TWI659557B - 電解銅箔、包含電解銅箔的電極、包含電解銅箔的蓄電池、以及電解銅箔的製造方法 - Google Patents

電解銅箔、包含電解銅箔的電極、包含電解銅箔的蓄電池、以及電解銅箔的製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI659557B
TWI659557B TW106128105A TW106128105A TWI659557B TW I659557 B TWI659557 B TW I659557B TW 106128105 A TW106128105 A TW 106128105A TW 106128105 A TW106128105 A TW 106128105A TW I659557 B TWI659557 B TW I659557B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
copper foil
electrolytic copper
active material
layer
electrolytic
Prior art date
Application number
TW106128105A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201807869A (zh
Inventor
金星玟
Original Assignee
南韓商Ｋｃｆ科技有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 南韓商Ｋｃｆ科技有限公司 filed Critical 南韓商Ｋｃｆ科技有限公司
Publication of TW201807869A publication Critical patent/TW201807869A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI659557B publication Critical patent/TWI659557B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00—Electroforming
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00—Electroforming
    • C25D1/04—Wires; Strips; Foils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D21/00—Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
    • C25D21/06—Filtering particles other than ions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/38—Electroplating: Baths therefor from solutions of copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/04—Electroplating with moving electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/48—After-treatment of electroplated surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/06—Wires; Strips; Foils
    • C25D7/0614—Strips or foils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0407—Methods of deposition of the material by coating on an electrolyte layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0438—Processes of manufacture in general by electrochemical processing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0438—Processes of manufacture in general by electrochemical processing
    • H01M4/045—Electrochemical coating; Electrochemical impregnation
    • H01M4/0452—Electrochemical coating; Electrochemical impregnation from solutions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/134—Electrodes based on metals, Si or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/386—Silicon or alloys based on silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/628—Inhibitors, e.g. gassing inhibitors, corrosion inhibitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/665—Composites
    • H01M4/667—Composites in the form of layers, e.g. coatings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12431—Foil or filament smaller than 6 mils
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12431—Foil or filament smaller than 6 mils
    • Y10T428/12438—Composite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本發明係提供一種可供確保蓄電池有高的電容量保留率的電解銅箔、一種包含可供確保蓄電池有高的電容量保留率的電解銅箔的電極、一種包含可供確保蓄電池有高的電容量保留率的電解銅箔的蓄電池、以及一種可供確保蓄電池有高的電容量保留率的電解銅箔的製造方法。電解銅箔包含一第一表面、和相對於第一表面之一第二表面、一銅層、和一第一保護層，該銅層包含面向該第一表面之一無光澤面和面向該第二表面之一光澤面；第一保護層設置於銅層之無光澤面上，其中第一保護層包含鉻(Cr)，以及電解銅箔之第一表面的附著係數的範圍從1.5至16.3。

Description

電解銅箔、包含電解銅箔的電極、包含電解銅箔的蓄電池、以及電解銅箔的製造方法
本發明關於一種電解銅箔、一種包含電解銅箔的電極、一種包含電解銅箔的蓄電池、以及一種電解銅箔的製造方法。
蓄電池是一種能量轉換裝置的類型，用來將電能轉換至化學能，並儲存化學能，以及當需要電力時藉由將化學能轉換成電能的方式產生電力，因此也被稱為“充電式電池”。
和一次性電池相比，鉛酸電池、鎘二次電池、鎳氫二次電池、鋰電池及類似的蓄電池在經濟上和環境上都是較優越的。
相對於其他的蓄電池之大小和重量，鋰電池可儲存相當大的電量。在信息通信設備的領域中可攜性和流動性是重要的因素，因此鋰電池是較佳的選擇，其應用範圍也擴大到用於複合車和電動車的能量貯存裝置。
藉由重覆進行充放電的循環來使用鋰電池。當操作搭載有充滿電量之鋰電池的某一裝置時，鋰電池應有夠高的充放電容量以增加該裝置之操作時間。因此，滿足消費者對鋰電池充放電容量增加的期望是一個持續不斷的需求。
與此同時，即使蓄電池的充放電容量足夠大，由於重複的充放電循環造成蓄電池的充放電容量迅速減少，例如蓄電池的電容量保留率(Capacity Retention Rate)低或蓄電池的壽命短，消費者需要經常更新蓄電池，從而造成消費者不便以及資源浪費。
本發明涉及提供一種可避免相關領域的限制和缺點造成的問題之電解銅箔、一種包含可避免相關領域的限制和缺點造成的問題之電解銅箔的電極、一種包含可避免相關領域的限制和缺點造成的問題之電解銅箔的蓄電池、以及一種包含可避免相關領域的限制和缺點造成的問題之電解銅箔的製造方法。
本發明涉及提供一種電解銅箔，電解銅箔可確保一蓄電池有高的電容量保留率。
本發明涉及提供一種電極，電極可確保一蓄電池有高的電容量保留率。
本發明涉及提供一種有高電容量保留率的蓄電池。
本發明涉及提供一種可確保一蓄電池有高的電容量保留率的電解銅箔之製造方法。
除了本發明的上述方面外，本發明的其他特徵和優點描述如下；或者根據以下之描述，本發明的某些未描述的特徵和優點對於所屬技術領域之人員而言是可思及的。
本發明之一方面係提供一種電解銅箔，電解銅箔包含一第一表面、和相對於第一表面之一第二表面、一銅層、和一第一保護層，銅層包含面向第一表面之一無光澤面和面向第二表面之一光澤面；第一保護層設置於銅層之無光澤面上，其中第一保護層包含鉻(Cr)；其中，由下述方程式1定義表面的附著係數：
方程式1：ADF=Pc/10+DACr /(mg/m2 )+Rmax /μm；其中，ADF表示一附著係數，Pc表示一峰值計數(peak count)，DACr 表示鉻(Cr)的一電鍍量(mg/m2 )，以及Rmax 表示一最大表面粗糙度(maximum surface roughness)(μm)。
其中，第一表面的附著係數的範圍從1.5至16.3，第一表面的峰值計數(Pc)之範圍從5至110，第一表面的鉻的電鍍量(DACr )範圍從0.5 mg/m2 至3.8 mg/m2 ，而且第一表面的最大表面粗糙度(Rmax )範圍從0.4μm至3.5μm。
電解銅箔更包含設置於銅層之光澤面上之一第二保護層；其中第二保護層包含鉻(Cr)，而且第二表面的附著係數範圍為1.5至16.3。
第二表面的峰值計數(Pc)範圍從5至110，第二表面的鉻的電鍍量(DACr )範圍從0.5 mg/m2 至3.8mg/m2 ，而且第二表面的最大表面粗糙度(Rmax )範圍從0.4μm至3.5μm。
電解銅箔在室溫下的降伏強度為21 kgf/mm2 至63 kgf/mm2 。
電解銅箔在室溫下的伸長率為大於或等於3%。
本發明之另一方面係提供一種蓄電池電極，蓄電池電極包含一電解銅箔，電解銅箔包含一第一表面、和相對於第一表面之一第二表面；以及一第一活性材料層，第一活性材料層設置於電解銅箔的第一表面上，其中電解銅箔包含一銅層，以及一第一保護層，銅層包含面向第一表面之一無光澤面和面向第二表面之一光澤面，第一保護層設置於銅層之無光澤面上，且第一保護層包含鉻(Cr)；其中，由下述方程式1定義表面的附著係數：
方程式1：ADF =Pc/10 +DACr /(mg/m2 )+Rmax /μm；其中，ADF表示附著係數，Pc表示一峰值計數，DACr 表示鉻(Cr)的電鍍量(mg/m2 )，Rmax 表示最大表面粗糙度(μm)；其中，第一表面的附著係數的範圍從1.5至16.3。
第一活性材料層包含至少一活性材料，活性材料選自碳所組成的群組、一金屬、包含前述金屬之一合金、前述金屬的一氧化物、以及前述金屬和碳的一組成物所組成的群組，其中前述金屬為矽、鍺、錫、鋰、鋅、鎂、鎘、鈰、鎳、或鐵。
第一活性材料層包含矽。.
