能够防止撕裂或褶皱不良的电解铜箔、包括该电解铜箔的电极、包括该电极的二次电池及该电解铜箔的制造方法技术

本发明专利技术的一实施例提供一种电解铜箔，其包括铜层，并且具有5％以下的由下式1计算的宽度方向重量偏差、25kgf/mm2至62kgf/mm2的抗拉强度以及3.5至66.9的由下式2计算的相对于谷深的厚度(VDT)：[式1]宽度方向重量偏差(％)＝(重量的标准偏差/重量的算数平均)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】能够防止撕裂或褶皱不良的电解铜箔、包括该电解铜箔的电极、包括该电极的二次电池及该电解铜箔的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种优化了相对于谷深的铜箔的厚度(Valley Depth to Thickness)以及相对于谷深的铜箔的厚度的偏差(Deviation of Valley Depth to Thickness)以防止撕裂或褶皱不良的电解铜箔、包括该电解铜箔的电极、包括该电极的二次电池以及该电解铜箔的制造方法。

技术介绍

[0002]二次电池是能量转换器中的一种，其将电能转换为化学能并储存，当有电力需要时再将化学能转换为电能，以产生电力，二次电池不仅用于移动电话、笔记本等便携式家用电器，还被用作电动汽车的能源。由于二次电池可重复充电，因此也称为充电式电池(rechargeable battery)。
[0003]作为与一次性的一次电池相比具有经济和环境优势的二次电池，有铅蓄电池、镍镉二次电池、镍氢二次电池、锂二次电池等。
[0004]尤其，与其他二次电池相比，锂二次电池相对于其尺寸和重量可以储存相对大量的能量。因此，在重视便携性和移动性的信息通信设备领域的情况下，优选锂二次电池，并且，其应用范围也正在扩展到混合动力汽车和电动汽车的储能装置。
[0005]锂二次电池以充电和放电作为一个周期来重复使用。当用充满电的锂二次电池运行某个设备时，所述锂离子二次电池应当具有较高的充电/放电容量，以增加所述设备的运行时间。因此，不断需要研究以满足需求者对锂二次电池的充电/放电容量日益增长的需求(needs)。
[0006]这种二次电池包括由铜箔制成的负极集电体，在铜箔中，电解铜箔被广泛用作二次电池的负极集电体。随着对二次电池的需求增加，对具有高容量、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电解铜箔。尤其，需要能够实现二次电池的高容量化、保持稳定的容量以及性能的电解铜箔。
[0007]电解铜箔的厚度越薄，可包含在相同空间中的活性物质的量越多，并且可以增加集电体数量，从而可以增加二次电池的容量。
[0008]然而，随着电解铜箔的厚度变薄，相对于谷深的厚度变得过薄，由此在电解铜箔的制造工艺中产生电解铜箔的撕裂(tear)等不良，因此，在制造和使用极薄的薄膜(very thin film)形式的电解铜箔方面存在困难。
[0009]相反，若电解铜箔的厚度较厚，则降低二次电池的容量和效率，并且使相对于谷深的厚度变得过厚，从而在电解铜箔的制造工艺中产生滑移(slip)，因此，会产生电解铜箔的褶皱(wrinkle)等不良。
[0010]另外，不仅在电解铜箔的制造过程中，而且在使用电解铜箔的二次电池用电极或二次电池的制造过程中，均不应在电解铜箔发生撕裂或褶皱。尤其，在利用卷对卷(Roll to Roll,RTR)工艺制造电解铜箔或使用电解铜箔的二次电池用电极的过程中的卷取过程或活
性物质的涂覆过程中，不应产生电解铜箔的边缘撕裂等不良。
[0011]因此，为了制造高容量、高效率以及高品质的二次电池，提高电解铜箔和使用其的二次电池的制造产出率，需要制造具有适当的相对于谷深的厚度的电解铜箔，为此，需要精确地控制电解铜箔的制造工艺。

