[发明专利]锂离子二次电池负极集电体用的铜箔、锂离子二次电池负极材料及锂离子二次电池负极集电体的选定方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池负极集电体用的铜箔、锂离子二次电池负极材料及锂离子二次电池负极集电体的选定方法，特别涉及可防止因充放电导致的集电体的变形及断裂的锂离子二次电池负极集电体用的铜箔、锂离子二次电池负极材料及锂离子二次电池负极集电体的选定方法。

背景技术

现有技术中，已知有通过锂离子在正极与负极之间移动而进行充放电的锂离子二次电池。锂离子二次电池具有高容量、高能量密度，且不存在记忆效应等问题，因此作为便携式电器等的电源被广泛利用。

作为锂离子二次电池的负极集电体，通常采用铜箔。作为铜箔，例如可采用电解铜箔或压延铜箔。锂离子二次电池的负极材料在作为该集电体的铜箔的表面具有含负极活性物质、导电材料、粘合剂（Binder）等的负极合剂层（例如，专利文献1）。并且，作为负极活性物质，通常采用可吸收存留/释放锂离子的石墨等碳素材料。近年，作为下一代负极活性物质，提出了与石墨类材料相比理论容量大的硅类材料或锡类材料等材料。

以上列举的负极活性物质在充放电时虽可吸收存留/释放锂离子，但在该充放电过程中易于产生体积变化。随着负极活性物质的体积变化，负极合剂层发生膨胀、收缩时，由于负极合剂层紧密贴合在集电体的表面，因此导致应力施加在负极合剂层与集电体之间。由于反复进行充放电循环而使集电体延伸等的缘故导致集电体产生折纹等变形时，正极与负极之间或产生短路，或使得正极与负极之间的距离产生变化，从而妨碍均匀的电极反应，并可导致充放电循环的耐久性降低。并且，如果集电体产生断裂，则将导致单位体积的容量减少、锂离子二次电池的电池特性降低的问题。与石墨类材料相比，硅类材料或锡类材料在充放电时的体积变化大，因此采用硅类材料或锡类材料作为负极活性物质时，该问题变得尤为突出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-200686号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于，提供一种即使反复进行充放电循环也可防止集电体的变形及断裂的锂离子二次电池负极集电体用的铜箔、锂离子二次电池负极材料及锂离子二次电池负极集电体的选定方法。

解决问题的方法

本发明人进行了潜心研究，其结果，通过采用以下锂离子二次电池负极集电体用的铜箔及锂离子二次电池负极材料解决了上述技术课题。与此同时，发现了选定适宜的铜箔作为锂离子二次电池负极集电体的方法。

作为本发明涉及的锂离子二次电池负极集电体用的铜箔，其特征在于，在将由该铜箔构成且宽度为10mm的试验片提供到拉伸试验时的荷重-延伸率曲线中，在以O为原点、将延伸率为E_Q时且荷重为P_Q时的该荷重-延伸率曲线上的点设为Q时，在由下述式（1）表示的L值为0.8以上的区域中，将该试验片提供到所述拉伸试验时的最大拉伸荷重为30N以上。

其中，在上述式（1）中，三角形OQE_Q是指在该荷重-延伸率曲线中将原点O、点Q、点E_Q分别设为顶点的三角形。并且，区域OQE_Q是指由该荷重-延伸率曲线中的曲线OQ、线段QE_Q、线段OE_Q包围的区域。这里，该L值为用于评价该荷重-延伸率曲线的直线性的值。下述式中所示的三角形OQE_Q的面积和区域OQE_Q的面积相等时，下述Ｌ值为“1”，荷重-延伸率曲线的直线性为最高。

在本发明涉及的锂离子二次电池负极集电体用的铜箔中，优选所述试验片加载的荷重在30N以下的范围时，所述Ｌ值总是显示为0.8以上。此时，更优选试验片上加载的荷重在40N以下的范围时，所述Ｌ值总是显示为0.8以上。

在本发明涉及的锂离子二次电池负极集电体用的铜箔中，优选即使将在70℃～450℃实施热处理后的该铜箔用作为所述试验片时，在所述L值为0.8以上的区域中，所述最大拉伸荷重为30N以上。

本发明涉及的锂离子二次电池负极集电体用的铜箔中，优选所述铜箔的各表面的表面粗糙度（Ra）分别在0.2μm～0.7μm的范围内。

作为本发明涉及的锂离子二次电池负极材料，其特征在于，以上述任意所述的锂离子二次电池负极集电体用的铜箔作为集电体，在该集电体的表面具有含有负极活性物质的负极合剂层。