電解銅箔更包含設置於銅層之光澤面上之一第二保護層；蓄電池電極更包含設置於第二保護層上之一第二活性材料層。
在電解銅箔和第一活性材料層之間的附著力是大於或等於25N/m。
本發明的另外一方面係提供一種蓄電池，蓄電池包含一陰極、包含蓄電池電極的一陽極、一電解質以及一隔離膜，電解質配置成可提供一環境，且鋰離子在該環境中可於陰極和陽極之間移動，隔離膜配置成可使陽極與陰極電性絕緣。陽極包含一電解銅箔，電解銅箔包含一第一表面、和相對於第一表面之一第二表面；以及一第一活性材料層，第一活性材料層設置於電解銅箔的第一表面上，其中電解銅箔包含一銅層，以及一第一保護層，銅層包含面向第一表面之一無光澤面和面向第二表面之一光澤面，第一保護層設置於銅層之無光澤面上，其中第一保護層包含鉻(Cr)；其中，由下述方程式1定義表面的附著係數：
方程式1：ADF=Pc/10+DACr /(mg/m2 )+Rmax /μm；其中，ADF表示一附著係數，Pc表示一峰值計數(peak count)，DACr 表示鉻(Cr)的一電鍍量(mg/m2 )，以及Rmax 表示一最大表面粗糙度(maximum surface roughness)(μm) ；其中，該第一表面的附著係數的範圍從1.5至16.3。
第一活性材料層包含至少一活性材料，活性材料選自碳所組成的群組、一金屬、包含前述金屬之一合金、前述金屬的一氧化物、以及前述金屬和碳的一組成物所組成的群組，其中前述金屬為矽、鍺、錫、鋰、鋅、鎂、鎘、鈰、鎳、或鐵。
第一活性材料層包含矽。
電解銅箔更包含設置於銅層之光澤面上之一第二保護層；蓄電池電極更包含設置於第二保護層上之一第二活性材料層。
本發明的另一方面係提供一種一蓄電池的電解銅箔的製造方法，方法包含形成一銅層，銅層係藉由在彼此間隔的一正極板和一負極旋轉鼓之間供電而形成，正極板和負極旋轉鼓設置於一電解液中，電解液包含70g/L至90g/L的銅離子和50g/L至150g/L的硫酸；以及形成一保護層於銅層上，其中形成銅層之步驟包含對一銅線進行熱處理；酸洗進行過熱處理之銅線；藉由將酸洗過之銅線置入硫酸中而製備電解液；藉由在正極板和負極旋轉鼓之間提供電流密度為40A/dm2至80A/dm2的電流進行電鍍；以及在進行電鍍時，以31m3/小時至45m3/小時的流量進行連續過濾，以從電解液中去除固體雜質，其中，在電鍍進行時，電解液中的總碳量(TC)維持在小於或等於0.25g/L，在電解液中的銀(Ag)濃度維持在小於或等於0.2g/L，保護層之形成可包含在一防鏽溶液中浸泡銅層，防鏽溶液含有0.5g/L至1.5g/L的鉻。
銅線可在600℃至900℃的溫度範圍下進行熱處理，且熱處理之時間為30分鐘至60分鐘。
電解液可進一步包含可與銀(Ag)反應成氯化銀(AgCl)沉澱物的氯離子，以避免該電解液中的銀(Ag)濃度因為在進行電鍍時加入銀而超過0.2g/L。
銅層之形成更包含在進行電鍍時將過氧化氫和空氣加入電解液中。
在防鏽溶液中的銅(Cu)濃度維持在小於或等於0.1g/L。
電解液可進一步包含一有機添加劑，有機添加劑係選自羥乙基纖維素(hydroxyethyl cellulose．HEC)、有機硫化物、有機氮化物、和硫脲類化合物所組成的群組。
本發明如上所述的一般性描述僅旨在說明或解釋本發明，並不用於限制本發明的範圍。
在下文中，將參照附圖詳細描述本發明的實施例。
對於本發明可以進行各種修改和變更，各種修改和變更對於本領域技術人員是易於思及，且皆不脫離本發明的精神和範圍。因此，本發明包含落入所屬申請專利範圍及其均等物所限定之在本發明範圍內的所有修改和變更。
一種蓄電池，蓄電池包含一陰極、一陽極、一電解質以及一隔離膜(Separator)，電解質配置成可提供一環境，且鋰離子在該環境中可於陰極和陽極之間移動，隔離膜配置成可使陽極與陰極電性絕緣，藉此避免從低效消耗之一電極產生的電子通過蓄電池的內部移動到另一個電極。
圖1係本發明實施例之一蓄電池電極的剖面圖。
如圖1所示，本發明實施例之蓄電池電極100包含一電解銅箔110，電解銅箔110包含一第一表面S1、相對於第一表面S1之一第二表面S2、設置於第一表面上S1之一第一活性材料層120a以及設置於第二表面S2之一第二活性材料層120b。在圖1之一實施例中，活性材料層120a和活性材料層120b是分別形成在電解銅箔110的第一表面S1和第二表面S2上，不過本發明不限於此。在部分實施例中，本發明的蓄電池電極100可僅包含第一活性材料層120a和第二活性材料層120b的其中之一作為活性材料層。
通常，在一個鋰電池中，鋁箔被作為正極集電器使用，且正極集電器連接到一正極活性材料。電解銅箔被作為負極集電器使用，且負極集電器連接到一負極活性材料。
根據本發明的一實施例，蓄電池電極100當作一鋰電池的陽極來使用，電解銅箔110當作一負極集電器來使用，而且第一活性材料層120a和第二活性材料層120b各包含一負極活性材料。
如圖1所示，本發明實施例之電解銅箔110之功能是作為一蓄電池的負極集電器，電解銅箔110包含一銅層111、第一保護層112a、以及一第二保護層112b，銅層111包含一無光澤面MS和一光澤面SS，第一保護層112a設置於銅層111之無光澤面MS上，第二保護層112b設置於銅層111之光澤面SS上。
銅層111的一表面為無光澤面MS，無光澤面MS面向電解銅箔110的第一表面S1，以及銅層111的一表面為光澤面SS，光澤面SS面向電解銅箔110的第二表面S2。
本發明之銅層111可藉由電鍍形成於一負極旋轉鼓(Rotating Negative Electrode Drum)上。在部分實施例中，光澤面SS指的是在電鍍過程中與負極旋轉鼓接觸的表面，並且無光澤面MS是指與光澤面SS相對的表面。
通常，相較於無光澤面MS，光澤面SS有一個較低的表面粗糙度(Rz)，但是本發明不限於此。而且光澤面SS的表面粗糙度(Rz)可大於或等於無光澤面MS的表面粗糙度(Rz)。在此，光澤面SS和無高光錶面MS中的每一個的粗糙度是指十點平均粗糙度（Rz）。
