此欠佳。 又,可添加適量抗凹劑。
作為本實施形態之Ni-Fe合金電解箔10之製造方法,大致可列舉以下步驟。 首先,對要形成鍍覆層之支撐體實施研磨、擦拭、水洗、脫脂、酸洗等預處理後,將支撐體浸漬於上述所例示之鍍浴中,於支撐體上形成鍍Ni-Fe合金層。使所形成之鍍覆層乾燥後,進行剝離,獲得Ni-Fe合金電解箔10。
針對上述步驟中對支撐體所實施之預處理中之研磨進行說明。製造本實施形態之Ni-Fe合金電解箔10時,形成鍍覆層之支撐體之表面形狀大致轉印至鍍覆層而成為合金電解箔10之一面(基材面)。又,合金電解箔10之厚度越薄,則合金電解箔10之面(電解面)之形狀越有可能反映支撐體之表面形狀。
因此,為了使Ni-Fe合金電解箔10之三維表面性狀參數Sv之值處於上述範圍內,較佳為控制支撐體之表面形狀,例如較佳為控制表面粗糙度Sa。具體而言,支撐體之表面粗糙度Sa較佳為0.14 μm以下。
為了使支撐體之表面粗糙度Sa為上述值,例如,可藉由使用公知之方法對支撐體表面進行研磨來達成。此處研磨方向並無特別限制,可於支撐體之寬度方向或長度方向等特定方向上進行研磨,亦可隨機地進行研磨。
於Ni-Fe合金電解箔10從支撐體剝離之前或剝離之後,可對Ni-Fe合金電解箔10之最表層表面實施本發明申請專利範圍所規定之範圍內之粗化處理或防鏽處理等。或者,亦可實施碳塗佈等用以賦予導電性之公知處理。
再者,本實施形態中,作為控制Ni-Fe合金電解箔10之表面粗糙度(三維表面性狀)之方法,如上所述列舉了控制鍍覆條件之方法及對支撐體表面進行研磨之方法進行了說明,但並不限於上述方法。例如,亦可藉由利用蝕刻處理或電解研磨等使Ni-Fe合金電解箔10自身的表面平滑化之方法,而獲得所需之三維表面性狀。
再者,本實施形態中,以藉由使用支撐體進行連續製造之方式(例如轉筒式或輥對輥方式)實施Ni-Fe合金為例進行了說明,但本發明並不限於該態樣,例如亦可以使用切板之批次式進行製造。
又,由於本實施形態之合金電解箔具備如上所述之構成而發揮如下效果。即,於將金屬箔製成集電體之步驟中,存在乾燥溫度達到200℃以上(400℃以下)之情形。由於本實施形態之Ni-Fe合金電解箔於上述加熱溫度帶亦維持固定強度,而可抑制製造時及處理時(組裝電池時或作為集電體使用時)因加熱所致之強度降低。
<<積層電解箔A>> 繼而,作為本發明之另一實施形態,對積層電解箔A進行說明。 如圖3所示,本實施形態之積層電解箔A具有Ni-Fe合金電解層10'、及由與上述Ni-Fe合金電解層10'不同種類之金屬種所構成的至少一層金屬層20。即,本實施形態中,較佳為於Ni-Fe合金電解層10'之任意一面或兩面上積層金屬層20。作為金屬層20之種類,可列舉Cu、Ni、Co、Fe等。 該等金屬係於鋰離子二次電池之負極之作動電位不與Li反應之金屬,故可適宜地用作鋰離子二次電池集電體用電解箔。
作為使用Cu為金屬層20之情形之優勢,可列舉:Cu作為既存之鋰離子二次電池材料被廣泛使用,作為鋰離子二次電池負極集電體材之可靠性較高;及Cu之電氣導電性較好等。 又,作為使用Ni作為金屬層20之情形之優勢,可列舉Ni之耐硫性及強度優異等。
進而,如圖3所示,積層電解箔A具有第1面10c及第2面10d。並且特徵在於:於第1面10c及第2面10d之兩面,以三維表面性狀參數Sv除以積層電解箔A之厚度所得之值為0.5以下。
即,本實施形態之積層電解箔A包含Ni-Fe合金電解層10'、及由與Ni-Fe合金電解層10'不同種類之金屬種所構成之金屬層20。藉由該等金屬種,可調整積層電解箔整體之導電性、耐硫性、強度等,而可製造作為具有所需性質之鋰離子二次電池負極集電體材之積層電解箔。
本實施形態中,作為積層電解箔A整體之厚度,以10 μm以下為特徵。於積層電解箔A之厚度超過10 μm之情形時,與合金電解箔之情形同樣地,從旨在以薄型化實現高容量化之背景考慮就不符合設計思想,進而相對於公知之壓延箔等而言會削弱成本上之優勢。再者,作為積層電解箔A整體之厚度之下限,並無特別限制,就抑制製造電池時之破損或皺褶之產生的觀點而言,更佳為2 μm以上。 再者,積層電解箔A中之金屬層20可如圖3(a)所示形成於Ni-Fe合金電解層10'之兩側,亦可如圖3(b)所示僅形成於單側。又,關於金屬層20之厚度,於Ni-Fe合金電解層10'之兩側可為均等之厚度,亦可在厚度上有所差別。 作為積層電解箔A中之金屬層20之厚度,作為其合計厚度,較佳為0.1 μm~8.0 μm。另一方面,作為積層電解箔A中之Ni-Fe合金電解層10'之厚度,較佳為2.0 μm~9.9 μm。 又,作為積層電解箔A中之Ni-Fe合金電解層10'之厚度之比率,較佳為18~95%,更佳為35~90%。尤其是於積層電解箔A整體之厚度為8.0 μm以下之情形時,Ni-Fe合金電解層10'之厚度之比率較佳為40%以上,進而更佳為48%以上。
本實施形態中,所謂「積層電解箔A之厚度」,與上述「合金電解箔10之厚度」同樣地,利用重量法進行厚度測定為宜。或亦可應用利用測微計所進行之厚度測定。其中,於積層Ni層作為金屬層20之情形時,由於利用重量法難以特定出密度與膜厚,因此較佳為利用測微計所進行之厚度測定。
金屬層20中,形成於Ni-Fe合金電解層10'之第1面10c上之金屬種與形成於第2面10d上之金屬種可為相同金屬,亦可為不同金屬。
