CN110880601B - 具有最小化膨胀和撕裂的铜箔，包括其的电极，包括其的二次电池，及其制造方法 - Google Patents
具有最小化膨胀和撕裂的铜箔，包括其的电极，包括其的二次电池，及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110880601B CN110880601B CN201811032570.3A CN201811032570A CN110880601B CN 110880601 B CN110880601 B CN 110880601B CN 201811032570 A CN201811032570 A CN 201811032570A CN 110880601 B CN110880601 B CN 110880601B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- copper foil
- copper
- layer
- secondary battery
- electrolyte
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 273
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 title claims abstract description 209
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 51
- 230000008961 swelling Effects 0.000 title description 36
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 59
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 59
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 39
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 38
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 20
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 19
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 19
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 19
- GGZHVNZHFYCSEV-UHFFFAOYSA-N 1-Phenyl-5-mercaptotetrazole Chemical compound SC1=NN=NN1C1=CC=CC=C1 GGZHVNZHFYCSEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 16
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 claims description 11
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 claims description 8
- -1 silane compound Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 104
- 238000005536 corrosion prevention Methods 0.000 description 33
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 19
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 18
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 13
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 5
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 241001422033 Thestylus Species 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 229910002102 lithium manganese oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- VLXXBCXTUVRROQ-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido-oxo-(oxomanganiooxy)manganese Chemical compound [Li+].[O-][Mn](=O)O[Mn]=O VLXXBCXTUVRROQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- FALRKNHUBBKYCC-UHFFFAOYSA-N 2-(chloromethyl)pyridine-3-carbonitrile Chemical compound ClCC1=NC=CC=C1C#N FALRKNHUBBKYCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100493710 Caenorhabditis elegans bath-40 gene Proteins 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910013872 LiPF Inorganic materials 0.000 description 1
- 101150058243 Lipf gene Proteins 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011356 non-aqueous organic solvent Substances 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229940014800 succinic anhydride Drugs 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/134—Electrodes based on metals, Si or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/665—Composites
