JP3742144B2 - 非水電解液二次電池及び非水電解液二次電池用の平面状集電体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面状集電体の表面に電極構成物質層が形成されてなる電極を備える非水電解液二次電池に関し、特に平面状集電体の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子技術のめざましい進歩により、電子機器の小型化、軽量化、高性能化が進み、これら電子機器には、エネルギー密度の高い二次電池が要求されている。従来、これら電子機器に使用される二次電池としてニッケル・カドミウム電池や鉛電池などが挙げられるが、これら電池では、エネルギー密度が高い電池を得るという点で不十分であった。
【０００３】
このような状況下で、正極としてリチウムコバルト複合酸化物などのリチウム複合酸化物を使用し、負極として炭素材料などのようなリチウムイオンをドープ及び脱ドープ可能な物質を使用した非水電解液二次電池、いわゆるリチウムイオン二次電池の研究・開発が行われている。このリチウムイオン二次電池は、高エネルギー密度を有し、自己放電も少なく、サイクル特性に優れ、かつ軽量という優れた特性を有する。
【０００４】
ところで、上記リチウムイオン二次電池の集電体としては、一般に金属箔が使用されている。特に、銅からなる金属箔は、リチウム金属と合金を形成しない、電気伝導性が良い、低コストといった特徴を有するため、負極集電体として多用されている。この銅箔には、一般に、銅板を機械的にローラ圧延した、いわゆる厚み１０〜３０μｍの圧延銅箔が使用されている。しかしながら、圧延銅箔は、圧延装置のサイズの規制から、幅の広いものを得るのが難しい。
【０００５】
一方、銅の電解析出によって形成される、いわゆる電解銅箔は、圧延銅箔に比べ比較的幅の広いものも容易に得られる。また、この電解銅箔をリチウムイオン二次電池の負極集電体に使用した場合には、生産性が飛躍的に向上し、電池生産のコストを大幅に下げることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、市販の電解銅箔を負極集電体に使用したリチウムイオン二次電池においては、電池特性、特に充放電でのサイクル特性が悪く、使用することができなかった。
【０００７】
そこで、本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、上述した問題は、電解金属箔の一方の主面に大きな凹凸が形成されて、電解金属箔の両主面の表面粗さの差が大きすぎるために生じていることがわかった。
【０００８】
これまで電解金属箔は、一般にその用途が主にプリント基板、フレキシブル基板であり、プラスチックとの密着性を良くするために（アンカー効果をねらうために）、その主面に大きな凹凸を形成していた。そのため、この電解金属箔を非水電解液二次電池の集電体に用いた場合には、活物質表面に沿った変形が十分に起こらないため、活物質と集電体の接触が悪く、容量の劣化やサイクル特性の低下が生じていた。
【０００９】
本発明は、上述のような問題点を解決するために提案されたものであり、活物質表面に沿って集電体が十分に変形し、活物質と集電体の接触性を良好に保って、充放電サイクルに優れた安価な非水電解液二次電池及び非水電解液二次電池用の平面状集電体を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る非水電解液二次電池は、平面状集電体の表面に電極構成物質層が形成されてなる正極及び負極を備える非水電解液二次電池において、負極の平面状集電体が、銅を電解析出して形成される電解銅箔からなり、上記電解銅箔が、マット面の表面粗さが１０点平均粗さにして３．０μｍより小さく、このマット面と反対側の光沢面との表面粗さとの差が１０点平均粗さにして２．５μｍより小さいことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、非水電解液二次電池の負極を構成する平面状集電体であって、当該平面状集電体が、銅を電解析出して形成される電解銅箔からなり、上記電解銅箔が、マット面の表面粗さが１０点平均粗さにして３．０μｍより小さく、このマット面と反対側の光沢面との表面粗さとの差が１０点平均粗さにして２．５μｍより小さいことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る非水電解液二次電池においては、上記平面状集電体の負極に、銅の電解析出から形成される電解銅箔を用いたことから、製造上の大きさの制約がなく、電池生産のコストを下げることができる。
また、本発明に係る非水電解液二次電池においては、集電体である電解銅箔のマット面の表面粗さが１０点平均粗さにして３．０μｍより小さく、このマット面と反対側の光沢面との表面粗さとの差が１０点平均粗さにして２．５μｍより小さいことから、集電体と活物質との接触性が良く、電気伝導度が大きくなって、充放電サイクルに優れたものとなる。
【００１３】
一般に、平面状集電体の表面に電極構成物質層が形成されてなる電極は、活物質とバインダーとを含有する電極構成物質層が集電体の表面に塗布され、その後ロール圧延等でプレスされて作製される。このプレス工程は、電極を所定の密度に圧縮する作用と、適切な導電性を有するように活物質粒子間を接近させる作用とを有する。プレス工程を経た電極は、活物質粒子間、及び活物質と集電体との接触性が良くなり、電気伝導度が大きくなる。
【００１４】
さらに、十分な電池特性を得るには、活物質粒子間、及び活物質と集電体の距離を小さくすると共に、集電体の形状が活物質表面の形状に沿って変形することが重要である。活物質表面に沿って集電体が変形した場合には、活物質と集電体との接触性がさらに良くなり、電気伝導度がさらに大きくなり、望ましい電池特性が得られる。
【００１５】
しかし、活物質表面に沿って集電体が変形しない場合には、活物質と集電体の接触部分が少なくなり、電気伝導度が小さい。また、集電体表面の凹凸が大きい場合には、活物質と集電体の接触点も少ない。このような接触抵抗が大きい電極は、充放電を繰り返すと、活物質の充放電に伴う膨張収縮によるストレスや、接着剤であるバインダーの電解液への溶解などによって、集電体と活物質との距離が段々と大きくなり、一部の活物質が充放電に利用できない電気伝導度になって容量の劣化が起きる。