可形成用來防止銅層111的腐蝕以及改善銅層111耐熱性的第一保護層112a和第二保護層112b，因此第一保護層112a和第二保護層112b各可包含鉻(Cr)，並且藉由增加銅層111和第一活性材料層120a和第二活性材料層120b之間的附著強度來抑制蓄電池的充放電效率的降低。
在圖1一實施例中，第一保護層112a和第二保護層112b皆分別形成於前述之銅層111之無光澤面MS和銅層111之光澤面SS上，本發明不限於此。在部分實施例中，電解銅箔110可僅包含第一保護層112a和第二保護層112b的其中之一作為保護層。
本發明之蓄電池的電解銅箔110在室溫(25 °C ± 15 °C)的降伏強度(Yield Strength)可為21 kgf/mm2 至63 kgf/mm2 。降伏強度藉由一萬能試驗機(UTM)測量，其中樣品的寬度為12.7 mm，夾具之間的距離為50 mm，測量速度為50 mm /分鐘。當電解銅箔110的降伏強度小於21 kgf/mm2 時，因為在製造電極100和蓄電池的過程中所施加的力，電解銅箔110有起皺的風險。另一方面，當電解銅箔110的降伏強度大於63 kgf/mm2 時，降低蓄電池的製造過程中之可加工性。
本發明之蓄電池的電解銅箔110在室溫(25 °C ± 15 °C)的伸長率(Elongation)為大於或等於3%。當電解銅箔110的伸長率小於3%時，製造電極100和蓄電池的過程中施加的力可能無法拉伸電解銅箔110，而增加電解銅箔110撕裂的風險。
本發明之電解銅箔110之厚度可為3μm至20μm。
第一活性材料層120a和第二活性材料層120b各包含至少一活性材料，作為負極活性材料的活性材料選自碳所組成的群組、一金屬、包含前述金屬之一合金、前述金屬的一氧化物、以及前述金屬和碳的一組成物所組成的群組，其中前述金屬為矽、鍺、錫、鋰、鋅、鎂、鎘、鈰、鎳、或鐵。
為了增加蓄電池的充放電容量，第一活性材料層120a和第二活性材料層120b可由包含一預定量之矽的一混合物構成。
與此同時，當蓄電池重複進行充放電時，第一活性材料層120a和第二活性材料層120b之收縮和膨脹會交替發生。交替發生之收縮和膨脹造成第一活性材料層120a和第二活性材料層120b分別與電解銅箔110分離，從而致使蓄電池之充放電效率的降低。因此，為了使蓄電池有足夠的電容量保留率和一定程度以上的使用壽命(意即為了抑制蓄電池的充放電效率的惡化)，對於活性材料，電解銅箔110應有一個絕佳的被覆性，使電解銅箔110能分別與第一活性材料層120a和第二活性材料層120b之間有高的附著強度。
通常，電解銅箔110分別和第一活性材料層120a與第二活性材料層120b之間的附著強度是已知的，而且第一活性材料層120a和第二活性材料層120b可藉由控制電解銅箔110的表面粗糙度(Rz)加以改善。然而，事實上，電解銅箔110之十點平均粗糙度(Rz)可適當調整(例如調整表面粗糙度到小於或等於2μm)，電解銅箔110分別與第一活性材料層120a和第二活性材料層120b之間的附著強度不一定會滿足一個行業規範中所要求的。因此，在充放電500次後，在這行業中要求蓄電池之電容量保留率必須等於或大於90%的要件可能無法保證能達到。
具體地，已知當第一活性材料層120a和第二活性材料層120b各包含可增加蓄電池的電容量的矽，電解銅箔110的十點平均粗糙度(Rz)以及蓄電池的電容量保留率之間的相關性很低。
根據本發明，發明人發現要確保電解銅箔110分別與第一活性材料層120a和第二活性材料層120b的之間有足夠的附著力以使蓄電池的電容量保留率大於或等於90%。電解銅箔110表面的重要的因素為(i)一峰值計數(Pc)，(ii)鉻(Cr)的電鍍量(DACr)(mg/m2)，以及(iii)一最大表面粗糙度(Rmax)(μm)。
和最大表面粗糙度(Rmax)一樣，峰值計數(Pc)影響了電解銅箔110和第一活性材料層120a之間物理鍵的作用力。以下，參照圖2說明峰值計數(Pc)。
在本發明中，所述的峰值計數(Pc)可藉由測量電解銅箔110之第一表面S1任意三點的峰值計數而得到，並計算測量到之峰值計數數值的平均值作為峰值計數(Pc)，其中平均值是以算數平均數計算。根據美國標準ASME B46.1-2009得到的表面粗糙度輪廓中，每4mm之單位樣品長度，有效峰上升超過上標準線C1(0.5μm)，每一點的峰值計數(Pc)是有效峰P1、P2、P3、和P4的數量。在此情況下，在有效峰之間的相鄰有效峰間，存在比之下標準線C2(-0.5μm)更低的至少一個峰谷。當在上升超過上標準線C1的相鄰峰之間，沒有低於下標準線C2之峰谷時，所有的這些相鄰峰可能不是用於測量峰值計數的“有效峰”，並且當獲得“有效峰”的數量時，忽略有效峰之間相對較低的峰。
根據本發明，電解銅箔110的第一表面S1的一個峰值計數(Pc)之範圍為從5至110。
當峰值計數(Pc)在小於5時，電解銅箔110之一活性比表面積可能與負極活性材料接觸太小，而不能確保電解銅箔110和第一活性材料層120a之間有足夠的附著力。另一方面，當峰值計數(Pc)大於110以上時，由於太多的表面不規則，負極活性材料的塗佈均勻性降低，因此電解銅箔110與第一活性物質層120a之間的附著力明顯降低。
鉻的電鍍量(DACr)是一個影響存在於電解銅箔110和第一活性材料層120a之間化學鍵的作用力的因素，而且鉻的電鍍量(DACr)係藉由使用原 子吸收光譜儀(atomic absorption spectrometry‧AAS)，分析在稀硝酸(30wt%)中溶解之電解銅箔110的第一表面S1所得到的一溶液來測定。
根據本發明之一實施例，電解銅箔110的第一表面S1之鉻的電鍍量(DACr)的範圍從0.5mg/m2至3.8mg/m2。
當鉻的電鍍量(DACr)小於0.5mg/m2時，電解銅箔110的第一表面S1可被氧化，因此可能無法確保電解銅箔110和第一活性材料層120a之間的附著力足夠。另一方面，當鉻的電鍍量(DACr)大於3.8mg/m2時，電解銅箔110的第一表面S1的疏水性增加，並且負極活性材料的化學親和力降低，使得電解銅箔110和第一活性材料層120a之間的附著力顯著減小。
