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公開番号2025105534
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2024226233
出願日2024-12-23
発明の名称銅箔、それを含む電極、それを含む二次電池、およびその製造方法
出願人エスケーネクシリスカンパニーリミテッド
代理人個人
主分類C25D 1/04 20060101AFI20250703BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】カール(Curl)の発生が防止された銅箔、それを含む電極、それを含む二次電池およびその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態は、マット面およびシャイニー面を有する銅膜;前記マット面において深さが30nm～45nmでの水素共析量が80～250countsであり、前記シャイニー面において深さが30nm～45nmでの水素共析量が3～20countsである、銅箔を提供する。前記水素共析量は、TOF-SIMS(Time Of Flight-Secondary Ion Mass Spectrometry)を用いてマット面およびシャイニー面から一定のスパッタ深さで測定された水素イオン数を意味する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
マット面およびシャイニー面を有する銅膜；を含み、
前記マット面において深さが３０ｎｍ～４５ｎｍでの水素共析量が８０～２５０ｃｏｕｎｔｓであり、
前記シャイニー面において深さが３０ｎｍ～４５ｎｍでの水素共析量が３～２０ｃｏｕｎｔｓである、銅箔：
前記水素共析量は、ＴＯＦ－ＳＩＭＳ（ＴｉｍｅＯｆＦｌｉｇｈｔ－ＳｅｃｏｎｄａｒｙＩｏｎＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を用いてマット面およびシャイニー面から一定のスパッタ深さで測定された水素イオン数を意味する。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記マット面において深さが６０ｎｍ～７５ｎｍでの水素共析量が１５～６０ｃｏｕｎｔｓであり、
前記シャイニー面において深さが６０ｎｍ～７５ｎｍでの水素共析量が１．０～１０ｃｏｕｎｔｓである、請求項１に記載の銅箔。
【請求項３】
前記マット面の水素成分の深さが３５ｎｍ以下である、請求項１に記載の銅箔：
前記マット面の水素成分の深さは、前記マット面においてＴＯＦ－ＳＩＭＳを用いて測定した水素イオンの数が２００ｃｏｕｎｔｓ以上の地点の深さを意味する。
【請求項４】
前記銅膜上に配置される保護層をさらに含む、請求項１に記載の銅箔。
【請求項５】
前記保護層は、クロム化合物、シラン化合物、窒素化合物のうち少なくとも１つを含む、請求項４に記載の銅箔。
【請求項６】
銅イオンを含む電解液を製造する段階；
銅膜を形成する段階；および
前記銅膜上に保護層を形成する段階；を含み、
前記銅膜を形成する段階は、
電解槽内の電解液内に互いに離隔するように配置された正極板および回転負極ドラムを通電させることによって、前記回転負極ドラム上に銅膜を形成する段階を含み、
前記電解液は、
７０～１５０ｇ／Ｌの銅イオン；
８０～１５０ｇ／Ｌの硫酸；
１５～２５ｐｐｍの塩素（Ｃｌ）；
１～１５ｐｐｍのコラーゲン；
０．１～５ｐｐｍのゼラチン；および
有機添加剤；を含み、
前記有機添加剤は、光沢剤（Ａ成分）および減速剤（Ｂ成分）のうち少なくとも１つを含み、
前記光沢剤（Ａ成分）は、スルホン酸またはその金属塩を含み、
前記減速剤（Ｂ成分）は、非イオン性水溶性高分子を含む、銅箔の製造方法。
【請求項７】
前記コラーゲンおよび前記ゼラチンは、濃度を基準として１０：１～３：１で添加される、請求項６に記載の銅箔の製造方法。
【請求項８】
前記電解液を製造する段階は、
カーボンを用いて貯蔵槽から移送された第１電解液をろ過し、第２電解液を形成する段階；および
前記第２電解液に前記コラーゲンおよび前記ゼラチンを添加し、前記電解液を形成する段階；を含む、請求項６に記載の銅箔の製造方法。
【請求項９】
