[發明專利]電解銅箔及其制法

有效

• 申請號: 201310050263.9
• 申請日: 2013-02-08
• 公開（公告）號: CN103911633A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 蔡承平;鄭桂森;林乾福
• 申請（專利權）人: 長春石油化學股份有限公司
• 主分類號: C25D1/04
• 分類號: C25D1/04;C25D3/38
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 于寶慶;劉春生

技術領域

本發明涉及一種電解銅箔及其制法，更具體而言，涉及一種適用于鋰離子二次電池的雙面光澤電解銅箔及其制法。

背景技術

電解銅箔是以硫酸及硫酸銅所組成的水溶液作為電解液，以銥元素或其氧化物貼覆的鈦板做為陽極(dimensionally?stable?anode,DSA)，以鈦制輥筒做為陰極輪(Drum)，于兩極間通以直流電，使電解液中的銅離子電解析出在鈦制輥筒上，接著將析出的電解銅自鈦制輥筒表面剝離并連續收卷進行制造，其中，電解銅箔與鈦制輥筒表面接觸的面稱做“光澤面(S面)”，而將其反面稱做“粗糙面(M面)”。通常，電解銅箔S面的粗糙度取決于鈦制輥筒表面的粗糙度，因此S面的粗糙度較為固定，而M面的粗糙度則可通過調整硫酸銅電解液條件加以控制。

目前用于制造鋰離子二次電池負極用電解銅箔的硫酸銅電解液主要可以分成兩大類，一種是所謂的含添加劑系統，即在硫酸銅電解液中加入具有抑制銅離子電解析出的明膠(Gelatin)、羥乙基纖維素(Hydroxyethyl?Cellulose；HEC)或聚乙二醇(Polyethylene?Glycol；PEG)等有機添加劑及添加具有細晶化效果的3-巰基-1-丙烷磺酸鈉(Sodium3-mercaptopropane?Sulphonate；MPS)、聚二硫丙烷磺酸鈉(bis-(3-soldiumsulfopropyl?Disulfide；SPS)等含硫的化合物，藉此降低電解銅箔的M面粗糙度，以獲得具有細晶粒結構的雙面光澤電解銅箔，這種含添加劑電解液系統所生產的電解銅箔，其抗張強度一般在40kg/mm²以下。另一種則是所謂的無添加劑系統，即硫酸銅電解液中不添加任何的有機添加劑，這種無添加劑系統則剛好和有添加劑系統相反，硫酸銅電解液中的有機物總含量越低，越能得到M面具有低粗糙度且表面無異常凸起顆粒的光澤電解銅箔。雖然無添加劑系統的硫酸銅電解液中不添加任何的有機添加劑，但硫酸銅電解液所使用的銅原料多取材于市售回收的銅線，而那些銅線表面會含有油脂或其它有機物質，當以硫酸溶解后，作為制造電解銅箔的電解液中就會充滿油脂或有機雜質等不純物質，有機不純物質含量越高，所制得的電解銅箔的M面則會產生越多異常凸起的顆粒，無法獲得雙面光澤的電解銅箔。

此外，當電解銅箔的M面具有許多異常凸起的顆粒時，常導致電解銅箔后續應用的工藝上有問題，如于銅瘤化處理時M面上異常凸起的顆粒容易誘發尖端放電，造成銅瘤化粒子的異常集中，導致電解銅箔壓成基板后容易因為蝕刻不凈形成殘銅而造成短路，使制得的下游產品良率不佳。

為了減少有機不純物質對無添加劑系統所生產電解銅箔的M面及物性的影響。日本電解公司在JP3850155、JP3850321中揭示一種去除硫酸銅電解液中有機系不純物質的方法，在銅線溶解前先進行前處理，于600~900℃溫度下燃燒銅線的表面30至60分鐘，并以100g/L的硫酸水溶液清洗銅線表面，將銅線表面的有機不純物質去除掉。另一方面，由上述經前處理銅線制得的硫酸銅電解液，再進一步以臭氧發生裝置將油脂或有機雜質等不純物質分解并使用活性炭過濾裝置來吸附去除。但是，此方法雖可有效得到較干凈的硫酸銅電解液，但以高溫燃燒銅線需耗費大量能源，且以硫酸水溶液清洗銅線的表面雖可去除有機不純物質，但同樣也將少部分銅溶解去除而造成銅的損失。此外，其所使用臭氧為氣體，不易停留于硫酸銅電解液中，因此利用臭氧進一步分解有機不純物質的效率不高且高濃度的臭氧亦對人體造成危害更有安全上的疑慮。

因此，本領域亟需開發一種工藝簡單、無安全疑慮、不增加電解液的復雜度，又能制得抗張強度高、熱處理后伸長率高、M面粗糙度低且S面及M面粗糙度差極小的適用于鋰離子二次電池的電解銅箔。

發明內容

本發明提供一種電解銅箔，具有相對的光澤面(S面)及粗糙面(M面)，其中，該S面及M面的粗糙度(Rz)差為0.5μm以下。本發明的電解銅箔的M面于光入射角為60°條件下，其光澤度為60以上。本發明的電解銅箔的S面及M面粗糙度為1.6μm以下。

本發明的優選實施方式中，本發明的S面及M面的粗糙度為1.6μm以下。本發明的S面及M面皆為光滑表面，因此特別適于鋰離子二次電池的應用。

此外，本發明的電解銅箔的抗張強度為45kg/mm²以上，且其經140℃熱處理5小時后伸長率為12%以上，同時具有抗張強度及伸長率高，又能達到雙面粗糙度皆低且兩面的粗糙度相差極小的優異特性，可應用的產業十分廣泛。