製造積層電解箔A時,利用鍍覆而於由鈦板或不鏽鋼板等所構成之支撐體上依序積層金屬層20、Ni-Fe合金電解層10'、及金屬層20後,從上述支撐體剝離整個鍍覆層(積層電解箔A),藉此獲得積層電解箔A。或者,亦可利用鍍覆而於支撐體上依序積層金屬層20及Ni-Fe合金電解層10'後,從上述支撐體剝離整個鍍覆層(積層電解箔A),藉此獲得積層電解箔A。或是,亦可利用鍍覆而於支撐體上依序積層Ni-Fe合金電解層10'及金屬層20後,從上述支撐體剝離整個鍍覆層(積層電解箔A),藉此獲得積層電解箔A。
再者,積層電解箔A不限於3層構造,只要包含Ni-Fe合金電解層10',則例如既可為4層構造或5層構造,亦可為具有更多之層數之積層電解箔。 然而,鑒於成本方面及易生產性之觀點而言,設為具有「Cu/Ni-Fe合金/Cu」或「Ni/Ni-Fe合金/Ni」等構成之積層電解箔為宜。
再者,本實施形態之積層電解箔A之三維表面性狀參數Sv可藉由公知之非接觸式三維表面粗糙度測定裝置等求出。 再者,本實施形態之積層電解箔A中,第1面10c及第2面10d之Sku(高度分佈柱狀圖之峰度)、Sv[μm](最大谷深)、Sz[μm](最大高度)、Sa[μm](算術平均高度)之各值較佳為具有以下值。 Sku・・・未達7.2,更佳為6.0以下 Sv ・・・未達2.2,更佳為2.0以下 Sz ・・・未達4.7,更佳為4.0以下 Sa ・・・未達0.3,更佳為0.25以下 再者,為了將本實施形態之積層電解箔A之三維表面性狀參數Sku、Sv、Sz、Sa控制在上述值之範圍內,如下所述可列舉:控制鍍覆條件之方法、或對支撐體之表面進行研磨之方法、藉由利用蝕刻處理或電解研磨等使所獲得之合金電解箔的表面平滑化之方法等。
繼而作為本實施形態之積層電解箔A之製造方法,例如可列舉以下方法。 首先,對要形成鍍覆層之支撐體實施研磨、擦拭、水洗、脫脂、酸洗等預處理後,將支撐體浸漬於鍍浴中,形成用以於支撐體上形成金屬層20之鍍覆層。繼而,於其上依序浸漬於用以形成Ni-Fe合金電解層10'之鍍浴,進而浸漬於用以形成金屬層20之鍍浴。使所形成之鍍覆層乾燥後,利用公知之方法從上述支撐體剝離整個鍍覆層,藉此可獲得積層電解箔A。 再者,關於支撐體之表面粗糙度Sa,與製造上述Ni-Fe合金電解層10'時同樣,表面粗糙度Sa較佳為0.14 μm以下。
又,於積層電解箔A從支撐體剝離之前或剝離之後,可於三維表面性狀參數Sv除以上述厚度所得之值為0.5以下之範圍內,對積層電解箔A之最表層表面實施本發明之申請專利範圍所規定之範圍內之粗化處理或防鏽處理等。或者,亦可實施碳塗佈等用以賦予導電性之公知處理。 再者,作為控制本實施形態之積層電解箔A之表面粗糙度(三維表面性狀)的方法,與上述合金電解箔同樣,可採用控制鍍覆條件之方法或對支撐體表面進行研磨之方法,亦可藉由利用蝕刻處理或電解研磨等使積層電解箔A自身的表面平滑化之方法來獲得所需之三維表面性狀。
於將金屬層20設為無光澤鍍Cu層之情形時,以下示出鍍覆條件之例。 [無光澤鍍Cu條件] ・浴組成:以硫酸銅為主成分之公知之硫酸銅浴(下文記載一例) 硫酸銅五水合物:150~250 g/L 硫酸:30~60 g/L 鹽酸(設為35%):0.1~0.5 ml/L ・溫度:25~70℃ ・pH:1以下 ・攪拌:空氣攪拌或噴流攪拌 ・電流密度:1~30 A/dm2
再者,上述浴溫度與電流密度之較佳之關係如下。 首先,於浴溫為25℃以上70℃以下之情形時,電流密度較佳為1 A/dm2 以上。於此情形時,若電流密度未達1 A/dm2 ,則存在所獲得之Cu層之析出面之表面粗糙度變高,或難以獲得充分之拉伸強度的問題。
於浴溫為25℃以下之情形時,即便電流密度處於5~40 A/dm2 之適當範圍內,亦存在鍍層之析出效率降低,或所獲得之Cu層難以獲得充分之拉伸強度之問題,因此欠佳。 另一方面,於浴溫超過70℃之情形時,即便電流密度處於5~40 A/dm2 之適當範圍內,亦存在所獲得之Cu層之析出面之表面粗糙度變高,或難以獲得充分之拉伸強度之問題,因此欠佳。
再者,於pH超過1之情形時,存在所獲得之Cu層之析出面之表面粗糙度變高,或難以獲得充分之拉伸強度之問題,因此欠佳。
再者,於向上述無光澤Cu鍍浴中添加1~20 ml/L之光澤劑之情形時,可製成光澤Cu鍍浴。作為光澤鍍Cu中之光澤劑,使用公知之光澤劑,而並無特別限制。例如可列舉:糖精、萘磺酸鈉等有機硫化合物、或聚氧乙烯加成物等脂肪族不飽和醇、不飽和羧酸、甲醛、香豆素等。
又,於將金屬層20設為無光澤鍍Ni層之情形時,以下示出鍍覆條件之例。無光澤鍍Ni之條件可使用以下所示之公知之瓦特浴或胺基磺酸浴。
[無光澤鍍Ni(瓦特浴)條件] ・浴組成:公知之瓦特浴(下文記載一例) 硫酸鎳六水合物:200~350 g/L 氯化鎳六水合物:20~50 g/L 硼酸(或檸檬酸):20~50 g/L ・溫度:25~70℃(較佳為30~40℃) ・pH:3~5 ・攪拌:空氣攪拌或噴流攪拌 ・電流密度:1~40 A/dm2 (較佳為8~20 A/dm2
再者,上述浴溫度與電流密度之較佳關係如下。 首先,於浴溫為25℃以上45℃以下之情形時,電流密度為5~20 A/dm2 可提高作為Ni層之拉伸強度,故而較佳。於此情形時,若電流密度超過20 A/dm2 則產生無法形成Ni鍍層之皮膜之問題。另一方面,若電流密度未達5 A/dm2 ,則存在以下問題:於所獲得之Ni層,因析出面之表面粗糙度變高,故發生箔破裂之可能性變高,或難以獲得充分之強度。