【００１６】
したがって、この電解銅箔のマット面の表面粗さが１０点平均粗さにして３．０μｍより大きい場合、或いは光沢面との表面粗さとの差が１０点平均粗さにして２．５μｍより大きい場合には、活物質が負極集電体に塗布されてプレスされる際に、集電体が活物質の表面に沿った変形が十分起こらず、また、表面の凹凸が大きいために活物質との接触点が少なく、充放電に伴って容量の劣化が起きて十分な電池特性が得られない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明に係る非水電解液二次電池は、平面状集電体の表面に電極構成物質層が形成されてなる電極を備えて構成され、上記平面状集電体の少なくとも負極が銅の電解析出から形成される電解銅箔からなる。そして、この電解銅箔は、一方の主面であるマット面の表面粗さが１０点平均粗さにして３．０μｍより小さく、このマット面とは反対側の他方の主面である光沢面との表面粗さとの差が１０点平均粗さにして２．５μｍより小さく形成される。
【００１８】
なお、一般に、電解銅箔は、銅を主成分とする溶液を電解液とし、回転ドラムを電極として、ドラム表面に形成される。この時、形成された電解銅箔は、ドラム側の主面を光沢面と称し、電解液側のもう一方の主面をマット面と称す。
【００１９】
上記電解銅箔は、表面の凹凸が小さく、マット面と光沢面との表面粗さの差が小さいため、プレス工程時に活物質表面に沿った変形が十分に起こり、活物質との接触性が良好に保たれる。
【００２０】
なお、上述する表面粗さは、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１において、１０点平均線粗さ（ＲZ）についての定義がなされている。１０点平均粗さ（ＲZ）は、図１に示すように、断面曲線から基準長さＬだけだけ抜き取った部分の平均線から縦倍率の方向に測定した、最も高い山頂から５番目までの山頂の標高（Ｙp）の絶対値の平均値（｜Ｙp1＋Ｙp2＋Ｙp3＋Ｙp4＋Ｙp5｜／５）と、最も低い谷底から５番目までの谷底の標高（Ｙv）の絶対値の平均値（｜Ｙv1＋Ｙv2＋Ｙv3＋Ｙv4＋Ｙv5｜／５）との和を求めたものである。
【００２１】
本発明は、電池を構成する物質について特に限定するものではないが、正極が少なくともリチウムを含む金属酸化物からなり、負極がリチウムをドープ及び脱ドープ可能な負極とからなるようないわゆるリチウムイオン二次電池において好適である。
【００２２】
また、本発明に係るリチウムイオン二次電池に用いられる負極集電体には、電解銅箔が用いられる。電解銅箔は、リチウム金属と合金を形成することがなく、電気伝導性が良く、低コストで生産できるなどの種々の利点を有している。
【００２３】
上記電解銅箔の少なくとも一方の面には、銅箔の酸化を抑制するために、防錆被膜が被覆されていてもよい。また、上記電解銅箔の少なくとも一方の面には、銅箔表面と活物質との吸着性を向上させるために、シランカップリング剤からなる膜が被覆されていてもよい。
【００２４】
なお、上記リチウムイオン二次電池において、正極活物質としては、ＬｉxＭＯ2（但し、Ｍは、１種類以上の遷移金属を表す。ｘは、リチウムの組成比である。）を含んだ活物質が使用可能である。かかる活物質としては、ＬｉxＣｏＯ2、ＬｉxＮｉＯ2、ＬｉxＭｎ2Ｏ4、ＬｉxＭｎＯ3、ＬｉxＮｉyＣｏ(1ーy)Ｏ2などの複合酸化物が挙げられる。
【００２５】
上記複合酸化物は、例えば、リチウム、コバルト、ニッケルの炭酸塩を出発原料とし、これら炭酸塩を組成に応じて混合し、酸素存在雰囲気下６００℃〜１０００℃の温度範囲で焼成することにより得られる。また、出発原料は、炭酸塩に限定されず、水酸化物、酸化物からも同様に合成可能である。
【００２６】
一方、負極活物質としては、リチウムをドープ及び脱ドープ可能なものであれば良く、熱分解炭素類、コークス類（ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークスなど）、グラファイト類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体（フェノール樹脂、フラン樹脂などを適当な温度で焼成し炭素化したもの）、炭素繊維、活性炭などの炭素質材料、あるいは、金属リチウム、リチウム合金（例えば、リチウム−アルミ合金）の他、ポリアセチレン、ポリピロールなどのポリマーも使用可能である。
【００２７】
電解液には、リチウム塩を電解質とし、これを有機溶媒に溶解させた電解液が用いられる。ここで有機溶媒としては、特に限定されるものではないが、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、スルホラン、アセトニトリル、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネートなどの単独もしくは２種類以上の混合溶媒の使用が可能である。
【００２８】
電解質には、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＣＨ3ＳＯ3Ｌｉ、ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉなどの使用が可能である。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明を適用した非水電解液二次電池について、好適な実施例を図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、本実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。
【００３０】
実施例１
本実施例で作製したリチウムイオン二次電池は、図２に示すように、正極集電体１に正極活物質２を塗布してなる正極３と、負極集電体４に負極活物質５を塗布してなる負極６とから構成される。そして、この非水電解液二次電池は、正極３、セパレータ７、負極６、セパレータ７をこの順に積層して積層電極体とし、この積層電極体を多数回巻回されてなる渦巻式電極体の上下に絶縁体８、９を配置した状態で電池缶１０に収納してなるものである。