- H01M4/667—Composites in the form of layers, e.g. coatings
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
本发明公开了一种铜箔，其包括铜层和设置在铜层上的防腐蚀层，其中铜箔的峰与算术平均粗糙度比值(PAR)为0.8至12.5，抗拉强度为29至58kgf/mm2，重量偏差为3％或更小，其中PAR根据以下等式1计算：[等式1]PAR＝Rp/Ra其中Rp是最大轮廓峰高度，Ra是算术平均粗糙度。
Description
技术领域
本发明涉及具有最小化的膨胀(bagginess)和撕裂(tear)的铜箔，包括该铜箔的电极，包括该电极的二次电池，及其制造方法。
背景技术
铜箔用于制造各种产品，如用于二次电池的阳极(anode)和柔性印刷电路板(FPCB)。
其中，将通过电镀制造的铜箔称为“电解铜箔”。这种电解铜箔通常通过卷对卷(roll-to-roll，RTR)工艺制造，并且用于经由RTR工艺制造用于二次电池的阳极和柔性印刷电路板(FPCB)。已知RTR工艺适合于大规模生产，因为它能够连续生产。然而，当铜箔在RTR工艺过程中被折叠、撕裂或遇到膨胀时，RTR设备的运行应该停止，直到这些问题得到解决，然后才应再次运行设备，因而导致生产效率降低。
当在使用铜箔制造二次电池的过程中在铜箔中发生膨胀或撕裂时，难以稳定地制造产品。因此，在制造二次电池的过程中在铜箔中发生的膨胀或撕裂导致二次电池的制造产率降低和产品的制造成本增加。
在制造二次电池的过程中发生膨胀和撕裂缺陷的原因中，作为除去源自于铜箔的原因的方法，有一种方法是将铜箔的重量偏差控制在低水平。然而，仅控制铜箔的重量偏差在完全解决二次电池制造期间发生的膨胀和撕裂问题方面具有局限性。特别地，近来，为了增加二次电池的容量，越来越多地使用超薄铜箔(例如厚度为8μm或更小的铜箔)作为阳极集电器(current collector)。在这种情况下，尽管精确地控制了铜箔的重量偏差，但是在制造二次电池的过程中还是间歇地发生膨胀和撕裂缺陷。因此，需要在制造二次电池的过程中防止或抑制铜箔的膨胀或撕裂。
发明内容
因此，为了解决上述问题做出了本发明，并且本发明的一个目的是提供一种铜箔，包括该铜箔的电极，包括该电极的二次电池，及其制造方法。
本发明的另一个目的是提供一种具有最小化的膨胀或撕裂的铜箔。特别地，本发明的另一个目的是提供一种铜箔，其尽管具有较小的厚度，但能够防止在制造二次电池的过程中发生膨胀或撕裂，并因此提供优异的卷对卷(RTR)可加工性。
本发明的另一个目的是提供一种包括该铜箔的用于二次电池的电极以及一种包括该用于二次电池的电极的二次电池。
本发明的另一个目的是提供一种包括该铜箔的柔性铜箔层压膜。
本发明的另一个目的是提供一种制造铜箔的方法，该方法能够防止在制造过程中发生膨胀或撕裂。
除了上面提到的本发明的方面之外，下面将描述本发明的其他特征和优点，并且本领域技术人员根据该描述将清楚地理解本发明的其他特征和优点。
根据本发明，可以通过提供一种铜箔来实现上述和其他目的，该铜箔包括铜层和设置在铜层上的防腐蚀层，其中铜箔的峰与算术平均粗糙度比值(peak-to-arithmeticmean roughness，PAR)为0.8至12.5，抗拉强度为29至58kgf/mm2，重量偏差为3％或更小，其中PAR根据以下等式1计算：
[等式1]
PAR＝Rp/Ra
其中Rp是最大轮廓峰高度，Ra是算术平均粗糙度。
铜箔可以具有(220)面，并且(220)面的织构系数(texture coefficient)[TC(220)]可以为0.49至1.28。
防腐蚀层可以包括铬(Cr)、硅烷化合物或氮化合物中的至少一种。
铜箔可以具有4μm至30μm的厚度。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于二次电池的电极，其包括根据本发明的铜箔和设置在该铜箔上的活性材料层。
根据本发明的另一个方面，提供了一种二次电池，其包括阴极(cathode)；面对阴极的阳极(anode)；设置在阴极和阳极之间的电解液，用于提供使离子能够移动的环境；以及分隔物(separator)，其用于使阴极与阳极电绝缘(隔离)，其中阳极包括根据本发明的铜箔和设置在该铜箔上的活性材料层。
根据本发明的另一个方面，提供了一种柔性铜箔层压膜，其包括聚合物膜和设置在该聚合物膜上的根据本发明的铜箔。
根据本发明的另一个方面，提供了一种制造铜箔的方法，该方法包括将40至80A/dm2的电流密度施加到在含有铜离子的电解液中彼此隔开的电极板和旋转电极鼓(rotaryelectrode drum)以形成铜层，其中电解液包含：70至90g/L的铜离子；50至150g/L的硫酸；2至20mg/L的1-苯基-5-巯基-1H-四唑和2至20mg/L的聚乙二醇(PEG)。
电解液可以包含50mg/L或更少的银(Ag)。
该方法可以包括在形成铜层之前用具有#800至#3000的砂粒的刷子来抛光旋转电极鼓的表面。
电解液可以具有39至46m3/小时的流速。
每单位时间(秒)的流速的偏差可以为5％或更小。
以上给出的本发明的一般性描述仅用于说明或描述，并且不应被解释为限制本发明的范围。
附图说明
通过以下详细描述并结合附图，将更清楚地理解本发明的上述以及其他目的、特征和其他优点，其中：
图1是示出根据本发明的一个实施方式的铜箔的示意性剖视图；
图2示出铜箔的XRD图的一个实例；
图3是示出根据本发明的另一个实施方式的铜箔的示意性剖视图；
图4是示出根据本发明的另一个实施方式的用于二次电池的电极的示意性剖视图；
图5是示出根据本发明的另一个实施方式的用于二次电池的电极的示意性剖视图；
图6是示出根据本发明的另一个实施方式的二次电池的示意性剖视图；
图7是示出根据本发明的另一个实施方式的柔性铜箔层压膜的示意性剖视图；
图8是示出用于制造图3所示的铜箔的方法的示意图；
图9是示出铜箔中出现膨胀的图像，以及
图10是示出撕裂的铜箔的图像。
发明详述
现在将详细参考本发明的优选实施方式，其示例在附图中示出。
本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求所公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。因此，本发明包括权利要求中所限定的公开内容以及落入其等同方案的范围内的修改和变化。
