(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース銅層を含む電解銅箔であって、
前記電解銅箔のシャルピー衝撃強さが、０．４Ｊ／ｍｍ２〜５．８Ｊ／ｍｍ２の範囲であり、前記電解銅箔の前記シャルピー衝撃強さは、２５±５℃の温度で、ノッチのない試験片を使用したシャルピー衝撃試験によって測定され、前記試験片は、８３ｍｍの長さと１５ｍｍの幅のサイズを有する、
電解銅箔。
【請求項２】
前記電解銅箔の前記シャルピー衝撃強さは、０．５Ｊ／ｍｍ２〜５．３Ｊ／ｍｍ２の範囲である、請求項１に記載の電解銅箔。
【請求項３】
前記電解銅箔は２つの対向する表面を有し、前記電解銅箔の２つの表面の少なくとも一方は、１４〜６９３の表面プロファイルのアスペクト比を有し、前記表面プロファイルのアスペクト比は、粗さプロファイルの二乗平均平方根高さ（Ｒｑ）に対する粗さプロファイル要素の平均長さ（ＲＳｍ）の比である、請求項１または２に記載の電解銅箔。
【請求項４】
前記表面プロファイルのアスペクト比は、３７〜５０６の範囲である、請求項３に記載の電解銅箔。
【請求項５】
前記ＲＳｍは、９μｍ〜５２３μｍの範囲である、請求項３または４に記載の電解銅箔。
【請求項６】
前記Ｒｑは、０．１４μｍ〜１．３４μｍの範囲である、請求項３から５のいずれか一項に記載の電解銅箔。
【請求項７】
前記Ｒｑは、０．１６μｍ〜１．２５μｍの範囲である、請求項３から６のいずれか一項に記載の電解銅箔。
【請求項８】
前記ベース銅層は、ドラム面と前記ドラム面の反対側の析出面とを有し、前記電解銅箔は、さらに、前記ベース銅層のドラム面および析出面のうちの少なくとも一方の上に形成された少なくとも１つの表面処理層を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の電解銅箔。
【請求項９】
前記少なくとも１つの表面処理層は、耐食層を含む、請求項８に記載の電解銅箔。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの表面処理層は、ノジュール処理層を含む、請求項８に記載の電解銅箔。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの表面処理層は、さらに、前記ノジュール処理層上に形成された少なくとも１つのサブ層を含み、前記少なくとも１つのサブ層は、銅被覆層、ニッケル層、亜鉛層、クロム層、およびシランカップリング層からなる群から選択される、請求項１０に記載の電解銅箔。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの表面処理層は、前記ベース銅層のドラム面または析出面に形成された第１の表面処理層である、請求項８に記載の電解銅箔。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの表面処理層は、前記ベース銅層のドラム面および析出面にそれぞれ形成される第１の表面処理層および第２の表面処理層を含む、請求項８に記載の電解銅箔。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の電解銅箔と、少なくとも１種のバインダと、少なくとも１種の活物質とを含むリチウムイオン電池用電極。
【請求項１５】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の電解銅箔と、樹脂基材と、を含む銅張積層板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
１．発明の分野
本発明は、電解銅箔、より具体的には、リチウムイオン電池またはプリント回路基板用の電解銅箔に関する。さらに、本発明はまた、その電解銅箔を含む電極およびその電解銅箔を含む銅張積層板にも関する。
【背景技術】
【０００２】
２．先行技術の説明
銅箔は、優れた導電性を有し、銀などの貴金属よりも低コストであり、したがって、銅箔は、基礎産業だけでなく、先端技術産業の重要な原料として広く使用されている。例えば、銅箔は、回路基板の個々の部品を電気的に接続するための材料として、また、銅張積層板の基本材料として使用され、その双方ともスマートフォンやノートブックコンピュータなどの電子産業分野に適用されている。さらに、銅箔はまた、ポータブル電子機器（ＰＥＤ）および電気自動車（ＥＶ）に適用されるリチウムイオン電池（ＬｉＢ）の電極の材料としても使用することができる。
【０００３】
電子および電気デバイスの小型化および軽量化に対する増大する要求に伴い、電子および電気デバイスに含まれる銅箔の厚さを低減する要求も高まってきている。したがって、銅箔の特性と品質は、電子および電気デバイスの性能により大きな影響を与える。例えば、銅箔にしわがある場合、後続の製造プロセスまたは用途において、銅箔の折り目に不均一なコーティングや破損などのいくつかの状況が発生する傾向がある。前述のしわのある銅箔がリチウムイオン電池に利用された場合、銅箔と活物質との間の良好な結合が失われるため、リチウムイオン電池の充放電プロセスを繰り返す過程で、銅箔上に付着された活物質が銅箔の表面から剥がれることがある。前述したしわを有する銅箔がプリント回路基板（ＰＣＢ）に利用される場合、エッチング溶液が銅箔の折り目に浸透し、回路の切断を引き起こすことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−０１４６０８号公報
【発明の概要】
【０００５】
従来の銅箔が技術的な欠陥を有することを考慮して、本発明の目的は、電解銅箔の表面のしわの発生を低減または回避し、それにより、後続の工程におけるその生産歩留まりを改善することである。
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明は、ベース銅層を含む電解銅箔であって、電解銅箔のシャルピー衝撃強さが、０．４Ｊ／ｍｍ２〜５．８Ｊ／ｍｍ２の範囲である、電解銅箔を提供する。
【０００７】
電解銅箔のシャルピー衝撃強さの範囲を制御することにより、電解銅箔では、機械的特性が特に改善され、優れたしわ耐性を得ることができ、それにより、電解銅箔のしわおよび破損の発生を低減または回避することができ、電解銅箔の生産歩留まりが改善される。
【０００８】
衝撃強さとは、衝撃力を受ける物体の抵抗を指し、破壊直前の単位面積当たりの吸収エネルギー量で表される。当業者は、本発明の衝撃強さが引張強度および降伏強度などの他の機械的特性とは異なることを認識するであろう。電解銅箔のシャルピー衝撃強さは、従来の電解銅箔の引張強度および／または降伏強度から推定され得ない。
【０００９】
本発明によれば、電解銅箔の衝撃強さは、ノッチのない試験片を使用したシャルピー衝撃試験によって測定される。好ましくは、電解銅箔のシャルピー衝撃強さは、０．５Ｊ／ｍｍ２〜５．３Ｊ／ｍｍ２の範囲である。より好ましくは、電解銅箔のシャルピー衝撃強さは、０．６Ｊ／ｍｍ２〜４．９Ｊ／ｍｍ２の範囲である。さらにより好ましくは、電解銅箔のシャルピー衝撃強さは、１．０Ｊ／ｍｍ２〜４．５Ｊ／ｍｍ２の範囲である。特には、電解銅箔のシャルピー衝撃強さは、１．５Ｊ／ｍｍ２〜４．０Ｊ／ｍｍ２の範囲であるか、または電解銅箔のシャルピー衝撃強さは、２．０Ｊ／ｍｍ２〜３．５Ｊ／ｍｍ２の範囲とすることができる。