【００３１】
先ず始めに、電解銅箔からなる負極集電体４は、次のようにして作製した。組成１で示される硫酸銅溶液を電解液として、貴金属酸化物被覆チタンを陽極に、チタン製回転ドラムを陰極として、電流密度５０Ａ／ｄｍ２、液温５０℃の条件で電解することによって、厚み１２μｍの電解銅箔を得た。この電解銅箔の表面粗さについては、後述する測定法により測定し、表１に示した。
【００３２】
（組成１）
硫酸銅（ＣｕＳＯ4・５Ｈ2Ｏ） ３５０ｇ／ｌ
硫酸（Ｈ2ＳＯ4） １１０ｇ／ｌ
チオ尿素 ０．４ｐｐｍ
アラビアゴム ０．８ｐｐｍ
低分子量膠（分子量５０００） ０．４ｐｐｍ
Ｃｌ- ３０ｐｐｍ
次いで、この電解銅箔をＣｒＯ3；１ｇ／ｌ水溶液に５秒間浸漬して、クロメート処理を施し、水洗後乾燥させた。なお、ここでは、クロメート処理を行ったが、ベンゾトリアゾール系処理、或いはシランカップリング剤処理、又はクロメート処理後にシランカップリング剤処理を行ってもよいことは勿論である。
【００３３】
そして、負極６は次のようにして作製した。負極活物質５としては、出発原料として石油ピッチを用い、これを焼成して粗粒状のピッチコークスを得た。この粗粒状ピッチコークスを粉砕して平均粒径２０μｍの粉末とし、この粉末を不活性ガス中、１０００℃にて焼成して不純物を除去し、コークス材料粉末を得た。
【００３４】
このようにして得られたコークス材料粉末を９０重量部、結着材としてポリフッ化ビニリデンを１０重量部の割合で混合して負極合剤を調整した。次いで、この負極合剤を溶剤であるＮ−メチルピロリドンに分散させてスラリーにした。そして、このスラリーを上述した厚さ１２μｍの帯状の電解銅箔である負極集電体４の両面に塗布し、乾燥後ローラプレス機で圧縮形成して、帯状負極６を得た。この帯状負極６は、成形後の負極合剤の膜厚が両面共に９０μｍで同一であり、その幅が５５．６ｍｍ、長さが５５１．５ｍｍに形成される。
【００３５】
次に、正極３は、次にようにして作製した。正極活物質（ＬｉＣｏＯ2）２は、炭酸リチウム０．５モルと炭酸コバルト１モルと混合し、空気中で９００℃、５時間焼成してＬｉＣｏＯ2を得た。
【００３６】
このようにして得られた正極活物質（ＬｉＣｏＯ2）２を９１重量％、導電剤としてグラファイトを６重量％、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを３重量％の割合で混合して正極合材を作製し、これをＮ−メチル−２ピロリドンに分散してスラリー状とした。次に、このスラリーを厚み２０μｍの帯状のアルミニウムからなる正極集電体の両面に均一に塗布し、乾燥後ローラープレス機で圧縮成形して厚み１６０μｍの帯状正極３を得た。この帯状正極３は、成形後の正極合剤の膜厚が表面共に７０μｍであり、その幅が５３．６ｍｍ、長さが５２３．５ｍｍに形成される。
【００３７】
このようにして作製された帯状正極３と、帯状負極６と、厚さが２５μｍ、幅が５８．１ｍｍの微多孔性ポリプロピレンフィルムよりなるセパレータ７とを、上述したように積層し、これを積層電極体とした。この積層電極体は、その長さ方向に沿って負極６を内側にして渦巻型に多数回巻回され、最外周セパレータの最終端部をテープで固定されて、渦巻式電極体となる。この渦巻式電極体の中空部分は、その内径が、３．５ｍｍ、外形が１７ｍｍに形成される。
【００３８】
上述のように作製された渦巻式電極体を、その上下両面に絶縁板８、９が設置された状態で、ニッケルメッキが施された鉄製の電池缶１０に収納した。そして、正極３及び負極６の集電を行うために、アルミニウム製の正極リード１３を正極集電体１から導出して電池蓋１１に接続し、ニッケル製の負極リード１４を負極集電体４から導出して電池缶１０に接続した。
【００３９】
そして、この渦巻式電極体が収納された電池缶１０に、プロピレンカーボネイトとジエチルカーボネイトとの等容量混合溶媒中にＬｉＰＦ6を１モル／ｌの割合で溶解した非水電解液５．０ｇを注入した。次いで、アスファルトで表面を塗布された絶縁封口ガスケット１２を介して電池缶１０をかしめることにより、電池蓋１１を固定し、電池缶１０内の気密性を保持させた。
【００４０】
以上のようにして、直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの円筒形非水電解液二次電池（実施例１）を作製した。
【００４１】
実施例２
先ず始めに、電解銅箔からなる負極集電体４は次のようにして作製した。組成２で示される硫酸銅溶液を電解液として、貴金属酸化物被覆チタンを陽極に、チタン製回転ドラムを陰極として、電流密度５０Ａ／ｄｍ２、液温５０℃の条件で電解することによって、厚み１２μｍの電解銅箔を作成し、この電解箔にクロメート処理を行った。なお、この電解銅箔の表面粗さについては、後述する測定方法により測定し、表１に示した。
【００４２】
（組成２）
硫酸銅（ＣｕＳＯ4・５Ｈ2Ｏ） ３５０ｇ／ｌ
硫酸（Ｈ2ＳＯ4） １１０ｇ／ｌ
１−メルカプト３−プロパンスルホン酸ナトリウム １ｐｐｍ
ヒドロキシエチルセルロース ４ｐｐｍ
低分子量膠（分子量３０００） ４ｐｐｍ
Ｃｌ- ３０ｐｐｍ
上述した電解金属箔を使用した以外は、実施例１と同様にして円筒形非水電解液二次電池（実施例２）を作製した。
【００４３】
実施例３
先ず始めに、電解銅箔からなる負極集電体４は次のようにして作製した。組成３で示される硫酸銅溶液を電解液として、貴金属酸化物被覆チタンを陽極に、チタン製回転ドラムを陰極として、電流密度５０Ａ／ｄｍ2、液温５８℃の条件で電解することによって、厚み９μｍの電解銅箔を得た。
【００４４】
（組成３）
硫酸銅（ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ） ３５０ｇ／ｌ
硫酸（Ｈ２ＳＯ４） １１０ｇ／ｌ
膠（分子量６００００） ２ｐｐｍ
Ｃｌ− ３０ｐｐｍ
この電解銅箔の表面粗さは、後述する測定方法により測定した結果、光沢面がＲＺ＝２．００μｍ、マット面がＲＺ＝３．５２μｍであった。
【００４５】