在用于描述本发明的实施方式的附图中所公开的形状、尺寸、比率、角度和数字仅仅是示例，因此本发明不限于所示出的细节。贯穿整个说明书，相同的附图标记指代相同的元件。
在本说明书中使用“包含”、“具有”和“包括”进行描述的情况下，除非使用“仅”，否则也可以存在其他部分。除非有相反说明，否则单数形式的术语可以包括复数形式。在解释元件时，该元件被解释为包括误差区域，尽管对此没有明确的描述。
在描述位置关系时，例如，当位置顺序被描述为“在……上”、“在……上方”、“在……下方”和“靠近”时，可以包括其间没有接触的情况，除非使用了“仅”或“直接”。
在描述时间关系时，例如，当时间顺序被描述为“在……之后”、“随后”、“接着”和“在……之前”时，可以包括不是连续的情况，除非使用了“仅”或“直接”。
应当理解，尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。例如，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件，而不脱离本发明的范围。
应当理解，术语“至少一个”包括与至少一个项目有关的所有组合。
本发明的各种实施方式的特征可以彼此部分或整体地进行耦合或者组合，可以彼此进行各种交互操作并且在技术上被驱动，如本领域技术人员可以充分理解的那样。本发明的实施方式可以彼此独立地实施，或者可以以相互依赖的关系一起实施。
图1是示出根据本发明的一个实施方式的铜箔100的示意性剖视图。
参考图1，铜箔100包括铜层110和设置在铜层110上的防腐蚀层210。
根据本发明的该实施方式，铜层110具有无光泽表面MS(matte surface)和与无光泽表面MS相反的光泽表面SS(shiny surface)。
铜层110可以例如通过电镀形成在旋转电极鼓上(参见图8)。此时，光泽表面SS是指在电镀期间铜层110与旋转电极鼓接触的表面，而无光泽表面MS是指与光泽表面SS相反设置的表面。
光泽表面SS通常具有比无光泽表面MS更低的表面粗糙度Rz，但是本发明的实施方式不限于此。光泽表面SS的表面粗糙度Rz可以等于或高于无光泽表面MS的表面粗糙度Rz。
防腐蚀层210可以设置在铜层110的无光泽表面MS或光泽表面SS中的至少一个上。参考图1，防腐蚀层210设置在无光泽表面MS上，但是本发明的实施方式不限于此。也就是说，防腐蚀层210可以仅设置在光泽表面SS上，或者既设置在无光泽表面MS上也设置在光泽表面SS上。
防腐蚀层210保护铜层110。防腐蚀层210可以防止铜层110在储存时被氧化或变性。因此，防腐蚀层210也被称为“保护层”。对于防腐蚀层210没有特别限制，并且可以使用任何膜或层作为防腐蚀层210，只要其能够保护铜层110即可。
根据本发明的一个实施方式，防腐蚀层210可以包括铬(Cr)、硅烷化合物或氮化合物中的至少一种。
例如，防腐蚀层210可以由含铬(Cr)的防腐蚀液体(即含有铬酸盐化合物的防腐蚀液体)制备。
根据本发明的一个实施方式，铜箔100具有第一表面S1和第二表面S2，第一表面S1是基于铜层110的无光泽表面MS方向的表面，第二表面S2是光泽表面SS方向的表面。在图1中，铜箔100的第一表面S1是防腐蚀层210的表面，并且其第二表面S2是光泽表面SS。
根据本发明的一个实施方式，铜箔100的峰与算术平均粗糙度比值(PAR)为0.8至12.5。
这里，PAR可以通过以下等式1计算：
[等式1]
PAR＝Rp/Ra
其中Rp是最大轮廓峰高度，Ra是算术平均粗糙度。
Rp和Ra可以通过粗糙度测试仪根据JIS B 0601-2001测量。具体而言，根据本发明的一个实施方式，Rp和Ra可以用可商购自Mitutoyo Corporation的SJ-310型号进行测量。在用Mitutoyo Corporation的SJ-310型号测量Rp和Ra时，在开始和后期阶段，将不包括取样长度(cut off length)的测量长度设定为4mm，并且将取样长度设定为0.8mm。此外，将触针尖端的半径设定为2μm，并将测量压力设定为0.75mN。在上述设定之后，可以通过测量获得Rp和Ra，其是基于用Mitutoyo粗糙度测试仪测量的值。重复测量Rp和Ra三次以评价物理性质，并使用其算术平均值。
在铜箔100的PAR高于12.5的情况下，在生产铜箔100的过程中，当铜箔100卷绕在辊、卷绕器或线轴上时，空气被困在铜箔和铜箔之间，导致膨胀。
另一个方面，在铜箔100的PAR低于0.8的情况下，当在通过卷对卷工艺生产铜箔100期间卷绕铜箔100时，容易发生铜箔之间的重量重叠。由于这个原因，随着卷绕长度增加，铜箔100被局部拉长，这可能导致膨胀缺陷。
图9是示出铜箔中出现膨胀的图像。图9中箭头(↗)表示的部分指的是发生膨胀的区域。根据本发明的该实施方式，膨胀指的是铜箔100不能均匀和平坦铺展的状态或部分。在某些情况下，膨胀也可以被称为“起皱”。
根据本发明的一个实施方式，铜箔100的抗拉强度为29至58kgf/mm2。抗拉强度可以采用万能试验机(UTM)根据IPC-TM-650测试方法手册的规定测量。根据本发明的一个实施方式，可以使用可购自Instron公司的万能试验机来测量抗拉强度。此时，用于测量抗拉强度的样品的宽度为12.7mm，夹具之间的距离为50mm，测量速度为50mm/min。
为了评价物理性质，重复测量样品的抗拉强度三次，并使用其平均值作为铜箔100的抗拉强度。
当铜箔100的抗拉强度小于29kgf/mm2时，在卷绕铜箔100的过程中，可能因塑性变形而产生膨胀缺陷。另一方面，当铜箔100的抗拉强度高于58kgf/mm2时，可以减少膨胀或起皱的发生，但是铜箔100的脆性增加并且铜箔100的可用性(availableness)降低。例如，在生产铜箔的过程中或在使用铜箔生产用于二次电池的电极的过程中，可能发生撕裂，这可能使得难以稳定地获得产品。
图10是示出撕裂的铜箔的图像。例如，当在通过卷对卷工艺制造铜箔的过程中发生这种撕裂时，应该停止卷对卷工艺设备的运行，并应该取出撕裂的铜箔部分，然后再次运行工艺设备。在这种情况下，工艺时间和成本增加，并且生产效率降低。
根据本发明的一个实施方式，铜箔100具有3％或更小的重量偏差。更具体而言，铜箔100可以具有0至3％的重量偏差。在这种情况下，零重量偏差表示没有重量偏差。
根据本发明的一个实施方式，可以通过在铜箔100的宽度方向上的三个任意点处测量的重量值的平均值(平均重量)和重量值的标准偏差来获得重量偏差。具体而言，在沿着铜箔100的宽度方向(即，与卷绕方向垂直的方向(横向，TD))布置的三个点处各获得5cm×5cm的样品，测量各个样品的重量，计算每单位面积的重量，根据三个样品的每单位面积的重量计算三个点处的“平均重量”和“重量的标准偏差”，并且根据以下等式2计算重量偏差：
[等式2]
重量偏差＝(重量的标准偏差/平均重量)*100