和峰值計數(Pc)一樣，最大表面粗糙度(Rmax)是一個影響電解銅箔110和第一活性材料層120a之間物理鍵的作用力的因素，並且根據日本工業標準(JIS)B 0601-1994測量最大表面粗糙度(Rmax)(測量長度：4mm)。
根據本發明之一實施例，電解銅箔110的第一表面S1的最大表面粗糙度(Rmax)的範圍從0.4μm至3.5μm。
最大當表面粗糙度(Rmax)小於0.4μm時，電解銅箔110與負極活性材料接觸的的活性比表面積可能太小，而不能確保電解銅箔110和第一活性物質層120a之間的附著力足夠。另一方面，當最大表面粗糙度(Rmax)大於3.5μm時，負極活性材料的塗佈均勻性由於電解銅箔110的第一表面S1太過不平坦而降低，因此電解銅箔110與第一活性材料層120a之間的附著力顯著降低。
根據本發明，由於上述三個因素複雜地分別影響電解銅箔110和第一活性材料層120a與第二活性材料層120b之間的附著力。並且；由下述方程式1定義表面的附著係數：方程式1：ADF=Pc/10+DACr/(mg/m2)+Rmax/μm；其中，ADF表示附著係數，Pc表示一峰值計數，DACr表示鉻(Cr)的電鍍量(mg/m2)，Rmax表示最大表面粗糙度(μm)。其中，電解銅箔110的第一表面S1的附著係數(ADF)控制在1.5至16.3的範圍內。
當附著係數(ADF)的值小於1.5時，可與負極活性材料接觸的電解銅箔110的第一表面S1的活性比表面積太小，因此電解銅箔110和第一活性物質層120a之間的附著力降低。另一方面，當附著係數(ADF)的值小大於16.3時，活性材料與電解銅箔110之間的親合力降低，負極活性材料的塗佈均勻性由於太多的表面不規則而降低，因此，電解銅箔110與第一活性物質層120a之間的附著力顯著降低。
在電解銅箔110和第一活性材料層120a之間的附著力，例如大於或等於25N/m。附著力可以從電解銅箔110和第一活性材料層120a.之間的剝離強度獲得。更具體地說，在電解銅箔110和第一活性材料層120a.之間的附著力的範圍從25N/m至50N/m。
在本發明的實施例中，如圖1所示，由於電解銅箔110的第一表面S1和第二表面S2都與負極活性材料一起塗佈，所以電解銅箔110的第一表面S1和第二表面S2都具有數值為1.5至16.3的附著係數(ADF)。
此外，電解銅箔110的每個第一表面S1和每個第二表面S2的峰值計數(Pc)範圍從5至110，每個第一表面S1和每個第二表面S2的鉻(Cr)的電鍍量(DACr)範圍從0.5mg/m2至3.8mg/m2，而且每個第一表面S1和每個第二表面S2的最大表面粗糙度(Rmax)範圍從0.4μm至3.5μm。
與此同時，第一表面S1之峰值計數(Pc)和第二表面S2之峰值計數(Pc)的差值小於或等於60。當第一表面S1之峰值計數(Pc)和第二表面S2之峰值計數(Pc)的差值超過60時，由於第一表面S1和第二表面S2的表面結構差異，導致蓄電池的電容量保留率有降低的風險。
以下，根據本發明的一實施例，將詳細描述製造電解銅箔110的方法。
首先，銅層111係藉由在彼此間隔的一正極板和一負極旋轉鼓之間供電而形成，正極板和負極旋轉鼓設置於一電解液中，電解液包含70g/L至90g/L的銅離子和50g/L至150g/L的硫酸。根據本發明的一實施例，藉由電 流密度為40A/dm2至80A/dm2的電流進行電鍍，在負極旋轉鼓上形成銅層111。
根據本發明，當形成銅層111時，維持電解液使電解液中的總碳量(TC)維持在小於或等於0.25g/L。總碳量(TC)可包含總有機碳量(TOC)和總無機碳量(TIC)，並且可以通過TC測量設備進行分析。
為了維持電解液的TC在小於或等於0.25g/L，對高純度銅線進行熱處理以燒結有機物質，酸洗進行過熱處理之銅線，並藉由將酸洗過之銅線置入硫酸中而製備很少或不含雜質的電解液。銅線進行熱處理的溫度範圍可為600℃至900℃，且熱處理之時間為30分鐘至60分鐘。
與此同時，本發明的方法可進一步包含在電鍍進行時，以31m3/小時至45m3/小時的流量進行連續過濾(Continuous Filtration．Circulating Filtration)，以從電解液中去除固體雜質。當流量小於31m3/小時，流速降低而電壓升高，銅層111將被不均勻地形成。另一方面，當流量大於45m3/小時，過濾器被損壞並且外界的異物可能被引入到電解液中。
可任選地，可以藉由臭氧處理分解電解液中之有機物來降低總碳量(TC)。
可任選地，可以藉由在進行電鍍時將過氧化氫和空氣加入電解液中來改善電解液的清淨度。
根據本發明的一實施例，當形成銅層111時(即，當進行電鍍時)，電解液中銀(Ag)的濃度維持在小於或等於0.2g/L。電解液可進一步包含少量可與銀(Ag)反應成氯化銀(AgCl)沉澱物的氯離子，以避免該電解液中的銀(Ag)濃度因為在進行電鍍時加入銀而超過0.2g/L。例如，電解液可含有50ppm以下的氯離子(Cl-)。
藉由管理上述範圍內的銀(Ag)濃度和總碳量(TC)，並提供40A/dm2至80A/dm2的電流密度，電解銅箔110的第一表面S1之峰值計數(Pc)和最大表面粗糙度(Rmax)可被分別控制在範圍為5至110以及0.4μm至3.5μm。
可任選地，電解液可進一步包含一有機添加劑，有機添加劑係 選自羥乙基纖維素(hydroxyethyl cellulose．HEC)、有機硫化物、有機氮化物、和硫脲類化合物所組成的群組。
然後，藉由在一防鏽溶液中浸泡如上所述所製造的銅層111(例如在室溫浸泡2秒至20秒)，而形成位於銅層111上之第一保護層112a和第二保護層112b。防鏽溶液含有0.5g/L至1.5g/L的鉻；以及在防鏽溶液中的銅(Cu)濃度維持在小於或等於0.1g/L。浸泡完後，乾燥銅層111。
當防鏽溶液中鉻(Cr)的濃度小於0.5g/L時，電解銅箔110的表面的鉻的電鍍量(DACr)小於0.5mg/m2，導致電解銅箔110的表面氧化，而且減小電解銅箔110分別和第一活性材料層120a以及第二活性材料層120b之間的化學鍵作用力。