次いで、この電解銅箔に、組成４で示される電解液からなる銅電解浴を用いて、電流密度６Ａ／ｄｍ２、液温５８℃でマット面に光沢銅メッキを施し、この電解銅箔の表面粗さを後述する測定方法により測定し、表１に示した。なお、本発明では、マット面に光沢銅メッキを施した面もマット面と表現する。そして、この銅メッキが施された電解銅箔に同様にクロメート処理を施した。
【００４６】
（組成４）
硫酸銅（ＣｕＳＯ4・５Ｈ2Ｏ） ２４０ｇ／ｌ
硫酸（Ｈ2ＳＯ4） ６０ｇ／ｌ
膠 ２ｐｐｍ
日本シェーリング（株）製カバシラド２１０
メイキャップ剤 １０ｃｃ／ｌ
光沢剤（Ａ） ０．５ｃｃ／ｌ
光沢剤（Ｂ） 補充にのみ使用
Ｃｌ- ３０ｐｐｍ
光沢剤の補充は、電流量１０００Ａｈに対して光沢剤（Ａ）及び光沢剤（Ｂ）を各々３００ｃｃ添加した。
【００４７】
上述した電解銅箔を使用した以外は、実施例１と同様にして円筒形非水電解液二次電池（実施例３）を作製した。
【００４８】
比較例１
先ず始めに、電解銅箔からなる負極集電体４は次のようにして作製した。組成５で示される硫酸銅溶液を電解液として、貴金属酸化物被覆チタンを陽極に、チタン製回転ドラムを陰極として、電流密度５０Ａ／ｄｍ２、液温５８℃の条件で電解することによって、厚み１２μｍの電解銅箔を作成し、この電解銅箔の表面粗さを後述する測定方法により測定し、表１に示した。そして、この電解銅箔にクロメート処理を行った。
【００４９】
（組成５）
硫酸銅（ＣｕＳＯ4・５Ｈ2Ｏ） ３５０ｇ／ｌ
硫酸（Ｈ2ＳＯ4） １１０ｇ／ｌ
膠 ２ｐｐｍ
Ｃｌ- ３０ｐｐｍ
上述した電解銅箔を使用した以外は、実施例１と同様にして円筒形非水電解液二次電池（比較例１）を作製した。
【００５０】
そして、実施例１〜実施例３及び比較例１で得られた電解銅箔において、その表面粗さ（１０点平均粗さＲZ）を表面粗さ計（株式会社小坂研究所製ＳＥ−３Ｃ型）で調べた。この結果を表１に示す。なお、光沢面の表面粗さを測定する際には、基準長さＬを０．８ｍｍとし、マット面の表面粗さを測定する際には、基準長さＬを２．５ｍｍとした。
【００５１】
【表１】
【００５２】
また、それぞれの電解銅箔を負極集電体に用いた実施例１〜実施例３及び比較例１の円筒形非水電解液二次電池について、１００サイクル後の容量維持率を調べた。その結果を図３、図４及び表２に示す。
【００５３】
さらに、それぞれの電解銅箔を負極集電体に用いた実施例１〜実施例３及び比較例１の円筒形非水電解液二次電池について、１００サイクル前後のインピーダンスの変化を調べた。その結果を図５、図６及び表２に示す。
【００５４】
【表２】
【００５５】
図３、図５及び表２に示すように、マット面の表面粗さが３μｍ以上になると容量維持率が大幅に低下し、インピーダンスの変化が大きくなるため、マット面の表面粗さは、３μｍ未満が好ましい。また、図４及び図６に示すように、マット面と光沢面との表面粗さの差が大きくなるほど容量維持率が低くなり、インピーダンスが大きくなっている。このことから、マット面と光沢面との表面粗さの差は、２．５μｍ未満であることが好ましい。
【００５６】
また、電解銅箔のマット面の粗さは、実施例１及び実施例２のように、最初の電解条件によって規制してもよいし、実施例３のように、銅メッキを後から施して規制してもよい。
【００５７】
以上のことから、上述した非水電解液二次電池においては、圧延銅箔に比べ製造上大きさの制約がなく、生産性が高い電解銅箔を負極集電体に用いていることから、生産性が向上し、電池生産コストを大幅に下げることができる。
【００５８】
さらに、上述した非水電解液二次電池においては、集電体である電解銅箔の一方の面であるマット面の表面粗さが３．０μｍより小さく、光沢面とマット面との表面粗さとの差が２．５μｍより小さいことから、集電体と活物質との接触性が良く、電気伝導度が大きくなって、充放電サイクルに優れたものとなる。
【００５９】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明に係る非水電解液二次電池は、集電体に銅を電解析出して形成される電解銅箔を用いてなることから、電池の生産性を向上させ、電池生産のコストを下げることができる。
【００６０】
また、この電解銅箔は、一方の面であるマット面の表面粗さが１０点平均粗さにして３．０μｍより小さく、このマット面と反対側の光沢面との表面粗さとの差が１０点平均粗さにして２．５μｍより小さく形成される。このことから、本発明に係る非水電解液二次電池においては、集電体と活物質との接触性が良く、電気伝導度が大きくなって、充放電サイクルに優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】１０点平均粗さ（ＲZ）の定義を説明するための断面図である。
【図２】本発明を適用した円筒形非水電解液二次電池の概略断面図である。
【図３】上記円筒形非水電解液二次電池において、電解銅箔のマット面の表面粗さと容量維持率との関係を示す特性図である。
【図４】上記円筒形非水電解液二次電池において、電解銅箔のマット面と光沢面との表面粗さの差と、容量維持率との関係を示す特性図である。
【図５】上記円筒形非水電解液二次電池において、電解銅箔のマット面の表面粗さと１００サイクル後のインピーダンスとの関係を示す特性図である。
【図６】上記円筒形非水電解液二次電池において、電解銅箔のマット面と光沢面との表面粗さの差と、１００サイクル後のインピーダンスとの関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１ 正極集電体、２ 正極活物質、３ 正極、４ 負極集電体、５ 負極活物質、６ 負極、７ セパレータ、８ 絶縁体、９ 絶縁体、１０ 電池缶、１１ 電池蓋、１２ 絶縁封口ガスケット、１３ 正極リード、１４ 負極リード、
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面状集電体の表面に電極構成物質層が形成されてなる電極を備える非水電解液二次電池に関し、特に平面状集電体の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子技術のめざましい進歩により、電子機器の小型化、軽量化、高性能化が進み、これら電子機器には、エネルギー密度の高い二次電池が要求されている。従来、これら電子機器に使用される二次電池としてニッケル・カドミウム電池や鉛電池などが挙げられるが、これら電池では、エネルギー密度が高い電池を得るという点で不十分であった。
