CN108306022A - 电解铜箔、包含其的电极、二次电池及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种基本上无起皱缺陷的电解铜箔、包含其的电极、包含其的二次电池、及其制造方法。本发明的电解铜箔具有第一表面和相对于第一表面的第二表面,第一表面和第二表面各具有4.8至16.1的轮廓最大比(PMR),并且电解铜箔具有0.49至1.28的(220)面的织构系数[TC(220)]、35kgf/mm2至58kgf/mm2的屈服强度、以及3%或更小的重量偏差。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年1月13日提交的第2017-0005857号韩国专利申请的优先权和权益,其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明涉及一种基本上没有起皱缺陷的电解铜箔、包含其的电极、包含其的二次电池、及其制造方法。
背景技术
电解铜箔正用于制造各种产品,如二次电池的负极和柔性印刷电路板(FPCB)。
当电解铜箔制造过程中无法精确地控制生产条件时,不能防止在制造薄膜时发生的典型的起皱缺陷。
具有起皱缺陷的电解铜箔导致二次电池的产量和质量下降。具体而言,由于具有起皱缺陷的电解铜箔的表面的不均匀性,电解铜箔的表面不能均匀地被负极活性材料涂覆。负极活性材料的不均匀涂覆引起二次电池的短路或负极活性材料的分层。因此,电解铜箔的起皱缺陷是消费者退货的原因之一。
已知减小电解铜箔的重量偏差是抑制电解铜箔的起皱缺陷的一种方法。但是,在电解铜箔的厚度为8μm或更小(其为提高二次电池容量而增加使用比例)的情况下,即使其重量偏差被控制得非常低,仍然出现起皱缺陷。
发明内容
本发明涉及一种电解铜箔、包含其的电极、包含其的二次电池、以及其制造方法,能够防止由相关技术的限制和缺点导致的问题。
另外,本发明涉及一种基本上没有起皱缺陷的电解铜箔。
此外,本发明涉及一种通过用基本上没有起皱缺陷的电解铜箔制造的能够确保高生产率的电极。
再者,本发明涉及一种通过用基本上没有起皱缺陷的电解铜箔制造的能确保高生产率的二次电池。
此外,本发明涉及一种能够防止起皱缺陷的电解铜箔的制造方法。
除了本发明的上述方面外,本发明的其他特征和优点描述如下,或者根据以下描述,将变得对本领域技术人员来讲显而易见。
根据本发明的一方面,提供了一种电解铜箔,具有第一表面和相对于第一表面的第二表面,电解铜箔包括:铜层,包括面向第一表面的无光泽表面和面向第二表面的光泽表面;第一保护层,在无光泽表面上;以及第二保护层,在光泽表面上,其中,第一表面和第二表面各具有4.8至16.1的轮廓最大比(PMR)(这里,PMR表示最大高度粗糙度(Rmax)与算术平均粗糙度(Ra)的比率(Rmax/Ra)),以及电解铜箔具有0.49至1.28的(220)面的织构系数[TC(220)]、35kgf/mm2至58kgf/mm2的屈服强度、以及3%或更小的重量偏差。
第一表面和第二表面各可具有1.2μm至3.7μm的最大高度粗糙度(Rmax)以及0.15μm至0.45μm的算术平均粗糙度(Ra)。
第一保护层和第二保护层各可含铬(Cr)。
电解铜箔可具有4μm至30μm的厚度,且较佳可具有4μm至8μm的厚度。
根据本发明的另一方面,提供了一种二次电池电极,包括:电解铜箔,具有第一表面和相对于第一表面的第二表面;以及第一活性材料层,在第一表面上,其中,电解铜箔包括:铜层,包括面向第一表面的无光泽表面和面向第二表面的光泽表面;第一保护层,在无光泽表面上;以及第二保护层,在光泽表面上,第一表面和第二表面各具有4.8至16.1的PMR(这里,PMR表示最大高度粗糙度(Rmax)与算术平均粗糙度(Ra)的比率(Rmax/Ra)),以及电解铜箔具有0.49至1.28的(220)面的织构系数[TC(220)]、35kgf/mm2至58kgf/mm2的屈服强度、以及3%或更小的重量偏差。
第一表面和第二表面各可具有1.2μm至3.7μm的最大高度粗糙度(Rmax)以及0.15μm至0.45μm的算术平均粗糙度(Ra)。
