防皱的铜箔、包含该铜箔的电极、包含该铜箔的二次电池及该铜箔的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种铜箔，其包括具有无光泽表面和有光泽表面的铜层；以及配置在所述铜层上的抗腐蚀层，其中所述铜箔以绝对值为基准具有0.5至25Mpa的残余应力(residual stress)，所述铜层具有多个晶面，其中，铜层的(220)晶面的织构系数(Texture coefficient,TC)相对于铜层的(111)、(200)、(220)及(311)晶面的总织构系数的比例[TCR(220)]为5至30％。

Wrinkle resistant copper foil, electrode containing the copper foil, secondary battery containing the copper foil and manufacturing method of the copper foil

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】防皱的铜箔、包含该铜箔的电极、包含该铜箔的二次电池及该铜箔的制造方法
本专利技术涉及一种防皱或防卷曲(curl)的铜箔、包含该铜箔的电极、包含该铜箔的二次电池及该铜箔的制造方法。
技术介绍
二次电池是一种将电能转换为化学能并储存此化学能的能量转换器，当有电力需要时再将化学能转换为电能，以产生电力。由于二次电池可重复充电，因此也称为可充电电池。在这种二次电池中，锂二次电池具有高操作电压、高能量密度以及优异的寿命特性。近年来，随着智能电话、笔记本等便携式电子设备的使用增加以及电动车辆的商业化，锂二次电池的需求正在快速增长。这种二次电池包含由铜箔制成的阳极集电体，在铜箔中，电解铜箔被广泛用作二次电池的阳极集电体。由于不仅对二次电池的需求增加，而且对高容量、高效率以及高品质的二次电池的需求增加，因此需要能够改善二次电池的特性的铜箔。特别是存在对能够保证二次电池的高容量化和保持稳定的容量的铜箔的需求。同时，随着铜箔的厚度減小，在預定區域中包含的活性物质的量越大，集电体数量可能增加，从而二次电池的容量可能增加。然而，随着铜箔厚度減小，容易产生卷曲(curl)，并且，当铜箔卷曲时，产生因边缘(Edge)卷曲而导致的诸如铜箔的撕裂或褶皱(wrinkle)之类的缺陷。因此，难以制造非常薄的膜形式的铜箔。因此，为了制造具有非常薄的厚度的铜箔，应当防止铜箔卷曲(Curl)。同时，用作阳极集电体的电解质铜箔具有约30至40kgf/mm2的抗拉强度。为了制造高容量锂二次电池，具有高容量特性的金属或复合活性物质近期备受关注。由于金属或复合活性物质在充电/放电过程中体积膨胀严重，因此，铜箔应能承受活性物质的体积膨胀。当考虑这些方面时，不仅在铜箔的制造过程中，而且在使用铜箔制造二次电池用电极或二次电池的过程中，均需要防止铜箔产生卷曲、褶皱或撕裂。特别是在使用辊对辊(RTR)工艺制造铜箔或使用铜箔的二次电池用电极的过程中，需要防止在卷曲过程或活性物质的涂覆过程中产生铜箔边缘被撕裂等缺陷。
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术涉及一种能够满足如上所述的要求的铜箔、包含该铜箔的电极、包含该铜箔的二次电池及铜箔的制造方法。本专利技术的一个目的在于，提供一种铜箔，即使其具有较薄的厚度，也能够防止在制造过程中发生卷曲、皱褶或撕裂。另外，本专利技术的另一目的在于，提供一种铜箔，其能够防止在使用铜箔的二次电池用电极或二次电池的制造过程中发生卷曲、褶皱或撕裂。本专利技术的另一目的在于，提供一种包含上述铜箔的二次电池用电极以及包含上述二次电池用电极的二次电池。本专利技术的又一目的在于，提供一种铜箔的制造方法，该制造方法能够防止卷曲、褶皱或撕裂的发生。除了以上提及的本专利技术的观点之外，下面将描述本专利技术的其他特征和优点，本专利技术所属
的普通技术人员可以从描述中清楚地理解本专利技术的其他特征和优点。解决问题的技术方案本专利技术的一个实施例通过控制构成铜箔的铜层的晶体取向来控制铜箔的卷曲现象。另外，通过减小铜箔内部的残余应力来尽可能防止铜箔发生卷曲。为此，本专利技术的一个实施例提供一种铜箔，其中，包括：具有无光泽表面和有光泽表面的铜层；以及配置在所述铜层上的抗腐蚀层，所述铜箔以绝对值为基准具有0.5至25Mpa的残余应力，所述铜层具有多个晶面，并且，在作为所述铜层的晶面的(111)晶面、(200)晶面、(220)晶面以及(311)晶面的织构系数(Texturecoefficient,TC)之和中，铜层的(220)晶面的织构系数[TC(220)]所占的比率[TCR(220)]为5至30％。