易于处理的电解铜箔、包括其的电极和二次电池、及其制造方法技术

技术编号:17782515 阅读:42 留言:0更新日期:2018-04-22 12:47
提供了一种确保二次电池高耐久性的易于处理的电解铜箔、包括其的电极、包括其的二次电池、及其制造方法。电解铜箔包含第一表面和相对于第一表面的第二表面,电解铜箔包含:铜层,包含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,形成在铜层的无光泽表面上;以及第二保护层,形成在铜层的光泽表面上,其中,在以5℃/分钟的速度将电解铜箔从30℃加热至190℃时,使用热机械分析仪(TMA)测量的电解铜箔的热膨胀系数的范围为16μm/(m·℃)至22μm/(m·℃);在190℃的温度进行1小时的热处理之后所测量的电解铜箔的拉伸强度的范围为21kgf/mm

【技术实现步骤摘要】
易于处理的电解铜箔、包括其的电极和二次电池、及其制造方法本申请要求于2016年10月12日提交的第2016-0131979号韩国专利申请的优先权和权益,该申请的公开内容通过引用被全部包含于此。
本专利技术涉及一种易于处理的电解铜箔、包括其的电极、包括其的二次电池、及其制造方法。
技术介绍
二次电池是这种类型的能量转换装置,其将电能转换成化学能,储存化学能,以及当需要电力时,藉由将化学能转换成电能来产生电力,二次电池被称为“可再充电电池”。铅酸电池、镍镉二次电池、镍氢二次电池、锂二次电池等是与一次性电池相比在经济和环境方面有利的二次电池。与其他二次电池相比,锂二次电池可储存相对于其尺寸和重量来讲相对大量的能量。因此,在便携性和移动性重要的信息通信装置的领域中,优选锂二次电池,并且其应用范围也正扩展到用于混合动力车辆和电动车辆的能量储存装置。藉由重复地执行包括充电和放电的循环来使用锂二次电池。当操作搭载有充满电的锂二次电池的某一装置时,锂二次电池应具有高的充放电容量以增加该装置的操作时间。因此,需要进行持续研究,以满足消费者对锂二次电池的充放电容量的不断增加的期望(需求)。对于增加锂二次电池的容量的方法,已提出这样一种方法,即,在制造二次电池的阳极时,将复合活性材料(其中,Si或Sn被添加到碳活性材料)用作被涂覆到电解铜箔的活性材料。然而,由于在锂二次电池充电或放电时而产生的热,这种复合活性材料快速且明显地膨胀,导致电解铜箔破损。此外,通常用于制造锂二次电池的阳极的电解铜箔的厚度为10μm或更小,这种电解铜箔特别容易发生卷曲或起皱,电解铜箔的卷曲或起皱不仅使电解铜箔难于处理,也使得不能用活性材料涂覆电解铜箔。
技术实现思路
本专利技术涉及一种能够避免相关领域的限制和缺点造成的问题的电解铜箔、包含其的电极、包含其的二次电池、及其制造方法。本专利技术涉及一种电解铜箔,其具有改善的可处理性以及能够确保二次电池有高的耐久性。本专利技术涉及一种电极,其能够确保二次电池有高的耐久性。本专利技术涉及一种有高耐久性的二次电池。本专利技术涉及一种具有改善的可处理性以及能够确保二次电池有高的耐久性的电解铜箔的制造方法。除了本专利技术的上述方面外,本专利技术的其他特征和优点将描述如下,或者根据以下描述对于所属
技术人员将变得明显。根据本专利技术的方面,提供了一种电解铜箔,电解铜箔具有第一表面和相对于第一表面的第二表面,电解铜箔包含:铜层,包含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,在铜层的无光泽表面上;以及第二保护层,在铜层的光泽表面上,其中,在以5℃/分钟的速度将电解铜箔从30℃加热至190℃时,使用TMA测量的电解铜箔的热膨胀系数的范围为16μm/(m·℃)至22μm/(m·℃);在190℃的温度进行1小时的热处理之后所测量的电解铜箔的拉伸强度的范围为21kgf/mm2至36kgf/mm2;以及电解铜箔的重量偏差为5%或更小。电解铜箔在室温下的伸长率为3%或更大。电解铜箔的第一表面和第二表面的峰计数(Pc)的范围均为3至92。第一保护层和第二保护层均包含铬(Cr)、硅烷化合物和氮化合物中的至少一种。电解铜箔的厚度为4μm至30μm。第一表面和第二表面的表面粗糙度(Rz)均为3.5μm或更小。电解铜箔的热膨胀系数为17.3μm/(m·℃)至22μm/(m·℃)。