第一保护层和第二保护层各可含铬(Cr)。
电解铜箔可具有4μm至30μm的厚度,且较佳可具有4μm至8μm的厚度。
二次电池电极还可包括在第二表面上的第二活性材料层,其中,第一活性材料层和第二活性材料层各可包括从由碳、诸如Si、Ge、Sn、Li、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni或Fe的金属、含有所述金属的合金、所述金属的氧化物以及所述金属与碳的复合物构成的群组中选择的至少一种活性材料。
根据本发明的又一方面,提供了一种二次电池,包括:阴极、包括所述二次电池电极的阳极、被配置为提供让锂离子在阴极和阳极之间移动的环境的电解质、以及被配置为将阳极与阴极电性绝缘的分隔件。
根据本发明的再一方面,提供了一种制造电解铜箔的方法,包括形成铜层以及在铜层上形成保护层,其中,形成铜层的步骤包括:制备电解液,电解液包含70g/L至90g/L的铜离子、50g/L至150g/L的硫酸、2mg/L至20mg/L的N-烯丙基硫脲(ATU)以及2mg/L至20mg/L的双(3-磺丙基)-二硫化物(SPS);以及通过使密度为40A/dm2至80A/dm2的电流从电极板流至旋转电极鼓来执行电镀,其中,使用粒径(grit)为#800至#3000的抛光刷抛光旋转电极鼓的表面,以及在执行电镀时,将电解液中的银(Ag)的浓度维持在50mg/L或更小。
制备电解液的步骤可以包括:在600℃至900℃对铜线热处理30分钟至60分钟;酸洗热处理过的铜线;将酸洗过的铜线置入硫酸中;以及向置入有铜线的硫酸添加ATU和SPS。
当执行电镀时,可以对电解液进行连续过滤,以及当执行连续过滤时,电解液的流速的范围可以为39m3/hr至46m3/hr。
当执行电镀时,流速的变化可以为5%/sec或更小。
形成铜层的步骤还可以包括:将沉淀银(Ag)为AgCl的氯离子添加到电解液,以防止电解液中的银(Ag)的浓度超过50mg/L。
形成保护层的步骤可以包括:将铜层浸泡在含有0.5g/L至1.5g/L的Cr的防锈溶液中。
如上所述的本发明的总体描述仅意图说明或解释本发明,而不限制本发明的范围。
附图说明
通过参考附图详细描述本发明的示例性实施例,本发明的上述和其它目的、特征和优点对于本领域普通技术人员将变得更加明显,其中:
图1是根据本发明的实施例的二次电池电极的剖面图;
图2是电解铜箔的X射线衍射(XRD)图;
图3是发生起皱缺陷的比较例1的电解铜箔的照片;以及
图4是在其制造过程被撕裂的比较例4的电解铜箔的照片。
具体实施方式
在下文中,将参照图式详细描述本发明的实施例。
对于本发明可以进行各种修改和变更,各种修改和变更对于本领域技术人员是易于思及,且皆不脱离本发明的精神和范围。因此,本发明包含落入所属申请专利范围及其均等物所限定之在本发明范围内的所有修改和变更。
锂二次电池包括阴极、阳极、提供锂离子可在阴极和阳极之间移动的环境的电解质、以及使阴极与阳极电绝缘以防止在一个电极处产生的电子通过经由二次电池的内部移动到另一电极而被无效地消耗的分隔件。
图1是根据本发明的实施例的二次电池电极的剖视图。
如图1所示,根据本发明实施例的二次电池电极100包括:电解铜箔110,其具有第一表面S1和与第一表面S1相对的第二表面S2;形成在第一表面S1上的第一活性材料层120a;以及形成在第二表面S2上的第二活性材料层120b。在图1中,示出了分别在电解铜箔110的第一表面S1和第二表面S2上形成第一活性材料层120a和第二活性材料层120b的示例,但是本发明不限于此,并且本发明的二次电池电极100可以仅包括第一活性材料层120a和第二活性材料层120b中的一个作为活性材料层。
通常,在锂二次电池中,使用铝箔作为耦合到正极活性材料的正极集电器,并且使用电解铜箔作为耦合到负极活性材料的负极集电器。
根据本发明的实施例,二次电池电极100用作锂二次电池的阳极,电解铜箔110用作负极集电器,并且第一活性材料层120a和第二活性材料层120b均包括负极活性材料。
