(111)方向,在 (Iio)方向上取向的具有中等程度楊氏模量的電解銅箔,對(duì)于活性物質(zhì)膨脹收縮的應(yīng)力易 于緩和,存在使電池特性變好的傾向。另外該傾向在使用Si、Sn等體積膨脹收縮率大的活 性物質(zhì)的電池評(píng)價(jià)中更加顯著。因此,本實(shí)施方式的電解銅箔對(duì)于活性物質(zhì)膨脹收縮的應(yīng) 力易于緩和,抑制電極破壞,其結(jié)果,能夠提高構(gòu)成鋰離子二次電池時(shí)的循環(huán)特性。
[0054] 此外,在相同程度的(110)取向比的情況下,作為高強(qiáng)度的難以被破壞,作為高導(dǎo) 電率的損失少溫度上升也少,因此作為集電體優(yōu)選高強(qiáng)度及高導(dǎo)電率。
[0055] 例如,本實(shí)施方式的鋰離子二次電池負(fù)極集電體用電解銅箔在常態(tài)下的拉伸強(qiáng)度 優(yōu)選為450MPa以上,更優(yōu)選為500MPa以上。
[0056] 另外,例如,本實(shí)施方式的鋰離子二次電池負(fù)極集電體用電解銅箔在用300°C實(shí)施 1小時(shí)的熱處理之后的拉伸強(qiáng)度優(yōu)選為400MPa以上。
[0057] 另外,例如,本實(shí)施方式的鋰離子二次電池負(fù)極集電體用電解銅箔在常態(tài)下的導(dǎo) 電率優(yōu)選為80% IACS以上。
[0058] 另外,例如,本實(shí)施方式的鋰離子二次電池負(fù)極集電體用電解銅箔在用300°C實(shí)施 1小時(shí)的熱處理之后的導(dǎo)電率優(yōu)選為85% IACS以上。
[0059] 在本實(shí)施方式中,常態(tài)是表示如上所述的在用300°C進(jìn)行1小時(shí)的熱處理等的處 理之前的常溫狀態(tài)。
[0060] 另外,例如,本實(shí)施方式的鋰離子二次電池負(fù)極集電體用電解銅箔,在所述電解銅 箔的設(shè)置有所述的活性物質(zhì)層的表面上設(shè)置有防銹處理層。
[0061] 防銹處理層是,例如鉻酸鹽處理層,或者在Ni或鍍Ni合金層、Co或鍍Co合金層、 Zn或鍍Zn合金層、Sn或鍍Sn合金層、在上述各種鍍層上進(jìn)一步設(shè)置鉻酸鹽處理層等無機(jī) 防銹處理,或者苯并三唑等有機(jī)防銹處理層。
[0062] 進(jìn)而,也可以形成硅烷偶合劑處理層等。
[0063] 上述無機(jī)防銹處理、有機(jī)防銹處理、硅烷偶合劑處理發(fā)揮了提高與活性物質(zhì)的粘 合強(qiáng)度,并防止電池的充放電循環(huán)效率降低的作用。
[0064] 另外,例如,本實(shí)施方式的鋰離子二次電池負(fù)極集電體用電解銅箔,在設(shè)置有電解 銅箔的活性物質(zhì)層的表面上實(shí)施粗化處理,在實(shí)施了該粗化處理的表面上設(shè)置有防銹處理 層。
[0065] 例如,優(yōu)選地,電解銅箔的S面(光澤面)與M面(粗化面)的表面粗糙度Rz均 在0.8?2.8"111,在用200?4001:實(shí)施熱處理之后的0.2%耐力在2501〇^以上,延伸率在 2. 5%以上。
[0066] 上述電解銅箔耐熱性被提高,并在表面實(shí)施活性物質(zhì)層,其作為設(shè)為鋰離子二次 電池的負(fù)電極時(shí),即使使用聚酰亞胺粘合劑也能夠良好改善活性物質(zhì)與集電體的粘合性, 即使集電體受到因伴隨著鋰的吸收/放出的活性物質(zhì)層的膨脹/收縮所產(chǎn)生應(yīng)力,電池充 放電循環(huán)效率的降低也較小,能夠限制作為集電體褶皺等變形、斷裂等。
[0067](鋰離子二次電池負(fù)極集電體用電解銅箔的制造方法)
[0068] 本實(shí)施方式的鋰離子二次電池負(fù)極集電體用電解銅例如通過如下所述方法制造, 艮P,將硫酸-硫酸銅水溶液作為電解液,在由用鉬族金屬元素或者其氧化物元素包覆的鈦 所構(gòu)成的不溶性陽(yáng)極和與該陽(yáng)極相對(duì)設(shè)置的鈦制陰極鼓之間供給該電解液,使陰極鼓以一 定速度旋轉(zhuǎn)的同時(shí),在兩極間通直流電流,從而在陰極鼓表面上析出銅,將析出的銅從陰極 鼓表面上剝下并卷繞。
[0069] 本實(shí)施方式的鋰離子二次電池負(fù)極集電體用電解銅箔,例如可以在硫酸-硫酸銅 電解電鍍液中進(jìn)行電解處理來制造。
[0070] 作為硫酸-硫酸銅電解電鍍液的銅濃度,例如使用40?120g/L的范圍,優(yōu)選使用 60?100g/L的范圍。