根据本专利技术的另一方面,提供了一种二次电池电极,二次电池电极包含:电解铜箔,包含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,在电解铜箔的第一表面上,其中,电解铜箔包含:铜层,包含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,在铜层的无光泽表面上;以及第二保护层,在铜层的光泽表面上,其中,在以5℃/分钟的速度将电解铜箔从30℃加热至190℃时,使用TMA测量的电解铜箔的热膨胀系数的范围为16μm/(m·℃)至22μm/(m·℃);在190℃的温度进行1小时的热处理之后所测量的电解铜箔的拉伸强度的范围为21kgf/mm2至36kgf/mm2;以及电解铜箔的重量偏差为5%或更小第一活性材料层包含至少一种活性材料,所述至少一种活性材料选自由碳、金属Me、包含所述金属Me的合金、所述金属的氧化物MeOx、以及所述金属Me和碳的复合物所组成的群组,所述金属Me为诸如Si、Ge、Sn、Li、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni或Fe。第一活性材料层包含硅。二次电池电极还包含在第二保护层上的第二活性材料层。根据本专利技术的又一方面,提供一种二次电池,二次电池包含阴极;阳极,包含二次电池电极;电解质,配置成提供锂离子在阴极和阳极之间可移动的环境;以及分隔件,配置成使阳极与阴极电性绝缘根据本专利技术的再一方面,提供一种制造二次电池的电解铜箔的方法,该方法包含:制备包含70g/L至90g/L的铜离子和80g/L至130g/L的硫酸的电解液;通过执行在正极板与旋转负极鼓之间施加电力的电镀来形成铜层,正极板和旋转负极鼓设置成在电解液中彼此间隔开;以及形成保护层于铜层上,其中,在执行电镀时,正极板和旋转负极鼓之间的间隔维持在5至15mm的范围内,在铜层的宽度方向上正极板和旋转负极鼓的最大间隔和最小间隔之间的差值维持为小于0.2mm,电解液中的总有机碳(TOC)维持在50ppm或更小,电解液中的银(Ag)浓度维持在25ppm或更小。通过在正极板和旋转负极鼓之间施加30A/dm2至80A/dm2的电流密度进行电镀。制备电解液包含:对铜线进行热处理;酸洗进行过热处理的铜线;将酸洗过的铜线置入硫酸中。在600℃至900℃的温度下对铜线热处理2小时至6小时;以及将进行过热处理的铜线浸泡在含有8wt%至10wt%的硫酸以及1wt%至2wt%的过氧化氢的酸性溶液中,接着用水进行清洗来酸洗进行过热处理的铜线。在进行电镀时,以31m3/小时至45m3/小时的流量进行连续过滤,以从电解液中去除固体杂质。电解液还包含能够以AgCl形式沉淀银(Ag)的氯离子,以避免银(Ag)浓度在进行电镀时通过银(Ag)被引入电解液中而超过25ppm。电解液进一步包含有机添加剂,有机添加剂选自羟乙基纤维素(HEC)、有机硫化物、有机氮化物、和硫脲类化合物所组成的群组。形成保护层可包含在防锈溶液中浸泡铜层,防锈溶液含有0.5g/L至1.5g/L的铬(Cr)。本专利技术如上所述的一般性描述仅旨在说明或解释本专利技术,并没有限制本专利技术的范围。附图说明通过参照附图详细地描述本专利技术的示例性实施例,本专利技术的以上和其他目标、特征和优点对本领域技术人员而言将变得更加明显,其中:图1是根据本专利技术的实施例的二次电池电极的剖面图;以及图2图示了根据美国标准ASMEB46.1-2009得到的表面粗糙度曲线图。具体实施方式在下文中,将参照附图详细描述本专利技术的实施例。对于本领域技术人员明显的是,在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下,可以在本专利技术中做出各种变型和改变。因此,本专利技术包括落入如所附权利要求及其等同物所限定的本专利技术的范围内的全部变型和改变。锂二次电池包括阴极、阳极、电解质以及分隔件(separator),电解质提供锂离子可在阴极和阳极之间移动的环境,分隔件使阳极与阴极电性绝缘,以通过将在一个电极处产生的电子经由二次电池的内部移动到另一电极来防止在所述一本文档来自技高网
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易于处理的电解铜箔、包括其的电极和二次电池、及其制造方法

