高强度电解铜箔及其制造方法、电极以及二次电池技术

本发明专利技术的一实施例提供一种电解铜箔，该电解铜箔包括铜层，所述铜层具有(220)面，所述(220)面的取向指数[M(220)]为1以上。根据本发明专利技术的一实施例，能够提供一种具有优异的强度和延伸率的电解铜箔。延伸率的电解铜箔。延伸率的电解铜箔。

【技术实现步骤摘要】
高强度电解铜箔及其制造方法、电极以及二次电池


[0001]本专利技术涉及在制造工序中易于处理并用于提高二次电池的容量保持率的电解铜箔、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，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。
[0003]作为与一次性的一次电池相比经济且具有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]在这些二次电池中，锂二次电池具有高工作电压、高能量密度以及优异的寿命特性。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]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铜箔。尤其，需要能够保证二次电池的高容量化和稳定容量保持的铜箔。
[0006]另一方面，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，并且能够增加集电体数量，从而能够增加二次电池的容量。然而，随着铜箔变薄，在铜箔制造和电池制造工序中会出现撕裂或褶皱等不良，因此，在制造极薄的薄膜(very thin film)形式的铜箔方面存在困难。/>[0007]另外，即使二次电池具有足够高的充电/放电容量，如果二次电池的充电/放电容量随着充电/放电循环被重复而迅速下降(即，如果容量保持率低或寿命短)，也需要频繁更换二次电池，由此将在经济上和环境方面浪费成本和资源。作为造成二次电池的容量保持率降低的原因之一，可以举出铜箔损坏。随着重复二次电池的充电/放电循环，负极集电体收缩/膨胀，此时铜箔可能会断裂。