另一方面，當防鏽溶液中鉻(Cr)的濃度大於1.5g/L時，電解銅箔110的表面的鉻的電鍍量(DACr)超過3.8mg/m2，電解銅箔110的表面的疏水性顯著增加，而且負極活性材料的化學親和力降低，最終導致電解銅箔110分別與第一活性材料層120a和第二活性材料層120b之間的附著力減少。
防鏽溶液可進一步包含至少一個矽烷化合物和氮化合物。例如，防鏽溶液可包含0.5g/L至1.5g/L的鉻(Cr)和0.5g/L至1.5g/L的矽烷化合物。
與此同時，當防鏽溶液中銅(Cu)的濃度太高時，銅層111的表面的鉻的電鍍量(DACr)減少。因此，根據本發明之一實施例，防鏽溶液中的銅(Cu)濃度維持在小於或等於0.1g/L。當銅(Cu)的濃度大於0.1g/L時，電解銅箔110的表面的鉻的電鍍量(DACr)小於0.5mg/m2，導致電解銅箔110的表面氧化，而且減小電解銅箔110分別和第一活性材料層120a以及第二活性材料層120b之間的化學鍵作用力。
與此同時，藉由調整負極旋轉鼓之一表面(例如進行電鍍將銅沉積在其上的表面)的研磨度，電解銅箔110的第二表面S2的峰值計數(Pc)和最大表面粗糙度(Rmax)可被分別控制在5至110以及0.4μm至3.5μm。
根據本發明的一實施例，使用粒徑(Grit)為#800至#1500之一研磨刷研磨該負極旋轉鼓的一表面。本發明的蓄電池電極(例如一個陽極)可藉由將負極活性材料塗佈在如上所述製造的電解銅箔110上來製造。
負極活性材料可選自碳所組成的群組、一金屬、包含前述金屬之一合金、前述金屬的一氧化物、以及前述金屬和碳的一組成物所組成的群組，其中前述金屬為矽、鍺、錫、鋰、鋅、鎂、鎘、鈰、鎳、或鐵。
例如，在100重量份的負極活性材料的碳中混合1至3重量份的苯乙烯-丁二烯橡膠(styrene butadiene rubber‧SBR)和1至3重量份的羧甲基纖維(carboxymethyl cellulose‧CMC)，然後使用蒸餾水作為溶劑製備漿料。然後，藉由使用一刮刀在電解銅箔110上塗佈厚度為20μm至100μm的漿料，並在110℃至130℃的溫度下以0.5噸/cm2至1.5噸/cm2的壓力加壓。
鋰電池可以使用一常規陰極、一電解質和一隔膜以及如上所述所製造的蓄電池電極(或陽極)來一起製造。
以下，參照實施例和比較例詳細說明本發明之內容。然而，以下實施例僅作為幫助了解本發明的實施例，本發明的範圍不限於這些實施例。
實施例1至4和比較例1至25
藉由在彼此間隔的一正極板和一負極旋轉鼓之間供電而形成一銅層。正極板和負極旋轉鼓設置於一電解液中，且電解液包含75g/L的銅離子、100g/L的硫酸、和0.08g/L的銀(Ag)，並維持在55℃的溫度下。在電鍍進行時，以37m3/小時的流量進行連續過濾，以從電解液中去除固體雜質。
將銅層浸泡在一防鏽溶液中，然後乾燥此銅層來製備電解銅箔。
在此，提供電鍍一電流密度時，在電解液中之總碳量(TC)、防鏽溶液中的鉻(Cr)濃度以及防鏽溶液中的銅(Cu)濃度如表1所示。
在如上所述製造的實施例1至4和比較例1至25中分別獲得電解銅箔的一峰值計數(PC)、鉻的電鍍量(DACr)、最大表面粗糙度(Rmax)、一附著係數(ADF)和每個第一表面和活性材料層之間的附著力(例如面對銅層之無光澤面的電解銅箔表面)被測量或計算如下，其結果如表2所示。
峰值計數(Pc)(ea)
使用Mahr.所製造之Mahrsurf M300照度計來測量電解銅箔的第一表面各點的之峰值計數。
如上所述，根據美國標準ASME B46.1-2009得到的表面粗糙度輪廓中，峰值計數(Pc)是任意三點的峰值計數的平均值，每4mm之單位樣品長度，有效峰上升超過0.5μm之上標準線，每一點的峰值計數是有效峰的數量。當在上升超過上標準線的相鄰峰之間，沒有低於-0.5μm之下標準線之峰谷時，在獲得“有效峰”的數量時，有效峰之間相對較低的峰被忽略。
鉻的電鍍量(DA Cr )(mg/m 2 )
鉻的電鍍量(DACr)係藉由使用原子吸收光譜儀(Atomic Absorption Spectrometry‧AAS)，分析在稀硝酸(30wt%)中溶解之電解銅箔的第一表面所得到的一溶液來測定。
最大表面粗糙度(R max )(μm)
根據日本工業標準(JIS)B 0601-1994，藉由使用由Mahr製造的Mahrsurf M300照度計，測量最大表面粗糙度(Rmax)(測量長度：4mm)。
附著係數(ADF)
藉由將上述獲得的電解銅箔的第一表面提供的峰值計數(Pc)、鉻的電鍍量(DACr)、最大表面粗糙度(Rmax)，應用到下列方程式1來計算附著係數(ADF)。
方程式1：ADF=Pc/10+DACr/(mg/m2)+Rmax/μm
活性材料層的附著力(N/m)
(a)樣品製備
將2重量份苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR．styrene butadiene rubber)和2重量份羧甲基纖維素(CMC．carboxymethyl cellulose)混合在100重量份之市面上可購得作為負極活性材料的碳中。然後，使用蒸餾水作為溶劑製備漿料。將以這種方式所製備之漿料提供在電解銅箔的一表面上，並藉由使用一刀片在電解銅箔的表面上塗佈厚度為80μm的漿料(負電極活性材料漿料)，並在120°C的溫度下進行乾燥，接著通過在其上進行的滾壓法製備陽極。藉由切割以這種方式製備的電極獲得10 mm（寬）×100 mm（長）的樣品。
(b)附著力之測量
使用雙面膠帶（3M VHB型）將樣品的活性材料部分黏到到加強板上，然後根據使用超音波測厚儀的鹽酸試驗方法，測量電解銅箔和活性材料之間的剝離強度（拉伸速度：50.0 mm/分鐘，測量長度：10mm，90°剝離測試）。以這種方式測量的剝離強度即為樣品的附著力。
[表2]
本發明製造之蓄電池在儘管重複充電和放電循環的情況下，可長時間保持高的充電和壽命長的放電容量。因此，可以將由於蓄電池的頻繁更換引起的電子產品的消費者不便和資源浪費的降至最低。