【００１０】
本発明によれば、電解銅箔のベース銅層は、銅イオンを含む電解液をアノードとカソードドラムとの間に供給し、アノードとカソードドラムとの間に直流電流を印加し、カソードドラムの表面に電解液の銅イオンを電着させることによって通常製造される裸銅箔とすることができる。電解液は、硫酸と硫酸銅とを主成分として含み、アノードは、不溶性金属から作製され、寸法安定アノード（ＤＳＡ）と呼ばれ、カソードドラムは、研磨された表面を有するチタン製ドラムである。ベース銅層が所定の厚さまで蓄積すると、ベース銅層は、カソードドラムの表面から剥がされ、連続プロセスで巻き取られる。ベース銅層の、カソードドラムに接触する側の面をドラム面と表記し、ベース銅層の反対側の面を析出面と表記する。
【００１１】
耐食性、導電率の維持、活物質または誘電体への接着性、耐熱性および耐薬品性などの電解銅箔の機能を改善するために、電解銅箔のベース銅層に、少なくとも１つの適切な表面処理を施すことができ、それによって、電解銅箔は、ベース銅層のドラム面および析出面の少なくとも一方に形成された少なくとも１つの表面処理層を含む。一実施形態において、電解銅箔が１つの表面処理層（すなわち、第１の表面処理層）を含む場合、表面処理層は、ドラム面または析出面のいずれかに堆積される。他の実施形態において、電解銅箔が２つの表面処理層（すなわち、第１の表面処理層および第２の表面処理層）を含む場合、それらの表面処理層は、ドラム面および析出面の両方にそれぞれ堆積される。
【００１２】
具体的には、ベース銅層の片面又は両面に、ノジュール処理（粗化処理とも呼ばれる）、銅被覆処理、不動態化処理、耐食処理およびシランカップリング処理などの、任意の１つまたは２つ以上の表面処理を施すことができる。したがって、得られた表面処理層は、ノジュール処理層、銅被覆層、ニッケル層、亜鉛層、耐食層、およびシランカップリング層を含み得るが、これらに限定されるものではない。いくつかの実施形態では、得られた表面処理層は、ノジュール処理層を含み、さらに、ノジュール処理層上に形成された少なくとも１つのサブ層を含み、少なくとも１つのサブ層は、銅被覆層、ニッケル層、亜鉛層、クロム層、およびシランカップリング層からなる群から選択される。
【００１３】
ノジュール処理に関し、ベース銅層のドラム面および析出面の少なくとも一方にノジュール処理を施し、または、他の表面処理層の外面に、ノジュール処理を施すことができる。ノジュール処理後の表面は、多くの微細な起伏（凹凸）を有し、微細な起伏の形状は、球形、針状、または板状であるが、これらに限定されるものではない。
【００１４】
ノジュール処理は、単層構造のノジュール層を形成するために、銅、ニッケル、クロム、および亜鉛などの金属カチオンを使用することによる１つの電着プロセスとすることができる。または、ノジュール処理は、多層構造のノジュール層を形成するために、銅、ニッケル、クロム、および亜鉛などの異なる金属カチオンを連続して使用することによる一連の電着プロセスとすることができる。さらに、ノジュール処理はまた、機械的摩耗または化学的マイクロエッチングによって実施することもできるが、これらに限定されるものではない。
【００１５】
いくつかの実施形態では、ノジュール処理層の外面は、必要に応じてノジュール処理に続いて銅被覆処理によって処理されてもよく、したがって、表面処理層は、さらに、銅被覆層を含む。
【００１６】
不動態化処理に関し、ベース銅層のドラム面および析出面の少なくとも一方に不動態化処理を施し、または、他の表面処理層の外面に、不動態化処理を施すことができる。例えば、ノジュール層または銅被覆層の外面に、不動態化処理を施すことができる。具体的には、不動態化処理に亜鉛金属単体または亜鉛合金が採用された場合、表面処理層に含まれる亜鉛層が得られる。さらに、不動態化処理にニッケル金属単体またはニッケル合金が採用された場合、表面処理層に含まれるニッケル層が得られる。得られた不動態化層は、不動態化層を含む電解銅箔の耐薬品性を改善することができる。
【００１７】
耐食処理に関し、ベース銅層のドラム面および析出面の少なくとも一方に耐食処理を施し、または、他の表面処理層の外面に、耐食処理を施すことができる。例えば、ノジュール層、銅被覆層または不動態化層の外面に耐食処理を施してもよい。耐食処理は、アゾール化合物などを使用した有機耐食処理であってもよく、得られた耐食層は、有機耐食層となる。耐食処理はまた、クロム含有材料などを使用した無機耐食処理であってもよく、得られた耐食層は、無機耐食層となる。具体的には、耐食処理は、任意の従来の方法によって適用でき、例えば、この方法は、ディップコーティング、スプレー、メッキなどであり、これにより、耐食成分は、所望の表面に付着する。
【００１８】
アゾール化合物の例は、トリアゾール、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、クロロ置換ベンゾトリアゾール、３−アミノ−１，２，４−トリアゾール、４−アミノ−１，２，４−トリアゾール、またはそれらの誘導体などのトリアゾール系化合物；チアゾール、イソチアゾール、２−アミノ−４−メチルチアゾール、またはそれらの誘導体などのチアゾール系化合物；またはイミダゾール、２−メルカプト−１−メチルイミダゾール、１−（２−ヒドロキシエチル）−２−メチルイミダゾール、１−（２−クロロエチル）−２−メチルイミダゾール、２−アミノベンズイミダゾール、またはそれらの誘導体などのイミダゾール系化合物を含む。有機耐食処理は、前述のアゾール化合物のうちの少なくとも１種を使用することができる。
【００１９】
クロム含有材料の例は、三価のＣｒ（ＩＩＩ）または六価のＣｒ（ＶＩ）を提供することができる、クロム（ＶＩ）酸、酸化クロム、クロム酸塩、または二クロム酸塩（ＶＩ）を含む。いくつかの実施形態では、クロム含有材料は、三酸化クロム（ＣｒＯ３）とすることができる。
【００２０】
シランカップリング処理に関し、ベース銅層のドラム面および析出面の少なくとも一方にシランカップリング処理を施し、または、他の表面処理層の外面に、シランカップリング処理を施すことができる。例えば、ノジュール層、銅被覆層、不動態化層、または耐食層の外面に、シランカップリング処理を施すことができる。したがって、表面処理層のシランカップリング層が得られる。
【００２１】
