(57)【要約】【課題】活物質層との高い密着性を実現できる圧延銅箔を提供することを課題とする。【解決方法】圧延銅箔の表面性状において、圧延方向および圧延垂直方向のＲｓｋがともに−１．００以下、Ｒｋｕがともに６．００以下であり、圧延方向のＲｚをＲｚａとし、圧延垂直方向のＲｚをＲｚｂとしたとき、ＲｚａおよびＲｚｂがいずれも０．６０μｍ以上であり、Ｒｚａ／Ｒｚｂが１．１５以上である圧延銅箔を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延銅箔の表面性状において、圧延方向および圧延垂直方向のＲｓｋがともに−１．０
０以下、Ｒｋｕがともに６．００以下であり、
圧延方向のＲｚをＲｚａとし、圧延垂直方向のＲｚをＲｚｂとしたとき、Ｒｚａおよび
Ｒｚｂがいずれも０．６０μｍ以上であり、Ｒｚａ／Ｒｚｂが１．１５以上であることを
特徴とする圧延銅箔。
【請求項２】
圧延方向のＲＳｍをＲＳｍａとし、圧延垂直方向のＲＳｍをＲＳｍｂとしたとき、ＲＳ
ｍａが２０μｍ以下であり、ＲＳｍａ／ＲＳｍｂが０．５０以下である、請求項１に記載
の圧延銅箔。
【請求項３】
請求項１または２に記載の圧延銅箔を用いた、リチウムイオン二次電池負極集電体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧延銅箔に関し、特に、リチウムイオン二次電池負極集電体用の圧延銅箔に関
する。
【背景技術】
【０００２】
圧延銅箔は、リチウムイオン電池などの負極集電体に用いられており、例えばカーボン
系の活物質が塗布されて使用される。このような負極集電体は、ロールプレスによって活
物質を圧延銅箔に塗布して製造している。しかしながら、ロールによるプレスでは、銅箔
が変形してしまい、活物質が脱落したり、形状不良により歩留まりが低下したりといった
問題がある。近年、集電体の薄肉化が進行しており、更にこの問題が顕著になっている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池の負極用の集電体銅箔と活物質層との密着性を改善するために
、予め粗化処理と呼ばれる銅箔表面に凹凸を形成する表面処理を施すことが行われている
。粗化処理の方法としては、ブラスト処理、粗面ロールによる圧延、機械研磨、電解研磨
、化学研磨及び電着粒のめっき等の方法が知られており、これらの中でも特に電着粒のめ
っきは多用されている。この技術は、硫酸銅酸性めっき浴を用いて、銅箔表面に樹枝状又
は小球状に銅を多数電着せしめて微細な凹凸を形成し、投錨効果による密着性の改善を狙
ったり、体積変化の大きな活物質の膨張時に活物質層の凹部に応力を集中させて亀裂を形
成せしめ、集電体界面に応力が集中することによる剥離を防ぐことを狙ったりして行われ
ている（例えば、特許文献１）。 
【０００４】
特許文献２には、好ましい表面性状が粗さのパラメータで具体的に特定されており、表
面粗さＲａの値が大きな銅箔を集電体として用いることにより、集電体と活物質との密着
性が向上することが記載されている。集電体の表面粗さＲａは、０．０１μｍ以上である
ことが好ましく、さらに好ましくは０．０１〜１μｍであり、さらに好ましくは０．０５
〜０．５μｍであるとされる。集電体の表面粗さＲａと局部山頂の平均間隔Ｓは、１００
Ｒａ≧Ｓの関係を有することが好ましいとされる。集電体表面の凹凸の凸部の形状は錐体
状であることが好ましいとされる。そして、このような表面形態は、電解銅箔、圧延銅箔
の表面に電解法により銅を析出させて表面を粗面化すること、及びエメリー紙で研磨処理
することで得られることが記載されている。 
【０００５】
一方、特許文献３では、圧延銅箔を製造する際には、従来のように粗化処理するのでは
なく圧延条件を適切に制御し、より微細な凹凸を表面に形成することで活物質との密着性
が有意に高まることを見出した。この微細な凹凸の状態はＲａ及びＲＳｍで規定している
。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００１／０３１７２０Ａ１号
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００１／０２９９１２Ａ１号
【特許文献３】特開２０１１−９２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、従来の知見では銅箔と活物質層との密着性を改善する上では、表面状態を