100‧‧‧電極
110‧‧‧電解銅箔
112a‧‧‧第一保護層
112b‧‧‧第二保護層
120a‧‧‧第一活性材料層
120b‧‧‧第二活性材料層
S1‧‧‧第一表面
S2‧‧‧第二表面
MS‧‧‧無光澤面
SS‧‧‧光澤面
圖1係本發明實施例之一蓄電池電極的剖面圖。
圖2說明根據美國標準ASME B46.1-2009得到的一個表面粗糙度輪廓。

Claims (16)

  1. 一種蓄電池的電解銅箔，該電解銅箔包含一第一表面和相對於該第一表面之一第二表面，該電解銅箔包含：一銅層，包含面向該第一表面之一無光澤面和面向該第二表面之一光澤面；以及一第一保護層，設置於該銅層之該無光澤面上，且該第一保護層包含鉻(Cr)；其中，由下述方程式1定義表面的附著係數：方程式1：ADF=Pc/10+DACr/(mg/m2)+Rmax/μm；其中，ADF表示附著係數，Pc表示一峰值計數，DACr表示鉻(Cr)的電鍍量(mg/m2)，Rmax表示最大表面粗糙度(μm)；其中，該第一表面的附著係數的範圍從1.5至16.3，該第一表面的峰值計數範圍從5至110，該第一表面的鉻(Cr)的電鍍量範圍從0.5mg/m2至3.8mg/m2，且該第一表面的最大表面粗糙度範圍從0.4μm至3.5μm；其中該第二表面的峰值計數(Pc)範圍從5至110，該第二表面的鉻(Cr)的電鍍量範圍從0.5mg/m2至3.8mg/m2，且該第二表面的最大表面粗糙度範圍從0.4μm至3.5μm。
  2. 如請求項1之電解銅箔，更包含設置於該銅層之該光澤面上的一第二保護層，其中該第二保護層包含鉻(Cr)，且該第二表面的附著係數為1.5至16.3。
  3. 如請求項1之電解銅箔，其中該電解銅箔在室溫下的降伏強度為21kgf/mm2至63kgf/mm2。
  4. 如請求項1之電解銅箔，其中該電解銅箔在室溫下的伸長率為大於或等於3%。
  5. 一種蓄電池電極，包含：一電解銅箔，包含一第一表面和相對於該第一表面之一第二表面；以及一第一活性材料層，設置於該電解銅箔的該第一表面上；其中該電解銅箔包含：一銅層，包含面向該第一表面之一無光澤面和面向該第二表面之一光澤面；以及一第一保護層，設置於該銅層之該無光澤面上，且該第一保護層包含鉻(Cr)；其中，由下述方程式1定義表面的附著係數：方程式1：ADF=Pc/10+DACr/(mg/m2)+Rmax/μm；其中，ADF表示附著係數，Pc表示一峰值計數，DACr表示鉻(Cr)的電鍍量(mg/m2)，Rmax表示最大表面粗糙度(μm)；其中，該第一表面的附著係數的範圍從1.5至16.3；其中該第二表面的峰值計數(Pc)範圍從5至110，該第二表面的鉻(Cr)的電鍍量範圍從0.5mg/m2至3.8mg/m2，且該第二表面的最大表面粗糙度範圍從0.4μm至3.5μm。
  6. 如請求項5之蓄電池電極，其中該第一活性材料層包含至少一活性材料，該活性材料選自選自碳所組成的群組、一金屬、包含該金屬之一合金、該金屬的一氧化物、以及該金屬和碳的一組成物所組成的群組，該金屬為矽、鍺、錫、鋰、鋅、鎂、鎘、鈰、鎳、或鐵。
  7. 如請求項5之蓄電池電極，其中該第一活性材料層包含矽。
  8. 如請求項5之蓄電池電極，其中該電解銅箔更包含設置於該銅層之該光澤面上的一第二保護層，且該蓄電池電極更包含設置於該第二保護層上的一第二活性材料層。
  9. 如請求項5之蓄電池電極，其中該電解銅箔和該第一活性材料層之間的附著力是大於或等於25N/m。
  10. 一種蓄電池，包含：一陰極；一陽極，包含如請求項6至9中任一項之蓄電池電極；一電解質，配置成可提供一環境，且鋰離子在該環境中可於該陰極和該陽極之間移動；以及一隔離膜，配置成可使該陽極與該陰極電性絕緣。
  11. 一種蓄電池的電解銅箔的製造方法，該方法包含：藉由在彼此間隔的一正極板和一負極旋轉鼓之間供電而形成一銅層，其中該正極板和該負極旋轉鼓設置於一電解液中，該電解液包含70g/L至90g/L的銅離子和50g/L至150g/L的硫酸；以及形成一保護層於該銅層上；其中形成該銅層之步驟包含：對一銅線進行熱處理；酸洗進行過熱處理之該銅線；藉由將酸洗過之該銅線置入硫酸中而製備該電解液；藉由在該正極板和該負極旋轉鼓之間提供電流密度為40A/dm2至80A/dm2的電流進行電鍍；以及在進行電鍍時，以31m3/小時至45m3/小時的流量進行連續過濾，以從該電解液中去除固體雜質；其中，在進行電鍍時，該電解液中的總碳量(TC)維持在小於或等於0.25g/L，在該電解液中的銀(Ag)濃度維持在小於或等於0.2g/L，以及該保護層之形成包含在一防鏽溶液中浸泡該銅層，該防鏽溶液含有0.5g/L至1.5g/L的鉻；該銅層包含面向一第一表面之一無光澤面和面向一第二表面之一光澤面，其中該第二表面的峰值計數(Pc)範圍從5至110，該第二表面的鉻(Cr)的電鍍量範圍從0.5mg/m2至3.8mg/m2，且該第二表面的最大表面粗糙度範圍從0.4μm至3.5μm。
  12. 如請求項11之蓄電池的電解銅箔的製造方法，其中該銅線係在600℃至900℃的溫度範圍下進行熱處理，且熱處理之時間為30分鐘至60分鐘。
  13. 如請求項11之蓄電池的電解銅箔的製造方法，其中該電解液更包含可與銀(Ag)反應成氯化銀(AgCl)沉澱物的氯離子，以避免該電解液中的銀(Ag)濃度因為在進行電鍍時加入銀而超過0.2g/L。
  14. 如請求項11之蓄電池的電解銅箔的製造方法，其中該銅層之形成更包含在進行電鍍時將過氧化氫和空氣加入電解液中。
  15. 如請求項11之蓄電池的電解銅箔的製造方法，其中在該防鏽溶液中的銅(Cu)濃度維持在小於或等於0.1g/L。
  16. 如請求項11之蓄電池的電解銅箔的製造方法，其中該電解液更包含一有機添加劑，該有機添加劑係選自羥乙基纖維素(hydroxyethyl cellulose．HEC)、有機硫化物、有機氮化物、和硫脲類化合物所組成的群組。