シランカップリング処理は、シランカップリング剤を採用している。シランカップリング剤は、限定されるものではないが、化学式：Ｙ−（Ｒ’）ｎ−Ｓｉ（ＯＲ）３によって表される化合物を含むことができ、Ｙは、グリシジル基（すなわち、エポキシ基）、アミノ基、エポキシシクロヘキシル基、ウラミノ基（すなわち、カルバミド基、Ｈ２ＮＣＯＮＨ−）、カルバメート基、マロン酸エステル基、カルボキシル基、メルカプト基、シアノ基、アセトキシ基、アクリロキシ基、メチルアクリロキシ基、クロロメチルフェニル基、ピリジル基、ビニル基、ジアルキルアミノ基、フェニルアルキルアミノ基、およびイミダゾリル基からなる群から選択され、ｎは、０または１の整数であり、Ｒ’は、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、およびエチル基もしくはプロピル基によって置換されたフェニレン基からなる群から選択され、フェニレン基は、Ｙに結合しており、Ｒは、メチル基、エチル基、および直鎖または分岐鎖のＣ３からＣ６アルキル基からなる群から選択される。具体的には、シランカップリング剤は、エポキシ系シラン、アミノ系シラン、メタクリロキシ系シラン、ビニル系シラン、またはメルカプト系シランとすることができる。シランカップリング処理は、１種以上のシランカップリング剤を使用することによって実施できる。
【００２２】
好ましくは、表面処理前に、ベース銅層に、その後の表面処理プロセスを促進する、ベース銅層のドラム面および析出面を洗浄するための酸洗ステップを施すことができる。
【００２３】
本発明によれば、電解銅箔の表面モルフォロジーは、電解銅箔と活物質または誘電体材料を含む他の層との間の結合強度に影響を及ぼす重要な因子の１つである。好ましくは、電解銅箔の２つの表面の少なくとも一方は、１４〜６９３の表面プロファイルのアスペクト比を有し、表面プロファイルのアスペクト比は、粗さプロファイル要素の平均長さ（ＲＳｍ）と粗さプロファイルの二乗平均平方根高さ（Ｒｑ）の比であり、ＲＳｍおよびＲｑは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２０１３の標準法にしたがって得られる。電解銅箔の２つの表面は、電解銅箔の最も外側の２つの表面を指すと定義される。一実施形態において、電解銅箔のベース銅層が何ら表面処理されていない場合、電解銅箔の２つの表面は、ベース銅層のドラム面および析出面を指す。他の実施形態において、ベース銅層のドラム面および析出面それぞれに１つの表面処理が施されている場合、電解銅箔の２つの表面は、得られた２つの表面処理層の外面を指す。他の実施形態において、ベース銅層のドラム面のみに１つの表面処理が施され、ベース銅層の析出面には何ら表面処理を施していない場合、電解銅箔の２つの表面は、得られた表面処理層の外面とベース銅層の析出面とを指す。
【００２４】
表面プロファイルのアスペクト比の前述の範囲では、好ましくは、ＲＳｍは、９μｍ〜５２３μｍの範囲であり、好ましくは、Ｒｑは、０．１４μｍから１．３４μｍの範囲である。表面プロファイルのアスペクト比が前述の範囲にある場合、電解銅箔の表面は、活物質または樹脂層を収容するための適切な空間を提供することができ、その結果、表面はより良好なアンカー効果を有し、それにより、電解銅箔は、より良好な接着力を有することができる。より好ましくは、ＲＳｍは、１０μｍ〜４００μｍの範囲であり、より好ましくは、Ｒｑは、０．１６μｍ〜１．２５μｍの範囲である。
【００２５】
電解銅箔がリチウムイオン電池の電極に利用される場合、表面プロファイルのアスペクト比は、上述した範囲とすることができ、好ましくは、表面プロファイルのアスペクト比は、４５〜６００の範囲であり、より好ましくは、表面プロファイルのアスペクト比は、６５〜５１０の範囲である。表面プロファイルのアスペクト比の前述の範囲では、好ましくは、ＲＳｍは、１８μｍ〜４００μｍの範囲であり、より好ましくは、ＲＳｍは、２６μｍ〜３５０μｍの範囲であり、好ましくは、Ｒｑは、０．２３μｍ〜１．００μｍの範囲であり、より好ましくは、Ｒｑは、０．２４μｍ〜０．８６μｍの範囲である。
【００２６】
電解銅箔が銅張積層板（ＣＣＬ）に利用される場合、表面プロファイルのアスペクト比は、上述した範囲とすることができ、好ましくは、表面プロファイルのアスペクト比は、３０〜４００の範囲であり、より好ましくは、表面プロファイルのアスペクト比は、３５〜３７０の範囲である。表面プロファイルのアスペクト比の前述の範囲では、好ましくは、ＲＳｍは、２０μｍ〜２００μｍの範囲であり、より好ましくは、ＲＳｍは、２１μｍ〜１００μｍの範囲であり、好ましくは、Ｒｑは、０．１５μｍ〜１．３２μｍの範囲であり、より好ましくは、Ｒｑは、０．１６μｍ〜０．８０μｍの範囲である。
【００２７】
電解銅箔の結晶構造または表面特性を制御するために、本発明は、例えば、電解液組成、電流密度、またはカソードドラムの表面の粒度を調整することによって達成され得るが、明細書に例示されている特定のプロセスに限定されるものではない。
【００２８】
一般に、銅イオンの供給源に加えて、電解液に含まれる他の有機添加剤または使用される電流密度は、アノードとカソードドラムとの間の電流分布および電解中の裸銅箔の堆積厚さ分布に影響を与える可能性があり、それにより、いくつかの裸銅箔の表面特性が影響を受ける。
【００２９】
例えば、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）または第四級アンモニウム基を有する化合物が電解液に添加されてレベラーとして作用する場合、レベラーの吸着挙動は、電流分布の影響を受ける。レベラーは、電流分布の密領域に優先的に吸着されるため、電流分布の密領域への銅イオンの過剰な堆積が抑制され、それにより、表面がより滑らかな裸銅箔が得られる。さらに、メルカプト基、ジスルフィド部分、またはスルホネート基を有する化合物は、銅イオンの堆積を促進するアクセラレータとして作用し得る。アクセラレータの例は、ビス（３−スルホプロピル）ジスルフィド（ＳＰＳ）、３−メルカプト−１−プロパンスルホン酸ナトリウム塩（ＭＰＳ）、３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノジチオカルバモイル−１−プロパンスルホン酸ナトリウム塩（ＤＰＳ）、および３−（アミジノチオ）−１−プロパンスルホン酸（ＵＰＳ）を含むことができるが、これらに限定されるものではない。
【００３０】
さらに、カソードドラムの表面の結晶密度は、裸銅箔の表面プロファイルのアスペクト比に関係している。カソードドラムの表面の結晶密度は、粒度によって定量化することができ、粒度が大きいほど、表面の結晶密度が高くなる。粒度は、ＪＩＳ  Ｇ０５５２の標準法にしたがって測定することができる。
【００３１】
本発明は、さらに、前述の電解銅箔、少なくとも１種のバインダおよび少なくとも１種の活物質を含むリチウムイオン電池用の電極を提供する。電解銅箔は、集電体に適している。電解銅箔の片面または両面は、電極を形成するために、活物質および接着剤を含む活物質の１つ以上の層によって被覆されている。電極は、リチウムイオン電池の負極および正極として使用されることができる。好ましくは、電極は負極である。
【００３２】
具体的には、バインダは、ポリ−１，１−ジフルオロエテン（ＰＶＤＦ）、ポリ（アクリル酸）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、またはそれらの任意の組み合わせとすることができるが、これらに限定されない。
【００３３】