在铜箔100的重量偏差高于3％的情况下，当在卷对卷工艺期间卷绕铜箔100时，由于施加至铜箔100上的张力或重量的重叠，其可能被部分拉长，导致铜箔100的膨胀。因此，根据本发明的一个实施方式，铜箔100的重量偏差被控制为3％或更小。
根据本发明的一个实施方式，铜箔100具有(220)面，并且(220)面的织构系数[TC(220)]为0.49至1.28。织构系数[TC(220)]涉及铜箔100的表面的晶体结构。
在下文中，参考图2，下面将描述用于测量和计算根据本发明的实施方式的铜箔100的(220)面的织构系数[TC(220)]的方法。
图2示出铜箔的XRD图的一个实例。更具体而言，图2是构成铜箔100的铜层110的XRD图。
为了测量(220)面的织构系数[TC(220)]，首先，通过X射线衍射(XRD)以30°至95°的衍射角(2θ)[靶：铜Kα1，2θ间隔：0.01°，2θ扫描速度：3°/min]获得具有对应于n个晶面的峰的XRD图。例如，如图2中所示，获得具有对应于(111)、(200)、(220)和(311)面的峰的XRD图。参考图2，n为4。
然后，从该图中，获得每个晶面(hkl)的XRD衍射强度[I(hkl)]。此外，获得由粉末衍射标准联合委员会(joint committee on powder diffraction standards，JCPDS)规定的标准铜粉的n个晶面各自的XRD衍射强度[I0(hkl)]。随后，计算n个晶面的I(hkl)/I0(hkl)的算术平均值，并用(220)面的I(220)/I0(220)除以该算术平均值，得到(220)面的织构系数[TC(220)]。也就是说，(220)面的织构系数[TC(220)]基于以下等式3计算：
[等式3]
根据本发明的一个实施方式，铜箔100的第一表面S1和第二表面S2的(220)面可以具有0.49至1.28的织构系数[TC(220)]。更具体而言，铜层110的(220)面可以具有0.49至1.28的织构系数[TC(220)]。随着(220)面的织构系数[TC(220)]增加，铜箔100的晶体结构变得更致密。
当(220)面的织构系数[TC(220)]低于0.49时，铜箔100的晶体结构不致密，铜箔100的构造(织构)在卷绕至辊、卷绕器或线轴上时容易变形，铜箔100发生膨胀的可能性增加。当(220)面的织构系数高于1.28时，铜箔100的织构过于致密并变得更脆。最终，铜箔100在制造铜箔100或使用铜箔100的产品的过程中被撕裂，这可能使得难以稳定地获得产品。
根据本发明的一个实施方式，铜箔100可以具有4μm至30μm的厚度。当铜箔100的厚度小于4μm时，在制造铜箔100或使用铜箔100制造产品(例如用于二次电池的电极或二次电池)的过程中，可使用性(workability)降低。当铜箔100的厚度高于30μm时，使用铜箔100的用于二次电池的电极的厚度增加，并且由于该厚度而难以实现高容量的二次电池。
图3是示出根据本发明的另一个实施方式的铜箔200的示意性剖视图。在下文中，将省略对上面给出的构成组件的描述以避免重复。
参考图3，根据本发明的另一个实施方式的铜箔200包括铜层110，以及两个防腐蚀层210和220，这两个防腐蚀层分别设置在铜层110的无光泽表面MS和光泽表面SS上。与图1中所示的铜箔100相比，图3中示出的铜箔200还包括设置在铜层110的光泽表面SS上的防腐蚀层220。
为了便于描述，在两个防腐蚀层210和220中，将设置在铜层110的无光泽表面MS上的防腐蚀层210称为“第一保护层”，并且将设置在光泽表面SS上的防腐蚀层220称为“第二保护层”。
此外，图3中所示的铜箔200的第一表面S1与设置在无光泽表面MS上的防腐蚀层210的表面相同，并且第二表面S2与设置在光泽表面SS上的防腐蚀层220的表面相同。
根据本发明的另一个实施方式，两个防腐蚀层210和220中的每一个可以包括铬(Cr)、硅烷化合物或氮化合物中的至少一种。
图3中所示的铜箔200的峰与算术平均粗糙度比值(PAR)为0.8至12.5，抗拉强度为29至58kgf/mm2，重量偏差为3％或更小。
此外，铜箔200的(220)面具有0.49至1.28的织构系数[TC(220)]。更具体而言，构成铜箔200的铜层110的(220)面具有0.49至1.28的织构系数[TC(220)]。
图3中所示的铜箔200的厚度为4μm至30μm。
图4是示出根据本发明的另一个实施方式的用于二次电池的电极300的示意性剖视图。
图4中所示的用于二次电池的电极300可以例如应用于图6中所示的二次电池500。
参考图4，根据本发明另一个实施方式的用于二次电池的电极300包括铜箔100和设置在铜箔100上的活性材料层310。在这种情况下，铜箔100用作集电器。
更具体而言，根据本发明另一个实施方式的用于二次电池的电极300包括具有第一表面S1和第二表面S2的铜箔100，以及设置在铜箔100的第一表面S1或第二表面S2中的至少一个上的活性材料层310。此外，铜箔100包括铜层110和设置在铜层110上的防腐蚀层210。
图4示出了图1中所示的铜箔100用作集电器。然而，本发明的一个实施方式不限于此，并且图3中所示的铜箔200也可以用作用于二次电池的电极300的集电器。
此外，在图4中示出了其中在铜箔100的表面S1和S2中仅在第一表面S1上设置活性材料层310的构造，但是，本发明的其他实施方式不限于此。活性材料层310可以既设置在铜箔100的第一表面S1上也设置在第二表面S2上，或者仅设置在铜箔100的第二表面S2上。
图4中所示的活性材料层310包括电极活性材料，特别是阳极活性材料。即，图4中所示的用于二次电池的电极300可以用作阳极。
活性材料层310可以包括碳、金属、金属氧化物或金属与碳的复合材料中的至少一种。金属可以包括Ge、Sn、Li、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni或Fe中的至少一种。此外，为了增加二次电池的充/放电容量，活性材料层310可以包括硅(Si)。
当使用根据本发明的一个实施方式的铜箔100时，在制造用于二次电池的电极300的过程中防止了铜箔100的撕裂或膨胀。因此，可以改善用于二次电池的电极300的制造效率，并且可以提高包括用于二次电池的电极300的二次电池的充/放电效率和容量维持率。
图5是示出根据本发明的另一个实施方式的用于二次电池的电极400的示意性剖视图。
根据本发明另一个实施方式的用于二次电池的电极400包括铜箔200，以及设置在铜箔200上的活性材料层310和320。
参考图5，铜箔200包括铜层110，以及设置在铜层110的相反表面MS和SS上的两个防腐蚀层210和220。此外，图5中所示的用于二次电池的电极300包括设置在铜箔200的两个表面上的两个活性材料层310和320。这里，将设置在铜箔200的第一表面S1上的活性材料层310称为“第一活性材料层”，并且将设置在铜箔200的第二表面S2上的活性材料层320称为“第二活性材料层”。