於浴溫超過45℃且為70℃以下之情形時,電流密度為3~10 A/dm2 可提高作為Ni層之拉伸強度,故而較佳,電流密度為3~6 A/dm2 因與上述同樣之原因故進而較佳。若電流密度未達3 A/dm2 ,則於所獲得之Ni層,因析出面之表面粗糙度變高,故發生箔破裂之可能性變高,或導致生產性明顯降低,因此欠佳。另一方面,若電流密度超過10 A/dm2 ,則有可能難以獲得所要形成之Ni層之強度。
又,於pH未達3之情形時,鍍層之析出效率降低,因此欠佳。另一方面,若pH超過5,則有可能使所獲得之層中夾帶沈澱物,因此欠佳。
再者,於向上述無光澤Ni鍍浴中添加1~20 ml/L之光澤劑之情形時,可製成光澤Ni鍍浴。作為光澤鍍Ni中之光澤劑,使用公知之光澤劑,並無特別限制。例如可列舉:糖精、萘磺酸鈉等有機硫化合物、或聚氧乙烯加成物等脂肪族不飽和醇、不飽和羧酸、甲醛、香豆素等。又,可於無光澤Ni鍍浴或添加有光澤劑之浴中添加適量抗凹劑。 於設為光澤鍍Ni之情形時,尤其是作為鍍覆條件,較佳為浴溫為30~60℃、電流密度為5~40 A/dm2 。其原因與上述無光澤Ni鍍浴之情形相同。
[無光澤鍍Ni(胺基磺酸浴)條件] ・浴組成:公知之胺基磺酸鎳鍍浴(下文記載一例) 胺基磺酸鎳:150~300 g/L 氯化鎳六水合物:1~10 g/L 硼酸:5~40 g/L ・溫度:25~70℃ ・pH:3~5 ・攪拌:空氣攪拌或噴流攪拌 ・電流密度:5~30 A/dm2 又,亦可將上述公知之光澤劑等添加至鍍浴中,而形成光澤Ni鍍層或半光澤Ni鍍層。又,可添加適量抗凹劑。
再者,本實施形態中,以藉由使用支撐體連續製造之方式(例如轉筒式或輥對輥方式)製造積層電解箔A為例進行了說明,但本發明並不限於該態樣,例如亦可以使用切板之批次式進行製造。又,本實施形態之積層電解箔A中之Ni-Fe合金電解層10'之製造方法與上述Ni-Fe合金電解箔10相同,故此處省略詳細說明。
<<實施例>> 以下列舉實施例來對本發明更具體地進行說明。再者,實施例中所記載之厚度為目標值,厚度(總厚度)之實測值示於表中。 首先,記載實施例中之測定方法。
[拉伸強度之測定] 對所獲得之合金電解箔或積層電解箔進行如下所述之拉伸強度之測定。首先,藉由Dumbbell股份有限公司製造之SD型桿式試樣裁斷器(型號:SDL-200),使用依照JIS K6251-4之切割機(型號:SDK-400)對金屬片進行沖切。繼而,利用該試驗片,遵循依照金屬試驗片之JIS標準JIS Z 2241的拉伸試驗方法進行拉伸試驗。將試驗片之示意圖示於圖2。 再者,藉由使用拉伸試驗機(ORIENTEC製造之萬能材料試驗機Tensilon RTC-1350A)作為拉伸試驗裝置之拉伸試驗,測定機械強度(拉伸強度)。又,作為測定條件,於室溫、拉伸速度為10 mm/min之條件下進行。
[厚度之測定] 實施例1~17及比較例藉由重量法對所獲得之合金電解箔或積層電解箔進行厚度之測定,實施例18~25藉由測微計進行厚度之測定。 利用重量法所進行之厚度之測定方法如下。以所獲得之合金電解箔成為φ 49 mm之方式進行沖切。繼而使用島津製作所公司製造之ICP發射光譜分析裝置ICPE-9000對所沖切之合金電解箔進行定量,藉此測定單位面積之各種金屬之重量,並與各金屬之密度比較,藉此算出膜厚。 再者,藉由剖面圖像確認積層電解箔之層構成。
[表面形狀之測定] 所獲得之合金電解箔或積層電解箔中,將與支撐體相接之面(基材面)設為10a,將另一面(電解面)設為10b,測定各個面之表面形狀。具體而言,使用奧林巴斯公司製造之雷射顯微鏡OLS5000,測量Sku(高度分佈柱狀圖之峰度)、Sv[μm](最大谷深)、Sz[μm](最大高度)、Sa[μm](算術平均高度)之各值。在此基礎上,將以Sv[μm]/總厚度[μm]計算出之結果示於表2。
<實施例1> 於支撐體上形成Ni-Fe合金鍍層。具體而言,首先,使用Ti材作為其上表面要形成合金電解箔之支撐體,對該Ti材之表面進行研磨,使Ti材之表面粗糙度Sa成為表1之值。研磨之方向與Ti材之長度方向(連續製造時之行進方向、縱向)大致平行地進行。使用7 wt%之硫酸對該Ti材實施酸洗及水洗等公知之預處理。繼而,將經過預處理之Ti材含浸於以下所示之Ni-Fe合金鍍浴中並進行電沈積,於Ti材上形成厚度2.0 μm之Ni-Fe合金電解鍍覆層作為電解箔。
[鍍Ni-Fe合金之條件]
Figure 02_image001
・浴組成 硫酸鎳六水合物:230 g/L 硫酸鐵七水合物:20 g/L 氯化鎳六水合物:45 g/L 硼酸:30 g/L 檸檬酸三鈉:10 g/L 糖精鈉:5 g/L 抗凹劑:1 ml/L ・溫度:60℃ ・pH:2.5 ・攪拌:空氣攪拌 ・電流密度:30 A/dm2 再者,Ni-Fe合金鍍層中之Ni比率為86.9 wt%,Fe比率為13.1 wt%。用以求出該Fe比率之Ni量及Fe量之測定係使實施例1之Ni-Fe合金層溶解,並藉由ICP發光分析測定(測定裝置:島津製作所公司製造之感應耦合電漿發射光譜分析裝置ICPE-9000)進行。 再者,關於上述比率,為方便起見,表1中記為「86.9NiFe」。以下實施例中亦同樣如此。