如图1所示,本发明的电解铜箔110包括具有无光泽表面MS和光泽表面SS的铜层111、形成在铜层111的无光泽表面MS上的第一保护层112a和形成在铜层111的光泽表面SS上的第二保护层112b。
无光泽表面MS是面向电解铜箔110的第一表面S1的铜层111的表面,并且光泽表面SS是面向电解铜箔110的第二表面S2的铜层111的表面。
本发明的铜层111可以通过电镀在旋转电极鼓上形成。光泽表面SS是指在电镀过程中与旋转电极鼓接触的表面,并且无光泽表面MS是指与光泽表面SS相对的表面。
通常,光泽表面SS具有比无光泽表面MS低的十点平均粗糙度(Rz),但是本发明不限于此,光泽表面SS的十点平均粗糙度(Rz)可以高于或等于无光泽表面MS的十点平均粗糙度(Rz)。
第一保护层112a和第二保护层112b可形成为防止铜层111的腐蚀以及改善铜层111的耐热性,且可含铬(Cr)。
根据本发明的实施例,第一表面S1和第二表面S2中的每个的铬(Cr)附着量的范围可以为从1mg/m2至5mg/m2。
如上所述,具有起皱缺陷的电解铜箔110导致负极活性材料的不均匀涂覆,且负极活性材料的不均匀涂覆导致二次电池的短路和负极活性材料的分层。因此,制造电解铜箔110应考虑到引起电解铜箔110起皱缺陷的所有因素。
根据本发明,发现如电解铜箔110的表面轮廓、表面的晶体结构、屈服强度、重量偏差等因素引起电解铜箔110的起皱缺陷。因此,为了使电解铜箔110的起皱缺陷最小化,需要精确地控制这些重要因素。
与晶粒尺寸密切相关的表面轮廓可以由算术平均粗糙度(Ra)和最大高度粗糙度(Rmax)来表示,而表面的晶体结构可以由(220)面的织构系数[TC(220)]表示。
根据本发明,为了使电解铜箔110的起皱缺陷最小化,第一表面S1和第二表面S2均具有4.8至16.1的轮廓最大比(PMR),且电解铜箔具有0.49至1.28的(220)面的织构系数[TC(220)],35kgf/mm2至58kgf/mm2的屈服强度,以及3%或更小的重量偏差。
PMR是指最大高度粗糙度(Rmax)与算术平均粗糙度(Ra)之比(Rmax/Ra)。在本发明中,算术平均粗糙度(Ra)和最大高度粗糙度(Rmax)是根据日本工业标准(JIS)B 0601-2001标准测量[测量长度:4mm(不包括切断部分)]。
当PMR大于16.1时,空气会在将通过电解电镀制造的电解铜箔110缠绕在线轴(bobbin)上时被困在电解铜箔110之间,从而导致起皱缺陷。另一方面,当PMR小于4.8时,电解铜箔110会在卷对卷(roll-to-roll,RTR)处理中卷绕在卷轴上时局部地延伸,从而导致起皱缺陷。
根据本发明的实施例,第一表面S1和第二表面S2可均具有1.2μm至3.7μm的最大高度粗糙度(Rmax)和0.15μm至0.45μm的算术平均粗糙度(Ra)。
在本发明中,测量和计算电解铜箔110的(220)面的织构系数如下。
首先,通过用范围为30°至95°的衍射角(2θ)来执行X射线衍射(XRD)[标靶:铜Kα1,2θ间隔:0.01°,2θ扫瞄速率:3°/min],获得具有对应于n个晶面的峰的XRD图(例如,如图2中所示的,具有对应于(111)、(200)、(220)和(311)面的峰的XRD图),并从XRD图获得各晶面(hkl)的XRD衍射强度[I(hkl)]。另外,得到由粉末衍射标准联合委员会(Joint Committeeon Power Diffraction standards,JCPDS)规定的标准铜粉末的n个晶面中的每个的XRD衍射强度[I0(hkl)]。接下来,获得n个晶面的I(hkl)/I0(hkl)的算术平均值,然后通过将(220)面的I(220)/I0(220)除以算术平均值来计算电解铜箔110的(220)面的织构系数[TC(220)]。也就是说,将基于以下方程式1来计算(220)面的织构系数[TC(220)]。
[方程式1]
当(220)面的织构系数[TC(220)]小于0.49时,电解铜箔110的晶体结构不够密集,且在电解铜箔110围绕线轴卷绕时晶体结构容易变形,导致起皱缺陷。另一方面,当(220)面的织构系数[TC(220)]大于1.28时,电解铜箔110的晶体结构变得过密而具有高脆性,结果,电解铜箔110在制造过程中被撕裂。