两个活性材料层310和320可以以相同的方式并使用相同的材料生产，或以不同的方式并使用不同的材料生产。
图6是示出根据本发明的另一个实施方式的二次电池500的示意性剖视图。图6中所示的二次电池500是例如锂二次电池。
参考图6，二次电池500包括阴极370；面对阴极370的阳极340；设置在阴极370和阳极340之间的电解液350，用于提供使离子能够移动的环境；以及用于使阴极370和阳极340电绝缘(隔离)的分隔物360。这里，通过阴极370和阳极340的离子是锂离子。分隔物360将阴极370与阳极340分开，以防止经由二次电池500在一个电极处产生的电流电荷移动到另一个电极，然后被不必要地消耗掉。参考图6，分隔物360设置在电解液350中。
阴极370包括阴极集电器371和阴极活性材料层372。阴极集电器371是例如铝箔。
阳极340包括阳极集电器341和活性材料层342。阳极340的活性材料层342包括阳极活性材料。
图1和图3中所示的铜箔100和200可以用作阳极集电器341。此外，图4和图5中所示的用于二次电池的电极300和400分别可以用作图6中所示的二次电池500的阳极340。
图7是示出根据本发明的另一个实施方式的柔性铜箔层压膜600的示意性剖视图。
根据本发明的另一个实施方式的柔性铜箔层压膜600包括聚合物膜410和设置在聚合物膜410上的铜箔100。包括图1中所示的铜箔100的柔性铜箔层压膜600示于图7中，但是本发明的其他实施方式不限于此。例如，图3中所示的铜箔200或其他铜箔可以用于柔性铜箔层压膜600。
聚合物膜410是柔性且不导电的。对聚合物膜410的种类没有特别限制。聚合物膜410例如包括聚酰亚胺。可以通过用辊压机层压聚酰亚胺膜和铜箔100来生产柔性铜箔层压膜600。或者，可以通过用聚酰亚胺前体溶液涂覆铜箔100，然后热处理所得的铜箔100来生产柔性铜箔层压膜600。
铜箔100包括铜层110和防腐蚀层210，铜层110具有无光泽表面MS和光泽表面SS，防腐蚀层210设置在铜层110的无光泽表面MS和光泽表面SS中的至少一个上。在这种情况下，可以省略防腐蚀层210。
参考图7，聚合物膜410设置在防腐蚀层210上，但是本发明的其他实施方式不限于此。聚合物膜410可以设置在铜层110的光泽表面SS上。
在下文中，将参考图8详细描述用于制造根据本发明的另一个实施方式的铜箔200的方法。
图8是示出用于制造图3中所示的铜箔200的方法的示意图。
首先，将40至80ASD(A/dm2)的电流密度施加到在含有铜离子的电解液11中彼此隔开的电极板13和旋转电极鼓12以形成铜层110。
具体而言，参考图8，当将40至80ASD(A/dm2)的电流密度施加到设置在容纳于电解槽10中的电解液11中的电极板13和旋转电极鼓12时，通过在旋转电极鼓12上电沉积铜来形成铜层110。此时，电极板13和旋转电极鼓12之间的间隙可以调节到8至13mm的范围。
随着施加到电极板13和旋转电极鼓12的电流密度增加，电镀变得均匀并且铜层110的无光泽表面MS的表面粗糙度因此降低。随着电流密度降低，电镀变得不均匀并且因此增加了铜层110的无光泽表面MS的表面粗糙度。
电解液11含有70至90g/L的铜离子和50至150g/L的硫酸。在具有上述浓度的电解液11中，铜可以容易地沉积在旋转电极鼓12上。
此外，电解液11包含2至20mg/L的1-苯基-5-巯基-1H-四唑和2至20mg/L的聚乙二醇(PEG)。
苯基-5-巯基-1H-四唑缩写为“PMT”，并且可以由下式1表示。
[式1]
可以通过控制1-苯基-5-巯基-1H-四唑(PMT)的浓度来控制铜箔200的抗拉强度。为了将铜箔200的抗拉强度调节至29至58kgf/mm2的范围，将1-苯基-5-巯基-1H-四唑的浓度控制在2至20mg/L的范围内。当1-苯基-5-巯基-1H-四唑的浓度小于2mg/L时，铜箔200的抗拉强度可以降低至小于29kgf/mm2的水平。另一方面，当1-苯基-5-巯基-1H-四唑的浓度高于20mg/L时，铜箔200的抗拉强度高于58kgf/mm2。
聚乙二醇(PEG)在电解液11中用作光亮剂。
当聚乙二醇(PEG)的浓度过高，即大于20mg/L时，铜箔200的(220)面的织构生长，并且(220)面的织构系数[TC(220)]超过1.28。另一方面，当聚乙二醇(PEG)的浓度小于2mg/L时，铜箔200的(220)面的织构系数[TC(220)]小于0.49。因此，为了使铜箔200的(220)面的织构系数[TC(220)]在0.49至1.28的范围内，聚乙二醇(PEG)的浓度被控制在2至20mg/L的范围。
电解液11包含50mg/L或更少的银(Ag)。这里，银(Ag)包括在电解液11中离解的离子形式(Ag+)和非离解形式(Ag)，并且包括以盐的形式存在的银(Ag)。
根据本发明的另一个实施方式，随着银(Ag)的浓度降低，铜箔200的峰与算术平均粗糙度比值(PAR)增大。
通常，电解液11中的银(Ag)相当于杂质。为了生产峰与算术平均粗糙度比值(PAR)为0.8至12.5的铜箔200，将银(Ag)的浓度控制在50mg/L或更低。
例如，当电解液11中的银(Ag)浓度超过50mg/L时，铜不均匀地电沉积在旋转电极鼓12上，导致铜箔200的最大轮廓峰(Rp)快速增加，因此使PAR高于12.5。
为了将电解液11中的银(Ag)浓度控制在50mg/L或更低，使用不含银(Ag)的原料，或在电镀过程期间防止将银(Ag)掺入到电解液11中。此外，为了使电解液11中的银(Ag)的浓度保持在50mg/L或更低，可以通过向电解液11中添加氯(Cl)以诱导银(Ag)以氯化银(AgCl)的形式沉淀而除去银(Ag)。
同时，铜箔200的峰与算术平均粗糙度比值(PAR)可以根据旋转电极鼓12的表面的抛光程度而改变。
为了控制铜箔200的峰与算术平均粗糙度比值(PAR)，例如，在形成铜层110之前，用具有#800至#3000的砂粒的刷子来抛光旋转电极鼓12的表面。
当用具有大于#3000的砂粒的刷子抛光旋转电极鼓12的表面时，旋转电极鼓12的轮廓过低，导致非常均匀的电沉积。因此，最大轮廓峰高度(Rp)低于算术平均粗糙度(Ra)，因此PAR低于0.8。也就是说，尽管将电解液11中的银(Ag)浓度控制在50mg/L或更低，但当用具有大于#3000的砂粒的刷子抛光旋转电极鼓12时，PAR可以减少到低于0.8的水平。
另一方面，当用具有低于#800的砂粒的刷子抛光旋转电极鼓12时，旋转电极鼓12的表面变得粗糙，最大轮廓峰高度(Rp)过分大于算术平均粗糙度(Ra)，PAR超过2.5。
此外，当对旋转电极鼓12进行抛光或磨光时，在旋转电极鼓12的宽度方向上喷雾水，从而可以沿旋转电极鼓12的宽度方向进行均匀的磨光。