技术实现思路

[0008]专利技术所要解决的问题
[0009]为了解决上述现有技术的问题，本专利技术的目的在于，提供一种即使在薄的厚度下也高强度且具有优异的延伸率的电解铜箔。
[0010]本专利技术的一方式是提供一种在铜箔和电池制造工序中易于处理并能够提高二次电池的容量保持率的电解铜箔。
[0011]本专利技术的另一方式是提供一种能够提高二次电池的容量保持率的电极。
[0012]本专利技术的又一方式是提供一种能够提高二次电池的容量保持率的二次电池。
[0013]本专利技术的又一方式是提供一种能够提高二次电池的容量保持率的电解铜箔的制
造方法。
[0014]除了以上所提及的本专利技术的方式以外，还将在下文中对本专利技术的其他特征和优点进行说明，或者可以通过这些说明使本专利技术所属
的普通技术人员明确地理解。
[0015]解决问题的技术方案
[0016]根据如上所述的本专利技术的一方式，提供一种电解铜箔，该电解铜箔包括铜层，所述铜层具有(220)面，所述(220)面的取向指数[M(220)]为1以上，其中，所述取向指数[M(220)]由下述式1求得，
[0017][式1][0018]M(220)＝IR(220)/IFR(220)
[0019]在所述式1中，IR(220)和IFR(220)分别由下述式2和下述式3求得，
[0020][式2][0021][0022][式3][0023][0024]在所述式2中，I(hkl)为电解铜箔的各晶面(hkl)的XRD衍射强度，在所述式3中，IF(hkl)为JCPDS卡片中的各晶面(hkl)的XRD衍射强度。
[0025]所述电解铜箔在常温可以具有2至15％的延伸率。
[0026]所述电解铜箔在常温可以具有41.0至75.0kgf/mm2的抗拉强度。
[0027]所述电解铜箔在190℃热处理60分钟后可以具有40.0至65.0kgf/mm2的抗拉强度。
[0028]所述电解铜箔在190℃热处理60分钟后的抗拉强度与常温的抗拉强度之比可以为0.950以上。
[0029]所述电解铜箔可以具有2.0至18.0μm的厚度。
[0030]所述电解铜箔还可以包括配置在所述铜层上的保护层，所述防锈膜可以包含铬、硅烷化合物以及氮化合物中的至少一种。
[0031]根据本专利技术的另一方式，提供一种二次电池用电极，其包括：电解铜箔；以及活性物质层，配置在所述电解铜箔的至少一面上，所述电解铜箔是所述电解铜箔中的任意一种。
[0032]根据本专利技术的另一方式，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。
[0033]根据本专利技术的另一方式，提供一种电解铜箔的制造方法，包括：准备包含铜离子和有机添加剂的电解液的步骤；以及以电流密度使在所述电解液中以彼此隔开的方式配置的阳极板和旋转阴极滚筒通电而形成铜层的步骤，还包括：利用碳过滤、硅藻土过滤以及臭氧处理中的至少一种来对所述有机添加剂进行提纯的步骤，所述准备电解液的步骤包括：对铜线进行热处理的步骤；对经热处理的所述铜线进行酸洗的步骤；对经酸洗的所述铜线进行水洗的步骤；以及将经水洗的所述铜线投入到电解液用硫酸的步骤，所述电解液包含：80至120g/L的铜离子；80至150g/L的硫酸；以及0.01至1.5ppm的氯离子(Cl
‑
)，所述有机添加
剂包括晶粒调节剂，所述晶粒调节剂包含有机化合物，所述有机化合物含有氨基、羧基(
‑
COOH)以及巯基(
‑
SH)。
[0034]所述碳过滤可以使用颗粒型(granule)碳和碎片型碳中的至少一种。
[0035]所述晶粒调节剂可以包含选自胶原(collagen)、明胶(gelatin)以及胶原和明胶的分解物中的至少一种。
[0036]所述晶粒调节剂的浓度可以为0.5至15.0ppm。
[0037]所述电解液可以具有50ppm以下的总有机碳(total organic carbon，TOC)浓度。
[0038]所述电解铜箔的制造方法还可以包括：使用防锈液在所述铜层上形成保护层的步骤，所述防锈液可以包含铬、硅烷化合物以及氮化合物中的至少一种。
[0039]专利技术效果
[0040]根据本专利技术的一实施例，能够提供一种具有1以上的(220)面的取向指数的电解铜箔。另外，根据本专利技术的一实施例，能够提供一种具有优异的强度和延伸率的电解铜箔。
[0041]另外，根据本专利技术的另一实施例，能够提供一种具有1以上的(220)面的取向指数以及优异的强度和延伸率的电解铜箔的制造方法。
[0042]由此，能够防止在铜箔或二次电池的制造工序中发生撕裂或褶皱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解铜箔，其中，包括铜层，所述铜层具有(220)面，所述(220)面的取向指数[M(220)]为1以上，所述取向指数[M(220)]由下述式1求得，式1M(220)＝IR(220)/IFR(220)在所述式1中，所述IR(220)和所述IFR(220)分别由下述式2和下述式3求得，式2式3在所述式2中，所述I(hkl)为电解铜箔的各晶面(hkl)的XRD衍射强度，在所述式3中，所述IF(hkl)为JCPDS卡片中的各晶面(hkl)的XRD衍射强度。2.根据权利要求1所述的电解铜箔，其中，在常温具有2至15％的延伸率。3.根据权利要求1所述的电解铜箔，其中，在常温具有41.0至75.0kgf/mm2的抗拉强度。4.根据权利要求1所述的电解铜箔，其中，在190℃热处理60分钟后具有40.0至65.0kgf/mm2的抗拉强度。5.根据权利要求1所述的电解铜箔，其中，在190℃热处理60分钟后的抗拉强度与常温的抗拉强度之比为0.950以上。6.根据权利要求1所述的电解铜箔，其中，具有2.0至18.0μm的厚度。7.根据权利要求1所述的电解铜箔，其中，还包括配置在所述铜层上的保护层，所述保护层包含铬、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：电解铜箔；以及活性物质层，配置在所述电解铜箔的至少一面上，所述电解铜箔是权利要求1至7中任一项所述的电解铜箔。9.一种二次电池，其中，包括：正极；负极；电解质，配置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，使所述正极和所述负极电绝缘，所述...

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