繼而,使以上述方式形成之鍍覆層充分乾燥後,從Ti材剝離該鍍覆層獲得合金電解箔。
<實施例2> 除將鍍Ni-Fe合金之條件設為如下以外,與實施例1同樣地進行。 [鍍Ni-Fe合金之條件] ・浴組成 硫酸鎳六水合物:200 g/L 硫酸鐵七水合物:50 g/L 氯化鎳六水合物:45 g/L 硼酸:30 g/L 檸檬酸三鈉:10 g/L 糖精鈉:5 g/L 抗凹劑:1 ml/L ・溫度:60℃ ・pH:2.5 ・攪拌:空氣攪拌 ・電流密度:10 A/dm2 再者,Ni-Fe合金鍍層中之Ni比率為60.8 wt%,Fe比率為39.2 wt%。用以求出該Fe比率之Ni量及Fe量之測定係使實施例2之Ni-Fe合金層溶解,並藉由ICP發光分析測定(測定裝置:島津製作所公司製造之感應耦合電漿發射光譜分析裝置ICPE-9000)進行。 再者,關於上述比率,為方便起見,表1中記為「60.8NiFe」。以下實施例中亦同樣如此。
<實施例3> 除將合金電解箔之厚度設為4 μm以外,與實施例1同樣地進行。
<實施例4> 除將合金電解箔之厚度設為4 μm以外,與實施例2同樣地進行。
<實施例5> 將上表面要形成合金電解箔之作為支撐體的Ti材之表面粗糙度Sa之值設為如表1所示,除此以外,與實施例3同樣地進行。
<實施例6> 將上表面要形成合金電解箔之作為支撐體的SUS316L材之表面粗糙度Sa之值設為如表1所示,除此以外,與實施例3同樣地進行。
<實施例7> 將上表面要形成合金電解箔之作為支撐體的SUS316L材之表面粗糙度Sa之值設為表1所示,並將該SUS316L材之表面之研磨方向設為橫向,除此以外,與實施例6同樣地進行。
<實施例8> 除將合金電解箔之厚度設為10 μm以外,與實施例1同樣地進行。
<實施例9> 除將合金電解箔之厚度設為10 μm以外,與實施例2同樣地進行。
<實施例10> 依序於支撐體上形成無光澤鍍Cu層、鍍Ni-Fe合金層、無光澤鍍Cu層之3層鍍覆層,製作積層電解箔。 具體而言,首先,將與實施例同樣地準備之作為支撐體之Ti材含浸於以下所示之無光澤Cu鍍浴,於Ti材上形成厚度1 μm之無光澤鍍Cu層作為電解箔。
[無光澤鍍Cu條件] ・浴組成:以硫酸銅200 g/L為主成分之硫酸銅鍍浴 硫酸銅五水合物:200 g/L 硫酸:45 g/L ・溫度:35℃ ・pH:1以下 ・攪拌:空氣攪拌 ・電流密度:10 A/dm2
繼而,將形成有無光澤鍍Cu層之Ti材含浸於與實施例1同樣之以下所示之Ni-Fe合金鍍浴,藉此於無光澤鍍Cu層上形成厚度2 μm之鍍Ni-Fe合金層。
繼而,將形成有無光澤鍍Cu層及鍍Ni-Fe合金層之Ti材進而含浸於無光澤Cu鍍浴。並且,形成厚度1 μm之無光澤鍍Cu層作為第三層金屬層。 繼而,使以上述方式形成之三層鍍覆層充分乾燥後,從Ti材剝離該鍍覆層而獲得積層金屬箔。
<實施例11> 除將鍍Ni-Fe合金之條件設為與實施例2相同以外,與實施例10同樣地進行。
<實施例12> 除將鍍Ni-Fe合金層之厚度設為8 μm以外,與實施例10同樣地進行。
<實施例13> 除將無光澤鍍Cu層之厚度設為3 μm,將鍍Ni-Fe合金層之厚度設為4 μm以外,與實施例10同樣地進行。
<實施例14> 除將無光澤鍍Cu層之厚度設為4 μm,將鍍Ni-Fe合金層之厚度設為2 μm以外,與實施例10同樣地進行。
<實施例15> 除將鍍Ni-Fe合金層之厚度設為8 μm以外,與實施例11同樣地進行。
<實施例16> 除將無光澤鍍Cu層之厚度設為3 μm,將鍍Ni-Fe合金層之厚度設為4 μm以外,與實施例11同樣地進行。
<實施例17> 除將無光澤鍍Cu層之厚度設為4 μm,將鍍Ni-Fe合金層之厚度設為2 μm以外,與實施例11同樣地進行。
<實施例18> 依序於支撐體上形成無光澤鍍Ni層、鍍Ni-Fe合金層、無光澤鍍Ni層之3層鍍覆層,製作積層電解箔。 具體而言,首先,將與實施例1同樣地準備之作為支撐體之Ti材含浸於以下所示之無光澤Ni鍍浴,於Ti材上形成厚度1 μm之無光澤鍍Ni層作為電解箔。
[無光澤鍍Ni之條件] ・浴組成:瓦特浴 硫酸鎳六水合物:250 g/L 氯化鎳六水合物:45 g/L 硼酸:30 g/L 抗凹劑:1 ml/L ・溫度:60℃ ・pH:4.5 ・攪拌:空氣攪拌 ・電流密度:10 A/dm2
繼而,將形成有無光澤鍍Ni層之Ti材含浸於與實施例1同樣之以下所示之Ni-Fe合金鍍浴,藉此於無光澤鍍Ni層上形成厚度2 μm之鍍Ni-Fe合金層。
接下來,將形成有無光澤鍍Ni層及鍍Ni-Fe合金層之Ti材進而含浸於無光澤Ni鍍浴。並且,形成厚度1 μm之無光澤鍍Ni層作為第三層金屬層。 繼而,使以上述方式形成之三層鍍覆層充分乾燥後,從Ti材剝離該鍍覆層而獲得積層金屬箔。
<實施例19> 除將鍍Ni-Fe合金之條件設為與實施例2相同以外,與實施例18同樣地進行。
<實施例20> 除將鍍Ni-Fe合金層之厚度設為8 μm以外,與實施例18同樣地進行。
<實施例21> 除將無光澤鍍Ni層之厚度設為3 μm,將鍍Ni-Fe合金層之厚度設為4 μm以外,與實施例18同樣地進行。