【０００３】
このような状況下で、正極としてリチウムコバルト複合酸化物などのリチウム複合酸化物を使用し、負極として炭素材料などのようなリチウムイオンをドープ及び脱ドープ可能な物質を使用した非水電解液二次電池、いわゆるリチウムイオン二次電池の研究・開発が行われている。このリチウムイオン二次電池は、高エネルギー密度を有し、自己放電も少なく、サイクル特性に優れ、かつ軽量という優れた特性を有する。
【０００４】
ところで、上記リチウムイオン二次電池の集電体としては、一般に金属箔が使用されている。特に、銅からなる金属箔は、リチウム金属と合金を形成しない、電気伝導性が良い、低コストといった特徴を有するため、負極集電体として多用されている。この銅箔には、一般に、銅板を機械的にローラ圧延した、いわゆる厚み１０〜３０μｍの圧延銅箔が使用されている。しかしながら、圧延銅箔は、圧延装置のサイズの規制から、幅の広いものを得るのが難しい。
【０００５】
一方、銅の電解析出によって形成される、いわゆる電解銅箔は、圧延銅箔に比べ比較的幅の広いものも容易に得られる。また、この電解銅箔をリチウムイオン二次電池の負極集電体に使用した場合には、生産性が飛躍的に向上し、電池生産のコストを大幅に下げることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、市販の電解銅箔を負極集電体に使用したリチウムイオン二次電池においては、電池特性、特に充放電でのサイクル特性が悪く、使用することができなかった。
【０００７】
そこで、本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、上述した問題は、電解金属箔の一方の主面に大きな凹凸が形成されて、電解金属箔の両主面の表面粗さの差が大きすぎるために生じていることがわかった。
【０００８】
これまで電解金属箔は、一般にその用途が主にプリント基板、フレキシブル基板であり、プラスチックとの密着性を良くするために（アンカー効果をねらうために）、その主面に大きな凹凸を形成していた。そのため、この電解金属箔を非水電解液二次電池の集電体に用いた場合には、活物質表面に沿った変形が十分に起こらないため、活物質と集電体の接触が悪く、容量の劣化やサイクル特性の低下が生じていた。
【０００９】
本発明は、上述のような問題点を解決するために提案されたものであり、活物質表面に沿って集電体が十分に変形し、活物質と集電体の接触性を良好に保って、充放電サイクルに優れた安価な非水電解液二次電池及び非水電解液二次電池用の平面状集電体を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る非水電解液二次電池は、平面状集電体の表面に電極構成物質層が形成されてなる正極及び負極を備える非水電解液二次電池において、負極の平面状集電体が、銅を電解析出して形成される電解銅箔からなり、上記電解銅箔が、マット面の表面粗さが１０点平均粗さにして３．０μｍより小さく、このマット面と反対側の光沢面との表面粗さとの差が１０点平均粗さにして２．５μｍより小さいことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、非水電解液二次電池の負極を構成する平面状集電体であって、当該平面状集電体が、銅を電解析出して形成される電解銅箔からなり、上記電解銅箔が、マット面の表面粗さが１０点平均粗さにして３．０μｍより小さく、このマット面と反対側の光沢面との表面粗さとの差が１０点平均粗さにして２．５μｍより小さいことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る非水電解液二次電池においては、上記平面状集電体の負極に、銅の電解析出から形成される電解銅箔を用いたことから、製造上の大きさの制約がなく、電池生産のコストを下げることができる。
また、本発明に係る非水電解液二次電池においては、集電体である電解銅箔のマット面の表面粗さが１０点平均粗さにして３．０μｍより小さく、このマット面と反対側の光沢面との表面粗さとの差が１０点平均粗さにして２．５μｍより小さいことから、集電体と活物質との接触性が良く、電気伝導度が大きくなって、充放電サイクルに優れたものとなる。
【００１３】
一般に、平面状集電体の表面に電極構成物質層が形成されてなる電極は、活物質とバインダーとを含有する電極構成物質層が集電体の表面に塗布され、その後ロール圧延等でプレスされて作製される。このプレス工程は、電極を所定の密度に圧縮する作用と、適切な導電性を有するように活物質粒子間を接近させる作用とを有する。プレス工程を経た電極は、活物質粒子間、及び活物質と集電体との接触性が良くなり、電気伝導度が大きくなる。
【００１４】
さらに、十分な電池特性を得るには、活物質粒子間、及び活物質と集電体の距離を小さくすると共に、集電体の形状が活物質表面の形状に沿って変形することが重要である。活物質表面に沿って集電体が変形した場合には、活物質と集電体との接触性がさらに良くなり、電気伝導度がさらに大きくなり、望ましい電池特性が得られる。
【００１５】
しかし、活物質表面に沿って集電体が変形しない場合には、活物質と集電体の接触部分が少なくなり、電気伝導度が小さい。また、集電体表面の凹凸が大きい場合には、活物質と集電体の接触点も少ない。このような接触抵抗が大きい電極は、充放電を繰り返すと、活物質の充放電に伴う膨張収縮によるストレスや、接着剤であるバインダーの電解液への溶解などによって、集電体と活物質との距離が段々と大きくなり、一部の活物質が充放電に利用できない電気伝導度になって容量の劣化が起きる。
【００１６】