活物質は、電極に良好なサイクル性能を持たせる。例えば、活物質は、炭素含有物質、ケイ素含有物質、炭化ケイ素複合体（ＳｉＣ複合体）、金属、金属酸化物、金属合金、ポリマー、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。好ましくは、活物質は、炭素含有物質またはケイ素含有物質であるが、これらに限定されない。
【００３４】
具体的には、炭素含有物質は、非黒鉛化炭素、コークス、グラファイト、ガラス状炭素、炭素繊維、活性炭、カーボンブラック、または高分子焼成物質とすることができるが、これらに限定されない。さらに、コークスは、ピッチコークス、針状コークス、または石油コークスなどを含む。高分子焼成物質は、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂またはフラン樹脂などの高分子を、高分子の炭化に適した温度で燃焼させることによって得られる。
【００３５】
ケイ素含有物質は、リチウムイオンと合金を形成する優れた能力を有し、リチウム合金からリチウムイオンを抽出する優れた能力を有する。したがって、ケイ素含有物質がリチウムイオン電池に利用された場合、得られるリチウムイオン電池は、高エネルギー密度を得ることができる。ケイ素含有物質は、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）、クロム（Ｃｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、またはそれらの任意の組み合わせと合金を形成することができる。
【００３６】
具体的には、金属または金属合金の元素は、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）、クロム（Ｃｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、およびモリブデン（Ｍｏ）からなる群から選択され得るが、それらに限定されない。金属酸化物の例は、酸化鉄（ＩＩＩ）（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化鉄（ＩＩ，ＩＩＩ）（Ｆｅ３Ｏ４）、酸化ルテニウム（ＩＶ）（ＲｕＯ２）、酸化モリブデン（ＩＶ）（ＭｏＯ２）、または酸化モリブデン（ＶＩ）（ＭｏＯ３）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００３７】
具体的には、ポリマーとしては、ポリアセチレンまたはポリピロールが挙げられるが、これらに限定されない。
【００３８】
さらに、電極は、必要に応じて、本発明の電極の機能に影響を及ぼすことがない補助添加剤を含んでもよい。補助添加剤としては、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）またはシュウ酸（Ｈ２Ｃ２Ｏ４）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００３９】
本発明によれば、本発明の電極は、リチウムイオン電池、および、本発明の電極を用いて作製されたリチウムイオン電池を含む、モバイル電源、スマートフォン、ノートブックコンピュータ、電気自動車などの電子機器に利用することができる。
【００４０】
本発明は、さらに、前述の電解銅箔および樹脂基材を含む銅張積層板を提供する。銅張積層板は、リジッド銅箔基板、フレキシブル銅箔基板、またはＩＣ基板などのプリント回路基板の分野に利用することができるが、これらに限定されない。
【００４１】
具体的には、基材の材料としては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂が挙げられるが、これらに限定されない。
【００４２】
本発明の他の目的、利点および新規な特徴は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施例１の電解銅箔の製造工程の概略斜視図である。
【図２】実施例１の電解銅箔の概略側面図である。
【図３】実施例１０の電解銅箔の製造工程の概略斜視図である。
【図４Ａ】実施例１０の電解銅箔の概略側面図である。
【図４Ｂ】実施例１４の電解銅箔の概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、当業者は、以下の実施例から本発明の利点および効果を容易に理解することができる。したがって、本明細書で提案される説明は、例示のみを目的とした好ましい例に過ぎず、本発明の範囲を限定することを意図するものではないことが理解されるべきである。本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明を実施または適用するために、様々な変更および変形を行うことができる。
【００４５】
＜電解銅箔＞
実施例１〜９：
実施例１〜９は、図１に示す製造装置を使用し、電着ステップおよび表面処理ステップなど同様のプロセスを順次行って、実施例１から９の電解銅箔を得た。実施例１〜９の間の主な相違点は、電解液の組成およびカソードドラムの表面の粒度である。
【００４６】
図１に示すように、電解銅箔４０の製造装置は、電着装置１０と、一連のガイドローラ２０と、表面処理装置３０とを備えている。電着装置１０は、カソードドラム１１、アノード板１２、銅電解液１３、および供給管１４を備えている。カソードドラム１１は、回転可能であり、アノード板１２は、カソードドラム１１の下方に設置され、カソードドラム１１の下半分を取り囲んでいる。供給管１４を介して銅電解液１３が導入されることを可能にするように、カソードドラム１１とアノード板１２との間に空間が存在している。表面処理装置３０は、耐食処理槽３１と、耐食処理槽３１の内部に配置された２組の第１の電極板３１１ａおよび３１１ｂとを備えている。一連のガイドローラ２０は、第１のガイドローラ２１１と、第２のガイドローラ２１２と、第３のガイドローラ２１３と、一組のエアナイフ２２と、巻取ローラ２３とを備えている。一連のガイドローラ２２は、裸銅箔、表面処理銅箔および製品の輸送に使用され、最終的に、得られた電解銅箔４０は、巻取ローラ２３に巻き取られる。
【００４７】
図１に示す製造装置を用いて実施例１〜９の電解銅箔４０を製造する方法を以下に説明する。
【００４８】
まず、電着ステップのために銅電解液１３が調製され、その組成は、以下のとおりである。
１．必須溶液：
（１）硫酸銅（ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ）：３１５ｇ／Ｌ；および
（２）硫酸：９５ｇ／Ｌ
２．添加物：
（１）塩化物イオン（ＲＣＩ  Ｌａｂｓｃａｎ  Ｌｔｄ．から購入したＨＣｌ由来）：３５ｍｇ／Ｌ；
（２）鉛イオン（Ｐｂ２＋）：５ｐｐｍ；
（３）ＰＶＰ：２．５ｍｇ／Ｌ〜５．０ｍｇ／Ｌ；および
（４）ＵＰＳ：２．５ｍｇ／Ｌ
【００４９】
これらのうち、実施例１〜９の電解銅箔４０を製造するための銅電解液１３中のレベラー（すなわち、ＰＶＰ）およびアクセラレータ（すなわち、ＵＰＳ）の含有率を表１に示す。さらに、実施例１〜９の電解銅箔４０を製造するためのカソードドラム１１の粒度も、表１に示す。