在形成铜层110期间，电解液11可以保持在40至65℃的温度。
为了减少电解液11中的杂质含量，对作为铜离子原料的铜线进行热处理，用酸清洗经热处理的铜线，并将经酸清洗的铜线添加到用于电解液的硫酸中。
电解液11可以具有39至46m3/小时的流速。也就是说，为了在电镀期间除去电解液11中存在的固体杂质，电解液11可以以39至46m3/小时的流速循环。在电解液11的循环期间，可以过滤电解液11。这种过滤能够除去氯化银(AgCl)，使得电解液11中的银(Ag)含量可以保持在50mg/L或更低。
当电解液11的流速小于39m3/小时，由于低流速而产生过电压，并且不均匀地形成铜层110。另一方面，当流速超过46m3/小时，过滤器损坏并且使外来物质掺入到电解液11中。
此外，为了使铜箔200在宽度方向上具有3％或更小的重量偏差，可以将电解液11的每单位时间(秒)的流速的变化(其在下文中称为“流速偏差”)控制为5％或更低。当流速偏差超过5％时，由于不均匀电镀可能形成不均匀的铜层110，并因此可能使铜箔200的重量偏差增加。
同时，当用臭氧处理电解液11或通过电镀形成铜层110时，可以通过向电解液11添加过氧化物和空气保持或改善电解液11的清洁度。
然后，在清洗浴20中清洗铜层110。
为了去除铜层110表面上的杂质，在清洗浴20中用水清洗铜层110。或者，为了去除铜层110表面上的杂质，进行酸洗，然后可以进行水洗，以去除酸洗所用的酸性溶液。清洗过程可以省略。
然后，在铜层110上形成防腐蚀层210和220。
参考图8，将铜层110浸在容纳于防腐蚀浴30中的防腐蚀液体31中，以在铜层110上形成防腐蚀层210和220。这里，防腐蚀液体31包含铬，并且铬(Cr)以离子形式存在于防腐蚀液体31中。防腐蚀液体31可以包含0.5至5g/L的铬。由此形成的防腐蚀层210和220被称为“保护层”。
同时，防腐蚀层210和220可以通过用硅烷处理而包括硅烷化合物以及通过用氮处理而包括氮化合物。
通过形成这些防腐蚀层210和220来生产铜箔200。
然后，在清洗浴40中清洗铜箔200。可以省略这种清洗过程。
然后，进行干燥过程，然后将铜箔200卷绕在卷绕器(WR)上。
在下文中，将参考制备实施例和比较实施例更详细地描述本发明。制备实施例仅用于更好地理解本发明，并且其不应被解释为限制本发明的范围。
制备实施例1-6和比较实施例1-7
使用制箔机生产铜箔，该制箔机包括电解槽10、设置在电解槽10中的旋转电极鼓12以及与旋转电极鼓12隔开的电极板13。电解液11是硫酸铜溶液，电解液11的铜离子浓度为75g/L，硫酸浓度为100g/L，电解液11的温度保持在55℃，并且向电解液11施加60ASD的电流密度。
用具有表1中所示的砂粒(#)的刷子抛光旋转电极鼓12。
电解液11包含表1中所示浓度的银(Ag)、聚乙二醇(PEG)和1-苯基-5-巯基-1H-四唑(PMT)。此外，电解液11以42m3/小时的流速进行循环，流速偏差如表1所示。
首先，在旋转电极鼓12和电极板13之间施加60ASD的电流密度，以形成铜层110。
然后，将铜层110浸在容纳于防腐蚀浴30中的防腐蚀液体31中，以在铜层110的表面上形成包含铬的防腐蚀层210和220。此时，防腐蚀液体31的温度保持在30℃，防腐蚀液体31包含2.2g/L的铬(Cr)。结果，生产出根据制备实施例1-6和比较实施例1-7的铜箔。
表1
测量由此制备的制备实施例1-6和比较实施例1-7的铜箔的(i)PAR，(ii)抗拉强度，(iii)重量偏差和(iv)(220)面的织构系数[TC(220)]。结果如表2中所示。
(i)PAR的测量
使用可购自Mitutoyo Corporation的SJ-310型号作为粗糙度测试仪测量制备实施例1-6和比较实施例1-7中生产的铜箔的Rp和Ra。关于Rp和Ra的测量，不包括取样长度的测量长度为4mm，并且在开始和后期阶段的取样长度为0.8mm。此外，将触针尖端的半径设定为2μm，并将测量压力设定为0.75mN。在上述设定之后，重复测量Rp和Ra三次，并将其平均值定义为Rp和Ra的测量值。使用测量的Rp和Ra，根据以下等式1计算PAR。
[等式1]
PAR＝Rp/Ra
(ii)抗拉强度的测量
根据IPC-TM-650测试方法手册的规定使用万能试验机来测量制备实施例1-6和比较实施例1-7中生产的铜箔的抗拉强度。用于测量抗拉强度的样品的宽度为12.7mm，夹具之间的距离为50mm，测量速度为50mm/min。重复测量样品的抗拉强度三次，并将其平均值评价为测量结果。
(iii)重量偏差的测量
从制备实施例1-6和比较实施例1-7中生产的铜箔在各个铜箔的宽度方向(即，与卷绕方向垂直的方向(横向，TD))上布置的三个点处各获得5cm×5cm的样品，测量各个样品的重量，并计算每单位面积的重量。根据三个样品的每单位面积的重量计算三个点处的“平均重量”和“重量的标准偏差”，并且根据以下等式2计算重量偏差：
[等式2]
重量偏差＝(重量的标准偏差/平均重量)*100
(iv)(220)面的织构系数[TC(220)]的测量
使制备实施例1-6和比较实施例1-7中生产的铜箔经受衍射角(2θ)为30°至95°的的X射线衍射(XRD)[(i)靶：铜Kα1，(ii)2θ间隔：0.01°，(iii)2θ扫描速度：3°/min]，以获得具有对应于n个晶面的峰的XRD图，从该图中获得各个晶面(hkl)的XRD衍射强度[I(hkl)]。此外，获得由粉末衍射标准联合委员会(JCPDS)规定的标准铜粉的n个晶面各自的XRD衍射强度[I0(hkl)]。在这种情况下，晶面是(111)、(200)、(220)和(311)面，并且n是4。
随后，计算n个晶面的“I(hkl)/I0(hkl)”的算术平均值，并用(220)面的I(220)/I0(220)除以该算术平均值，得到(220)面的织构系数[TC(220)]。也就是说，(220)面的织构系数[TC(220)]基于以下等式3计算：
[等式3]
(v)观察膨胀和撕裂的发生
1)阳极生产
将100重量份作为可商购阳极活性材料的碳与2重量份的苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)和2重量份的羧甲基纤维素(CMC)混合，并使用蒸馏水作为溶剂，制备阳极活性材料浆料。使用刮刀将制备实施例1-6和比较实施例1-7中生产的宽度为10cm的铜箔用阳极活性材料浆料涂覆至40μm的厚度，在120℃下干燥，并在1吨/cm2的压力下压制，以生产用于二次电池的阳极。
2)电解液生产
将作为溶质的LiPF6以1M的浓度溶解在非水性有机溶剂中以制备基础电解液，该非水性有机溶剂由以1:2的比率混合的碳酸亚乙酯(EC)和碳酸甲乙酯(EMC)组成。将99.5重量％的基础电解液与0.5重量％的琥珀酸酐混合以制备非水性电解液。
3)阴极生产