在本发明中,屈服强度是在室温25℃下测量的屈服强度,并使用万能试验机(Universal testing machine,UTM)测得[样品宽度:12.7mm,夹具之间的距离:50mm,测量速度:50mm/min)。
当电解铜箔110的屈服强度小于35kgf/mm2时,在电解铜箔110围绕线轴卷绕时导致塑性变形,从而加速起皱缺陷。另一方面,当电解铜箔110的屈服强度大于58kgf/mm2时,电解铜箔110的脆性变高而使兼容性降低,并增加了在制造过程中撕裂电解铜箔110的风险。
在本发明中,重量偏差是指宽度方向的重量偏差,并如下来测量和计算。
从电解铜箔110的宽度方向上的左、中、右的点取5cm×5cm的样品后,测量三个样品的每个重量。使用所测量的值来计算算术平均重量和标准偏差,然后计算标准偏差和算数平均重量的比率(%)(即,(标准偏差/算数平均重量)×100])。
当电解铜箔110的重量偏差大于3%时,电解铜箔110在电解铜箔110围绕线轴卷绕时局部地延伸,导致起皱。
本发明的电解铜箔110在室温(25℃)下具有大于或等于3%的伸长率(Elongation)。当电解铜箔110的伸长率小于3%时,电解铜箔110不会因在制造电解铜箔110的过程中或在制造二次电池电极100的过程中所施加的力而拉伸,增加了电解铜箔110撕裂的风险。
本发明的电解铜箔110可具有4μm至30μm的厚度,且较佳地,可具有4μm至8μm的厚度。当电解铜箔110的厚度小于4μm时,制造二次电池过程的可加工性(workability)降低。另一方面,当电解铜箔110的厚度大于30μm时,可能难以保证二次电池的足够的容量。
具体而言,由于通过简单地降低电解铜箔110的重量偏差难以防止厚度为8μm或更小(制造高容量二次电池需要增加厚度)的电解铜箔110的起皱缺陷,因此需要进一步应用本发明的技术特征。
第一活性材料层120a和第二活性材料层120b中的每一个可以包括从由碳;Si、Ge、Sn、Li、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni或Fe的金属;包含该金属的合金;该金属的氧化物;以及该金属与碳的复合物组成的群组中选择的至少一种作为负极活性材料。
为了增加二次电池的充放电容量,第一活性材料层120a和第二活性材料层120b可由含预定量的Si的混合物形成。
以下,将详细描述根据本发明的实施例的电解铜箔110的制造方法。
本发明的方法包括形成铜层111以及在铜层111上形成第一保护层112a和第二保护层112b。
首先,制备含有70g/L至90g/L的铜离子、50g/L至150g/L的硫酸、2mg/L至20mg/L的N-烯丙基硫脲(ATU)以及2mg/L至20mg/L的双(3-磺丙基)-二硫化物(SPS)的电解液。
电解铜箔110的屈服强度可以通过调整ATU的浓度来控制。随着ATU浓度的增加,电解铜箔110的屈服强度也基本上增加。
电解铜箔110的第一表面S1和第二表面S2中每个的(220)面的织构系数[TC(220)]可以通过调节SPS的浓度来控制。电解铜箔110的(220)面的织构系数[TC(220)]也随着SPS浓度的增加而基本上增加。
对高纯度铜线在600℃至900℃下热处理30分钟至60分钟以烧掉有机物,酸洗进行过热处理的铜线,并将酸洗过的铜线置入硫酸中以制备少量或不含杂质的电解液。然后,可以通过添加ATU和SPS来制备电解液。
随后,在50℃至60℃通过在电解液中用密度为40A/dm2至80A/dm2的电流执行电镀来在旋转电极鼓上形成铜层111,其中,电流从电极板流到与电极板间隔开的旋转电极鼓。
电流密度影响电解铜箔110的算术平均粗糙度(Ra)。算术平均粗糙度(Ra)随着电流密度的增加而基本上降低。换句话说,随着电流密度的降低,算术平均粗糙度(Ra)基本上增加。
使用粒径(grit)为#800至#3000的抛光刷抛光旋转电极鼓的表面(例如,通过执行电镀沉淀铜的表面)。优选地,在水在宽度方向上扩散的同时,通过对旋转电极鼓的表面进行表面抛光,使旋转电极鼓的表面在旋转电极鼓的表面的宽度方向上均匀地抛光。