【技术保护点】
一种电解铜箔,包含第一表面和相对于第一表面的第二表面,电解铜箔包含:铜层,包含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,在铜层的无光泽表面上;以及第二保护层,在铜层的光泽表面上,其中,在以5℃/分钟的速度将电解铜箔从30℃加热至190℃时,使用热机械分析仪TMA测量的电解铜箔的热膨胀系数的范围为16μm/(m·℃)至22μm/(m·℃);在190℃的温度进行1小时的热处理之后所测量的电解铜箔的拉伸强度的范围为21kgf/mm

【技术特征摘要】
2016.10.12 KR 10-2016-01319791.一种电解铜箔,包含第一表面和相对于第一表面的第二表面,电解铜箔包含:铜层,包含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,在铜层的无光泽表面上;以及第二保护层,在铜层的光泽表面上,其中,在以5℃/分钟的速度将电解铜箔从30℃加热至190℃时,使用热机械分析仪TMA测量的电解铜箔的热膨胀系数的范围为16μm/(m·℃)至22μm/(m·℃);在190℃的温度进行1小时的热处理之后所测量的电解铜箔的拉伸强度的范围为21kgf/mm2至36kgf/mm2;以及电解铜箔的重量偏差为5%或更小。2.如权利要求1所述的电解铜箔,其中,电解铜箔在室温下的伸长率为3%或更大。3.如权利要求1所述的电解铜箔,其中,电解铜箔的第一表面和第二表面的峰计数Pc的范围均为3至92。4.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均包含铬Cr、硅烷化合物和氮化合物中的至少一种。5.如权利要求1所述的电解铜箔,其中,电解铜箔的厚度为4μm至30μm。6.如权利要求1所述的电解铜箔,其中,第一表面和第二表面的表面粗糙度Rz均为3.5μm或更小。7.如权利要求1所述的电解铜箔,其中,电解铜箔的热膨胀系数为17.3μm/(m·℃)至22μm/(m·℃)。8.一种二次电池电极,包含:电解铜箔,包含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,在电解铜箔的第一表面上,其中,电解铜箔包含:铜层,包含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,在铜层的无光泽表面上;以及第二保护层,在铜层的光泽表面上,其中,在以5℃/分钟的速度将电解铜箔从30℃加热至190℃时,使用TMA测量的电解铜箔的热膨胀系数的范围为16μm/(m·℃)至22μm/(m·℃);在190℃的温度进行1小时的热处理之后所测量的电解铜箔的拉伸强度的范围为21kgf/mm2至36kgf/mm2;以及电解铜箔的重量偏差为5%或更小。9.如权利要求8所述的二次电池电极,其中,第一活性材料层包含至少一种活性材料,所述至少一种活性材料选自由碳、金属Me、包含所述金属Me的合金、所述金属的氧化物MeOx、以及所述金属Me和碳的复合物所组成的群组,所述金...

【专利技术属性】
技术研发人员:金星玟
申请(专利权)人:LS美创有限公司
类型:发明
国别省市:韩国,KR

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