制御した圧延銅箔が開示されてきた。しかしながら、銅箔の表面性状については未だ最適
化されているとは言い難く、圧延銅箔と活物質層の密着性は改善の余地があると考えられ
る。 そこで、本発明は活物質層との高い密着性を実現できるリチウムイオン二次電池の
集電体として好適な圧延銅箔を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、圧延銅箔の表面状態を検討した結果、圧延銅箔の表面粗さ（形態）を一
定の範囲になるよう圧延加工することで、表面のオイルピットの深さ並びに大きさを好適
な範囲に制御することができ、圧延銅箔と活物質との密着性が向上することを見出した。
本発明はこの知見に基づくものである。
【０００９】
本発明は、以下の通りである。
（１）圧延銅箔の表面性状において、圧延方向および圧延垂直方向のＲｓｋがともに−
１．００以下、Ｒｋｕがともに６．００以下であり、圧延方向のＲｚをＲｚａとし、圧延
垂直方向のＲｚをＲｚｂとしたとき、ＲｚａおよびＲｚｂがいずれも０．６０μｍ以上で
あり、Ｒｚａ／Ｒｚｂが１．１５以上であることを特徴とする圧延銅箔。
（２）圧延方向のＲＳｍをＲＳｍａとし、圧延垂直方向のＲＳｍをＲＳｍｂとしたとき
、ＲＳｍａが２０μｍ以下であり、ＲＳｍａ／ＲＳｍｂが０．５０以下である、請求項１
に記載の圧延銅箔。
（３）（１）または（２）に記載の圧延銅箔を用いた、リチウムイオン二次電池負極集
電体。  
【発明の効果】
【００１０】
本発明の圧延銅箔は、表面のオイルピットの開口部形態が充分に拡大しており、負極活
物質並びにバインダーがオイルピット（凹部、窪み、谷）に充填されることでアンカー効
果が得られるため、活物質の密着性が高い。そして、本発明の圧延銅箔を用いたリチウム
イオン二次電池負極集電体は、圧延銅箔（集電体）と活物質との密着性が高いため、長期
間の使用に対する信頼性が高くなる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明において、「圧延銅箔」には銅合金圧延箔も含まれる。圧延銅箔の組成としては
、特に制限はなく、用途や要求特性に応じて適宜選択すればよい。例えば、純銅（ＯＦＣ
：無酸素銅やＴＰＣ：タフピッチ銅等）の他、Ｃｕ−Ｓｎ系合金、Ｃｕ−Ａｇ系合金、Ｃ
ｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ系合金、Ｃｕ−Ｃｒ系合金、Ｃｕ−Ｚｒ系銅合
金のような銅合金が挙げられる。これらは一例であり、本発明の圧延銅箔はこれらに限定
されるものではない。銅箔の厚みは特に制限はなく、要求特性に応じて適宜選択すればよ
い。一般的には１〜１００μｍであるが、リチウムイオン二次電池負極の集電体として使
用する場合、銅箔を薄肉化した方がより高容量の電池を得ることができる。そのような観
点から２〜５０μｍが好適であり、５〜２０μｍがより好適である。
【００１２】
圧延銅箔をリチウムイオン二次電池の集電体として使用する場合、銅箔を薄肉化した方
がより高容量の電池を得ることができる可能性があるが、銅箔を薄肉化すると強度低下に
よる破断の危険性が生じる。この点、電解銅箔よりも強度の高い圧延銅箔を使用するのが
有利となる。圧延銅箔は耐屈曲性が高い点でも優れている。また、リチウムイオン二次電
池では、正極及び負極を多数積層したスタック構造を取ることが一般的であり、この場合
は銅箔の両面が共に活物質との高い接着性を有することが求められる。そのため、銅箔は
上下面が共に同様の表面性状を有していることが望ましい。圧延銅箔では上下面を実質的
に同一の表面性状とすることができるので有利である。なお、電解銅箔は、製造工程の都
合上、陰極に接していた側の平滑で光沢があるＳ面と、これとは反対側の粗く無光沢であ
るＭ面が生じてしまい、両者の表面性状が異なることで、活物質との接着性も異なる。
【００１３】
本発明の圧延銅箔の表面性状について説明する。
【００１４】
（１）本発明の圧延銅箔の圧延方向および圧延垂直方向のＲｓｋはともに−１．００以
下である。圧延銅箔の圧延方向は、圧延平行方向、あるいはＲＤ（Ｒｏｌｌｉｎｇ  Ｄｉ
ｒｅｃｔｉｏｎ）とも言い、圧延ロールによって圧延された銅箔の伸延方向を指している
。圧延垂直方向とは、幅方向、ＴＤ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）とも