<實施例22> 除將無光澤鍍Ni層之厚度設為4 μm,將鍍Ni-Fe合金層之厚度設為2 μm以外,與實施例18同樣地進行。
<實施例23> 除將鍍Ni-Fe合金層之厚度設為8 μm以外,與實施例19同樣地進行。
<實施例24> 除將無光澤鍍Ni層之厚度設為3 μm,將鍍Ni-Fe合金層之厚度設為4 μm以外,與實施例19同樣地進行。
<實施例25> 除將無光澤鍍Ni層之厚度設為4 μm,將鍍Ni-Fe合金層之厚度設為2 μm以外,與實施例19同樣地進行。
<實施例26> 於表1A所示之退火條件(溫度及時間)下對藉由與實施例9同樣之條件獲得之合金電解箔進行熱處理,獲得合金電解箔之退火材。
<實施例27> 於表1A所示之退火條件(溫度及時間)下對藉由與實施例9同樣之條件獲得之合金電解箔進行熱處理,獲得合金電解箔之退火材。
<實施例28> 除將鍍Ni-Fe合金之電流密度設為5 A/dm2 以外,與實施例9同樣地進行。
<實施例29> 除將鍍Ni-Fe合金之電流密度設為20 A/dm2 以外,與實施例9同樣地進行。
<實施例30> 除將鍍Ni-Fe合金之電流密度設為30 A/dm2 以外,與實施例9同樣地進行。
<比較例1> 將上表面要形成合金電解箔之作為支撐體的Ti材之表面粗糙度Sa之值設為如表1所示,除此以外,與實施例1同樣地進行。
<比較例2> 將與實施例1同樣地準備之作為支撐體之Ti材含浸於與實施例19同樣之無光澤Ni鍍浴,於Ti材上形成厚度4 μm之無光澤鍍Ni層作為電解箔。使所形成之無光澤鍍Ni層充分乾燥後,從Ti材剝離該鍍覆層而獲得電解金屬箔。
<比較例3> 除將無光澤鍍Ni層之厚度設為10 μm以外,與比較例2同樣地進行。
<比較例4> 將與實施例1同樣地準備之作為支撐體之Ti材含浸於與實施例11同樣之無光澤Cu鍍浴,於Ti材上形成厚度10 μm之無光澤鍍Cu層作為電解箔。使所形成之無光澤鍍Cu層充分乾燥後,從Ti材剝離該鍍覆層而獲得電解金屬箔。
<比較例5> 於表1A所示之退火條件(溫度及時間)下對藉由與比較例4同樣之條件所獲得之電解金屬箔進行熱處理,獲得電解金屬箔之退火材。
[表1A]
材料構成 鍍覆條件 退火條件 拉伸強度 [MPa]
金屬種 目標厚度[μm] 總厚度 (實測值) [μm] CD[A/dm2 ]
①下層 ②中層 ③上層 ①下層 ②中層 ③上層 ①下層 ②中層 ③上層
實施例1 - 86.9NiFe - - 2 - 2.5 - 10 - 1108
實施例2 - 60.8NiFe - - 2 - 2.0 - 10 - 1092
實施例3 - 86.9NiFe - - 4 - 4.1 - 10 - 1415
實施例4 - 60.8NiFe - - 4 - 4.1 - 10 - 1337
實施例5 - 86.9NiFe - - 4 - 4 - 10 - 1648
實施例6 - 86.9NiFe - - 4 - 4.6 - 10 - 1475
實施例7 - 86.9NiFe - - 4 - 4.6 - 10 - 1326
實施例8 - 86.9NiFe - - 10 - 9.2 - 10 - 1687
實施例9 - 60.8NiFe - - 10 - 9.8 - 10 - 1631
實施例10 Cu 86.9NiFe Cu 1 2 1 3.7 10 10 10 972
實施例11 Cu 60.8NiFe Cu 1 2 1 4.1 10 10 10 916
實施例12 Cu 86.9NiFe Cu 1 8 1 8.6 10 10 10 1574
實施例13 Cu 86.9NiFe Cu 3 4 3 9.8 10 10 10 1043
實施例14 Cu 86.9NiFe Cu 4 2 4 9.4 10 10 10 746
實施例15 Cu 60.8NiFe Cu 1 8 1 10 10 10 10 1492
實施例16 Cu 60.8NiFe Cu 3 4 3 10 10 10 10 1019
實施例17 Cu 60.8NiFe Cu 4 2 4 9.4 10 10 10 738
實施例18 Ni 86.9NiFe Ni 1 2 1 4.2 10 10 10 1377
實施例19 Ni 60.8NiFe Ni 1 2 1 4 10 10 10 1433
實施例20 Ni 86.9NiFe Ni 1 8 1 9.6 10 10 10 1688
實施例21 Ni 86.9NiFe Ni 3 4 3 9.8 10 10 10 1406
實施例22 Ni 86.9NiFe Ni 4 2 4 10 10 10 10 1264
實施例23 Ni 60.8NiFe Ni 1 8 1 9.3 10 10 10 1678
實施例24 Ni 60.8NiFe Ni 3 4 3 9.6 10 10 10 1457
實施例25 Ni 60.8NiFe Ni 4 2 4 9.3 10 10 10 1291
實施例26 - 60.8NiFe - - 10 - 9.3 - 10 - 150℃4 h 1701
實施例27 - 60.8NiFe - - 10 - 9.6 - 10 - 300℃4 h 1672
實施例28 - 60.8NiFe - - 10 - 9.9 - 5 - 1654
實施例29 - 60.8NiFe - - 10 - 9.7 - 20 - 1653
