金属箔的制造方法以及金属箔制造用阴极技术

技术编号:21040620 阅读:96 留言:0更新日期:2019-05-04 09:22
本申请提供一种通过电解法在阴极的电沉积面上电沉积的金属膜的剥离容易,同时通过该金属膜的剥离而得到的金属箔的剥离面与自由面的表面粗糙度之差变小的、金属箔的制造方法以及金属箔制造用阴极。一种金属箔的制造方法,其是将通过电解法在阴极的电沉积面的表面上电沉积的金属膜剥离而形成金属箔的金属箔的制造方法,其中,使用如下电沉积面:对于钛制或钛合金制的平滑加工面通过喷射处理等被粗化处理后的粗化处理面,进行热氧化处理、阳极氧化处理(优选为一边使阳极氧化处理液移动一边进行的阳极氧化处理)、或者热氧化处理与阳极氧化处理的组合氧化处理中的任一种氧化处理,在最表层具有30nm~250nm厚度的氧化层,并具有4μm~10μm的表面粗糙度RZJIS。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属箔的制造方法以及金属箔制造用阴极
本专利技术涉及一种金属箔的制造方法以及金属箔制造用阴极。例如,涉及一种将通过电解法在金属箔制造用阴极的电沉积面的表面上电沉积的铝、铜等的金属膜剥离而形成金属箔的金属箔的制造方法、以及优选用于该金属箔的制造方法的金属箔制造用阴极。
技术介绍
近年来,能重复充电和放电、高容量、能量密度高的、以锂离子二次电池、超级电容器(双电层电容器、氧化还原电容器、锂离子电容器等)等为代表的蓄电设备的利用正在增加,与其容量、能量密度的增大有关的研发被积极地推进,今后的需求增长备受期待。这样的蓄电设备的正极集电体通常由含有储存电能的金属氧化物系粒子等正极活性物质的活性物质层、和在表面上担载该活性物质层的作为正极集电体的主体的铝箔构成。另一方面,负极集电体以铜箔为主体而构成。铝箔的制造主要通过轧制法进行。这是因为,铝的标准电极电位比氢低,难以应用适合于薄壁化的电解法,但最近通过电解法制造铝箔的研发正在推进。例如,在日本特开2015-124423号公报(专利文献1)中,公开了一种通过电解法实现的铝箔的制造方法,即,将阴极转筒表面的一部分以及与该表面对置配置的阳极构件浸渍于电解液(电镀液)中,通过在规定条件下向两极之间施加电流来使铝电沉积在阴极转筒的特定表面(以下,称为“电沉积面”)上,进而使其生长至规定厚度而形成铝膜,将该铝膜剥离而得到铝箔。此外,铜箔不限于负极集电体用,上述的通过使用阴极转筒的电解法实现的制造方法例如在日本特开2007-217787号公报(专利文献2)、日本特开2005-150265号公报(专利文献3)、日本特开2001-342589号公报(专利文献4)、日本特开平7-228996号公报(专利文献5)、或者日本特开2002-194585号公报(专利文献6)等许多文献中被公开。对于上述的使金属电沉积的阴极转筒的电沉积面,通常使用耐蚀性优异的钛等金属材料。但是,确认了:即使是钛材质的电沉积面,也会在连续使用期间因腐蚀、氧化而产生微细的凹坑,使电沉积的铜(铜膜)的剥离性恶化,对铜箔的品质带来不良影响(专利文献2~6)。有报告称:为了调整因微细的凹坑的产生而变得凸凹的电沉积面的表面形态,需要定期地进行例如抛光轮抛光、电解抛光等机械抛光、或者阳极氧化等化学处理的维护(专利文献2~6)。此外,有报告称:就电沉积面而言,若表面粗糙度过大,则会对金属的晶体生长带来影响,若表面粗糙度过小,则生长中途的金属(金属膜)会剥离(专利文献4)。此外,有报告称:为了改善电沉积面的剥离性,例如在通过阳极氧化处理形成氧化层时,优选使其表面粗糙度RZJIS为2.0μm以下(专利文献5)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2015-124423号公报专利文献2:日本特开2007-217787号公报专利文献3:日本特开2005-150265号公报专利文献4:日本特开2001-342589号公报专利文献5:日本特开平7-228996号公报专利文献6:日本特开2002-194585号公报专利文献7:日本特开平8-236120号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题对于通过上述的使用阴极转筒的电解法制造出的金属箔(电解箔)而言,从电沉积面剥离的面(剥离面)为有金属光泽的面,与电解液接触的面(自由面)为没有光泽的面,剥离面与自由面在表面形态上产生明显的差异。这是由于两个面的形成过程不同。对于金属箔的剥离面而言,被转印平滑地抛光成能容易地剥离金属膜的电沉积面的表面形态,因此,成为与该电沉积面大致同等的平滑的表面形态。此外,对于金属箔的自由面而言,电沉积的金属按晶面以不同的速度自由生长,因此,与电解液接触的表面容易成为凹凸的表面形态。在上述的应用于正极集电体的主体的铝箔中,能稳定地担载活性物质层,因此优选像上述的自由面那样呈凹凸的表面形态。但是,由于剥离面是平滑的,因此,铝箔的正面和背面的表面形态存在过大差异,恐怕会对蓄电设备的电特性带来不良影响。需要说明的是,在减小金属箔的表面形态的差异的情况下,已知有将比自由面平滑的金属箔的剥离面适度地粗面化的方法,但其问题点也被指出(例如专利文献7)。