旋转电极鼓的表面(例如,通过执行电镀沉淀铜的表面)的抛光程度影响电解铜箔110的第二表面S2的算术平均粗糙度(Ra)、最大高度粗糙度(Rmax)等。
根据本发明,在进行电镀时,电解液中的银(Ag)的浓度保持在50mg/L或更小。银(Ag)的浓度影响电解铜箔110的最大高度粗糙度(Rmax)。电解铜箔110的最大高度粗糙度(Rmax)随着银(Ag)的浓度降低而基本上增加。
为了防止在电镀时银被引入电解液中而使电解液中银(Ag)的浓度超过50mg/L,可以将少量氯离子(例如,15至25mg/L)添加到电解液中,氯离子将银(Ag)沉淀为AgCl。结果,电解液可具有例如为1mg/L至50mg/L的银(Ag)浓度。
可以在39m3/hr至46m3/hr的流量下进行连续(或循环)过滤,以在进行电镀的同时从电解液中除去固体杂质。当流量小于39m3/hr时,流速降低,过电压升高,且铜层111不均匀地形成。另一方面,当流量超过46m3/hr时,过滤器受损,且异物进入电解液。电解液的流量也影响电解铜箔110的屈服强度。
为了制造重量偏差为3%或更小的电解铜箔110,优选地将电镀时的流速变化保持在5%/sec或更小。当电解液的流速变化大于5%/sec时,铜层111的宽度方向的镀铜效率的变化增大,且电解铜箔110的重量偏差超过3%。
然后,通过在防锈溶液中浸泡如上所述所制造的铜层111(例如在室温浸泡2秒至20秒)并且干燥铜层111,形成位于铜层111上的第一保护层112a和第二保护层112b中的每一个,防锈溶液含有0.5g/L至1.5g/L的Cr。
防锈溶液还可以包括硅烷化合物和氮化合物中的至少一种。例如,防锈溶液可以含有0.5g/L至1.5g/L的Cr和0.5g/L至1.5g/L的硅烷化合物。
本发明的二次电池电极(即,阳极)可以通过用负极活性材料涂覆如上所述制造的本发明的电解铜箔110来制造。
负极活性材料可以从由碳;诸如Si、Ge、Sn、Li、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni或Fe的金属;包含该金属的合金;该金属的氧化物;以及该金属与碳的复合物组成的群组中选择。
例如,在100重量份的碳中混合1至3重量份丁苯橡胶(SBR)和1至3重量份羧甲基纤维素(CMC)用于负极活性材料,然后使用蒸馏水作为溶剂来制备浆料。接着,使用刮刀将电解铜箔110涂覆该浆料以具有20至100μm的厚度,并且在110至130℃的温度、0.5至1.5toncm2的压力下进行压制。
锂二次电池可以使用传统的阴极、电解质和分隔件与如上所述所制造的本发明的二次电池电极(或阳极)来制造。
以下,将参照示例和比较例详细描述本发明。然而,下面的示例仅仅是帮助理解本发明的示例,本发明的范围不限于这些示例。
示例1至6和比较例1至7
在电解液中通过使密度为60A/dm2的电流从电极板流到设置为与电极板间隔开的旋转电极鼓来在旋转电极鼓上形成铜层。电解液包含75g/L的铜离子、100g/L的硫酸、100g/L的ATU、和100g/L的SPS,并维持在55℃的温度下。电解液的流速为42m3/hr。ATU浓度、SPS浓度、银(Ag)浓度、电解液的流速的变化、以及用于表面抛光旋转电极鼓的抛光刷的粒径如下表1所示。将通过执行电镀形成的铜层浸泡在防锈溶液中,然后进行干燥来制备电解铜箔。
[表1]
得到如上所述的示例和比较例的电解铜箔的PMR、(220)面的织构系数[TC(220)]、屈服强度、以及重量偏差,其结果示于表2。另外,表2示出了示例和比较例中电解铜箔制造过程中是否出现起皱和撕裂。
*轮廓最大比率(PMR)
根据JIS B 0601-2001标准,使用由Mitutoyo公司制造的SJ-310照度计,测量电解铜箔的第一表面(铜层的与无光泽表面相邻的表面)和第二表面(铜层的与光泽表面相邻的表面)的算术平均粗糙度(Ra)和最大高度粗糙度(Rmax)[测量长度:4mm(不包括截断部分)]。接下来,通过计算最大高度粗糙度(Rmax)与算术平均粗糙度(Ra)之比(Rmax/Ra)来获得第一表面和第二表面中每个的PMR。