【００５０】
電着ステップでは、銅電解液１３を５２℃の温度に制御した。４０Ａ／ｄｍ２の電流密度の電流をカソードドラム１１とアノード板１２との間に流し、銅電解液１３中の銅イオンをカソードドラム１１の表面に電着させ、裸銅箔を形成した。続いて、裸銅箔をカソードドラム１１から剥がし、第１のガイドローラ２１１に案内した。
【００５１】
第１の表面処理
続いて、裸銅箔を、第１のガイドローラ２１１を介して表面処理装置３０に搬送し、第１の表面処理を施した。裸銅箔を、クロメート溶液で満たされた耐食処理槽３１に浸漬し、２組の第１の電極板３１１ａおよび３１１ｂを使用することによる電着ステップによって、２つの表面処理層４２を裸銅箔の両面にそれぞれ付着させた。
【００５２】
クロメート溶液の組成および第１の表面処理の製造パラメータを以下に示す。
１．クロメート溶液の組成：クロム酸（ＣｒＯ３）：１．５ｇ／Ｌ
２．製造パラメータ：
（１）クロメート溶液の温度：２５℃；
（２）電流密度：０．５Ａ／ｄｍ２；および
（３）処理時間：２秒
【００５３】
第１の表面処理の終了後、耐食処理が施された裸銅箔は、第２のガイドローラ２１２に案内された後、エアナイフ２２によって乾燥された。その後、前述の銅箔は、第３のガイドローラ２１３を介して巻取ローラ２３に案内され、前述の銅箔は巻き取られ、電解銅箔４０が得られた。
【００５４】
前述のプロセスにしたがって、実施例１〜９の電解銅箔がそれぞれ得られた。図２に示すように、各実施例の電解銅箔４０は、ベース銅層４１（すなわち、裸銅箔が耐食処理によって処理されていない）および２つの表面処理層４２を備えていた。ベース銅層４１は、析出面４１１と、析出面４１１の反対側のドラム面４１２とを備えていた。表面処理層４２は、第１の表面処理層４２ａ（すなわち、第１のクロム層）および第２の表面処理層４２ｂ（すなわち、第２のクロム層）を備えていた。第１の表面処理層４２ａは、ベース銅層４１の析出面４１１を直接被覆し、第２の表面処理層４２ｂは、ベース銅層４１のドラム面４１２を直接被覆していた。
【００５５】
比較例１〜４：
比較例１〜４の電解銅箔を、実施例１〜９の電解銅箔の対照として使用し、比較例１〜４の電解銅箔は、実施例１〜９の電解銅箔を製造するために使用したのと同様のプロセスによって製造した。実施例と比較例のプロセスの主な相違点は、銅電解液中のレベラーとアクセラレータとの間の含有率（ＰＶＰ：２．０ｍｇ／Ｌ〜８．２５ｍｇ／ＬおよびＵＰＳ：２．５ｍｇ／Ｌ）および使用するカソードドラムの表面の粒度である。上記パラメータを全て表１に示した。さらに、比較例１〜４の電解銅箔の構造は、図２に示された構造であった。
【００５６】
実施例１０〜１４：
実施例１０〜１４は、図３に示す製造装置を使用し、電着ステップおよび複数の表面処理ステップなどの実質的に同じプロセスを順次行って、実施例１０から１４の電解銅箔を得た。実施例１０〜１４の間の主な相違点は、複数の表面処理ステップのパラメータおよび処理されるべき所望の表面である。
【００５７】
図３に示すように、電解銅箔４０の製造装置は、電着装置１０と、一連のガイドローラ２０と、表面処理装置３０とを備えている。電着装置１０は、カソードドラム１１、アノード板１２、銅電解液１３、および供給管１４を備えている。アノード板１２は、カソードドラム１１の下方に設置され、カソードドラム１１の下半分を取り囲んでいる。供給管１４を介して銅電解液１３が導入されることを可能にするように、カソードドラム１１とアノード板１２との間に空間が存在している。表面処理装置３０は、酸洗処理槽３２と、ノジュール処理槽３３と、ノジュール処理槽３３の中に配置された１組の第２の電極板３３１と、銅被覆処理槽３４と、銅被覆処理槽３４の中に配置された１組の第３の電極板３４１と、ニッケルメッキ槽３５と、ニッケルメッキ槽３５の中に配置された１組の第４の電極板３５１と、亜鉛メッキ槽３６と、亜鉛メッキ槽３６の中に配置された２組の第５の電極板３６１ａおよび３６１ｂと、クロムメッキ槽３７と、クロムメッキ槽３７の中に配置された２組の第６の電極板３７１ａおよび３７１ｂと、シランカップリング剤噴霧装置３８と、乾燥機３９とを備えている。一連のガイドローラ２０は、第１のガイドローラ２１１と、第２のガイドローラ２１２と、第３のガイドローラ２１３と、第４のガイドローラ２１４と、第５のガイドローラ２１５と、第６のガイドローラ２１６と、第７のガイドローラ２１７と、巻取ローラ２３とを備えている。一連のガイドローラ２２は、裸銅箔、各表面処理が施された銅箔、および製品を搬送するために使用され、最終的に、電解銅箔４０は、巻取ローラ２３に巻き取られることによって得られる。
【００５８】
図３に示す製造装置を用いて実施例１０〜１４の電解銅箔４０を製造する方法を以下に説明する。
【００５９】
電着ステップ
実施例１０〜１４には、全て同じ電着ステップを施した。電着ステップでは、銅電解液１３を５２℃の温度に制御し、４０Ａ／ｄｍ２の電流密度を有する電流をカソードドラム１１とアノード板１２との間に流し、銅電解液１３中の銅イオンをカソードドラム１１の表面に電着させ、裸銅箔を形成した。続いて、裸銅箔をカソードドラム１１から剥がし、第１のガイドローラ２１１に案内した。前述の銅電解液１３の組成は、実施例７で使用した銅電解液と同一であり、前述のカソードドラム１１の表面もまた、実施例７で使用したカソードドラムと同じ粒度を有していた。
【００６０】
表面処理ステップ
実施例１０〜１４の表面処理ステップは、いくつかの相違点を有していたため、実施例で用いた表面処理ステップをそれぞれ以下で説明する。
【００６１】
第２の表面処理によって得られた実施例１０の電解銅箔
第２の表面処理は、以下の７つの表面処理手順を含み、各表面処理手順におけるそれらのパラメータは、以下のとおりである。
【００６２】
Ｉ．酸洗処理：
実施例１０の裸銅箔を、第１のガイドローラ２１１を介して酸洗槽３２に搬送し、前述の裸銅箔を酸洗液に浸漬して裸銅箔の両面を洗浄した。酸洗液の組成および関連する製造パラメータを以下に示す。
【００６３】
１．酸洗液の組成：
（１）硫酸銅（ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ）：２００ｇ／Ｌ；および
（２）硫酸：１００ｇ／Ｌ
２．製造パラメータ：
（１）酸洗液の温度：２５℃；および
（２）処理時間：５秒
【００６４】
以上の手順が完了した後、酸洗処理が施された裸銅箔は、第２のガイドローラ２１２に案内された後、ノジュール処理槽３３に搬送された。図４Ａに示すように、この実施例では、酸洗処理後の裸銅箔は、析出面４１１と析出面４１１の反対側のドラム面４１２とを備える本開示のベース銅箔４１に対応する。
【００６５】
ＩＩ．ノジュール処理：
酸洗処理後の裸銅箔を、ノジュール処理槽３３の粗化液に浸漬し、析出面４１１に第２の電極板３３１による電着処理を施し、析出面４１１上にノジュール処理層４２１を付着形成させた。粗化液の組成および関連する製造パラメータを以下に示す。