将锂锰氧化物(Li1.1Mn1.85Al0.05O4)与具有正交晶体结构的锂锰氧化物(o-LiMnO2)以90:10的重量比率混合以制备阴极活性材料。将阴极活性材料、炭黑和作为粘合剂的PVDF[聚(偏二氟乙烯)]以85:10:5的重量比率混合，并将所得混合物与作为有机溶剂的NMP混合以制备浆料。用由此制备的浆料涂覆厚度为20μm的Al箔的两个表面，并干燥以生产阴极。
4)生产用于测试的锂二次电池
将阴极和阳极设置在铝罐中，使得阴极和阳极用铝罐绝缘，并且设置非水性电解液和分隔物以生产扣式锂二次电池。作为分隔物，使用聚丙烯(Celgard 2325；厚度25μm，平均孔径
孔隙率40％)。
5)观察膨胀和撕裂的发生
在制造锂二次电池的一系列过程中，观察铜箔是否发生撕裂和膨胀。特别地，在生产铜箔和阳极的过程中，肉眼观察铜箔是否发生撕裂和膨胀。没有发生膨胀或撕裂的情况表示为“良好”。评价和观察结果如下表2所示：
表2
在根据比较实施例1-7制造铜箔和生产锂二次电池的过程中，铜箔发生了膨胀或撕裂。另一方面，在根据制备实施例1-6制造铜箔和生产锂二次电池的过程中，铜箔没有发生膨胀或撕裂。
具体而言，在使用铜箔制造锂二次电池的后续过程中，铜箔发生了膨胀或撕裂。
(1)在比较实施例1中，用具有大于#3000的砂粒的刷子抛光旋转电极鼓12的表面，使得PAR低于0.8(发生膨胀)；
(2)在比较实施例2中，电解液中银(Ag)的含量高于50mg/L，使得PAR高于12.5(发生膨胀)；
(3)在比较实施例3中，电解液中1-苯基-5-巯基-1H-四唑(PMT)的含量小于2mg/L，抗拉强度小于29kgf/mm2(发生膨胀)；
(4)在比较实施例4中，电解液中1-苯基-5-巯基-1H-四唑(PMT)的含量高于20mg/L，抗拉强度为58kgf/mm2(发生撕裂)；
(5)在比较实施例5中，电解液的流速偏差高于5％/秒，并且重量偏差高于3％(发生膨胀)；
(6)在比较实施例6中，电解液中聚乙二醇(PEG)的含量小于2mg/L，并且(220)面的织构系数[TC(220)]小于0.49(发生膨胀)；
(7)在比较实施例7中，电解液中聚乙二醇(PEG)的含量高于20mg/L，并且(220)面的织构系数[TC(220)]高于1.28(发生膨胀和撕裂)。
根据比较实施例1-7的铜箔不适合用于锂二次电池的阳极集电器。
另一方面，在根据本发明的实施方式的条件下生产的制备实施例1-6可以避免铜箔在制造铜箔的过程中或在使用铜箔制造锂二次电池的过程中发生撕裂和起皱。因此，根据本发明的实施方式的铜箔具有优异的卷对卷(RTR)可加工性，并且适合用于锂二次电池的阳极集电器。
根据本发明的实施方式的铜箔对膨胀或撕裂具有高度抗性。因此，根据本发明的一个实施方式，在制造铜箔的过程中或在使用铜箔制造二次电池的过程中，防止了膨胀或撕裂的发生。根据本发明的实施方式的铜箔具有优异的卷对卷(RTR)可加工性。
此外，根据本发明的另一个实施方式，防止膨胀或撕裂的发生，或者可以生产用于二次电池的电极。
对于本领域技术人员显而易见的是，上述本发明不限于上述实施方式和附图，并且可以在不背离本发明的精神和范围下在本发明中进行各种替换、修改和变化。因此，本发明的范围由所附权利要求限定，并且源自权利要求的含义、范围和等同构思的所有变化和修改都落入本发明的范围内。
Claims (12)
1.一种铜箔，其包括：
铜层；和
设置在所述铜层上的防腐蚀层，
其中所述铜箔的峰与算术平均粗糙度比值(PAR)为0.8至12.5，抗拉强度为29至58kgf/mm2，重量偏差为3％或更小，
其中PAR根据以下等式1计算：
[等式1]
PAR＝Rp/Ra
其中Rp是最大轮廓峰高度，Ra是算术平均粗糙度。
2.根据权利要求1所述的铜箔，其中所述铜箔具有(220)面，并且所述(220)面的织构系数[TC(220)]为0.49至1.28。
3.根据权利要求1所述的铜箔，其中所述防腐蚀层包含铬、硅烷化合物或氮化合物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的铜箔，其中所述铜箔的厚度为4μm至30μm。
5.一种用于二次电池的电极，其包括：
根据权利要求1至4中任一项所述的铜箔；和
设置在所述铜箔上的活性材料层。
6.一种二次电池，其包括：
阴极；
面对阴极的阳极；
设置在所述阴极和所述阳极之间的电解液，用于提供使离子能够移动的环境；和
用于使所述阴极与所述阳极电绝缘的分隔物，
其中所述阳极包括：
根据权利要求1至4中任一项所述的铜箔；和
设置在所述铜箔上的活性材料层。
7.一种柔性铜箔层压膜，其包括：
聚合物膜；和
设置在所述聚合物膜上的根据权利要求1至4中任一项所述的铜箔。
8.一种制造铜箔的方法，所述方法包括将40至80A/dm2的电流密度施加到在含有铜离子的电解液中彼此隔开的电极板和旋转电极鼓以形成铜层，
其中所述电解液包含：
70至90g/L的铜离子；
50至150g/L的硫酸；
2至20mg/L的1-苯基-5-巯基-1H-四唑；和
2至20mg/L的聚乙二醇。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述电解液包含50mg/L或更少的银。
10.根据权利要求8所述的方法，包括在形成所述铜层之前，用具有#800至#3000的砂粒的刷子来抛光所述旋转电极鼓的表面。
11.根据权利要求8所述的方法，其中所述电解液的流速为39至46m3/小时。
12.根据权利要求8所述的方法，其中每秒流速偏差为5％或更小。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811032570.3A CN110880601B (zh) | 2018-09-05 | 2018-09-05 | 具有最小化膨胀和撕裂的铜箔，包括其的电极，包括其的二次电池，及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811032570.3A CN110880601B (zh) | 2018-09-05 | 2018-09-05 | 具有最小化膨胀和撕裂的铜箔，包括其的电极，包括其的二次电池，及其制造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110880601A CN110880601A (zh) | 2020-03-13 |
| CN110880601B true CN110880601B (zh) | 2023-03-31 |
Family