技术实现思路

[0012]专利技术所要解决的问题
[0013]因此，本专利技术涉及一种能够满足如上所述的相关技术的限制和要求的电解铜箔、包括该电解铜箔的电极、包括该电极的二次电池以及电解铜箔的制造方法。
[0014]本专利技术一实施例的目的在于，提供一种即使具有较薄的厚度也不在制造过程中发生褶皱或撕裂的电解铜箔。另外，本专利技术一实施例的目的在于，提供一种在制造使用电解铜箔的二次电池用电极或二次电池的过程中不发生褶皱或撕裂的电解铜箔。
[0015]本专利技术另一实施例的目的在于，提供一种包括这种电解铜箔的二次电池用电极以及包括该二次电池用电极的二次电池。
[0016]本专利技术又一实施例的目的在于，提供一种防止了褶皱或撕裂的发生的电解铜箔的制造方法。
[0017]除了以上所提及的本专利技术的方面以外，本专利技术的其他特征和优点将在下面说明，或者本专利技术所属
的普通技术人员可以从以下说明中明确地理解。
[0018]解决问题的技术方案
[0019]根据如上所述的本专利技术的一方面，提供一种电解铜箔，该电解铜箔包括铜层，具有5％以下的宽度方向重量偏差，25kgf/mm2至62kgf/mm2的抗拉强度以及3.5至66.9的相对于谷深的厚度(VDT)，所述宽度方向重量偏差由下式1计算，所述相对于谷深的厚度(VDT)由下式2计算。
[0020][式1][0021]宽度方向重量偏差(％)＝(重量的标准偏差/重量的算数平均)
×
100
[0022][式2][0023]相对于谷深的厚度(VDT)＝[电解铜箔的厚度]/[粗糙度曲线的最大谷深(Rv)][0024]所述电解铜箔可以具有2.6μm2以下的宽度方向上的相对于谷深的厚度的偏差(DVDT)，所述宽度方向上的相对于谷深的厚度的偏差(DVDT)由下式4计算。
[0025][式4][0026][0027]所述电解铜箔可以具有25μm至171μm的粗糙度曲线要素的平均宽度(RSm)。
[0028]在所述电解铜箔中，(200)面的半高宽(FWHM)的变化比率[FWHM(200)]可以在0.81至1.19的范围内，所述(200)面的半高宽(FWHM)的变化比率[FWHM(200)]由下式5计算。
[0029][式5][0030][FWHM(200)]＝[热处理后(200)面的半高宽]/[热处理前(200)面的半高宽][0031]所述电解铜箔可以具有4μm至20μm的厚度。
[0032]所述电解铜箔可以包括配置在所述铜层上的保护层。
[0033]所述保护层可以包含铬(Cr)、硅烷化合物以及氮化合物中的至少一种。
[0034]根据本专利技术的另一方面，提供一种二次电池用电极，包括所述电解铜箔；以及活性物质层，配置在所述电解铜箔上。
[0035]根据本专利技术的另一方面，提供一种二次电池，其特征在于，包括：正极(cathode)；负极(anode)，由所述二次电池用电极构成；电解质(electrolyte)，在所述正极和所述负极之间提供使锂离子能够移动的环境；以及分隔膜(separator)，使所述正极和所述负极电绝缘。
[0036]根据本专利技术的又一方面，提供一种电解铜箔制造方法，包括：准备电解液的步骤；以及使用所述电解液进行电镀以形成铜层的步骤，所述电解液包含：50g/L至100g/L的铜离子；50g/L至150g/L的硫酸；1ppm至50ppm以内的氯(Cl)；0.25g/L以下的铅离子(Pb
2+
)；以及有机添加剂，形成所述铜层的步骤包括：向所述电解液中的以彼此隔开的方式配置的电极板和旋转滚筒之间施加40A/dm2至80A/dm2的电流密度的步骤。
[0037]在形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电解铜箔，其中，包括铜层，并且，具有：5％以下的宽度方向重量偏差；25kgf/mm2至62kgf/mm2的抗拉强度；以及3.5至66.9的相对于谷深的厚度(VDT)，所述宽度方向重量偏差由下式1计算，所述相对于谷深的厚度(VDT)由下式2计算：[式1]宽度方向重量偏差(％)＝(重量的标准偏差/重量的算数平均)
×
100[式2]相对于谷深的厚度(VDT)＝[电解铜箔的厚度]/[粗糙度曲线的最大谷深(Rv)]。2.根据权利要求1所述的电解铜箔，其中，所述电解铜箔的宽度方向上的相对于谷深的厚度的偏差(DVDT)为2.6μm2以下，所述宽度方向上的相对于谷深的厚度的偏差(DVDT)由下式4计算：[式4]从所述电解铜箔的至少三个以上的点测量相对于谷深的厚度(VDT)，所测量的相对于谷深的厚度(VDT)值的平均值为VDT
average
，所测量的相对于谷深的厚度(VDT)中具有最大值的相对于谷深的厚度(VDT)为VDT
max
，具有最小值的相对于谷深的厚度(VDT)为VDT
min
。3.根据权利要求1所述的电解铜箔，其中，所述电解铜箔的粗糙度曲线要素的平均宽度(RSm)为25μm至171μm。4.根据权利要求1所述的电解铜箔，其中，所述电解铜箔的(200)面的半高宽(FWHM)的变化比率[FWHM(200)]为0.81至1.19，所述(200)面的半高宽(FWHM)的变化比率[FWHM(200)]由下式5计算：[式5][FWHM(200)]＝[热处理后(200)面的半高宽]/[热处理前(200)面的半高宽]。5.根据权利要求1所述的电解铜箔，其中，具有4μm至20μm的厚度。6.根据权利要求1所述的电解铜箔，其中，包括配置在所述铜层上的保护层。7.根据权利要求6所述的电解铜箔，其中，所述保护层包含铬(Cr)、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：权利要求1至7项中的任一项所述的电解铜箔；以及配置在所述电解铜箔上的活性物质层。9.一种二次电池，其中，包括：正极；
负极；电解质，在所述正极和所述负极之间提供能够使锂离子移动的环境；以及分隔膜，使所述正极和所述负极电绝缘，所述负极由权利要求8所述的二次电池用电极构成。10.一种电解铜箔制造方法，其中，包括：准备电解液的步骤；以及通过使用所述电解液进行电镀以形成铜层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：金英泰，全相炫，李廷吉，金昇玟，
申请(专利权)人：SK纳力世有限公司，
类型：发明
国别省市：