TW106128105A 2016-08-23 2017-08-18 電解銅箔、包含電解銅箔的電極、包含電解銅箔的蓄電池、以及電解銅箔的製造方法 TWI659557B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160107230A KR102669501B1 (ko) 2016-08-23 2016-08-23 전해동박, 그것을 포함하는 전극, 그것을 포함하는 이차전지, 및 그것의 제조방법
??10-2016-0107230 2016-08-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201807869A TW201807869A (zh) 2018-03-01
TWI659557B true TWI659557B (zh) 2019-05-11

Family

ID=59686865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106128105A TWI659557B (zh) 2016-08-23 2017-08-18 電解銅箔、包含電解銅箔的電極、包含電解銅箔的蓄電池、以及電解銅箔的製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10644320B2 (zh)
EP (1) EP3288102A1 (zh)
JP (1) JP6505169B2 (zh)
KR (1) KR102669501B1 (zh)
CN (1) CN107768674B (zh)
TW (1) TWI659557B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102439621B1 (ko) * 2017-09-01 2022-09-01 에스케이넥실리스 주식회사 전해동박, 그 제조방법 및 이를 포함하는 고용량 Li 이차전지용 음극
KR102103765B1 (ko) * 2018-05-16 2020-04-28 일진머티리얼즈 주식회사 전해동박 및 이를 이용한 이차전지
JP7335886B2 (ja) * 2018-09-28 2023-08-30 古河電気工業株式会社 絶縁被覆化合物超電導線およびその巻替え方法
US10923730B2 (en) * 2019-03-14 2021-02-16 Chang Chun Petrochemical Co., Ltd. Electrodeposited copper foil with anti-burr property
TWI700393B (zh) * 2019-08-27 2020-08-01 長春石油化學股份有限公司 電解銅箔以及包含其之電極與鋰離子電池
CN113663596B (zh) * 2021-09-02 2022-10-28 灵宝宝鑫电子科技有限公司 一种静置池添加剂动态添加***

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000182623A (ja) * 1998-12-11 2000-06-30 Nippon Denkai Kk 電解銅箔、二次電池の集電体用銅箔及び二次電池
CN103314474A (zh) * 2010-12-27 2013-09-18 古河电气工业株式会社 锂离子二次电池、该二次电池用电极、以及该二次电池的电极用电解铜箔
CN105002550A (zh) * 2015-07-14 2015-10-28 灵宝华鑫铜箔有限责任公司 一种降低电解铜箔电解液中铅离子浓度的装置及工艺

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07107181B2 (ja) 1987-08-27 1995-11-15 日鉱金属株式会社 超電導用の銅材
US6132887A (en) 1995-06-16 2000-10-17 Gould Electronics Inc. High fatigue ductility electrodeposited copper foil
US6372113B2 (en) * 1999-09-13 2002-04-16 Yates Foil Usa, Inc. Copper foil and copper clad laminates for fabrication of multi-layer printed circuit boards and process for producing same
JP3794613B2 (ja) 2000-05-18 2006-07-05 三井金属鉱業株式会社 電解銅箔の電解装置
KR100389061B1 (ko) 2002-11-14 2003-06-25 일진소재산업주식회사 전해 동박 제조용 전해액 및 이를 이용한 전해 동박 제조방법
JPWO2004049476A1 (ja) 2002-11-27 2006-03-30 三井金属鉱業株式会社 非水電解液二次電池用負極集電体およびその製造方法
CN101851769B (zh) * 2005-03-31 2012-07-04 三井金属矿业株式会社 电解铜箔及其制造方法、表面处理电解铜箔、覆铜层压板及印刷电路板
US20100136434A1 (en) 2007-04-20 2010-06-03 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. Electrolytic Copper Foil for Lithium Rechargeable Battery and Process for Producing the Copper Foil
JP4948654B2 (ja) 2010-03-01 2012-06-06 古河電気工業株式会社 リチウムイオン二次電池の負極集電体用銅箔、その製造方法、及びリチウムイオン二次電池の負極電極、その製造方法