實施例30 - 60.8NiFe - - 10 - 9.8 - 30 - 1665
比較例1 - 86.9NiFe - - 4 - 4 - 10 - 720
比較例2 - Ni - - 4 - 4 - 10 - 1077
比較例3 - Ni - - 10 - 9.6 - 10 - 1061
比較例4 - Cu - - 10 - 9.4 - 10 - 409
比較例5 - Cu - - 10 - 9.9 - 10 - 150℃4 h 223
[表1B]
支撐體(基材)
板之種類 Sq [μm] Sku Sp [μm] Sv [μm] Sz [μm] Sa [μm] Sdq Sdr[%] Svk[μm]
實施例1 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例2 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例3 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例4 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例5 Ti 0.05 2.76 0.25 0.35 0.60 0.04 0.04 0.09 0.04
實施例6 SUS316L 0.202 4.04 0.79 1.28 2.07 0.14 0.09 0.40 0.29
實施例7 SUS316L 0.137 4.32 0.96 1.08 2.04 0.1 0.06 0.19 0.20
實施例8 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例9 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例10 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例11 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例12 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例13 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例14 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例15 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例16 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例17 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例18 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例19 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例20 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例21 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例22 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例23 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例24 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例25 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例26 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例27 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例28 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例29 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
實施例30 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
比較例1 Ti 0.207 7.57 2.68 2.51 5.18 0.15 0.21 1.93 0.35
比較例2 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
比較例3 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
比較例4 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