所述残余应力在所述(111)晶面、(200)晶面、(220)晶面以及(311)晶面中的至少一个晶面中被测量。所述残余应力在所述(311)晶面中被测量。铜箔在130℃热处理30分钟之后具有2至20％的拉伸率。所述铜箔具有对应所述无光泽表面方向的第一表面和对应所述有光泽表面方向的第二表面，其中，所述第一表面和所述第二表面的表面粗糙度Ra的差值小于等于0.5μm。所述铜箔的厚度为4至20μm。所述抗腐蚀层包含铬、硅烷化合物以及氮化合物中的至少一种。本专利技术的另一方面提供一种二次电池用电极，所述二次电池用电极包括：上述的铜箔；以及配置在所述铜箔的至少一面上的活性物质层。本专利技术的又一方面提供一种二次电池，所述二次电池包括：阴极；阳极，所述阳极被配置为与所述阴极相对；电解液，配置在所述阴极和所述阳极之间以提供锂离子能够移动的环境；以及分隔膜(separator)，所述分隔膜使所述阴极和所述阳极电绝缘(隔离)，所述阳极包括上述的铜箔和配置在所述铜箔上的活性物质层。本专利技术的又一方面提供一种铜箔的制造方法，其中，包括：制备包含铜离子的电解液；以及向所述电解液中彼此隔开配置的电极板和旋转电极滚筒施加30至70ASD(A/dm2)的电流密度以形成铜层，所述电解液包含70至100g/L的铜离子、70至150g/L的硫酸、1至60ppm的氯(Cl)、2g/L以下的砷(As)离子以及有机添加剂，所述有机添加剂包含抛光剂(A成分)、减速剂(B成分)、平整剂(C成分)以及粗糙度调节剂(D成分)中的至少一种，所述抛光剂(A成分)包含磺酸或其金属盐，所述减速剂(B成分)包含非离子水溶性聚合物，所述平整剂(C成分)包含氮(N)和硫(S)中的至少一种，所述粗糙度调节剂(D成分)包含含氮杂环季铵盐或其衍生物。所述有机添加剂的浓度为1至150ppm。所述抛光剂包含选自双-(3-磺丙基)-二硫化物二钠盐[bis-(3-Sulfopropyl)-disulfidedisodiumsalt](SPS)、3-巯基-1-丙磺酸、3-(N，N-二甲基硫代氨基甲酰基)-硫代丙磺酸钠盐、3-[(氨基-亚氨基甲基)硫代]-1-丙磺酸钠盐、邻乙基二硫代碳酸酯-S-(3-磺丙基)-酯钠盐、3-(苯并噻唑基-2-巯基)-丙基-磺酸钠盐以及乙二硫代二丙基磺酸钠盐(ethylenedithiodipropylsulfonicacidsodiumsalt)中的至少一种。所述抛光剂的浓度为1至50ppm。所述减速剂包含选自聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇、聚乙烯-聚丙烯共聚物、聚甘油、聚乙二醇二甲醚、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、硬脂酸聚乙二醇醚以及硬脂醇聚乙二醇醚中的至少一种非离子水溶性聚合物。所述非离子水溶性聚合物的数均分子量为500至25,000。所述减速剂的浓度为5至50ppm。所述平整剂包含选自硫脲(TU)、二乙基硫脲、乙烯硫脲、乙炔硫脲、二丙基硫脲、二丁基硫脲、N-三氟乙酰硫脲、N-乙基硫脲、N-氰基乙酰基硫脲、N-烯丙基硫脲、邻甲苯基硫脲、N，N’-丁烯硫脲、噻唑烷硫醇(thiazolidinethiol)、4-噻唑啉硫醇、4-甲基-2-嘧啶硫醇、2-硫尿嘧啶、3-(苯并三唑-2-巯基)-焦硫酸、2-巯基吡啶、3-(5-巯基-1H-四唑)苯磺酸盐、2-巯基苯并噻唑、二甲基吡啶、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜箔，其中，包括：/n铜层，具有无光泽表面和有光泽表面；以及/n抗腐蚀层，配置在所述铜层上，/n所述铜箔以绝对值为基准具有0.5至25Mpa的残余应力，且/n所述铜层具有多个晶面，/n其中，所述铜层的(220)晶面的织构系数[TC(220)]占所述铜层的(111)晶面、(200)晶面、(220)晶面以及(311)晶面的总织构系数(Tex ture coefficient,TC)的比率[TCR(220)]为5至30％。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170731 KR 10-2017-00966641.一种铜箔，其中，包括：
铜层，具有无光泽表面和有光泽表面；以及
抗腐蚀层，配置在所述铜层上，
所述铜箔以绝对值为基准具有0.5至25Mpa的残余应力，且
所述铜层具有多个晶面，
其中，所述铜层的(220)晶面的织构系数[TC(220)]占所述铜层的(111)晶面、(200)晶面、(220)晶面以及(311)晶面的总织构系数(Texturecoefficient,TC)的比率[TCR(220)]为5至30％。