【００６６】
１．粗化液の組成：
（１）硫酸銅（ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ）：２００ｇ／Ｌ；および
（２）硫酸：１００ｇ／Ｌ
２．製造パラメータ：
（１）粗化液の温度：２５℃；
（２）電流密度：４０Ａ／ｄｍ２；および
（３）処理時間：５秒
【００６７】
以上の手順が完了した後、ノジュール処理が施された銅箔は、第３のガイドローラ２１３に案内され、その後、銅被覆処理槽３４に搬送された。
【００６８】
ＩＩＩ．銅被覆処理：
ノジュール処理後の銅箔を銅被覆処理槽３４の銅被覆溶液に浸漬し、ノジュール処理層４２１に第３の電極板３４１による電着処理を施して、ノジュール処理層４２１上に銅被覆層４２２を付着形成させた。銅被覆溶液の組成および関連する製造パラメータを以下に示す。
【００６９】
１．銅被覆溶液の組成：
（１）硫酸銅（ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ）：３２０ｇ／Ｌ；および
（２）硫酸：１００ｇ／Ｌ
２．製造パラメータ：
（１）銅被覆溶液の温度：４０℃；
（２）電流密度：２０Ａ／ｄｍ２；および
（３）処理時間：５秒
【００７０】
以上の手順が完了した後、銅被覆処理が施された銅箔は、第４のガイドローラ２１４に案内され、その後、ニッケルメッキ槽３５に搬送された。
【００７１】
ＩＶ．ニッケルメッキ：
銅被覆処理後の銅箔をニッケルメッキ槽３５のニッケル電解液に浸漬し、銅被覆層４２２に第４の電極板３５１による電着処理を施して、銅被覆層４２２上にニッケル層４２３を付着形成させた。ニッケル電解液の組成および関連する製造パラメータを以下に示す。
【００７２】
１．ニッケル電解液の組成：
（１）硫酸ニッケル（ＩＩ）（ＮｉＳＯ４・６Ｈ２Ｏ）：１７０ｇ／Ｌ〜２００ｇ／Ｌ；および
（２）ホウ酸：２０ｇ／Ｌ〜４０ｇ／Ｌ
２．製造パラメータ：
（１）ニッケル電解液の温度：２０℃；
（２）電流密度：０．５Ａ／ｄｍ２；および
（３）処理時間：１０秒
【００７３】
以上の手順が完了した後、ニッケルメッキが施された銅箔は、第５のガイドローラ２１５に案内された後、亜鉛メッキ槽３６に搬送された。
【００７４】
Ｖ．亜鉛メッキ：
ニッケルメッキ後の銅箔を亜鉛メッキ槽３６の亜鉛電解液に浸漬し、２組の第５の電極板３６１ａおよび３６１ｂによってニッケル層４２３およびドラム面４１２にそれぞれ電着処理を施し、ニッケル層４２３上に第１の亜鉛層４２４ａを、ドラム面４１２上に第２の亜鉛層４２４ｂを付着形成させた。亜鉛電解液の組成および関連する製造パラメータを以下に示す。
【００７５】
１．亜鉛電解液の組成：
（１）硫酸亜鉛（ＺｎＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）：５ｇ／Ｌ〜１５ｇ／Ｌ；および
（２）トリオキソバナジン酸アンモニウム（Ｖ）：０．１ｇ／Ｌ〜０．４ｇ／Ｌ
２．製造パラメータ：
（１）亜鉛電解液の温度：２０℃；
（２）電流密度：０．５Ａ／ｄｍ２；および
（３）処理時間：１０秒
【００７６】
以上の手順が完了した後、亜鉛メッキが施された銅箔は、第６のガイドローラ２１６に案内され、その後、クロムメッキ槽３７に搬送された。
【００７７】
ＶＩ．クロムメッキ：
亜鉛メッキ後の銅箔をクロムメッキ槽３７のクロム電解液に浸漬し、２組の第６の電極板３７１ａおよび３７１ｂによって第１の亜鉛層４２４ａおよび第２の亜鉛層４２４ｂにそれぞれ電着処理を施し、第１の亜鉛層４２４ａ上に第１のクロム層４２５ａを、第２の亜鉛層４２４ｂ上に第２のクロム層４２５ｂを付着形成させた。クロム電解液の組成および関連する製造パラメータを以下に示す。
【００７８】
１．クロム電解液の組成：
（１）クロム酸（ＣｒＯ３）：１．６ｇ／Ｌ〜１．８ｇ／Ｌ
２．製造パラメータ：
（１）クロム電解液の温度：４５℃；
（２）電流密度：２．７Ａ／ｄｍ２；および
（３）処理時間：１０秒
【００７９】
以上の手順が完了した後、クロムメッキが施された銅箔は、第７のガイドローラ２１７に案内された。
【００８０】
ＶＩＩ．シランカップリング処理：
クロムメッキ後の銅箔を、第７のガイドローラ２１７を介して巻取ローラ２３に導入する途中で、シランカップリング剤を含む溶液を、シランカップリング剤噴霧装置３８によって第１のクロム層４２５ａの表面に噴霧し、第１のクロム層４２５ａ上にシランカップリング層４２６を付着形成させた。シランカップリング剤を含む溶液の組成および関連する製造パラメータを以下に示す。
【００８１】
１．シランカップリング剤を含む溶液の組成：
（１）３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（製品名：ＫＢＭ  ４０３）：０．２５重量％の水溶液。
２．製造パラメータ：
（１）処理時間：１０秒。
【００８２】
第２の表面処理が完了した後、シランカップリング処理された銅箔を乾燥機３９に案内した。その後、前述の銅箔は、巻取ローラ２３に案内され、前述の銅箔を巻き取って電解銅箔４０を得た。
【００８３】
第３の表面処理によって得られた実施例１１の電解銅箔
実施例１１の電解銅箔の製造に使用したプロセスは、実施例１０で使用した第２の表面処理を実施例１１で使用した第３の表面処理に置き換えたことを除いて、実施例１０の電解銅箔の製造に使用したプロセスと同様であった。第２の表面処理と第３の表面処理の相違点は、ノジュール処理手順におけるそれぞれの電流密度であり、第３の表面処理のノジュール処理における電流密度は、３５Ａ／ｄｍ２であった。
【００８４】
第４の表面処理によって得られた実施例１２の電解銅箔
実施例１２の電解銅箔の製造に使用したプロセスは、実施例１０で使用した第２の表面処理を実施例１２で使用した第４の表面処理に置き換えたことを除いて、実施例１０の電解銅箔の製造に使用したプロセスと同様であった。第２の表面処理と第４の表面処理の相違点は、ノジュール処理手順におけるそれぞれの電流密度であり、第４の表面処理のノジュール処理における電流密度は、２０Ａ／ｄｍ２であった。
【００８５】
第５の表面処理によって得られた実施例１３の電解銅箔
実施例１３の電解銅箔の製造に使用したプロセスは、実施例１０で使用した第２の表面処理を実施例１３で使用した第５の表面処理に置き換えたことを除いて、実施例１０の電解銅箔の製造に使用したプロセスと同様であった。第２の表面処理と第５の表面処理の相違点は、ノジュール処理手順におけるそれぞれの電流密度であり、第５の表面処理のノジュール処理における電流密度は、５５Ａ／ｄｍ２であった。
【００８６】
第６の表面処理によって得られた実施例１４の電解銅箔
実施例１４の電解銅箔の製造に使用したプロセスは、実施例１０で使用した第２の表面処理を実施例１４で使用した第６の表面処理に置き換えたことを除いて、実施例１０の電解銅箔の製造に使用したプロセスと同様であった。第２の表面処理と第６の表面処理の相違点は、ノジュール処理手順におけるそれぞれの電流密度と、ノジュール処理手順が施される表面であり、第６の表面処理のノジュール処理における電流密度は、３０Ａ／ｄｍ２であり、第６の表面処理のノジュール処理手順が施される表面は、ドラム面４１２であった。したがって、ニッケル層４２３および析出面４１１には、それぞれ、第６の表面処理の亜鉛メッキが施された。