比較例5 Ti 0.127 3.36 0.62 0.76 1.38 0.1 0.10 0.52 0.11
[表2]
基材面 電解面
Sq [μm] Sku Sv [μm] Sv[μm]/ 總厚度[μm] Sz [μm] Sa [μm] Sq [μm] Sku Sv [μm] Sv[μm]/ 總厚度[μm] Sz [μm] Sa [μm]
實施例1 0.15 4.1 0.6 0.25 2.3 0.12 0.16 4.0 0.9 0.37 3.6 0.13
實施例2 0.15 4.1 1.0 0.50 2.7 0.12 0.16 3.6 0.8 0.38 2.3 0.13
實施例3 0.16 3.6 1.3 0.32 2.3 0.13 0.15 4.4 0.6 0.15 3.6 0.12
實施例4 0.15 3.7 1.6 0.39 2.7 0.12 0.15 5.8 0.8 0.19 3.2 0.12
實施例5 0.08 3.0 0.3 0.08 0.8 0.06 0.06 3.2 0.3 0.07 0.6 0.05
實施例6 0.14 3.9 0.6 0.14 1.0 0.11 0.16 4.3 0.5 0.11 1.6 0.13
實施例7 0.20 4.7 0.8 0.17 3.2 0.16 0.20 5.0 1.3 0.27 2.4 0.15
實施例8 0.15 3.5 1.7 0.18 2.5 0.12 0.15 3.4 0.6 0.06 1.9 0.12
實施例9 0.18 3.8 1.1 0.11 2.2 0.14 0.14 4.6 1.0 0.10 1.8 0.11
實施例10 0.13 3.1 1.0 0.26 1.8 0.10 0.16 3.8 1.1 0.29 3.9 0.12
實施例11 0.19 4.2 1.7 0.42 2.9 0.15 0.26 4.5 1.9 0.46 4.3 0.20
實施例12 0.16 5.1 2.0 0.23 2.8 0.12 0.17 5.9 1.0 0.11 3.4 0.14
實施例13 0.17 3.7 1.6 0.16 2.5 0.13 0.14 6.0 0.6 0.06 1.9 0.11
實施例14 0.13 4.8 1.9 0.20 2.8 0.10 0.12 3.9 0.7 0.08 2.2 0.10
實施例15 0.15 3.4 0.9 0.09 1.7 0.12 0.15 4.7 0.8 0.08 2.2 0.12
實施例16 0.19 5.9 1.3 0.13 3.0 0.14 0.16 3.6 1.4 0.14 2.6 0.12
實施例17 0.16 3.5 1.7 0.18 2.7 0.12 0.15 4.8 1.1 0.11 2.7 0.11
實施例18 0.18 3.3 1.5 0.37 2.3 0.14 0.15 3.4 0.8 0.18 2.0 0.12
實施例19 0.16 4.3 1.8 0.45 3.0 0.12 0.15 3.4 0.7 0.17 1.9 0.12
實施例20 0.13 4.8 1.7 0.17 2.7 0.10 0.13 3.4 0.8 0.08 1.7 0.10
實施例21 0.17 3.2 1.4 0.14 2.3 0.13 0.16 3.3 0.7 0.08 1.7 0.13
實施例22 0.15 4.1 1.9 0.18 2.7 0.12 0.16 5.1 0.8 0.08 2.8 0.12
實施例23 0.13 3.7 0.8 0.09 1.8 0.11 0.11 4.2 0.7 0.08 1.9 0.09
實施例24 0.18 4.2 2.2 0.23 3.2 0.15 0.17 3.5 0.8 0.08 2.1 0.13
實施例25 0.11 3.6 0.7 0.07 1.5 0.09 0.12 4.4 1.2 0.13 2.1 0.09
實施例26 0.13 3.3 0.8 0.09 1.5 0.11 0.13 3.4 0.5 0.05 1.3 0.10
實施例27 0.17 4.0 1.0 0.10 1.9 0.13 0.14 3.9 0.6 0.06 1.2 0.11
實施例28 0.16 3.1 0.6 0.06 1.2 0.12 0.14 2.9 0.5 0.05 1.5 0.11
實施例29 0.14 3.0 0.7 0.07 1.2 0.11 0.11 3.2 0.4 0.04 0.9 0.09
實施例30 0.15 3.0 0.6 0.06 1.2 0.12 0.12 3.1 0.3 0.03 1.2 0.09
比較例1 0.20 7.2 2.2 0.54 4.7 0.15 0.24 37.6 1.6 0.41 7.1 0.15
比較例2 0.14 3.9 1.0 0.24 2.8 0.11 0.11 3.6 0.7 0.17 2.2 0.09
比較例3 0.14 3.4 1.5 0.15 2.1 0.11 0.16 8.3 0.9 0.09 3.4 0.13
比較例4 0.14 4.1 1.3 0.14 2.4 0.11 0.31 4.4 1.3 0.14 3.4 0.24
比較例5 0.16 4.0 1.2 0.12 2.0 0.12 0.32 5.3 1.2 0.12 4.6 0.25