したがって、この電解銅箔のマット面の表面粗さが１０点平均粗さにして３．０μｍより大きい場合、或いは光沢面との表面粗さとの差が１０点平均粗さにして２．５μｍより大きい場合には、活物質が負極集電体に塗布されてプレスされる際に、集電体が活物質の表面に沿った変形が十分起こらず、また、表面の凹凸が大きいために活物質との接触点が少なく、充放電に伴って容量の劣化が起きて十分な電池特性が得られない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明に係る非水電解液二次電池は、平面状集電体の表面に電極構成物質層が形成されてなる電極を備えて構成され、上記平面状集電体の少なくとも負極が銅の電解析出から形成される電解銅箔からなる。そして、この電解銅箔は、一方の主面であるマット面の表面粗さが１０点平均粗さにして３．０μｍより小さく、このマット面とは反対側の他方の主面である光沢面との表面粗さとの差が１０点平均粗さにして２．５μｍより小さく形成される。
【００１８】
なお、一般に、電解銅箔は、銅を主成分とする溶液を電解液とし、回転ドラムを電極として、ドラム表面に形成される。この時、形成された電解銅箔は、ドラム側の主面を光沢面と称し、電解液側のもう一方の主面をマット面と称す。
【００１９】
上記電解銅箔は、表面の凹凸が小さく、マット面と光沢面との表面粗さの差が小さいため、プレス工程時に活物質表面に沿った変形が十分に起こり、活物質との接触性が良好に保たれる。
【００２０】
なお、上述する表面粗さは、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１において、１０点平均線粗さ（ＲZ）についての定義がなされている。１０点平均粗さ（ＲZ）は、図１に示すように、断面曲線から基準長さＬだけだけ抜き取った部分の平均線から縦倍率の方向に測定した、最も高い山頂から５番目までの山頂の標高（Ｙp）の絶対値の平均値（｜Ｙp1＋Ｙp2＋Ｙp3＋Ｙp4＋Ｙp5｜／５）と、最も低い谷底から５番目までの谷底の標高（Ｙv）の絶対値の平均値（｜Ｙv1＋Ｙv2＋Ｙv3＋Ｙv4＋Ｙv5｜／５）との和を求めたものである。
【００２１】
本発明は、電池を構成する物質について特に限定するものではないが、正極が少なくともリチウムを含む金属酸化物からなり、負極がリチウムをドープ及び脱ドープ可能な負極とからなるようないわゆるリチウムイオン二次電池において好適である。
【００２２】
また、本発明に係るリチウムイオン二次電池に用いられる負極集電体には、電解銅箔が用いられる。電解銅箔は、リチウム金属と合金を形成することがなく、電気伝導性が良く、低コストで生産できるなどの種々の利点を有している。
【００２３】
上記電解銅箔の少なくとも一方の面には、銅箔の酸化を抑制するために、防錆被膜が被覆されていてもよい。また、上記電解銅箔の少なくとも一方の面には、銅箔表面と活物質との吸着性を向上させるために、シランカップリング剤からなる膜が被覆されていてもよい。
【００２４】
なお、上記リチウムイオン二次電池において、正極活物質としては、ＬｉxＭＯ2（但し、Ｍは、１種類以上の遷移金属を表す。ｘは、リチウムの組成比である。）を含んだ活物質が使用可能である。かかる活物質としては、ＬｉxＣｏＯ2、ＬｉxＮｉＯ2、ＬｉxＭｎ2Ｏ4、ＬｉxＭｎＯ3、ＬｉxＮｉyＣｏ(1ーy)Ｏ2などの複合酸化物が挙げられる。
【００２５】
上記複合酸化物は、例えば、リチウム、コバルト、ニッケルの炭酸塩を出発原料とし、これら炭酸塩を組成に応じて混合し、酸素存在雰囲気下６００℃〜１０００℃の温度範囲で焼成することにより得られる。また、出発原料は、炭酸塩に限定されず、水酸化物、酸化物からも同様に合成可能である。
【００２６】
一方、負極活物質としては、リチウムをドープ及び脱ドープ可能なものであれば良く、熱分解炭素類、コークス類（ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークスなど）、グラファイト類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体（フェノール樹脂、フラン樹脂などを適当な温度で焼成し炭素化したもの）、炭素繊維、活性炭などの炭素質材料、あるいは、金属リチウム、リチウム合金（例えば、リチウム−アルミ合金）の他、ポリアセチレン、ポリピロールなどのポリマーも使用可能である。
【００２７】
電解液には、リチウム塩を電解質とし、これを有機溶媒に溶解させた電解液が用いられる。ここで有機溶媒としては、特に限定されるものではないが、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、スルホラン、アセトニトリル、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネートなどの単独もしくは２種類以上の混合溶媒の使用が可能である。
【００２８】
電解質には、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＣＨ3ＳＯ3Ｌｉ、ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉなどの使用が可能である。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明を適用した非水電解液二次電池について、好適な実施例を図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、本実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。
【００３０】
実施例１
本実施例で作製したリチウムイオン二次電池は、図２に示すように、正極集電体１に正極活物質２を塗布してなる正極３と、負極集電体４に負極活物質５を塗布してなる負極６とから構成される。そして、この非水電解液二次電池は、正極３、セパレータ７、負極６、セパレータ７をこの順に積層して積層電極体とし、この積層電極体を多数回巻回されてなる渦巻式電極体の上下に絶縁体８、９を配置した状態で電池缶１０に収納してなるものである。
【００３１】
先ず始めに、電解銅箔からなる負極集電体４は、次のようにして作製した。組成１で示される硫酸銅溶液を電解液として、貴金属酸化物被覆チタンを陽極に、チタン製回転ドラムを陰極として、電流密度５０Ａ／ｄｍ２、液温５０℃の条件で電解することによって、厚み１２μｍの電解銅箔を得た。この電解銅箔の表面粗さについては、後述する測定法により測定し、表１に示した。
【００３２】
（組成１）
硫酸銅（ＣｕＳＯ4・５Ｈ2Ｏ） ３５０ｇ／ｌ
硫酸（Ｈ2ＳＯ4） １１０ｇ／ｌ