【００８７】
前述のプロセスにしたがって、実施例１０〜１４の電解銅箔がそれぞれ得られた。
【００８８】
図４Ａを参照すると、実施例１０〜１３の電解銅箔４０は、それぞれ、ベース銅層４１と、第１の表面処理層４２ａと、第２の表面処理層４２ｂとを備えていた。ベース銅層４１は、析出面４１１と、析出面４１１の反対側のドラム面４１２とを備えていた。表面処理層４２ａは、ベース銅層４１の析出面４１１に堆積され、析出面４１１上のノジュール処理層４２１と、銅被覆層４２２と、ニッケル層４２３と、第１の亜鉛層４２４ａと、第１のクロム層４２５ａと、シランカップリング層４２６とをこの順で備えていた。第２の表面処理層４２ｂは、ベース銅層４１のドラム面４１２上に堆積され、ドラム面４１２上の第２の亜鉛層４２４ｂと第２のクロム層４２５ｂとをこの順で備えていた。
【００８９】
さらに、図４Ｂに示すように、実施例１４の電解銅箔４０は、ベース銅層４１と、第１の表面処理層４２ａと、第２の表面処理層４２ｂとを備えていた。ベース銅層４１は、析出面４１１と、析出面４１１の反対側のドラム面４１２とを備えていた。表面処理層４２ａは、ベース銅層４１のドラム面４１２に堆積され、ドラム面４１２上のノジュール処理層４２１と、銅被覆層４２２と、ニッケル層４２３と、第１の亜鉛層４２４ａと、第１のクロム層４２５ａと、シランカップリング層４２６とをこの順で備えていた。第２の表面処理層４２ｂは、ベース銅層４１の析出面４１１に堆積され、第２の亜鉛層４２４ｂと第２のクロム層４２５ｂとをこの順で備えていた。
【００９０】
分析１：電解銅箔の単位面積当たりの重量および平均厚さ
実施例１〜１４（Ｅ１〜Ｅ１４と表記）および比較例１〜４（Ｃ１〜Ｃ４と表記）の電解銅箔それぞれを、長さおよび幅が１００ｍｍのサンプルに切断し、マイクロバランスＡＧ−２０４（Ｍｅｔｔｌｅｒ  Ｔｏｌｅｄｏ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｃ．から購入）によって各サンプルの重量を測定し、さらに、各サンプルの測定重量値をその面積で除し、単位をｇ／ｍ２に変換して、各電解銅箔の単位面積当たりの重量を得た。
【００９１】
さらに、ＩＰＣ−ＴＭ−６５０  ２．４．１８の標準試験法によれば、各電解銅箔の密度は、約８．９０９×１０６ｇ／ｍ３であった。そして、下記式（Ｉ）により、Ｅ１〜Ｅ１４およびＣ１〜Ｃ４の電解銅箔のそれぞれの平均厚さをそれぞれ算出した。Ｅ１〜Ｅ１４およびＣ１〜Ｃ４の各電解銅箔の単位面積当たりの重量および平均厚さを表１に示した。
電解銅箔の平均厚さ（μｍ）＝電解銅箔の単位面積当たりの重量／密度  （Ｉ）
【００９２】
分析２：電解銅箔のシャルピー衝撃強さ
Ｅ１〜Ｅ１４およびＣ１〜Ｃ４の各電解銅箔を、ノッチを有しないサンプルに切断した。
【００９３】
サンプルを、３層のテープによって衝撃試験機のステージの側壁に垂直に接着した後、衝撃試験機の振り子を所定の高さから落とし、サンプルの中心に衝撃を与えた。サンプルのシャルピー衝撃強さは、破壊直前の単位面積当たりの吸収エネルギー量で表される。結果を表１に示した。関連する試験条件を以下に示す。
【００９４】
１．衝撃試験機：Ｔｏｙｏ  Ｓｅｉｋｉ  Ｓｅｉｓａｋｕ−ｓｈｏ，Ｌｔｄ製、Ｎｏ．６１１；
２．テープ：Ｙｅｍ  Ｃｈｉｏ  Ｃｏ．，Ｌｔｄから購入した幅１８ｍｍのＢＯＰＰ  Ｐａｃｋｉｎｇ  Ｔａｐｅ；
３．各サンプルのサイズ：長さ８３ｍｍ×幅１５ｍｍ；
４．温度：２５±５℃；
５．振り子の質量（Ｗ）：０．９３８ｋｇ；
６．振り子の重心から回転中心までの長さ（Ｒ）：０．２０１５７ｍ；および
７．落下角（α）：１２５．５８°
【００９５】
分析３：電解銅箔のしわ試験
スリッタ機を使用して張力をかけた後にしわが発生したかどうか、Ｅ１〜Ｅ１４およびＣ１〜Ｃ４の電解銅箔の表面をそれぞれ検査した。
【００９６】
幅１３８０ｍｍを有する各サンプルをスリッタ機の２つの水平固定ロール（距離：７００ｍｍ）の間に供給した後、２つの水平固定ロールを回転させて、サンプルに異なる張力を加えた。１０ｋｇの張力をかけたときに、サンプルの表面にしわが目視で観察された。表１に示された検査結果として、「合格」は表面にしわがないことを意味し、「不合格」は表面にしわがあったことを意味する。
【００９７】
0006861304.tif 000002
【００９８】
電解銅箔の特性に関する検討
表１の分析結果から、特定の適切な範囲のシャルピー衝撃強さを有するＥ１〜Ｅ１４の電解銅箔は、改善されたしわ耐性を有し、電解銅箔の表面にしわの発生を回避することが実証され、電解銅箔の生産歩留まりが改善される。電解銅箔の厚さに関係なく、例えば、Ｅ９〜Ｅ１４の電解銅箔などのより厚い電解銅箔、またはＥ８の電解銅箔などのより薄い電解銅箔に関係なく、電解銅箔の表面のしわの発生は、全て軽減され、さらには回避され得る。対照的に、特定の適切な範囲内にシャルピー衝撃強さが制御されていないＣ１〜Ｃ４の電解銅箔を参照すると、Ｃ１〜Ｃ４の電解銅箔は、しわを有し、その後の用途にとって不利である。
【００９９】
分析４：電解銅箔の表面プロファイル
Ｅ１〜Ｅ１４およびＣ１〜Ｃ４の電解銅箔を、表面粗さ計によって電解銅箔の表面プロファイルについてさらに分析した。ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２０１３の標準法にしたがって、Ｅ１〜Ｅ９およびＣ１〜Ｃ４の電解銅箔の第１の表面処理層のＲｑおよびＲＳｍを測定し、表２に示す。Ｅ１０〜Ｅ１４の電解銅箔の第１の表面処理層のＲｑおよびＲＳｍを測定し、表３に示す。関連する試験条件を以下に示す。
【０１００】
１．表面粗さ計：Ｋｏｓａｋａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ製のＳＥ６００モデル；
２．スタイラス先端の半径：２μｍ；
３．スタイラス先端の角度：９０°；
４．走査速度：０．５ｍｍ／秒；
５．フィルタのカットオフ：０．８ｍｍ（λｃ）および２．５μｍ（λｓ）；および
６．評価長さ：４ｍｍ
【０１０１】
さらに、得られたＲＳｍおよびＲｑ、ならびに下記式（ＩＩ）にしたがって、Ｅ１およびＥ１４ならびにＣ１〜Ｃ４の電解銅箔の表面プロファイルのアスペクト比を算出した。結果を表２および３に示す。
表面プロファイルのアスペクト比＝ＲＳｍ（μｍ）／Ｒｑ（μｍ）  （ＩＩ）
【０１０２】
＜リチウムイオン電池用電極＞
Ｅ１〜Ｅ９およびＣ１〜Ｃ４のそれぞれの電解銅箔の第１の表面処理層上に、それぞれ、負極スラリーを被覆した。被覆が完了した後、被覆された電解銅箔を乾燥し、次いでプレス機によって圧延して、実施例１−Ａから９−Ａ（Ｅ１−Ａ〜Ｅ９−Ａとして表記）および比較例１−Ａ〜４−Ａ（Ｃ１−Ａ〜Ｃ４−Ａとして表記）の電極であるリチウムイオン電池用負極を得た。負極スラリーは、負極活物質１００重量部と、１−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）６０重量部とから構成されている。負極活物質の組成および関連する製造パラメータを以下に示す。
