本发明专利技术的目的是提供一种锂离子充电电池、该充电电池用电极及构成该电极的电解铜箔，所述锂离子充电电池使用了在集电体上沉积活性物质的负电极，该锂离子充电电池中，集电体上不产生皱纹，另外也不会发生集电体断裂，活性物质与集电体的贴附力高，能够维持长期稳定的性能。锂离子充电电池用电解铜箔，是通过基于电镀的粗化处理，在未处理铜箔的两个表面上，设置粒径为0.1μm~3μm的铜或铜合金的粗化面处理层，该两个表面的粗化面处理层的表面粗糙度Rz为1.0~5μm且Ra为0.25~0.7μm，表面与背面的粗糙度Rz的差为3μm以内且Ra的差为0.3μm以内。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电解铜箔。另外，本专利技术涉及一种锂离子充电电池、该充电电池中使用的电极，及构成该电极集电体的锂充电电池集电体用电解铜箔，所述锂离子充电电池具有正极、负极及非水电解质，所述负极为在表面形成凹凸状的负极集电体的表面上，形成负极活性物质层而成。
技术介绍
目前，具有正极、下述负极及非水电解质的锂离子充电电池被用在移动电话、笔记本电脑等中，所述负极为在由表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，并进一步加压而成。该锂离子充电电池的负极，使用在通过电解制得的所谓“未处理电解铜箔”上实施了防锈处理的产品。作为所述锂离子充电电池用负极集电体，使用光泽面与粗糙面之间(铜箔的两面)表面粗糙度的差小的铜箔，抑制电池的充放电效率下降(参见专利文献I)。如上述的光泽面与粗糙面之间表面粗糙度的差小的铜箔，是通过在电解液中适当选择并添加各种水溶性高分子物质、各种表面活性剂、各种有机硫类化合物、氯离子等而制得的。例如，公开有使用在电解液中添加具有巯基的化合物、氯离子、分子量为10000以下的低分子量胶及高分子多糖类的溶液制备电解铜箔的制备方法(参见专利文献2)。以上述制备方法制得的电解铜箔，在该铜箔的表面上涂布碳粒子，并加压形成负电极。但是近年来，以锂离子充电电池的高容量化为目的，提出有在粉末(初级粒子)状态下使用充电时电化学地与锂形成合金的锗、硅、锡等作为负极活性物质的锂离子充电电池(参见专利文献3)。以高容量化为目的的锂离子充电电池用电极(负极)，是在铜箔等的集电体上，通过CVD法或溅射法，沉积例如硅作为非晶质硅薄膜或微晶硅薄膜而成。并发现由于以这种方法制得的活性物质薄膜层贴附在集电体上，因此显示出良好的充放电循环特性(参见专利文献4)。另外，近来，也开发出以有机溶剂将硅粉与酰亚胺类粘合剂一起作成浆状，并涂布在铜箔上，干燥、加压形成电极的方法。但是已指出这样的粉末状硅或锡等物质一般粒径较小，为O. Γ3 μ m，难于以均匀的厚度及优异的贴附力涂布在负极集电体上，在涂布性方面存在缺陷。考虑上述指出的缺陷，专利文献6、7公开了改善活性物质的方案。S卩，在专利文献6中公开有以在晶体碳初级粒子的表面上涂布无定形碳而成的二级粒子构成碳类活性物质。另外，在专利文献7中提出混合硅、锡、铜并熔融形成合金后粉碎，将碳与其复合成二级粒子，由该二级粒子构成活性物质。由二级粒子构成的活性物质是在初级活性物质中精密混合增稠剂、导电助剂及粘合剂(粘结剂)，通过喷雾干燥法进行造粒，形成一个初级粒子的集合体。这种二级粒子的特征是，由于混合有粘结剂、增稠剂或者导电助剂，初级粒子的膨胀发生在集合体(二级粒子)中，由于在集合体(二级粒子)中被吸收，因此体积变化小。通过采用这样的二级粒子作为活性物质(后述)，能够抑制在充放电作用中活性物质微细化，集电功能下降的现象。但是，在专利文献6、7等中，没有对适合二次加工的活性物质的集电体进行详细研究，即没有对铜箔进行详细研究。这些二次加工活性物质的粒子形状越大，涂布工序越容易，但由于增加有用来形成二级粒子的复杂工序，因此具有生产率差的缺点。在锂离子充电电池用电极中，采用例 如硅活性物质时，在电池充电时，由于活性物质吸收锂离子，其体积最大膨胀约4倍，放电时释放锂离子而收缩。因此可以观察到随着充放电，活性物质层的体积膨胀及收缩，导致活性物质发生微粉化，从集电体上剥离的现象。