[发明专利]锂二次电池用电解铜箔及该铜箔的制造方法

说明书

技术领域

本发明针对因锂二次电池的充放电而产生的电极破裂，涉及难以破裂的在锂二次电池用负极集电体中使用的电解铜箔及该电解铜箔的制造方法。

背景技术

锂二次电池用于手机、摄像机、个人电脑等电子设备中，随着电子设备的小型化，锂二次电池向着小型化及高容量化发展。锂二次电池要求的特性中，初期充电容量和充放电特性特别重要。

近年来，锂二次电池要求高速充电，但是根据高速充电的要求制作锂二次电池，结果，相反却观察到充放电循环中容量下降期变早或者电极破裂。

作为这样的充放电特性降低的原因，认为同铜箔与负极材料的密合性或杂质有关。例如，为了防止电解铜箔的氧化而使用的锌如果含量为数百ppm，则发现锂二次电池的充放电特性降低。因此，用于防止电解铜箔氧化的添加剂保持必要的最低量。另一方面，对于电极的破裂，至今尚未解决。

锂二次电池在充电时锂离子进入电极材料中，在放电时释放锂离子，在锂离子进入电极材料的充电时电极材料膨胀，在释放锂离子的放电时恢复原样。认为负载电极材料的铜箔随该电极材料而伸缩。结果，对铜箔施加重复的负荷。电极破裂现象的原因还不能说十分明确，但是推测对铜箔施加的负荷是破裂的原因。

现有技术中提出了作为印刷线路板用途或二次电池用负极集电体用途将表面粗糙度设为2.0μm以下、180℃的伸长率设为10.0％以上的低粗糙面电解铜箔(参照专利文献1)。但是，该技术本身完全未涉及电极破裂的问题，而且也未提出其解决手段。因此，存在与以往同样的问题。

专利文献1：日本特开2004-263289号公报

发明内容

本发明提供针对由锂二次电池的反复充放电引起的电极破裂、具有良好的屈服强度(耐力)和伸长率的难以破裂的锂二次电池用电解铜箔及该电解铜箔的制造方法。

本发明人为了解决上述问题进行了广泛深入的研究，结果发现，如果在预定温度下对电解铜箔进行退火处理，则能够得到具有良好的屈服强度和伸长率的难以破裂的锂二次电池用电解铜箔，并且可以抑制使用该电解铜箔的锂二次电池的负极集电体中由反复充放电引起的电极破裂。具有电极破裂抑制效果的电解铜箔的构成要素和特性如下所述。

根据这些发现，本发明提供：

1)一种锂二次电池用铜箔，其中，0.2％屈服强度为18～25kgf/mm²，伸长率为10％以上。

作为具有电极破裂抑制效果的电解铜箔，需要充分具备作为抗破裂性(对破断性)指标的屈服强度以及对伸缩的柔软性。本发明的要素满足该条件。

2)更优选的上述1)所述的锂二次电池用铜箔，其特征在于，伸长率为10％～19％。

另外，本发明提供一种锂二次电池用电解铜箔，其中，电解铜箔的箔厚为9.5～12.5μm。该电解铜箔的厚度，是锂二次电池用的最佳厚度，是本发明能够实现的厚度。根据需要，也可以调节为该数值外的厚度。本申请对此没有限制，是本申请发明中包含的方式。

另外，本发明提供：

4)上述1)～3)所述的锂二次电池用铜箔，其中，铜箔的表面粗糙度Rz为1.0～2.0μm。表面粗糙度大对破裂抑制不优选。因为这容易成为产生龟裂(裂纹)的原因。因此，铜箔的表面粗糙度Rz优选设定为2.0μm以下。铜箔的表面粗糙度Rz如果小于1.0μm，则具有与负极材料的密合性下降的倾向，因此表面粗糙度Rz更优选设定为1.0μm以上。

另外，本发明提供：

5)上述1)～4)所述的锂二次电池用电解铜箔，其中，电解铜箔的表面具有铬防锈层，该防锈层的铬附着量为2.6～4.0mg/m²。为了防止电解铜箔的表面氧化，形成铬防锈层是优选的方式。但是，作为该防锈层的铬的过量附着量有可能使锂电池的充放电特性降低，因此最佳铬附着量为2.6～4.0mg/m²。

6)一种锂二次电池用电解铜箔的制造方法，其中，通过将电解铜箔在175～300℃的范围下进行退火处理，制造0.2％屈服强度为18～25kgf/mm²、并且伸长率为10％以上的电解铜箔。电解铜箔本身具有柔软性低的缺点，但是，通过对其进行退火，可以具有柔软性并且提高屈服强度。这是对锂二次电池的负极集电体的电极破裂抑制效果优选的条件。

本发明的锂二次电池的负极集电体中使用的电解铜箔，具有良好的屈顾强度和伸长率，因此即使反复进行电池的充电和放电也难以破裂，具有能够显著提高充放电循环特性的优良效果。

附图说明

图1是表示电解铜箔制造装置概要的图。