电解铜箔、锂离子二次电池的负电极以及锂离子二次电池的制作方法

文档序号:8268880阅读:286来源:国知局
电解铜箔、锂离子二次电池的负电极以及锂离子二次电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电解铜箔、使用该电解铜箔的锂离子二次电池的负电极及锂离子 二次电池。
【背景技术】
[0002] 锂(Li)离子二次电池例如构成为具有正极、负极及非水电解质,所述负极是在负 极集电体的表面形成有负极活性物质层,该锂离子电池用于移动电话或笔记本电脑等。
[0003] 锂离子二次电池的负极是例如在由两面平滑的铜箔构成的负极集电体的表面上 涂布作为负极活性物质层的碳粒子并进行干燥,且进一步加压而形成的。
[0004] 作为由上述铜箔构成的负极集电体,使用在通过电解制造的,所谓"未处理电解铜 箔"上实施了防锈处理的产品。
[0005] 作为锂离子二次电池的负极活性物质,具有大幅超过碳材料理论容量的充放电容 量的新一代负极活性物质的开发正在推进。
[0006] 例如,期待含有硅(Si)或锡(Sn)等的可与锂合金化的金属的材料。
[0007] 但是,在使用这些活性物质的情况下,由于伴随充放电时锂的吸收及放出,体积变 化大,因此存在难以良好维持集电体与活性物质的接合状态的情况。其结果是造成集电体 的破坏,并使循环特性劣化。作为其对策,有报告使集电体的拉伸强度为规定值以上,或者 使延伸率为规定值以上。
[0008] 例如,为了改善活性物质与集电体的粘合性,开发有设置聚酰亚胺粘合剂弥补上 述缺陷的铜箔。
[0009] 但是,活性物质的膨胀收缩由于其单位为活性物质粒子,因此是微观现象,与集电 体的拉伸特性等宏观特性并无单纯的关联。因此,难以进一步提高循环特性。
[0010] 在专利文献1?12中,记载了关于用于锂离子二次电池负极集电体等上的电解铜 箔。
[0011] 现有技术文献
[0012] 专利文献
[0013] 专利文献1 :日本专利第3742144号公报
[0014] 专利文献2 :日本专利第3850155号公报
[0015] 专利文献3 :日本专利公开平成10-255768号公报
[0016] 专利文献4 :日本专利公开2002-083594号公报
[0017] 专利文献5 :日本专利公开2007-227328号公报
[0018] 专利文献 6 :TO2010-110205 号
[0019] 专利文献7 :日本专利公开昭和53-39376号公报
[0020] 专利文献8 :日本专利2740768号公报
[0021] 专利文献9 :日本专利公开平成10-96088号公报
[0022] 专利文献10 :日本专利公开2009-221592号公报
[0023] 专利文献11 :日本专利公开2009-299100号公报
[0024] 专利文献12 :日本专利公开2007-134272号公报

【发明内容】

[0025] (一)要解决的技术问题
[0026] 本发明的目的在于,提供一种拉伸强度优异,即使用300°C加热1小时拉伸强度也 不那么降低且导电率也良好的电解铜箔、使用该电解铜箔的锂离子二次电池的负电极,以 及锂离子二次电池。
[0027] (二)技术方案
[0028] 本发明的电解铜箔在常态下X射线衍射(220)方向的衍射强度I (220)、(200)方 向的衍射强度I (200)及(111)方向的衍射强度I (111)满足下述式(1)。
[0029] I (22〇V {1(220)+1(200)+1 (111) }>0· 13…(1)
[0030] 另外,本发明的电解铜箔在常态下X射线衍射(220)方向的衍射强度1 (220)、 (200)方向的衍射强度I (200)及(111)方向的衍射强度I (111)满足下述式(2)。
[0031] 0. 65 > 1 (220)/(1 (220)+1 (200)+1 (111)} > 0. 13......(2)
[0032] 上述本发明的电解铜箔在常态下的拉伸强度优选为450MPa以上。
[0033] 上述本发明的电解铜箔在常态下的拉伸强度优选为500MPa以上。
[0034] 上述本发明的电解铜箔用300°C实施1小时的热处理之后的拉伸强度优选为 400MPa 以上。
[0035] 上述本发明的电解铜箔在常态下的导电率优选为80% IACS以上。
[0036] 上述本发明的电解铜箔用300°C实施1小时的热处理之后的导电率优选为85% IACS以上。
[0037] 本发明的锂离子二次电池的负电极将上述本发明电解铜箔作为集电体。
[0038] 另外,本发明的锂离子二次电池装有将上述本发明电解铜箔作为集电体的负电 极。
[0039] (三)有益效果
[0040] 根据本发明,能够提供一种拉伸强度优异,即使用300°C加热1小时拉伸强度也不 那么降低且导电率良好的电解铜箔。
[0041] 另外,通过将本发明的电解铜箔用作集电体,能够提供一种循环特性提高的锂离 子二次电池的负电极、装有该电极的锂离子二次电池。
【具体实施方式】
[0042] (锂离子二次电池负极集电体用电解铜箔的构成)
[0043] 本实施方式的锂(Li)离子二次电池负极集电体用电解铜箔是构成锂离子二次电 池的负极集电体的电解铜箔。
[0044] 上述本实施方式的电解铜箔在常态下X射线衍射(220)方向的衍射强度I (220)、 (200)方向的衍射强度1(200)及(111)方向的衍射强度I(Ill)满足下述式(1)。下述式 (1)的左边为(220)方向强度比,下面也有将下述式(1)的左边记述为(220)方向强度比。
[0045] 1 (220)/(1 (220)+1 (200)+1 (111)} > 0. 13......(1)
[0046] 构成电解铜箔的铜为面心立方类的金属,在其X射线衍射光谱中,根据消光规则, 原则上不出现(100)方向及(110)方向等的偶数与奇数混合的米勒指数的方向的峰值。
[0047] 另一方面,(200)方向与(100)方向等价,另外,(220)方向与(110)方向等价。因 此,X射线衍射(220)方向的衍射强度1 (220)成为与(110)方向的面的面积相对成比例的 数值,另外,(200)方向的衍射强度1(200)成为与(100)方向的面的面积成比例的数值。
[0048] 因此,表示了 X射线衍射强度满足上述式(1)的电解铜箔,相对于不满足式子(1), 即I (220)/{1(220)+1(200)+1(111)}为0. 13以下的电解铜箔,其结晶方向根据(110)方向 来取向。
[0049] SP,表示了上述式子⑴的左边的(220)方向强度比越大则越根据(110)方向来 取向,(220)方向强度比实际上能够作为表示(110)方向强度比的数值来处理,在下述中, (110)方向强度比就作为表示上述式子(1)左边。
[0050] 特别是,若上述式子(1)的左边(220)的方向强度比,S卩(110)方向强度比如下述 (式2)所示为0. 13以上0. 65以下,则形成为与活性物质的粘合性更加优异的电解铜箔。
[0051] 0. 65 > 1 (220)/(1 (220)+1 (200)+1 (111)} > 0. 13......(2)
[0052] 对于微观活性物质的膨胀收缩,为了限制集电体的破坏,在作为多结晶组织的集 电体的结晶粒水平尺寸上需要缓和应力。
[0053] 关于铜箔,发现(110)方向的杨氏模量高于(100)方向,并低于
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