【０１０３】
１．負極活物質の組成：（負極活物質の総重量に基づく）
（１）メソフェーズグラファイトパウダー（ＭＧＰ）：９３．９重量％；
（２）導電性添加剤：１重量％の導電性カーボンブラック（Ｓｕｐｅｒ  Ｐ（登録商標））；
（３）溶剤ベースのバインダ：５重量％のポリ−１，１−ジフルオロエテン（ＰＶＤＦ  ６０２０）；および
（４）シュウ酸：０．１重量％
２．製造パラメータ：
（１）被覆速度：５ｍ／分；
（２）被覆厚さ：２００μｍ；
（３）乾燥温度：１６０℃；
（４）プレス機のローラの材質、サイズおよび硬度：高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）製；直径２５０ｍｍ；およびロックウェル硬度（ＨＲＣ）６２〜６５；および
（５）圧延の速度および圧力：１ｍ／分の速度；３０００ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）の圧力
【０１０４】
分析５：電極の剥離強度の分析（剥離強度試験Ｉ）
Ｅ１−Ａ〜Ｅ９−ＡおよびＣ１−Ａ〜Ｃ４−Ａの各電極をサンプルに切断した。サンプルの両面をそれぞれテープに接着し、万能試験機によって電解銅箔の第１の表面処理層と各サンプルの負極活物質との間の剥離強度を分析し、分析結果を表２に示した。電解銅箔の第１の表面処理層と負極活物質とが分離されなかった場合、その結果を「合格」と表記し、電解銅箔の第１の表面処理層と負極活物質とが分離された場合、その結果を「不合格」と表記した。関連する試験条件を以下に示す。
【０１０５】
１．万能試験機：ＩＭＡＤＡ ＣＯ．，ＬＴＤ．製ＴＫＳ−２０Ｎ；
２．サンプルサイズ：１００ｍｍ×５０ｍｍ；
３．テープ：３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ製の８１０  Ｄ；
４．実施温度：１５℃〜３５℃；
５．剥離角度：９０°；および
６．剥離速度：５０ｍｍ／分
【０１０６】
0006861304.tif 000003
【０１０７】
表１および表２に示す分析結果のように、Ｅ１〜Ｅ９の電解銅箔にはしわがないため、それらを使用したＥ１−Ａ〜Ｅ９−Ａの電極は、剥離強度試験Ｉに合格することができた。すなわち、Ｅ１〜Ｅ９の電解銅箔を含む電極は、実際に、より良好な接着性を有することが実証され、このことは、より長い電池寿命を有することを意味し、リチウムイオン電池の電極にとって有利である。
【０１０８】
＜銅張積層板＞
Ｅ１０〜Ｅ１４の各電解銅箔は、その第１の表面処理層が樹脂基材に面しており、その後、積層ステップに供された。その後、Ｅ１０〜Ｅ１４の電解銅箔にそれぞれ１０ｍｍ幅の回路を形成して、実施例１０−Ａ〜１４−Ａの銅張積層板（Ｅ１０−Ａ〜Ｅ１４−Ａと表記）を得た。関連する製造パラメータを以下に示す。
【０１０９】
１．樹脂基材：誘電性熱硬化性樹脂層を含むプリプレグ（Ｃｈａｎｇ  Ｃｈｕｎ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．から製造されたＣＣＰ−６０９Ｇ）；および
２．積層ステップの温度、圧力および時間：２００℃、４００ｐｓｉ、および１２０分
【０１１０】
分析６：銅張積層板の剥離強度の分析（剥離強度試験ＩＩ）
ＩＰＣ−ＴＭ−６５０  ２．４．８．５の標準法にしたがって、Ｅ１０−Ａ〜Ｅ１４−Ａの銅張積層板のそれぞれの剥離強度を分析した。剥離強度とは、電解銅箔と基材との間の接着性を指す。分析結果を表３に示す。銅張積層板の剥離強度が１．０ｋｇ／ｃｍを超える場合、結果を「◎」で表し、銅張積層板の剥離強度が０．６ｋｇ／ｃｍ以上１．０ｋｇ／ｃｍ以下の場合、結果を「○」で表し、銅張積層板の剥離強度が０．１ｋｇ／ｃｍ以上０．６ｋｇ／ｃｍ未満の場合、結果を「△」で表した。
【０１１１】
0006861304.tif 000004
【０１１２】
表１および表３に示す分析結果のように、Ｅ１０〜Ｅ１４の電解銅箔にはしわがないため、それらを含む銅張積層板は、全て剥離強度試験ＩＩに合格することができた。すなわち、Ｅ１０〜Ｅ１４の電解銅箔を含む銅張積層板は、実際に、樹脂基材の誘電体材料に対して良好な接着性を有することが実証された。
【０１１３】
さらにまた、実施例１０−Ａ〜１４−Ａの剥離強度の比較結果から、電解銅箔１０、１１および１４の表面プロファイルのアスペクト比は、３０〜４００の範囲内であり、さらに、電解銅箔１０および１１の表面プロファイルのアスペクト比は、３５〜１００の範囲内であり、得られた実施例１０−Ａ、１１−Ａおよび１４−Ａの銅張積層板は、より高い剥離強度を有していた。電解銅箔の表面が上記範囲内の表面プロファイルのアスペクト比を有する場合、その表面は、より良好なアンカー効果を提供することができ、それにより、誘電体材料への電解銅箔の表面のより高い接着性を提供することができると説明できる。一方で、表面プロファイルのアスペクト比が低すぎる場合（例えば、１４）、その表面は、より深い谷を有する可能性があり（すなわち、Ｒｑが高すぎる）、それにより、樹脂基材などの付着材料がその谷に充填されないことがある。結果として、接着性の改善は、それほど明白ではないであろう。一方で、表面プロファイルのアスペクト比が高すぎる場合（（例えば、６９３）、その表面の凹凸の程度は浅く（すなわち、Ｒｑが小さすぎる）、それにより、接着性の改善もそれほど明白ではなかった。
【０１１４】
表１〜表３における上記結果に基づいて、本発明の技術的手段は、電解銅箔のシャルピー衝撃強さの範囲を制御することにより、電解銅箔の表面のしわの発生を効果的に低減またはさらには回避することができ、それにより、電解銅箔の生産歩留まりの改善を実現する。さらに、本発明の技術的手段は、電解銅箔に、その後の用途におけるより良好な接着性を提供することができ、それにより、得られる製品の寿命を延ばすことができる。
【０１１５】
本開示の構造および特徴の詳細とともに、本開示の多数の特徴および利点が前述の説明に記載されているが、その開示は例示にすぎない。特に、添付の特許請求の範囲が表現される用語の広い一般的意味によって示される全範囲まで、本開示の原理内の部品の形状、サイズ、および配置に関して、詳細に変更を加えることができる。
【要約】      （修正有）【課題】しわの発生を緩和または防止することができ、それにより、後続の用途の生産歩留まりを改善することができる電解銅箔を提供する。【解決手段】電解銅箔と、電解銅箔を含む電極、および電解銅箔を含む銅張積層板が提供される。電解銅箔は、ドラム面および析出面を有するベース銅層を含み、電解銅箔は、０．４Ｊ／ｍｍ２〜５．８Ｊ／ｍｍ２のシャルピー衝撃強さを有する。【選択図】図２【図１】
0006861304.tif 000005
【図２】
0006861304.tif 000006
【図３】
0006861304.tif 000007
【図４Ａ】
0006861304.tif 000008
【図４Ｂ】
0006861304.tif 000009