*(220)面的织构系数[TC(220)]
通过用范围为30°至95°的衍射角(2θ)进行XRD[(i)标靶:铜Kα1,(ii)2θ间隔:0.01°,(iii)2θ扫瞄速率:3°/min]获得具有对应n个晶面的峰的XRD图,并从XRD图获得各晶面(hkl)的XRD衍射强度[I(hkl)]。另外,得到由JCPDS规定的标准铜粉的n个晶面中每个晶面的XRD衍射强度[I0(hkl)]。接下来,获得n个晶面的I(hkl)/I0(hkl)的算术平均值,然后通过将(220)面的I(220)/I0(220)除以算术平均值,来计算电解铜箔110的(220)面的织构系数[TC(220)]。也就是说,将基于以下的方程式1来计算(220)面的织构系数[TC(220)]。
[方程式1]
屈服强度(kgf/mm2)
在25℃的室温下使用UTM测量电解铜箔的屈服强度。样品的宽度为12.7mm,夹具之间的距离为50mm,测量速度为50mm/min。
*重量偏差(%)
从位于电解铜箔的宽度方向上的左、中、右的点取5cm×5cm的样品后,分别测量三个样品的重量。使用测量值计算算术平均重量和标准偏差,然后计算标准偏差和算数平均重量的比率(%)(即,(标准偏差/算数平均重量)×100)。
[表2]
参考上表2,在电解铜箔包括PMR小于4.8的表面的情况下(在比较例1中),在电解铜箔包括PMR大于16.1的表面的情况下(在比较例2中),在电解铜箔包括(220)面的织构系数[TC(220)]小于0.49的表面的情况下(在比较例6中),在电解铜箔的表面包括屈服强度小于35kgf/mm2的表面的情况下(在比较例3中),并且在电解铜箔包括重量偏差大于3%的表面的情况下(在比较例5中),在电解铜箔的制造过程中出现起皱。图3是比较例1的发生起皱缺陷的电解铜箔的照片。
此外,在电解铜箔包括屈服强度大于58kgf/mm2的表面的情况下(在比较例4中),发生了电解铜箔的撕裂。图4是比较例4的制造过程中电解铜箔撕裂的照片。
具体而言,在电解铜箔包括(220)面的织构系数[TC(220)]大于1.28的表面的情况下(在比较例7中),发生起皱和撕裂。
根据本发明,可以制造基本上没有起皱缺陷的电解铜箔,结果,在制造用于二次电池的负极时,可以用负极活性材料均匀地涂覆电解铜箔。因此,根据本发明,可以防止由于负极活性材料的不均匀涂覆导致的二次电池的短路和负极活性材料的分层。结果,根据本发明,可以提高二次电池的寿命和容量保持率。
Claims (16)
1.一种电解铜箔,具有第一表面和相对于第一表面的第二表面,所述电解铜箔包括:
铜层,包括面向第一表面的无光泽表面和面向第二表面的光泽表面;
第一保护层,在无光泽表面上;以及
第二保护层,在光泽表面上,
其中,第一表面和第二表面各具有4.8至16.1的轮廓最大比PMR,其中,轮廓最大比表示最大高度粗糙度Rmax与算术平均粗糙度Ra的比率Rmax/Ra,以及
电解铜箔具有0.49至1.28的(220)面的织构系数[TC(220)]、35kgf/mm2至58kgf/mm2的屈服强度、以及3%或更小的重量偏差。
2.如权利要求1所述的电解铜箔,其中,第一表面和第二表面各具有1.2μm至3.7μm的最大高度粗糙度Rmax以及0.15μm至0.45μm的算术平均粗糙度Ra。
3.如权利要求1所述的电解铜箔,其中,第一保护层和第二保护层各包含铬Cr。
4.如权利要求1所述的电解铜箔,其中,电解铜箔具有4μm至30μm的厚度。
5.一种二次电池电极,包括:
电解铜箔,具有第一表面和相对于第一表面的第二表面;以及
第一活性材料层,形成在第一表面上,
其中,电解铜箔包括:
铜层,包括面向第一表面的无光泽表面和面向第二表面的光泽表面;
第一保护层,在无光泽表面上;以及
第二保护层,在光泽表面上,
其中,第一表面和第二表面各具有4.8至16.1的轮廓最大比PMR,其中,轮廓最大比表示最大高度粗糙度Rmax与算术平均粗糙度Ra的比率Rmax/Ra,以及
电解铜箔具有0.49至1.28的(220)面的织构系数[TC(220)]、35kgf/mm2至58kgf/mm2的屈服强度、以及3%或更小的重量偏差。
