JPH11158652A - 二次電池用電極材料の製造方法 - Google Patents

二次電池用電極材料の製造方法

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JPH11158652A
JPH11158652A JP9322702A JP32270297A JPH11158652A JP H11158652 A JPH11158652 A JP H11158652A JP 9322702 A JP9322702 A JP 9322702A JP 32270297 A JP32270297 A JP 32270297A JP H11158652 A JPH11158652 A JP H11158652A
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JP
Japan
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copper foil
treatment
bath
rust
secondary battery
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JP9322702A
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English (en)
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Ryoichi Oguro
了一 小黒
Tadao Nakaoka
忠雄 中岡
Akitoshi Suzuki
昭利 鈴木
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Furukawa Circuit Foil Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Circuit Foil Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な防錆力を有すると共に電解液の共存下
でも所要の密着性を維持し得る、ひいては長期間の充放
電サイクルを可能にする二次電池の負極集電体を提供す
る。 【解決手段】 二次電池の電極に用いられる銅箔の製造
方法であって、該銅箔表面の防錆処理がアルカリ性のク
ロメート浴にて行われることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池の電極、
特に負極集電体として用いられる銅箔の製造方法に関
し、特にリチウムイオン二次電池用のそれの製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯電話、ビデオカメラ、ノート
型パソコン等のポータブル機器の普及に伴い、小型で高
容量の二次電池に対する需要が高まっている。現在、使
用量の多い二次電池はニッケル−カドミウム電池及びニ
ッケル−水素電池であるが、軽量でエネルギー密度の高
いリチウムイオン電池に対する需要は著しく、1996
年には二次電池の1/3を占めるほどである。
【0003】リチウムイオン二次電池は、通常、LiC
oO2 等のリチウムを含む化合物をアルミニウム箔上に
バインダーと共にコーティングしたものを正極にし、負
極にはリチウムを含まない炭素質材料(負極活物質)を
バインダーと共に銅箔上にコーティングしたものが使用
される。
【0004】前記の銅箔としては、鋳造にて製造された
銅の鋳塊に圧延処理を施して箔状にした「圧延銅箔」
と、硫酸銅を主成分とする溶液を電解してチタン等から
なる陰極ドラム上に銅を析出させ、これを連続的に引き
はがして製造する「電解銅箔」がある。
【0005】これらの銅箔は、その表面に防錆処理が施
された上で利用される。
【0006】この防錆処理としては、ベンゾトリアゾー
ルに代表されるアゾール系誘導体を用いる有機防錆処理
と、無水クロム酸に代表されるクロム化合物系の溶液を
用いるクロメート処理が一般的に行われている。
【0007】しかしながら、有機防錆処理を施したもの
は、負極活物質のコーティング工程(先ず、一方の面に
負極活物質をバインダーと共に塗工し、乾燥させた上
で、もう一方の面に同様の操作を行う)において、一回
目の乾燥操作時に乾燥雰囲気に暴露している面が酸化変
色を起こし、該面銅箔と負極活物質との密着性が低下
し、極端な場合、同工程中で負極活物質が剥離するとい
うトラブルを引き起こす。
【0008】また、有機防錆処理を施したものは、一般
に防錆力が弱いので実用的な防錆力を得るためには防錆
皮膜を厚くする必要があるが、電池に組み込んだ後で電
解液の浸透により該皮膜の密着性が徐々に低下し、充放
電サイクルを繰り返していると突然電圧が低下する、と