[0071] 另外,作為硫酸-硫酸銅電解電鍍液的硫酸濃度,例如使用40?60g/L的范圍。該 硫酸濃度是重要條件,若不足其范圍,則由于電鍍液的導(dǎo)電率變低,銅箔的勻鍍能力降低, 若過剩,則難以表現(xiàn)出如下所述的含N(氮)及S(硫)添加劑的效果,引起銅箔的強(qiáng)度降低 或結(jié)晶取向性的隨機(jī)化,故不優(yōu)選。
[0072] 作為硫酸-硫酸銅電解電鍍液的鹽濃度,例如使用20?50PPM的范圍。另外,使 用如下所示的有機(jī)添加劑A和B兩種。
[0073] 上述有機(jī)添加劑A是在一個(gè)分子中至少含有一個(gè)N(氮)原子及S (硫)原子以上 的有機(jī)化合物。通過適量添加至少一種有機(jī)添加劑A,能夠形成高強(qiáng)度且根據(jù)(110)方向取 向的電解銅箔。
[0074] 有機(jī)添加劑A優(yōu)選為硫脲類化合物,更加優(yōu)選為碳數(shù)為3以上的硫脲類化合物。
[0075] 作為有機(jī)添加劑A,例如可以使用從硫脲(CH4N2S)、N,Ν' -二甲基硫脲(C3H8N2S)、 Ν,Ν' -二乙基硫脲(C5H12N2S)、四甲基硫脲(C5H 12N2S)、氨基硫脲(CH5N3S)、N-烯丙基硫脲 (C 4H8N2S)、亞乙基硫脲(C3H6N 2S)等水溶性的硫脲、硫脲衍生物等硫脲或者硫脲衍生物中選 擇的一種以上添加劑。
[0076] 上述有機(jī)添加劑Β,例如可以使用從動(dòng)物膠、明膠、聚乙二醇、聚丙二醇、淀粉、纖維 素類水溶性高分子(羧甲基纖維素、羥乙基纖維素等)等高分子多糖類、聚乙烯亞胺、聚胺 類高分子、聚丙烯酰胺等水溶性高分子化合物中選擇一種以上添加劑。
[0077] 通過除了有機(jī)添加劑A外,進(jìn)一步添加有機(jī)添加劑B,能夠形成更高強(qiáng)度且還用 (110)方向取向的電解銅箔。
[0078] 進(jìn)而,通過在硫酸-硫酸銅電解電鍍液中加入過渡金屬元素,能夠進(jìn)一步提高耐 熱性。添加的金屬元素優(yōu)選為在硫酸酸性水溶液中的氧化物穩(wěn)定的元素,更加優(yōu)選可以穩(wěn) 定得到三價(jià)以上的多價(jià)氧化物的元素。
[0079] 本實(shí)施方式的電解銅箔的制造方法,為中等程度的楊氏模量且在難以導(dǎo)入位錯(cuò)的 (110)方向上取向,對(duì)活性物質(zhì)膨脹收縮的應(yīng)力易于緩和,抑制破壞,其結(jié)果是能夠制造構(gòu) 成鋰離子二次電池時(shí)循環(huán)特性能夠提高的電解銅箔。
[0080] 此外在本說明書中,在制造時(shí)電解銅箔與陰極鼓表面接觸的一側(cè)的面稱為S面 (光澤面),反面稱為M面(粗化面)。
[0081] 對(duì)制造的電解銅箔(未處理銅箔),實(shí)施例如鉻酸鹽處理,或者在Ni或鍍Ni合金、 Co或鍍Co合金、Zn或鍍Zn合金、Sn或鍍Sn合金、在上述各種鍍層上進(jìn)一步實(shí)施鉻酸鹽處 理等無機(jī)防銹處理,或者苯并三唑等有機(jī)防銹處理。
[0082] 進(jìn)而,例如實(shí)施硅烷偶合劑處理等,作為鋰離子二次電池負(fù)極集電體用電解銅箔 來使用。
[0083] 上述無機(jī)防銹處理、有機(jī)防銹處理、硅烷偶合劑處理實(shí)現(xiàn)了提高與活性物質(zhì)的粘 合強(qiáng)度,防止電池充放電循環(huán)效率降低的作用。
[0084] 另外,在實(shí)施上述防銹處理之前,例如在電解銅箔表面上進(jìn)行粗化處理。作為該粗 化處理,例如可以適當(dāng)采用電鍍法、蝕刻法等。
[0085] 電鍍法是指在通過未處理電解銅箔的表面上形成具有凹凸的薄膜層而使表面粗 化的方法。作為電鍍法,能夠采用電解電鍍法及無電解電鍍法。
[0086] 作為使用鍍敷法進(jìn)行的粗化,優(yōu)選使以銅或銅合金等的銅為主要成分的鍍膜形成 在未處理電解銅箔表面上的方法。
[0087] 作為通過電鍍粗化的方法,例如優(yōu)選使用專利文獻(xiàn)7所公開的、由對(duì)印刷電路用 銅箔通常使用的電鍍而進(jìn)行的粗化方法。
[0088] 即如下所述的粗化方法,通過所謂"燒鍍(力汁A c爸)",在形成粒粉狀銅鍍層 后,在該粒粉狀銅鍍層的上面,為了不損壞其凹凸形狀而進(jìn)行"覆鍍(被# A c t )",使堆 積實(shí)際上平滑的鍍層,使粒粉狀銅成為所謂節(jié)狀7''狀)銅。
[0089] 作為使用蝕刻法進(jìn)行的粗化,例如,適合使用物理蝕刻或化學(xué)蝕刻的方法。在物理 蝕刻中有使用噴砂等進(jìn)行蝕刻的方法,在化學(xué)蝕刻中,大多提出了含有無機(jī)或有機(jī)酸、氧化 劑及添加劑的