ID=69726959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811032570.3A Active CN110880601B (zh) | 2018-09-05 | 2018-09-05 | 具有最小化膨胀和撕裂的铜箔，包括其的电极，包括其的二次电池，及其制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110880601B (zh) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180040754A (ko) * | 2016-10-12 | 2018-04-23 | 케이씨에프테크놀로지스 주식회사 | 핸들링이 용이한 전해동박, 그것을 포함하는 전극, 그것을 포함하는 이차전지, 및 그것의 제조방법 |
-
2018
- 2018-09-05 CN CN201811032570.3A patent/CN110880601B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110880601A (zh) | 2020-03-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108306022B (zh) | 电解铜箔、包含其的电极、二次电池及其制造方法 | |
| US11352707B2 (en) | Copper foil with minimized bagginess and tear, electrode comprising the same, secondary battery comprising the same and method for manufacturing the same | |
| CN108075098B (zh) | 电解铜箔、蓄电池电极、蓄电池、及电解铜箔的制造方法 | |
| US10787752B2 (en) | Copper foil with minimized bagginess, wrinkle or tear, electrode including the same, secondary battery including the same and method for manufacturing the same | |
| KR102546687B1 (ko) | 고용량 이차전지 제조를 가능하게 하는 동박, 그것을 포함하는 전극, 그것을 포함하는 이차전지, 및 그것의 제조방법 | |
| KR102446550B1 (ko) | 고용량 이차전지용 동박, 그것을 포함하는 전극, 그것을 포함하는 이차전지, 및 그것의 제조방법 | |
| CN110495028B (zh) | 铜箔及其制造方法、电极、二次电池、铜箔层叠膜 | |
| CN113924669A (zh) | 防止发生褶皱的铜箔、包括该铜箔的电极、包括该电极的二次电池以及其制造方法 | |
| JP6767441B2 (ja) | たるみ、しわ及び引裂が最小化した銅箔、それを含む電極、それを含む二次電池、及びその製造方法 | |
| CN110880602B (zh) | 具有最小化膨胀、起皱或撕裂的铜箔，包括其的电极，包括其的二次电池，及其制造方法 | |
| KR20210067247A (ko) | 초극박 고강도 동박, 그것을 포함하는 전극, 그것을 포함하는 이차전지, 및 그것의 제조 방법 | |
| KR20190135878A (ko) | 고강도 동박, 그것을 포함하는 전극, 그것을 포함하는 이차전지, 및 그것의 제조 방법 | |
| CN110880601B (zh) | 具有最小化膨胀和撕裂的铜箔，包括其的电极，包括其的二次电池，及其制造方法 | |
| EP3608447B1 (en) | Copper foil with minimized bagginess, wrinkle and tear, electrode including the same, secondary battery including the same and method for manufacturing the same | |
| TWI679311B (zh) | 最小化隆起、皺紋或撕裂的銅箔、包含其的電極、包含其的二次電池、及製造其的方法 | |
| EP3608448B1 (en) | Copper foil with minimized bagginess and tear, electrode comprising the same, secondary battery comprising the same and method for manufacturing the same | |
| TWI687551B (zh) | 具有最小起皺和撕裂的銅箔、包含其的電極、包含其的二次電池、及製造其之方法 | |
| KR20180086949A (ko) | 노듈을 갖는 동박, 이의 제조방법, 이를 포함하는 이차전지용 전극 및 연성동박적층필름 | |
| JP6700347B2 (ja) | たるみ及び引裂が最小化した銅箔、それを含む電極、それを含む二次電池、及びその製造方法 | |
| KR102518398B1 (ko) | 고신뢰성 동박, 그것을 포함하는 전극, 그것을 포함하는 이차전지, 및 그것의 제조 방법 | |
| KR20220043617A (ko) | 고강도 전해동박, 그것을 포함하는 전극, 그것을 포함하는 이차전지 및 그것의 제조방법 | |
| KR102377291B1 (ko) | 주름과 찢김이 최소화된 동박, 그것을 포함하는 전극, 그것을 포함하는 이차전지, 및 그것의 제조 방법 | |
| KR20180083512A (ko) | 고신뢰성의 전해동박, 그것을 포함하는 전극, 그것을 포함하는 이차전지, 및 그것의 제조방법 | |
| KR20230104321A (ko) | 열처리 시 연신율 증가율이 우수한 전해동박, 그것을 포함하는 전극, 그것을 포함하는 이차전지 및 그것의 제조방법 | |
| KR20190140271A (ko) | 우수한 밀착력을 갖는 동박, 그것을 포함하는 전극, 그것을 포함하는 이차전지, 및 그것의 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Han Guoquanluobeidao Applicant after: Sk Nashi Co.,Ltd. Address before: Han Guojingjidao Applicant before: KCF Technology Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TG01 | Patent term adjustment |