言い、圧延方向に対して垂直な方向を指す。なお、銅箔の圧延面に垂直な方向（圧延面垂
直方向、ＮＤ（Ｎｏｒｍａｌ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ））とは区別されるものである。Ｒｓ
ｋ（粗さ曲線のスキューネス）は、表面性状を示す指標の一つであり、ＪＩＳ  Ｂ  ０６
０１：２０１３に定義されている。Ｒｓｋは、粗さ曲線において基準面に対する凸形状部
分と凹形状部分との分布の程度を表す。Ｒｓｋの値が負であると、その表面の断面形状は
緩慢な曲線状の凹部が連続して存在する状態となる。本発明においては、Ｒｓｋの値が負
であることによって、銅箔の厚さを増加させることなく表面積を拡大すると共にアンカー
リングを成す凹凸を得ることが出来ることから、圧延銅箔の圧延方向および圧延垂直方向
のいずれのＲｓｋも−１．００以下とする。Ｒｓｋの値は、−１．００以下であれば良い
が、現実的には、−２．００以上である。Ｒｓｋの値は、好ましくは−１．５０〜−１．
００である。
【００１５】
（２）本発明の圧延銅箔の圧延方向および圧延垂直方向のＲｋｕはともに６．００以下
である。Ｒｋｕ（粗さ曲線のクルトシス）は、表面性状を示す指標の一つであり、同じく
ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２０１３に定義されている。Ｒｋｕは、粗さ曲線における凸部お
よび凹部の尖りの程度を示す指標である。Ｒｋｕの値が小さいほど、尖っている部分が少
なくなるといえる。複数回の圧延パスを重ねるとオイルピットの深さが増すことによって
、Ｒｋｕは６．００を超過しやすい。しかし、更に圧延パスを経ると個々のオイルピット
開口部が拡大に転じることで頂部近傍が緩やかとなりＲｋｕの値を６．００以下とするこ
とができる。Ｒｋｕの値を６．００以下とすると、圧延銅箔の表面に活物質スラリーが充
填されやすくなるため、圧延銅箔の圧延方向および圧延垂直方向のいずれのＲｋｕも６．
００以下とする。Ｒｋｕの値は、６．００以下であれば良いが、現実的には、３．００以
上である。Ｒｋｕの値は、好ましくは４．００〜６．００である。
【００１６】
（３）本発明の圧延銅箔の圧延方向のＲｚ（Ｒｚａとする）および圧延垂直方向のＲｚ
（Ｒｚｂとする）はいずれも０．６０μｍ以上である。Ｒｚは、輪郭曲線の最大高さ粗さ
を示し、同じくＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２０１３に定義されている。粗さ曲線の山高さＺ
ｐの最大値と谷深さＺｖの最大値との和でも表される。本明細書においては、圧延方向の
Ｒｚの値をＲｚａとし、圧延垂直方向のＲｚをＲｚｂとして定義する。前述のＲｓｋ及び
Ｒｋｕを満たしていてもオイルピットの深さが効果的にアンカーリングに作用するために
は、圧延銅箔のＲｚａおよびＲｚｂが、いずれも０．６０μｍ以上であることが必要であ
る。ＲｚａおよびＲｚｂの値は、０．６０μｍ以上であれば良いが、現実的には、１．５
０μｍ以下である。ＲｚａおよびＲｚｂの値は、好ましくはそれぞれ０．６０〜１．５０
μｍである。
【００１７】
（４）本発明の圧延銅箔のＲｚａ／Ｒｚｂは１．１５以上である。圧延方向の圧延銅箔
表面の粗さは、圧延におけるオイルピットの形成により変化が生じるのに対し、圧延垂直
方向の圧延銅箔表面の粗さはオイルピットの要素も含まれるが圧延ロールの研削筋の転写
が主体となる。これは、圧延銅箔のオイルピットが圧延方向と直交する谷状の窪みとして
形成されるためである。圧延銅箔表面のオイルピットが充分に増大して表面粗さの主要素
となり、本発明の効果を得られる状態を示す指標として、圧延銅箔の圧延方向のＲｚ（Ｒ
ｚａ）と圧延垂直方向のＲｚ（Ｒｚｂ）の比は１．１５以上が必要である。
【００１８】
（５）本発明の圧延銅箔はの圧延方向のＲＳｍ（ＲＳｍａとする）は２０μｍ以下であ
り、圧延垂直方向のＲＳｍ（ＲＳｍｂとする）との比ＲＳｍａ／ＲＳｍｂは０．５０以下
であることが好ましい。ＲＳｍは、表面性状を示す指標の一つであり、同じくＪＩＳ  Ｂ
０６０１：２０１３に定義されている。ＲＳｍは粗さ曲線が平均線と交差する交点から
求めた山谷一周期の間隔の平均値といえる。なお、本明細書においては、圧延方向のＲＳ
ｍの値をＲＳｍａとし、圧延垂直方向のＲＳｍをＲＳｍｂとして定義する。ＲＳｍａは圧
延銅箔表面に形成されたオイルピットの面積辺り密度を表す指標といえる。活物質との密
