負極のCu箔の作製方法 圧延銅箔

負極のCu箔の作製方法 圧延銅箔の作製方法と特徴

 
このページでは、電池の電極の構成部材である集電箔、特に負極に使用されるCu箔に関する

 

 

・負極のCu箔の作製方法

 

・圧延銅箔の作製方法と特徴

 

 

について解説しています。

 

※負極にCu(銅)箔が使用される理由はこちら で解説しています)。

 

 

 

負極のCu箔の作製方法の種類

一般的なリチウムイオン電池では、負極の集電箔には厚みが10μm程度のCu箔が使用されています。

 

そして、μmオーダーの銅箔を作る方法は、インゴッドと呼ばれる銅の塊を押しつぶして作る方法(圧延法)と電気化学的な反応を起こして作る方法(電解法)の2種類に大きく分けられます。

 

前者の方法でつくる銅箔のことを圧延銅箔、後者の方法でつくる銅箔のことを電解銅箔と呼びます。

 

それぞれ、長所短所があり、各電池メーカーにより使用される銅箔は異なります。

 

また、これらの銅箔は電池の集電箔だけでなく、プリント基板をつなぐ導体などにも使用されています。

 

下記に圧延銅箔と電解銅箔の特徴を解説します。

 

 

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圧延銅箔の作製方法と特徴

圧延銅箔の作製方法は、インゴッドと呼ばれる金属(銅)の塊を、言葉の通り圧延(圧力をかけて延ばす)し作ります。

 

具体的には圧延ロールと呼ばれるロールを回転させ、そこにインゴッドを押し当てることで、インゴッドの一部が圧延され、圧延銅箔が作製されます。

 

元が銅の塊であるため、薄くしようとするほど圧力をかけたり、切れないように引き延ばす手間がかかるため、コストが高くなります。

 

また、圧延ロールを通す際に、一度に厚いものを薄くしようとすると材料に非常に負担がかかるため、圧延ロールをいくつか用意し、数回に分けて圧延することが一般的です。

 

また、電池材料で使用する10μmという厚みのCu箔は、圧延銅箔で作ることができる限界値に近い値です。

 

さらに、圧力をかけて引き延ばしているため、そのままの状態ですと表面粗度が非常に低いです

 

ただし、電池材料として使用する場合、箔の表面粗度が低い(つるつるである)とその上に塗布、乾燥するスラリーとの接触抵抗が上がるため、実際は表面を機械的や化学的に粗くする処理を行った製品もあります(※負極の作製工程はこちらで解説しています

 

また、粗くするだけでなく、他の金属をめっきすることで機能性を上げている製品もあります。

 

さらに、一般的に圧延銅箔の方が電解銅箔よりも曲げの耐性に強いため、巻式で電池を作製する場合の箔自体の耐久性は高いといえます。

 

 

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