[發(fā)明專利]抗翹曲銅箔

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610180127.5
• 申請日: 2016-03-25
• 公開（公告）號: CN106048666B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設計）人: 周瑞昌;鄭桂森;賴耀生;黃慧芳
• 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;H01M4/66
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 肖威,劉金輝

技術領域

本發(fā)明有關于一種經改良的銅箔及一種制造該銅箔的方法，其中該銅箔具有抵抗翹曲和抵抗皺紋的性質。

背景技術

電解銅箔的制備是使用硫酸及硫酸銅所組成的水溶液作為電解液、由銥或其氧化物覆蓋的鈦板作為尺寸穩(wěn)定性陽極(DSA)、鈦制輥筒作為陰極，于兩極間通以直流電，使電解液中的銅離子電沉積在鈦制輥筒上，之后從鈦制輥筒的表面剝離該電解銅箔并連續(xù)卷繞來制造。該電解銅箔與鈦制輥筒表面接觸的面被稱為“光澤面(S面)”，而電解銅箔的反面被稱為“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，因此電解銅箔的S面的粗糙度相當一致，而M面的粗糙度可以通過調節(jié)硫酸銅電解液的條件來控制。

目前用于制造供鋰離子二次電池使用的電解銅箔的硫酸銅電解液主要可分為兩大類，其中的一為所謂的含添加劑系統，即在硫酸銅電解液中加入能夠抑制銅離子電沉積的明膠(gelatin)、羥乙基纖維素(HEC)或聚乙二醇(PEG)等有機添加劑以及添加具有細晶化效果的3-巰基-1-丙烷磺酸鈉(sodium 3-mercaptopropane sulphonate；MPS)、聚二硫丙烷磺酸鈉(bis-(3-sodiumsulfopropyl disulfide；SPS)等含硫化合物，如此，可以降低電解銅箔M面的粗糙度，并由此得到雙面光澤的電解銅箔及具有含細晶體顆粒的結構。另一類為所謂的不含添加劑系統，即在硫酸銅電解液中不加入任何有機添加劑。該類型的不含添加劑系統與含添加劑系統相反。有機物在硫酸銅電解液的總含量愈低，獲得在M面具有低粗糙度和表面無異常突出顆粒的有光澤的電解銅箔的可能性愈高。縱使不含添加劑的系統中沒有有機添加劑添加于硫酸銅電解液，用于硫酸銅電解液的銅原料主要來自于市售回收銅導線。該銅導線表面含有油脂或其它有機物質，使得當銅線溶解在硫酸時，用于生產電解銅箔的電解液中會充滿像油脂或有機雜質等的不純物質。有機雜質的含量越高，產生在M面具有許多異常突出顆粒的電解銅箔的可能性越高，因此無法得到具有雙面光澤的電解銅箔。

此外，當電解銅箔的M面具有許多異常突出顆粒，常導致電解銅箔后續(xù)應用的制程上有問題。舉例而言，在銅粗化處理時，該M面的異常突出顆粒容易導致尖端放電，造成銅粗化顆粒異常集中，隨后，當通過壓合電解銅箔形成銅箔基板時，因不完全蝕刻所產生的殘銅容易引起短路，造成下游產品產率低落。

近年環(huán)保意識抬頭，用完即丟的一次電池漸漸為高性能二次電池所取代，并廣泛的運用于消費性電子產品、儲能系統及其他產業(yè)。

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，對鋰離子二次電池的需求也隨之增加。除了良好的充電-放電性能的要求，鋰離子二次電池的安全性和電池壽命也應考慮在內。而未來鋰離子二次電池的發(fā)展趨勢為朝向能量儲存系統用的電能儲存電池。為了開發(fā)鋰離子二次電池以滿足系統規(guī)模的要求并滿足能源儲存技術的發(fā)展趨勢，在鋰離子二次電池的電池容量必須達到百萬瓦/百萬瓦小時(MW/MWh)的規(guī)模，在移動電話中使用的鋰離子二次電池的循環(huán)壽命應超過2000次，及在能量儲存系統中使用的鋰離子二次電池的循環(huán)壽命應超過6000次。

鋰離子二次電池的制造是將負極極片、隔離膜及正極極片卷繞在一起，將其置入容器中，加入電解液并密封該容器，其中該負極極片由以銅箔構成的負極集電體與涂布于其表面的以碳材等作為材料的負極活性物質所構成，該銅箔是壓延銅箔或電解銅箔。

發(fā)明內容

本發(fā)明有關一種銅箔，其展現驚人的抗變形性質(如，抗翹曲及抗皺)，典型的銅箔具有變形的傾向，特別是因為溫度及壓力的改變而在邊緣產生變形(在邊緣處翹曲)。當輾壓該銅箔時，不必要的翹曲會造成問題。

舉例而言，當銅箔經過導輥，翹曲邊緣會被卡在機器因而導致銅箔起皺。本發(fā)明提供一種銅箔(及制造該涂覆銅箔的方法)，其具有比典型的銅箔更少的變形(例如，更少的翹曲和起皺)。本發(fā)明揭示影響銅箔變形性質的因素，舉例而言，如光澤度、粗糙度及拉伸強度。在某些情況下，本發(fā)明揭示下列三個要素可用于制備具有經改良的抗變形性質的改良銅箔：(1)銅箔的粗糙面的光澤度；(2)銅箔的光澤面與粗糙面之間的表面粗糙度(Rz)差；及(3)銅箔在橫向(TD)上的拉伸強度差。

本發(fā)明一方面提供一種具耐翹曲性的銅箔，具有加工方向的尺寸、橫向的尺寸以及厚度，且該銅箔進一步包括：a.光澤面；b.粗糙面，具有330至620的于60°入射角測量的加工方向光澤度；c.該光澤面與粗糙面之間的表面粗糙度差為介于0.3至0.59微米；以及d.自該銅箔的橫向上取至少兩個樣品的拉伸強度差為1.2公斤力/平方毫米或更小。