確認到各實施例具備較佳之拉伸強度等特性。另一方面,確認到比較例1就拉伸強度之觀點而言未能達成目的。
又,根據比較例2至比較例4,確認到與各相同厚度之Ni-Fe合金電解箔之實施例之結果進行比較之情形時,Ni-Fe合金電解箔在拉伸強度方面較佳。 進而根據實施例26~27與比較例5之結果之對比,確認到例如即便於製造二次電池時經過以乾燥為目的等之熱處理步驟之情形時,本實施形態之合金電解箔亦可維持較佳之拉伸強度。
再者,上述實施形態及各實施例可於不脫離本發明之主旨之範圍內進行各種變化。 又,雖然對上述實施形態及實施例之合金電解箔及積層電解箔主要作為用於電池用集電體者進行了說明,但作為本發明之合金電解箔及積層金屬箔,不限於應用於集電體,例如亦可應用於散熱材或電磁波屏蔽材等其他用途。 [產業上之可利用性]
如以上所說明,本發明之積層金屬箔、電池用集電體及電池可應用於汽車或電子機器等廣泛領域之產業。
10:Ni-Fe合金電解箔 10':Ni-Fe合金電解層 10a:第1面 10b:第2面 10c:第1面 10d:第2面 20:金屬層 A:積層電解箔
[圖1]係表示本實施形態之合金電解箔之剖面的示意圖。 [圖2]係表示使用本實施形態之合金電解箔製作而成之試驗片的示意圖。 [圖3]係表示本實施形態之積層電解箔之示意圖。
10:Ni-Fe合金電解箔
10a:第1面
10b:第2面
10c:第1面
10d:第2面
t:第1面10a與第2面10b之距離

Claims (8)

  1. 一種電解箔,其含有Ni-Fe合金層,且特徵在於: 厚度為1.5 μm~10 μm, 具有第1面及第2面,且於上述第1面及上述第2面,以三維表面性狀參數Sv除以上述厚度所得之值為0.5以下。
  2. 如請求項1之電解箔,其中,上述厚度為2.0 μm~8.0 μm。
  3. 如請求項1或2之電解箔,其係由與上述Ni-Fe合金層不同種類之金屬種所構成之至少一層金屬層積層於上述Ni-Fe合金層而成。
  4. 如請求項3之電解箔,其中,上述Ni-Fe合金層之厚度為2.0 μm~9.9 μm。
  5. 如請求項3或4之電解箔,其中,上述金屬層之合計厚度為0.1 μm~8.0 μm。
  6. 如請求項3至5中任一項之電解箔,其中,電解箔中上述Ni-Fe合金層之厚度之比率為18~95%。
  7. 如請求項1至6中任一項之電解箔,其拉伸強度超過720 MPa。
  8. 一種電池用集電體,其係由請求項1至7中任一項之電解箔構成。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113471444A (zh) * 2021-06-30 2021-10-01 珠海冠宇电池股份有限公司 一种正极集流体、正极片及电池

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117203377A (zh) * 2021-04-28 2023-12-08 东洋钢钣株式会社 表面处理钢箔
EP4332274A1 (en) * 2021-04-28 2024-03-06 Toyo Kohan Co., Ltd. Surface-treated steel foil for current collectors

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
WO2007125922A1 (ja) * 2006-04-25 2007-11-08 Hitachi Chemical Company, Ltd. 接着層付き導体箔、導体張積層板、印刷配線板及び多層配線板
JP4805300B2 (ja) * 2008-03-31 2011-11-02 古河電気工業株式会社 回路基板積層用キャリア付きFe−Ni合金箔の製造方法、回路基板積層用キャリア付き複合箔の製造方法、キャリア付き合金箔、キャリア付き複合箔、金属張板、プリント配線板及びプリント配線積層板
KR101374690B1 (ko) * 2011-11-16 2014-03-31 한국생산기술연구원 Cigs 태양전지용 철-니켈 합금 금속 포일 기판재
JP5788062B1 (ja) 2014-06-20 2015-09-30 古河電気工業株式会社 全固体電池用負極集電体及び全固体電池
KR101665802B1 (ko) * 2014-12-23 2016-10-13 주식회사 포스코 열 복원성이 우수한 Fe-Ni계 합금 금속박 및 그 제조방법
JP6610098B2 (ja) * 2015-09-04 2019-11-27 日本製鉄株式会社 Niめっき鋼箔及び電池導電部材、Niめっき鋼箔の製造方法
JP6938128B2 (ja) * 2016-10-14 2021-09-22 東洋鋼鈑株式会社 電池用集電体および電池

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113471444A (zh) * 2021-06-30 2021-10-01 珠海冠宇电池股份有限公司 一种正极集流体、正极片及电池

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