KR101262721B1 (ko) * 2010-06-10 2013-05-09 일진머티리얼즈 주식회사 이차전지용 전해 동박을 제조하기 위한 전해액 및 이를 이용한 전해 동박의 제조방법
US20140127569A1 (en) 2011-04-12 2014-05-08 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Copper foil provided with chromate film for negative electrode current collector, and negative electrode material using the copper foil provided with chromate film for negative electrode current collector
WO2013129588A1 (ja) 2012-02-28 2013-09-06 古河電気工業株式会社 リチウムイオン二次電池、該二次電池の負極電極を構成する集電体、ならびに該負極電極集電体を構成する電解銅箔
JP5954624B2 (ja) 2012-06-05 2016-07-20 グンゼ株式会社 脱脂装置及び脱脂方法
WO2014002996A1 (ja) 2012-06-27 2014-01-03 古河電気工業株式会社 電解銅箔、リチウムイオン二次電池の負極電極及びリチウムイオン二次電池
KR20150039711A (ko) 2012-12-27 2015-04-13 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤 저반발성 전해 동박, 상기 전해 동박을 사용한 배선판 및 플렉시블 배선판
TWI539033B (zh) * 2013-01-07 2016-06-21 Chang Chun Petrochemical Co Electrolytic copper foil and its preparation method
CN104805478A (zh) * 2014-01-29 2015-07-29 金居开发铜箔股份有限公司 负极集电体用电解铜箔及其制造方法
KR101500565B1 (ko) 2014-03-20 2015-03-12 일진머티리얼즈 주식회사 전해동박, 이를 포함하는 집전체, 음극 및 리튬전지
KR101816801B1 (ko) * 2015-02-06 2018-01-11 엘에스엠트론 주식회사 이차전지용 동박 및 이를 포함하는 이차전지
WO2016208863A1 (ko) 2015-06-24 2016-12-29 엘에스엠트론 주식회사 전해 동박, 그 전해 동박을 포함하는 집전체, 그 집전체를 포함하는 전극, 그 전극을 포함하는 이차전지 및 이의 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000182623A (ja) * 1998-12-11 2000-06-30 Nippon Denkai Kk 電解銅箔、二次電池の集電体用銅箔及び二次電池
CN103314474A (zh) * 2010-12-27 2013-09-18 古河电气工业株式会社 锂离子二次电池、该二次电池用电极、以及该二次电池的电极用电解铜箔
CN105002550A (zh) * 2015-07-14 2015-10-28 灵宝华鑫铜箔有限责任公司 一种降低电解铜箔电解液中铅离子浓度的装置及工艺

Also Published As

Publication number Publication date
JP6505169B2 (ja) 2019-04-24
CN107768674B (zh) 2020-12-08
EP3288102A1 (en) 2018-02-28
KR20180022208A (ko) 2018-03-06
US10644320B2 (en) 2020-05-05
CN107768674A (zh) 2018-03-06
TW201807869A (zh) 2018-03-01
US20180062180A1 (en) 2018-03-01
JP2018031072A (ja) 2018-03-01
KR102669501B1 (ko) 2024-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI659557B (zh) 電解銅箔、包含電解銅箔的電極、包含電解銅箔的蓄電池、以及電解銅箔的製造方法
TWI661597B (zh) 易於加工的電解銅箔、電極、蓄電池、及其製造方法
TWI624986B (zh) 可供改善蓄電池之電容量保留率的電解銅箔、電極、蓄電池、及其製造方法
JP6619457B2 (ja) 電解銅箔、それを含む集電体、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
JP6527219B2 (ja) 最適化したピーク粗さを有する電解銅箔、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
JP6652548B2 (ja) 高い耐腐食性を有し、かつ活物質との接着力が優秀な電解銅箔、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
JP6822629B2 (ja) 銅箔、その製造方法、それを含む電極、及びそれを含む二次電池
JP6600023B2 (ja) 優れた密着力を有する銅箔、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
KR20180090532A (ko) 주름 및 말림이 최소화된 고강도 전해동박, 그것을 포함하는 전극, 그것을 포함하는 이차전지, 및 그것의 제조방법