着性を向上させるに足る一定面積でのオイルピット個数を示す指標として、本発明の圧延
銅箔はの圧延方向のＲＳｍ（ＲＳｍａ）は２０μｍ以下であることが好ましい。Ｒｓｍａ
の値は、２０μｍ以下であれば良いが、現実的には、１０μｍ以上である。Ｒｓｍａの値
は、好ましくは１０〜２０μｍである。
【００１９】
ＲＳｍｂは圧延方向と直交する谷状の窪みである圧延銅箔のオイルピットに対して、谷
と同一方向の測定となることからＲＳｍａよりも最深部の検知が緩慢になる。銅箔表面の
オイルピットの大きさが充分であることと、粗さ要素が圧延ロール表面の研削筋の転写よ
りもオイルピットが主体であることの指標として、ＲＳｍａ／ＲＳｍｂは０．５０以下で
あることが好ましい。
【００２０】
上述した表面性状を満たす圧延銅箔は、表面のオイルピットの開口部形態が、充分に拡
大しており負極活物質並びにバインダーがオイルピットの凹部に充填されることでアンカ
ー効果を得られ、活物質の密着性が向上する。
【００２１】
本発明の圧延銅箔の製造方法の一例を示す。本発明の圧延銅箔は、例えば、圧延工程に
おけるワークロール径をφ１００〜１５０ｍｍとし、圧延油粘度が２〜６ｃＳｔ（４０℃
）の圧延油を用いて、総圧延加工率を８０％以上、総圧延パス回数を１０パス以上、単パ
ス加工率を箔圧３５μｍ以下の範囲では２０％以下（望ましくは１５％以下）、圧延速度
を箔圧３５μｍ以下の範囲では２００ｍ／分以上で行うことで製造するこができる。さら
に粗さ要素を調整するために、ワークロールの大径化や、高粘度圧延油の使用、圧延速度
増速、１パス加工率の低減があり、所望の表面性状をえるために適宜導入することが可能
である。
【実施例】
【００２２】
以下に本発明の具体的な実施例について説明する。
【００２３】
（実施例および比較例）
古河電気工業株式会社製の合金ＥＦＴＥＣ−６４Ｔの条材（板材）を圧延して圧延銅箔
を得た。この合金の組成はＣｕ−０．２５％Ｃｒ−０．２５％Ｓｎ−０．２２％Ｚｎであ
る。なお、圧延工程におけるワークロール径をφ１１３ｍｍとし、圧延油粘度が４ｃＳｔ
（４０℃）の圧延油を用いて、総圧延加工率を８４％、総圧延パス回数を１２パス、単パ
ス加工率を箔圧３５μｍ以下の範囲では１０〜２０％、圧延速度を箔圧３５μｍ以下の範
囲では２６０〜５００ｍ／分以上で行った。このようにして得た圧延銅箔の最終箔厚は、
８μｍであった。なお、圧延条件を変えることで、本発明の規定を満たさない比較例の圧
延銅箔も作製した。
【００２４】
＜表面粗さパラメータ測定＞
圧延銅箔をφ２０ｍｍのガラス管に巻きつけて固定し、株式会社小坂研究所製のサーフ
コーダーＳＥ３５００を用いて表面粗さを測定した。また、測定により得られた粗さ曲線
は、日本電子株式会社製のＣｒｏｓｓ Ｓｅｃｔｉｏｎ Ｐｏｌｉｓｈｅｒ  ＳＭ−０９０
１０により作成した当該圧延銅箔断面にて観察した表面形状を充分に再現していることを
確認した。
【００２５】
＜ピール強度＞
圧延銅箔に対して、天然黒鉛およびアセチレンブラックからなり、バインダーにポリフ
ッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を用いた活物質を塗布し、電極（負極）を作製した。電極厚
さは７０μｍであり、電極密度は１．５ｇ／ｃｍ３であった。集電体（圧延銅箔）と活物
質との密着性を測定するために、試料形状１０ｍｍ×６０ｍｍ、試験速度５０ｍｍ／分で
ピール試験を行った。ピール試験機には株式会社島津製作所製ＡＧ−１Ｓを用いた。
【００２６】
表面粗さの結果およびピール強度の結果を表１に示す。なお、ＲＤは圧延銅箔の圧延方
向、ＴＤは圧延銅箔の圧延垂直方向を示す。
【００２７】
【表１】
2015222659.tif 000002
【００２８】
表１の実施例１〜３から、本発明の圧延銅箔は、活物質との密着性が高い（ピール強度
が高い）ことがわかる。また本発明の規定を満たさない比較例１〜３の圧延銅箔は、活物
質との密着性が劣る（ピール強度が劣る）ことがわかる。なお、これは古河電気工業製の
合金（ＥＦＴＥＣ−６４Ｔ）に限られるものではなく、他の合金組成の圧延銅箔において
も同様に傾向を確認することができた。
【００２９】
従って、本発明のように所定の表面性状を有する圧延銅箔は、リチウムイオン二次電池
負極集電体に好適であることがわかる。本発明の圧延銅箔を用いたリチウムイオン二次電
池負極集電体によれば、リチウムイオン二次電池の信頼性を向上させることができる。