另外，由于该活性物质层与集电体贴附，如果因反复充放电活性物质层的体积膨胀及收缩，则存在大的应力作用于集电体上的问题。如果在电池内收纳膨胀及收缩大的电极，在反复多次充放电时，集电体也随之伸缩，因此会产生褶皱。为了允许褶皱的产生，电极在电池内所占的体积需要具有富余，产生单位体积的能量密度(或充放电容量)下降的问题。另外，为了提高单位体积的能量密度(或充放电容量)，则没有集电体伸缩的富余空间，产生集电体断裂而无法维持稳定的电池性能的问题。现有技术文献专利文献I :日本专利第3742144号公报专利文献2 :日本专利第3313277号公报专利文献3 日本特开平10-255768号公报专利文献4 日本特开2002-083594号公报专利文献5 日本特公昭53-39376号公报专利文献6 :日本特开平11-354122号公报专利文献7 :日本特开2007-165061号公报
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题如上所述，在锂离子充电电池用负电极中，使用以初级粒子状态沉积以硅、锗或锡为主要成分的活性物质的集电体的情况下，伴随充放电反应，活性物质的体积发生膨胀、收缩，作用于集电体上的应力大，在集电体上产生褶皱等变形。并且，如果反复多次充放电，会产生作为集电体的箔发生断裂的问题。如果集电体上产生褶皱等变形，电池内负电极所占的体积增大,单位体积的能量密度下降。另外，如果在集电体上发生断裂，则无法维持长期稳定的电池性能。另外，由如硅或锡的初级粒子构成的活性物质，由于粒径小，形成浆状涂布在负极集电体上时，难以厚度均匀且贴附力良好地涂布。特别是当集电体的表面与背面的表面粗糙度之差大时，更难以厚度均匀地将活性物质涂布在表里两面，因此对电池的输出特性及循环特性造成不利影响。本专利技术的目的是提供一种锂离子充电电池，其使用在集电体上沉积例如以硅、锗或锡为主要成分的活性物质形成的负电极，该锂离子充电电池不会在集电体上产生褶皱，另外也不会引起集电体断裂，活性物质与集电体的贴附力大，能够维持长期稳定的性能；本专利技术的目的还在于提供一种充电电池用电极及构成该电极集电体的电解铜箔，所述充电电池用电极不将硅、锗或锡加工成二级粒子，或者即使对于加工成二级粒子的活性物质也可发挥优异的效果。解决技术问题的技术手段本专利技术的电解铜箔，通过基于电镀的粗化处理，在未处理铜箔的两个表面上，设置粒径为3μπι以下的铜或铜合金的凹凸粗化面处理层，该两个表面的凹凸粗化面处理层的表面粗糙度Rz为I. (Γ5 μ m，或Ra为O. 25 0· 7 μ m,表面与背面的粗糙度Rz之差为3 μ m以·内，或Ra之差为O. 3 μ m以内。所述未处理铜箔，优选由颗粒状晶体构成的铜箔。所述粗化处理的铜合金，优选以Cu为主要成分，并含有Mo、Fe、Ni、Co、W、As、Zn中一种以上的合金。本专利技术的锂离子充电电池用电解铜箔，是通过基于电镀的粗化处理，在未处理铜箔的两个表面上设置粒径为3 μ m以下的铜或铜合金的凹凸粗化面处理层，该两个表面的凹凸粗化面处理层的表面粗糙度Rz为I. 0 5 μ m，或Ra为O. 25、· 7 μ m,表面与背面的粗糙度Rz之差为3 μ m以内，或Ra之差为O. 3 μ m以内。另外，本专利技术的锂离子充电电池用电解铜箔，其特征在于，通过基于电镀的粗化处理，在未处理铜箔的两个表面上设置粒径为3μπι以下的铜或铜合金的凹凸粗化面处理层，该两个凹凸粗化面处理层的表面粗糙度Rz为I. (Γ5 μ m，或Ra为O. 25、· 7 μ m,表面与背面的粗糙度Rz之差为3 μ m以内，或Ra之差为O. 3 μ m以内，所述凹凸粗化面的相邻凸状前端的间距比锂离子充电电池的初级粒子的平均粒径大，并且比锂离子充电电池电极用活性物质的平均粒径小或者相等。所述粗化处理后的表面积比优选2飞倍本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：筱崎健作，铃木昭利，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，
类型：
国别省市：
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