いう問題を引き起こすこともある。
【0009】一方、クロメート処理は、一般に、銅箔を
無水クロム酸の酸性溶液に浸漬したり、該浴中で陰極電
解処理を行うことによってなされている。この処理にて
得られる防錆皮膜は防錆力に優れていると共に負極活物
質のコーティング工程にて酸化変色を起こさない、とい
う利点を有しているが、該活物質との密着性は満足し得
るものではない(同工程直後で負極活物質が剥離すると
いうトラブルがままある)。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
の課題を解決するためになされたものであって、良好な
防錆力を有すると共に電解液の共存下でも所要の密着性
を維持し得る、ひいては長期間の充放電サイクルを可能
にする二次電池の負極集電体を提供することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、二次電池の電
極に用いられる銅箔の製造方法であって、該銅箔表面の
防錆処理がアルカリ性のクロメート浴にて行われること
を特徴とする。
【0012】ここで、前記のクロメート浴のpHは8〜
13であることが好ましい。該浴のpHが8未満では処理
後の銅箔表面の液弾き(定義は後記の実施例の記載参
照)が顕著になってしまうし、一方、pHが13を越える
と処理後の銅箔表面にアルカリ残留痕が著しく多くな
り、また経時において吸湿が進行し酸化変色や錆発生を
生ずる原因となるからである。
【0013】また、前記のクロメート浴の浴温は15〜
50℃であることが好ましい。該浴の浴温が15℃未満
では、特に、浸漬法を適用した場合に所定のクロム下限
量を得ることができない場合があるし、一方、該浴温が
50℃を越えると所定のクロム上限量を越えてしまう場
合があるからである。
【0014】更に、前記の防錆処理はクロメート浴へ被
処理銅箔を3〜30秒間浸漬又は該浴中で陰極電解処理
することにより行われることが好ましい。ここで、浸漬
法は、簡易な設備で処理ができるし、一方、陰極電解処
理は浸漬法に比し設備的には大掛かりになるが、得られ
る銅箔の示す特性が相対的に優れているので、より高い
特性が所望されているか否かに応じて適宜選択すればよ
い。尚、規定された該浴への浸漬時間又は電解処理時間
は、3秒未満では所定のクロム下限量を得ることができ
ない場合があるし、一方、30秒を越えると所定のクロ
ム上限量を越えてしまう場合があるからである。
【0015】更に又、前記の防錆処理によって形成され
る皮膜の厚みは、0.005〜0.032mg/dm2のクロ
ムを含有するものであることが好ましい。該皮膜の厚み
が0.005mg−Cr/dm2未満では負極活物質の密着性
は問題ないが防錆力が劣り、更に負極活物質のコーティ
ング工程(乾燥温度:160℃前後)での酸化変色を起
こすし、0.032mg−Cr/dm2を越えると防錆力は問
題ないが負極活物質の密着性が低下する傾向を示すから
である。
【0016】尚、前記の防錆処理を受ける銅箔は電解銅
箔であってもよいし、また圧延銅箔であってもよい。本
発明の方法では、銅箔の種類を選ばないからである。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を実施例に基づい
て更に詳しく説明する。但し、本発明はこれらに限定さ
れるものではない。
【0018】実施例1 電解銅箔(厚さ:10μm ;古河サーキットフォイル
(株)製)を無水クロム酸のアルカリ溶液(無水クロム
酸:6g/l ;水酸化ナトリウム:15g/l ;pH:12.
5;浴温:25℃)に5秒間浸漬し、該銅箔の両面に防
錆皮膜を形成させた。該皮膜の厚みは、光沢面側(陰極
ドラム側)が0.024mg−Cr/dm2、粗面側(電解浴
側)が0.018mg−Cr/dm2であった。
【0019】得られた防錆皮膜付き銅箔の特性を下記の
項目についてそれぞれ評価した。
【0020】(1)防錆力 恒温恒湿槽(温度:40℃;相対湿度:90%に設定)
の中に該銅箔を入れ、酸化変色及び錆の発生程度の経時
変化を目視観察した。評価は、変色が無く最も良好なも
のをAとし、酸化変色の程度に応じてA>B>C>D>
Eの順に評価付けした。
【0021】(2)液弾き性 該銅箔表面に1−メチル−2−ピロリドン溶液を綿棒に
て塗布し、液弾きの度合いを目視観察した。液弾きがま
ったくない状態(該銅箔表面の濡れ性が最も良好なこと
を示す)をAとし、弾きの程度に応じてA>B(若干弾
きあり)>C(弾きあり)>D(弾き顕著)の順に評価
付けした。
【0022】(3)密着力 カーボン粒子(D50=28μm)のペースト(バインダー
としてポリフッ化ビニリデンを、溶剤として1−メチル
−2−ピロリドン溶液(濃度:99wt%以上)をそれぞ
れ用いた。配合比はカーボン:バインダー:溶剤=4.