前記コラーゲンは、２，０００～１０，０００の分子量を有し、
前記ゼラチンは、１０，０００～１００，０００の分子量を有する、請求項６に記載の銅箔の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅箔、それを含む電極、それを含む二次電池、およびその製造方法に関する。具体的に、本発明は、カール（Ｃｕｒｌ）の発生が防止された銅箔、それを含む電極、それを含む二次電池およびその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
二次電池は、電気エネルギーを化学エネルギーに変えて貯蔵し、電気が必要なときに化学エネルギーを再び電気エネルギーに変換させることによって電気を発生させるエネルギー変換機器の一種であり、携帯電話、ノートパソコン等のような携帯用家電はもちろん、電気自動車のエネルギー源に用いられている。二次電池は、再充電が可能であるという点から、充電式電池（ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅｂａｔｔｅｒｙ）とも称される。
【０００３】
使い捨ての一次電池に比べて、経済的にかつ環境的にメリットを有している二次電池としては、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム二次電池、ニッケル水素二次電池、リチウム二次電池等がある。
【０００４】
特に、リチウム二次電池は、他の二次電池と比較して、サイズおよび重量に比べて相対的に多くのエネルギーを貯蔵することができる。したがって、携帯性および移動性が重要な情報通信機器分野の場合、リチウム二次電池が好適に用いられており、ハイブリッド自動車および電気自動車のエネルギー貯蔵装置にもその応用範囲が拡大している。
【０００５】
リチウム二次電池は、充電と放電を１周期として繰り返し使用される。完全に充電されたリチウム二次電池で任意の機器を稼動させるとき、前記機器の稼動時間を増やすためには、前記リチウムイオン二次電池が高い充放電容量を有しなければならない。したがって、リチウム二次電池の充放電容量の需要者の日々高まる期待値（ｎｅｅｄｓ）を満足させるための研究が継続的に要求されている。
【０００６】
このような二次電池は、銅箔からなる負極集電体を含み、銅箔のうち、電解銅箔が二次電池の負極集電体に広く用いられている。二次電池に対する収容の増加に伴い、高容量、高効率および高品質の二次電池の需要が増加するにつれて、二次電池の特性を向上させることができる電解銅箔が要求されている。特に、二次電池の高容量化および安定した容量保持および性能を保証できる電解銅箔が要求されている。
【０００７】
なお、銅箔の厚さが薄いほど同一空間に含まれ得る活物質の量が増加し、集電体の数が増加することができ、二次電池の容量が増加することができる。しかしながら、銅箔が薄いほどカール（ｃｕｒｌ）が発生し、銅箔の巻き取り時にエッジ（Ｅｄｇｅ）部のカールによる銅箔の引裂またはシワ（ｗｒｉｎｋｌｅ）のような不良が発生するので、極薄膜（ｖｅｒｙｔｈｉｎｆｉｌｍ）形態の銅箔を製造するのに困難がある。したがって、非常に薄い厚さを有する銅箔の製造のために、銅箔のカール（Ｃｕｒｌ）を防止しなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明は、上記のような関連技術の制限および短所に起因する問題点を防止できる銅箔、それを含む電極、それを含む二次電池、およびその製造方法に関する。
【０００９】
本発明の一実施形態は、マット面において深さが３０ｎｍ～４５ｎｍでの水素共析量が８０～２５０ｃｏｕｎｔｓであり、シャイニー面において深さが３０ｎｍ～４５ｎｍでの水素共析量が３～２０ｃｏｕｎｔｓであり、シワまたは引裂が防止された銅箔を提供する。
【００１０】
本発明の一実施形態は、マット面において深さが６０ｎｍ～７５ｎｍでの水素共析量が１５～６０ｃｏｕｎｔｓであり、シャイニー面において深さが６０ｎｍ～７５ｎｍでの水素共析量が１．０～１０ｃｏｕｎｔｓであり、シワまたは引裂が防止された銅箔を提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

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