因此,不是对金属箔进行粗化处理的方法,而是为了将金属箔的剥离面形成为与自由面同等程度的凹凸的表面形态,尝试了应用进行了粗抛光的电沉积面、通过电镀处理散布有金属粒子的电沉积面、通过蚀刻处理散布有凹坑的电沉积面、或者进行了喷射处理(blasting)的电沉积面等。但是,在金属电沉积并生长为规定厚度的金属膜的期间,产生了裂纹、断裂。或者,产生了形成为规定厚度的金属膜无法从粗化后的电沉积面完整地剥离的问题。需要说明的是,在未完整地剥离的金属箔片的剥离面确认到在自由面观察不到的抛光痕迹等痕迹。本专利技术的目的在于提供一种在阴极的电沉积面上电沉积的金属(金属膜)的剥离容易,同时通过该金属膜的剥离而得到的金属箔的剥离面与自由面的表面粗糙度之差变小的、金属箔的制造方法以及金属箔制造用阴极。用于解决问题的方案对上述的金属膜从阴极的粗化处理后的电沉积面的剥离性的问题进行研究,发现了如下事实,从而想到了本专利技术:通过采用在对作为电沉积面的钛材质的平滑加工面进行粗化处理后积极地进行氧化处理的方式,金属膜从电沉积面的剥离容易,同时通过该剥离而得到的金属箔的剥离面与自由面的表面粗糙度之差变小。即,本专利技术的金属箔的制造方法是将通过电解法在阴极的电沉积面的表面上电沉积的金属膜剥离而形成金属箔的金属箔的制造方法,其中,使用如下电沉积面:对于钛制或钛合金制的平滑加工面被粗化处理后的粗化处理面,进行热氧化处理、阳极氧化处理、或者热氧化处理与阳极氧化处理的组合氧化处理中的任一种氧化处理,在最表层具有30nm~250nm厚度的氧化层,并具有4μm~10μm的表面粗糙度RZJIS。优选的是,所述氧化处理是阳极氧化处理,该阳极氧化处理是一边使与所述粗化处理面接触的阳极氧化处理液移动,一边进行的。优选的是,所述阳极氧化处理是通过赋予液流的方式、施加超声波的方式、或者赋予液流的方式与施加超声波的方式组合而成的方式中的任一种方式,一边使与所述粗化处理面接触的阳极氧化处理液移动,一边进行的。可以是,作为所述氧化处理的预处理,进行浸渍于碱性溶液中的处理、浸渍于强酸性溶液中的处理、或者浸渍于碱溶液中与浸渍于强酸性溶液中组合而成的处理中的任一种处理。优选的是,所述粗化处理是喷射处理。优选的是,使用如下电沉积面:在所述阴极的宽度方向上,中央部具有4μm~10μm的表面粗糙度RZJIS,所述中央部的两侧的邻接部具有2.5μm以下的表面粗糙度RZJIS。优选的是,使用如下电沉积面:所述邻接部各自的宽度与所述中央部的宽度的比率为0.1%~10%。需要说明的是,本专利技术中的表面粗糙度RZJIS是十点平均粗糙度,参照JIS-B0601:2013(表C2等)。优选用于上述的本专利技术的金属箔的制造方法的金属箔制造用阴极是用于将通过电解法在阴极的电沉积面的表面上电沉积的金属膜剥离而形成金属箔的钛制或钛合金制的阴极,其中,所述电沉积面在最表层具有30nm~250nm厚度的氧化层,并具有4μm~10μm的表面粗糙度RZJIS。优选的是,在所述阴极的宽度方向上,所述电沉积面具备:中央部,具有4μm~10μm的表面粗本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种金属箔的制造方法,其是将通过电解法在阴极的电沉积面的表面上电沉积的金属膜剥离而形成金属箔的金属箔的制造方法,其中,使用如下电沉积面:对于钛制或钛合金制的平滑加工面被粗化处理后的粗化处理面,进行热氧化处理、阳极氧化处理、或者热氧化处理与阳极氧化处理的组合氧化处理中的任一种氧化处理,在最表层具有30nm~250nm厚度的氧化层,并具有4μm~10μm的表面粗糙度RZJIS。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.25 JP 2017-0109821.一种金属箔的制造方法,其是将通过电解法在阴极的电沉积面的表面上电沉积的金属膜剥离而形成金属箔的金属箔的制造方法,其中,使用如下电沉积面:对于钛制或钛合金制的平滑加工面被粗化处理后的粗化处理面,进行热氧化处理、阳极氧化处理、或者热氧化处理与阳极氧化处理的组合氧化处理中的任一种氧化处理,在最表层具有30nm~250nm厚度的氧化层,并具有4μm~10μm的表面粗糙度RZJIS。2.根据权利要求1所述的金属箔的制造方法,其中,所述氧化处理是阳极氧化处理,该阳极氧化处理是一边使与所述粗化处理面接触的阳极氧化处理液移动,一边进行的。3.根据权利要求2所述的金属箔的制造方法,其中,所述阳极氧化处理是通过赋予液流的方式、施加超声波的方式、或者赋予液流的方式与施加超声波的方式组合而成的方式中的任一种方式,一边使与所述粗化处理面接触的阳极氧化处理液移动,一边进行的。4.根据权利要求1至3中任一项所述的金属箔的制造方法,其中,作为所述氧化处理的预处理,进行浸渍于碱性溶液中的处理、浸渍于强酸性溶液中的处理、或者浸渍于碱溶液中的处理与浸渍于强酸性...

【专利技术属性】
技术研发人员:松田纯一冈本笃志
申请(专利权)人:日立金属株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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