[发明专利]铜合金箔以及二次电池负极

说明书

技术领域

本发明涉及铜合金箔以及使用该铜合金箔形成的二次电池负极。

背景技术

例如，在便携电话、笔记本型个人电脑等电子设备中，常常使用二次电池作为电源。近年来，这样的电子设备的小型化、轻量化正推进。因此，对于二次电池要求具有高能量密度。在此，所谓的二次电池是以如下方式构成的电池：通过借助电解质(电解液)的化学反应，以电能的形式将二次电池所具备的正极活性物质和负极活性物质各自所具有的化学能量取出到外部。目前得以实用化的二次电池中，具有高能量密度的二次电池是锂离子二次电池。

锂离子二次电池主要由具备正极活性物质的正极、具备负极活性物质的负极、使正极与负极绝缘的隔膜、以及能够使锂离子(Li⁺)在正极与负极之间移动的电解液构成。就该构成而言，通过使锂离子在正极活性物质与负极活性物质之间出入(嵌入/脱嵌)，能够使锂离子二次电池反复充放电。

作为锂离子二次电池中使用的负极活性物质，通常可以使用具有多层结构、能够向层间插入锂离子以及从层间释放锂离子的例如硬碳等碳材料。近年来，对于锂离子二次电池，要求更进一步的大容量化。因此，正在开发充放电容量的理论值比碳材料的充放电容量的理论值高的负极活性物质(以下，称为“大容量负极活性物质”。)。作为这样的大容量负极活性物质，提出了例如包含硅(Si)、锡(Sn)等能够与锂(Li)进行合金化的金属的材料。

二次电池中使用的负极(以下，也称为二次电池负极。)具备负极集电体、和具有负极活性物质的负极活性物质层而构成。作为负极集电体，可以使用轧制铜箔、电解铜箔等铜箔。负极活性物质层如下形成：通过使上述负极活性物质、大容量负极活性物质、粘合剂树脂和导电助剂等混炼分散在水(或者溶剂)中，将由此形成的浆料涂布在铜箔的至少任一个主面上而形成。这样的二次电池负极例如经由如下工序来制造：具有在铜箔的至少任一个主面上涂布浆料的涂布工序、以及通过干燥除去浆料中的水(或者溶剂)而使浆料固化的干燥工序的形成负极活性物质层的负极活性物质层形成工序；通过剪切加工，将形成有负极活性物质层的铜箔成型为规定形状的成型工序。另外，负极活性物质层形成工序也可以具有在进行干燥工序后根据需要例如使用辊压机等将负极活性物质层加压而成型的加压工序。

在使用利用韧铜、无氧铜来形成的轧制铜箔作为负极集电体的情况下，通过制造上述二次电池负极时的干燥工序中的加热，发生铜的再结晶，轧制铜箔会软化。例如，轧制铜箔的抗拉强度降低至200N/mm²左右。在进行二次电池的充放电时，伴随充放电，负极活性物质膨胀、收缩。此时，如果作为二次电池所具备的负极集电体的轧制铜箔软化，则由于通过负极活性物质的膨胀、收缩产生的应力，轧制铜箔膨胀而变形或者轧制铜箔容易产生断裂。

此外，伴随近年的二次电池的小型化、轻量化，要求作为负极集电体的铜箔的薄壁化。如果铜箔的厚度变薄，则铜箔的机械特性降低。其结果是，在制造上述二次电池负极时的涂布工序中，涂布含有负极活性物质的浆料时，高张力的负荷施加到铜箔上，而容易发生铜箔的断箔。此外，由于铜箔的薄壁化，也会因制造上述二次电池负极时的干燥工序中的加热而铜箔软化。因此，由于进行二次电池的充放电时的负极活性物质的膨胀、收缩，铜箔变形或者铜箔容易产生断裂。