チオ尿素 ０．４ｐｐｍ
アラビアゴム ０．８ｐｐｍ
低分子量膠（分子量５０００） ０．４ｐｐｍ
Ｃｌ- ３０ｐｐｍ
次いで、この電解銅箔をＣｒＯ3；１ｇ／ｌ水溶液に５秒間浸漬して、クロメート処理を施し、水洗後乾燥させた。なお、ここでは、クロメート処理を行ったが、ベンゾトリアゾール系処理、或いはシランカップリング剤処理、又はクロメート処理後にシランカップリング剤処理を行ってもよいことは勿論である。
【００３３】
そして、負極６は次のようにして作製した。負極活物質５としては、出発原料として石油ピッチを用い、これを焼成して粗粒状のピッチコークスを得た。この粗粒状ピッチコークスを粉砕して平均粒径２０μｍの粉末とし、この粉末を不活性ガス中、１０００℃にて焼成して不純物を除去し、コークス材料粉末を得た。
【００３４】
このようにして得られたコークス材料粉末を９０重量部、結着材としてポリフッ化ビニリデンを１０重量部の割合で混合して負極合剤を調整した。次いで、この負極合剤を溶剤であるＮ−メチルピロリドンに分散させてスラリーにした。そして、このスラリーを上述した厚さ１２μｍの帯状の電解銅箔である負極集電体４の両面に塗布し、乾燥後ローラプレス機で圧縮形成して、帯状負極６を得た。この帯状負極６は、成形後の負極合剤の膜厚が両面共に９０μｍで同一であり、その幅が５５．６ｍｍ、長さが５５１．５ｍｍに形成される。
【００３５】
次に、正極３は、次にようにして作製した。正極活物質（ＬｉＣｏＯ2）２は、炭酸リチウム０．５モルと炭酸コバルト１モルと混合し、空気中で９００℃、５時間焼成してＬｉＣｏＯ2を得た。
【００３６】
このようにして得られた正極活物質（ＬｉＣｏＯ2）２を９１重量％、導電剤としてグラファイトを６重量％、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを３重量％の割合で混合して正極合材を作製し、これをＮ−メチル−２ピロリドンに分散してスラリー状とした。次に、このスラリーを厚み２０μｍの帯状のアルミニウムからなる正極集電体の両面に均一に塗布し、乾燥後ローラープレス機で圧縮成形して厚み１６０μｍの帯状正極３を得た。この帯状正極３は、成形後の正極合剤の膜厚が表面共に７０μｍであり、その幅が５３．６ｍｍ、長さが５２３．５ｍｍに形成される。
【００３７】
このようにして作製された帯状正極３と、帯状負極６と、厚さが２５μｍ、幅が５８．１ｍｍの微多孔性ポリプロピレンフィルムよりなるセパレータ７とを、上述したように積層し、これを積層電極体とした。この積層電極体は、その長さ方向に沿って負極６を内側にして渦巻型に多数回巻回され、最外周セパレータの最終端部をテープで固定されて、渦巻式電極体となる。この渦巻式電極体の中空部分は、その内径が、３．５ｍｍ、外形が１７ｍｍに形成される。
【００３８】
上述のように作製された渦巻式電極体を、その上下両面に絶縁板８、９が設置された状態で、ニッケルメッキが施された鉄製の電池缶１０に収納した。そして、正極３及び負極６の集電を行うために、アルミニウム製の正極リード１３を正極集電体１から導出して電池蓋１１に接続し、ニッケル製の負極リード１４を負極集電体４から導出して電池缶１０に接続した。
【００３９】
そして、この渦巻式電極体が収納された電池缶１０に、プロピレンカーボネイトとジエチルカーボネイトとの等容量混合溶媒中にＬｉＰＦ6を１モル／ｌの割合で溶解した非水電解液５．０ｇを注入した。次いで、アスファルトで表面を塗布された絶縁封口ガスケット１２を介して電池缶１０をかしめることにより、電池蓋１１を固定し、電池缶１０内の気密性を保持させた。
【００４０】
以上のようにして、直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの円筒形非水電解液二次電池（実施例１）を作製した。
【００４１】
実施例２
先ず始めに、電解銅箔からなる負極集電体４は次のようにして作製した。組成２で示される硫酸銅溶液を電解液として、貴金属酸化物被覆チタンを陽極に、チタン製回転ドラムを陰極として、電流密度５０Ａ／ｄｍ２、液温５０℃の条件で電解することによって、厚み１２μｍの電解銅箔を作成し、この電解箔にクロメート処理を行った。なお、この電解銅箔の表面粗さについては、後述する測定方法により測定し、表１に示した。
【００４２】
（組成２）
硫酸銅（ＣｕＳＯ4・５Ｈ2Ｏ） ３５０ｇ／ｌ
硫酸（Ｈ2ＳＯ4） １１０ｇ／ｌ
１−メルカプト３−プロパンスルホン酸ナトリウム １ｐｐｍ
ヒドロキシエチルセルロース ４ｐｐｍ
低分子量膠（分子量３０００） ４ｐｐｍ
Ｃｌ- ３０ｐｐｍ
上述した電解金属箔を使用した以外は、実施例１と同様にして円筒形非水電解液二次電池（実施例２）を作製した。
【００４３】
実施例３
先ず始めに、電解銅箔からなる負極集電体４は次のようにして作製した。組成３で示される硫酸銅溶液を電解液として、貴金属酸化物被覆チタンを陽極に、チタン製回転ドラムを陰極として、電流密度５０Ａ／ｄｍ2、液温５８℃の条件で電解することによって、厚み９μｍの電解銅箔を得た。
【００４４】
（組成３）
硫酸銅（ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ） ３５０ｇ／ｌ
硫酸（Ｈ２ＳＯ４） １１０ｇ／ｌ
膠（分子量６００００） ２ｐｐｍ
Ｃｌ− ３０ｐｐｍ
この電解銅箔の表面粗さは、後述する測定方法により測定した結果、光沢面がＲＺ＝２．００μｍ、マット面がＲＺ＝３．５２μｍであった。
【００４５】
次いで、この電解銅箔に、組成４で示される電解液からなる銅電解浴を用いて、電流密度６Ａ／ｄｍ２、液温５８℃でマット面に光沢銅メッキを施し、この電解銅箔の表面粗さを後述する測定方法により測定し、表１に示した。なお、本発明では、マット面に光沢銅メッキを施した面もマット面と表現する。そして、この銅メッキが施された電解銅箔に同様にクロメート処理を施した。
【００４６】
（組成４）
硫酸銅（ＣｕＳＯ4・５Ｈ2Ｏ） ２４０ｇ／ｌ
硫酸（Ｈ2ＳＯ4） ６０ｇ／ｌ
膠 ２ｐｐｍ
日本シェーリング（株）製カバシラド２１０
メイキャップ剤 １０ｃｃ／ｌ
光沢剤（Ａ） ０．５ｃｃ／ｌ
光沢剤（Ｂ） 補充にのみ使用
Ｃｌ- ３０ｐｐｍ
光沢剤の補充は、電流量１０００Ａｈに対して光沢剤（Ａ）及び光沢剤（Ｂ）を各々３００ｃｃ添加した。