5g:0.5g:5.0mlである)を該銅箔の表面に均
一にコーティングし、加圧し、乾燥させた(カーボン含
有層の厚み:40〜50μm)。該カーボン含有層の表面
に鋭利なナイフにて1mm間隔で縦横に碁盤目状の切り込
みを入れ、その上にポリエステルテープを指先の腹部を
適度な圧で押しつけることで密着させ、該テープを引き
はがす際に該テープに該カーボン含有層の剥離付着物が
無いものをAとし、付着の程度に応じてA>B>C>D
>Eの順に評価付けした。
【0023】(4)酸化変色耐性 オーブン(温度:140℃,160℃及び180℃に設
定)中で10分間加熱した後取り出した該銅箔の表面の
酸化程度を目視観察した。酸化変色を起こさなかったも
のをAとし、変色の程度に応じてA>B>C>D>Eの
順に評価付けした。
【0024】結果を表1に示す。
【0025】実施例2 浸漬法に代え陰極電解処理法(陰極:被処理銅箔、対極
陽極:酸化イリジウム被覆チタン板、陰極電解電流密
度:0.3A/dm2 、処理時間:3.5秒)を採用し、処
理後の該銅箔表面を水洗した以外、実施例1と同様にし
てクロメート防錆処理を施した銅箔を作製し、実施例1
と同様の特性評価を行った。結果を表1に示す。尚、得
られた皮膜の厚みは、光沢面側(陰極ドラム側)が0.
022mg−Cr/dm2、粗面側(電解浴側)が0.020
mg−Cr/dm2であった。
【0026】比較例1 クロメート処理浴を酸性浴(無水クロム酸:3.0g/l
;pH:1.7;浴温:25℃)とした以外、実施例1
と同様にしてクロメート防錆処理を施した銅箔を作製
し、実施例と同様の特性評価を行った。結果を表1に示
す。
【0027】比較例2 クロメート処理浴をベンゾトリアゾール浴(ベンゾトリ
アゾール:250ppm)とした以外、実施例1と同様にし
て有機防錆処理を施した銅箔を作製し、実施例と同様の
特性評価を行った。結果を表1に示す。
【0028】比較例3 クロメート処理浴を比較例1のそれとした以外、実施例
2と同様にしてクロメート防錆処理を施した銅箔を作製
し、実施例と同様の特性評価を行った。結果を表1に示
す。
【0029】
【表1】
【0030】
【発明の効果】上記の通り、本発明の方法によれば、優
れた防錆力を有すると共に負極活物質の長期密着性を備
えた二次電池用負極集電体材料を提供することができる
ので、充放電の繰り返しストレスによっても放電容量の
低下が少ない二次電池を提供することができる。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二次電池の電極に用いられる銅箔の製造
    方法であって、該銅箔表面の防錆処理がアルカリ性のク
    ロメート浴にて行われることを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 前記のクロメート浴のpHが8〜13で
    ある請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記のクロメート浴の浴温が15〜50
    ℃である請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記の防錆処理がクロメート浴へ被処理
    銅箔を3〜30秒間浸漬又は該浴中で陰極電解処理をす
    ることにより行われる請求項2又は3に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記の防錆処理によって形成される皮膜
    が0.005〜0.032mg/dm2のクロムを含有するも
    のである請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記の防錆処理を受ける銅箔が電解銅箔
    又は圧延銅箔である請求項5に記載の方法。
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