6.如权利要求5所述的二次电池电极,其中,第一表面和第二表面各具有1.2μm至3.7μm的最大高度粗糙度Rmax以及0.15μm至0.45μm的算术平均粗糙度Ra。
7.如权利要求5所述的二次电池电极,其中,第一保护层和第二保护层各包含铬Cr。
8.如权利要求5所述的二次电池电极,其中,电解铜箔具有4μm至30μm的厚度。
9.如权利要求5所述的二次电池电极,还包括:设置在第二表面上的第二活性材料层,
其中,第一活性材料层和第二活性材料层各包括从由碳、诸如Si、Ge、Sn、Li、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni或Fe的金属、含有所述金属的合金、所述金属的氧化物以及所述金属与碳的复合物构成的群组中选择的至少一种活性材料。
10.一种二次电池,包括:
阴极;
阳极,包括根据权利要求5至9中任一项所述的二次电池电极;
电解质,被配置为提供让锂离子在阴极和阳极之间移动的环境;以及
分隔件,被配置为将阳极与阴极电性绝缘。
11.一种制造电解铜箔的方法,所述方法包括:
形成铜层;以及
在铜层上形成保护层,
其中,形成铜层的步骤包括:
制备电解液,电解液包含70g/L至90g/L的铜离子、50g/L至150g/L的硫酸、2mg/L至20mg/L的N-烯丙基硫脲ATU以及2mg/L至20mg/L的双(3-磺丙基)-二硫化物SPS;以及
通过使密度为40A/dm2至80A/dm2的电流从电极板流至旋转电极鼓来执行电镀,
其中,使用粒径grit为#800至#3000的抛光刷抛光旋转电极鼓的表面,以及
在执行电镀时,将电解液中的银Ag的浓度维持在50mg/L或更小。
12.如权利要求11所述的方法,其中,制备电解液的步骤包括:
在600℃至900℃对铜线热处理30分钟至60分钟;
酸洗热处理过的铜线;
将酸洗过的铜线置入硫酸中;以及
向置入有铜线的硫酸添加ATU和SPS。
13.如权利要求11所述的方法,其中:
当执行电镀时,对电解液进行连续过滤;以及
当执行连续过滤时,电解液的流速的范围为39m3/hr至46m3/hr。
14.如权利要求13所述的方法,其中,当执行电镀时,流速的变化为5%/sec或更小。
15.如权利要求11所述的方法,其中,形成铜层的步骤还包括:将沉淀银Ag为AgCl的氯离子添加到电解液,以防止电解液中的银Ag的浓度超过50mg/L。
16.如权利要求11所述的方法,其中,形成保护层的步骤包括:将铜层浸泡在含有0.5g/L至1.5g/L的Cr的防锈溶液中。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20180823 Address after: Gyeonggi Do, South Korea Applicant after: KCF Technology Co., Ltd. Address before: South Korea Gyeonggi Do Anyang Applicant before: Ls Megtron Co. |
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CB02 | Change of applicant information | ||
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Address after: Han Guoquanluobeidao Applicant after: Sk Nashi Co.,Ltd. Address before: Han Guojingjidao Applicant before: KCF Technology Co.,Ltd. |
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GR01 | Patent grant | ||
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