【００４７】
上述した電解銅箔を使用した以外は、実施例１と同様にして円筒形非水電解液二次電池（実施例３）を作製した。
【００４８】
比較例１
先ず始めに、電解銅箔からなる負極集電体４は次のようにして作製した。組成５で示される硫酸銅溶液を電解液として、貴金属酸化物被覆チタンを陽極に、チタン製回転ドラムを陰極として、電流密度５０Ａ／ｄｍ２、液温５８℃の条件で電解することによって、厚み１２μｍの電解銅箔を作成し、この電解銅箔の表面粗さを後述する測定方法により測定し、表１に示した。そして、この電解銅箔にクロメート処理を行った。
【００４９】
（組成５）
硫酸銅（ＣｕＳＯ4・５Ｈ2Ｏ） ３５０ｇ／ｌ
硫酸（Ｈ2ＳＯ4） １１０ｇ／ｌ
膠 ２ｐｐｍ
Ｃｌ- ３０ｐｐｍ
上述した電解銅箔を使用した以外は、実施例１と同様にして円筒形非水電解液二次電池（比較例１）を作製した。
【００５０】
そして、実施例１〜実施例３及び比較例１で得られた電解銅箔において、その表面粗さ（１０点平均粗さＲZ）を表面粗さ計（株式会社小坂研究所製ＳＥ−３Ｃ型）で調べた。この結果を表１に示す。なお、光沢面の表面粗さを測定する際には、基準長さＬを０．８ｍｍとし、マット面の表面粗さを測定する際には、基準長さＬを２．５ｍｍとした。
【００５１】
【表１】
また、それぞれの電解銅箔を負極集電体に用いた実施例１〜実施例３及び比較例１の円筒形非水電解液二次電池について、１００サイクル後の容量維持率を調べた。その結果を図３、図４及び表２に示す。
【００５３】
さらに、それぞれの電解銅箔を負極集電体に用いた実施例１〜実施例３及び比較例１の円筒形非水電解液二次電池について、１００サイクル前後のインピーダンスの変化を調べた。その結果を図５、図６及び表２に示す。
【００５４】
【表２】
図３、図５及び表２に示すように、マット面の表面粗さが３μｍ以上になると容量維持率が大幅に低下し、インピーダンスの変化が大きくなるため、マット面の表面粗さは、３μｍ未満が好ましい。また、図４及び図６に示すように、マット面と光沢面との表面粗さの差が大きくなるほど容量維持率が低くなり、インピーダンスが大きくなっている。このことから、マット面と光沢面との表面粗さの差は、２．５μｍ未満であることが好ましい。
【００５６】
また、電解銅箔のマット面の粗さは、実施例１及び実施例２のように、最初の電解条件によって規制してもよいし、実施例３のように、銅メッキを後から施して規制してもよい。
【００５７】
以上のことから、上述した非水電解液二次電池においては、圧延銅箔に比べ製造上大きさの制約がなく、生産性が高い電解銅箔を負極集電体に用いていることから、生産性が向上し、電池生産コストを大幅に下げることができる。
【００５８】
さらに、上述した非水電解液二次電池においては、集電体である電解銅箔の一方の面であるマット面の表面粗さが３．０μｍより小さく、光沢面とマット面との表面粗さとの差が２．５μｍより小さいことから、集電体と活物質との接触性が良く、電気伝導度が大きくなって、充放電サイクルに優れたものとなる。
【００５９】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明に係る非水電解液二次電池は、集電体に銅を電解析出して形成される電解銅箔を用いてなることから、電池の生産性を向上させ、電池生産のコストを下げることができる。
【００６０】
また、この電解銅箔は、一方の面であるマット面の表面粗さが１０点平均粗さにして３．０μｍより小さく、このマット面と反対側の光沢面との表面粗さとの差が１０点平均粗さにして２．５μｍより小さく形成される。このことから、本発明に係る非水電解液二次電池においては、集電体と活物質との接触性が良く、電気伝導度が大きくなって、充放電サイクルに優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】１０点平均粗さ（ＲZ）の定義を説明するための断面図である。
【図２】本発明を適用した円筒形非水電解液二次電池の概略断面図である。
【図３】上記円筒形非水電解液二次電池において、電解銅箔のマット面の表面粗さと容量維持率との関係を示す特性図である。
【図４】上記円筒形非水電解液二次電池において、電解銅箔のマット面と光沢面との表面粗さの差と、容量維持率との関係を示す特性図である。
【図５】上記円筒形非水電解液二次電池において、電解銅箔のマット面の表面粗さと１００サイクル後のインピーダンスとの関係を示す特性図である。
【図６】上記円筒形非水電解液二次電池において、電解銅箔のマット面と光沢面との表面粗さの差と、１００サイクル後のインピーダンスとの関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１ 正極集電体、２ 正極活物質、３ 正極、４ 負極集電体、５ 負極活物質、６ 負極、７ セパレータ、８ 絶縁体、９ 絶縁体、１０ 電池缶、１１ 電池蓋、１２ 絶縁封口ガスケット、１３ 正極リード、１４ 負極リード、
Claims (4)
- 平面状集電体の表面に電極構成物質層が形成されてなる正極及び負極を備える非水電解液二次電池において、
負極の平面状集電体は、銅を電解析出して形成される電解銅箔からなり、
上記電解銅箔は、マット面の表面粗さが１０点平均粗さにして３．０μｍより小さく、このマット面と反対側の光沢面との表面粗さとの差が１０点平均粗さにして２．５μｍより小さいことを特徴とする非水電解液二次電池。 - 非水電解液二次電池の負極を構成する平面状集電体であって、
当該平面状集電体は、銅を電解析出して形成される電解銅箔からなり、
上記電解銅箔は、マット面の表面粗さが１０点平均粗さにして３．０μｍより小さく、このマット面と反対側の光沢面との表面粗さとの差が１０点平均粗さにして２．５μｍより小さいことを特徴とする平面状集電体。 - 上記電解銅箔の少なくとも一方の面が、防錆被膜によって被覆されていることを特徴とする請求項１記載の非水電解液二次電池。
- 上記電解銅箔の少なくとも一方の面が、シランカップリング剤によって被覆されていることを特徴とする請求項１記載の非水電解液二次電池。
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