2.根据权利要求1所述的铜箔，其中，
所述残余应力在所述(111)晶面、所述(200)晶面、所述(220)晶面以及所述(311)晶面中的至少一个晶面中被测量。


3.根据权利要求1所述的铜箔，其中，
所述残余应力在所述(311)晶面中被测量。


4.根据权利要求1所述的铜箔，其中，
所述铜箔在130℃热处理30分钟之后具有2至20％的拉伸率。


5.根据权利要求1所述的铜箔，其中，
所述铜箔具有对应所述无光泽表面方向的第一表面和对应所述有光泽表面方向的第二表面，
其中，所述第一表面和所述第二表面的表面粗糙度Ra的差值为小于等于0.5μm。


6.根据权利要求1所述的铜箔，其中，
所述铜箔具有4至20μm的厚度。


7.根据权利要求1所述的铜箔，其中，
所述抗腐蚀层包含铬、硅烷化合物以及氮化合物中的至少一种。


8.一种二次电池用电极，其中，包括：
铜箔；以及
活性物质层，配置在所述铜箔上，
所述铜箔是根据权利要求1至7中任一项所述的铜箔。


9.一种二次电池，其中，包括：
阴极；
阳极，所述阳极被配置为与所述阴极相对；
电解液，配置在阴极和阳极之间以提供使锂离子能够移动的环境；以及
分隔膜，所述分隔膜使阴极和阳极电绝缘，
所述阳极包括：
根据权利要求1至7中任一项所述的铜箔；以及
活性物质层，配置在所述铜箔上。


10.一种用于制造铜箔的方法，其中，包括：
制备包含铜离子的电解液；以及
向电解液中彼此隔开配置的电极板和旋转电极滚筒施加30至70ASD(A/dm2)的电流密度以形成铜层，
其中，所述电解液包含：
70至100g/L的铜离子、70至150g/L的硫酸、1至60ppm的氯(Cl)、2g/L以下的砷(As)离子以及有机添加剂，
所述有机添加剂包含抛光剂(A成分)、减速剂(B成分)、平整剂(C成分)以及粗糙度调节剂(D成分)中的至少一种，
所述抛光剂(A成分)包含磺酸或其金属盐，
所述减速剂(B成分)包含非离子水溶性聚合物，
所述平整剂(C成分)包含氮(N)和硫(S)中的至少一种，
所述粗糙度调节剂(D成分)包含含氮杂环季铵盐或其衍生物。


11.根据权利要求10所述的方法，其中，
所述有机添加剂的浓度为1至150ppm。


12.根据权利要求10所述的方法，其中，
所述抛光剂包含选自双-(3-磺丙基)-二硫化物二钠盐(SPS)、3-巯基-1-丙磺酸、3-(N，N-二甲基硫代氨基甲酰基)-硫代丙磺酸钠盐、3-[(氨基-亚氨基甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：金善花，李颜娜，金星玟，
申请(专利权)人：KCF技术有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR