CN112447980B - 电解铜箔以及包含其的电极与锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电解铜箔以及包含其的电极与锂离子电池。该电解铜箔因同时兼具第一铬层、第二铬层的铬附着量为15μg/dm2至50μg/dm2、第一表面、第二表面的草酸接触角皆为15度至50度、第一表面、第二表面的明度分别为17.5至40和38至60、以及1.72μΩ·cm至2.25μΩ·cm的电阻率等特性，故能具有良好的耐候性并使电解铜箔与活性材料之间能具有良好的接着强度，进而优化锂离子电池的循环寿命表现。

Description

电解铜箔以及包含其的电极与锂离子电池
技术领域
本发明关于一种电解铜箔，尤指一种锂离子电池用的电解铜箔。此外，本发明另关于一种包含上述电解铜箔的电极和锂离子电池。
背景技术
随着携带式电子装置(portable electronic devices,PED)、电动车(electricvehicles,EV)、混合动力车(hybrid electric vehicles,HEV)的普及化，兼具高电能密度、可快速充电、无记忆效应等优点的锂离子电池正被积极开发中，以满足现今蓬勃发展的市场需求。
锂离子电池依靠锂离子在正、负极之间来回穿梭完成充、放电的工作。锂离子电池的电极通常是由含有活性材料的浆料涂覆在金属箔上所制得。依据材料的不同，锂离子电池可区分为锂钴电池(LiCoO2 cell)、锂镍电池(LiNiO2 cell)、锂锰电池(LiMn2O4cell)、锂钴镍电池(LiCoXNi1-XO2 cell)及磷酸锂铁电池(LiFePO4 cell)等。
锂离子电池的电极常是由含有活性材料的浆料涂覆在铜箔的两表面上所制得，故铜箔的特性与质量对于锂离子电池的效能影响甚巨。举例来说，锂离子电池在充放电的过程中，负极中的活性材料无可避免地会发生膨胀与收缩现象；现有的铜箔和负极活性材料之间由于缺乏良好的接着强度，使得负极活性材料在充放电的过程中容易从铜箔表面上剥离或脱落，甚而缩短锂离子电池的循环寿命表现。
发明内容
有鉴于此，本发明其中一个目的在于改善与减缓电极活性材料在充放电的过程中容易从铜箔表面上剥离或脱落的现象，从而提升锂离子电池的循环寿命表现。
为达成上述目的，本发明提供一种电解铜箔，该电解铜箔包含铜层、第一铬层和第二铬层；所述铜层包括位于相反侧的沉积面及辊筒面；所述第一铬层形成在所述铜层的沉积面上，所述第一铬层包括相反于所述沉积面的第一表面，所述第一铬层的铬附着量大于或等于15微克/平方分米(μg/dm2)且小于或等于50μg/dm2，且所述第一铬层的第一表面与0.1重量百分比(wt％)的草酸水溶液之间的接触角大于或等于15度且小于或等于50度，所述第一铬层的第一表面的明度大于或等于17.5且小于或等于40，且所述第一铬层的第一表面的电阻率大于或等于1.72μΩ·cm且小于或等于2.25μΩ·cm；而所述第二铬层形成在所述铜层的辊筒面上，所述第二铬层包括相反于所述辊筒面的第二表面，所述第二铬层的铬附着量大于或等于15μg/dm2且小于或等于50μg/dm2，第二铬层的第二表面与0.1wt％的草酸水溶液之间的接触角大于或等于15度且小于或等于50度，所述第二铬层的第二表面的明度大于或等于38且小于或等于60，且所述第二铬层的第二表面的电阻率大于或等于1.72μΩ·cm且小于或等于2.25μΩ·cm。
本发明通过同时调控电解铜箔中第一铬层、第二铬层的铬附着量、第一表面、第二表面分别与0.1wt％的草酸水溶液之间的接触角、第一表面、第二表面的明度以及第一铬层的第一表面、第二铬层的第二表面的电阻率等特性，能具体提升电解铜箔的耐候性及电解铜箔与活性材料之间的接着强度，从而延长包含此电解铜箔的锂离子电池的循环寿命。
于本说明书中，电解铜箔的铜层是由以硫酸及硫酸铜为主成分的铜电解液、以铱元素或其氧化物被覆的钛板作为不溶性阳极(dimensionally stable anode，DSA)、以钛制辊筒作为阴极辊筒(cathode drum)并于两极间通以直流电使铜电解液中的铜离子电解析出且沉积在阴极辊筒上而后剥离所收卷而得；此铜层包括两个位于相反侧的表面，此铜层于工艺中靠近阴极辊筒的表面称为“辊筒面(drum side)”，此铜层于工艺中靠近铜电解液的表面称为“沉积面(deposited side)”。
于本说明书中，第一铬层的第一表面和第二铬层的第二表面的色彩是依照国际照明委员会(Commission Internationale de l'Eclairage，CIE)颁定的L*a*b*色彩系统定义的。所述“明度(lightness)”是指基于L*a*b*色彩系统所定义的L*，明度的数值愈高代表表面的颜色愈亮，愈接近白色；所述“色度a值”是指基于L*a*b*色彩系统所定义的a*，a*值愈低代表表面的颜色愈接近绿色，a*值愈高代表表面的颜色愈接近红色；而“色度b值”是指基于L*a*b*色彩系统所定义的b*，b*值愈低代表表面的颜色愈接近蓝色，b*值愈高代表表面的颜色愈接近黄色。
较佳的，本发明的电解铜箔的第一表面的明度可大于或等于25且小于或等于40，第二表面的明度可大于或等于45且小于或等于60。据此，本发明的电解铜箔应用于锂离子电池时能进一步优化其充放电循环寿命表现。
较佳的，本发明的电解铜箔的第一表面与0.1wt％的草酸水溶液之间的接触角可大于或等于15度且小于40度，且所述第二表面与0.1wt％的草酸水溶液之间的接触角可大于或等于15度且小于或等于40度。更佳的，本发明的电解铜箔的第一表面与0.1wt％的草酸水溶液之间的接触角可大于或等于15度且小于或等于30度，且所述第二表面与0.1wt％的草酸水溶液之间的接触角可大于或等于15度且小于或等于30度。据此，本发明的电解铜箔应用于锂离子电池时能进一步提升电解铜箔和活性材料的接着强度。
较佳的，于本发明的电解铜箔中，第一表面的色度a值可大于或等于3且小于或等于12，且所述第二表面的色度a值大于或等于8且小于或等于16。
较佳的，第一表面的色度b值大于或等于1.3且小于或等于18，且第二表面的色度b值是大于或等于8且小于或等于16。
此外，本发明另提供一种锂离子电池的电极，其包含上述的电解铜箔。
依据本发明，所述电解铜箔可适用于作为锂离子电池的负极，亦可适用于锂离子电池的正极。所述电解铜箔适合作为集电体使用，在电解铜箔的一侧或两侧涂覆有至少一层活性材料，以制成电极。
所述活性材料可使所述电极得到良好的循环特性。举例而言，活性材料可为碳材料、硅材料、硅碳复合材料、金属、金属氧化物、金属合金或聚合物，其中较佳为碳材料或硅材料，但并非仅限于此。具体而言，所述碳材料可为非石墨碳(non-graphitizing carbon)、焦炭(coke)、石墨(graphite)、玻璃状碳(glasslike carbon)、碳纤维(carbon fiber)、活性碳(activated carbon)、炭黑(carbon black)或高聚物煅烧材料，但不限于此；其中，焦炭包括沥青焦炭、针状焦炭或石油焦炭等；所述高聚物煅烧材料是通过于适当温度烧制酚醛树脂(phenol-formaldehyde resin)或呋喃树脂(furan resin)等高聚合材料以便被碳酸化而得到的材料。所述硅材料可作为负极活性物质，其具有与锂离子一起形成合金的优异能力及从合金锂提取锂离子的优异能力，而且，当硅材料用于形成锂离子二次电池，可以实现具有大能量密度的二次电池；硅材料可与钴(Co)、铁(Fe)、锡(Sn)、镍(Ni)、铜(Cu)、锰(Mn)、锌(Zn)、铟(In)、银(Ag)、钛(Ti)、锗(Ge)、铋(Bi)、锑(Sb)、铬(Cr)、钌(Ru)、钼(Mo)或其组合并用，形成合金材料。所述金属或金属合金的元素可选自于下列所组成的群组：钴、铁、锡、镍、铜、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑、铬、钌及钼，但不限于此。所述金属氧化物的实例是三氧化二铁、四氧化三铁、二氧化钌、二氧化钼和三氧化钼，但不限于此。所述聚合物的实例是聚乙炔(polyacetylene)和聚吡咯(polypyrrole)，但并非仅限于此。
再者，本发明还提供一种锂离子电池，其包含上述的电解铜箔。所述锂离子电池包含：正极、负极及电解液。在一些实施例中，所述锂离子电池在正极和负极之间可通过隔离膜进行分隔。
依据本发明，电解液可包括溶剂、电解质或视情况添加的添加剂。电解液中的溶剂包括非水性溶剂，例如：碳酸乙烯酯(ethylene carbonate，EC)或碳酸丙烯酯(propylenecarbonate，PC)等环状碳酸酯类；碳酸二甲酯(dimethyl carbonate，DMC)、碳酸二乙酯(diethyl carbonate，DEC)或碳酸甲乙酯(ethyl methyl Carbonate，EMC)等链状碳酸酯类；或是磺内酯类(sultone)，但不限于此；上述溶剂可以单独使用也可以组合两种或多种溶剂一起使用。
所述锂离子电池(又称锂离子二次电池)可以是包含通过隔离膜堆栈的负极和正极的堆栈型锂离子电池，也可以是包含螺旋卷绕在一起的连续电极和隔离膜的螺旋卷绕型堆栈型锂离子电池，而没有特别的限制。举例来说，锂离子电池应用于笔记型个人计算机可制成圆柱型二次电池，应用于移动电话可制成长方体型二次电池、钮扣型二次电池或硬币型二次电池，并无特别的限制。
附图说明
图1为电解铜箔的生产流程的示意图。
图2为电解铜箔的侧视示意图。
符号说明
10电解沉积装置 11阴极辊筒 12不溶性阳极 13铜电解液
14入料管 20喷洒装置 21喷洒液 30表面处理装置
31处理槽 32极板 41第一导辊 42第二导辊
43第三导辊 44第四导辊 50电解铜箔 51铜层
511沉积面 512辊筒面 52第一铬层 521第一表面
53第二铬层 531第二表面 I极板极距
具体实施方式
以下，列举数种实施例说明本发明电解铜箔、电极和锂离子电池的实施方式，同时提供数种比较例作为对照，本领域技术人员可通过实施例和比较例的内容轻易理解本发明能达到的优点及效果。应当理解的是，本说明书所列举的实施例仅仅用于示范性说明本发明的实施方式，并非用于局限本发明的范围，本领域技术人员可以根据其通常知识在不悖离本发明的精神下进行各种修饰、变更，以实施或应用本发明的内容。
电解铜箔
实施例1至11：电解铜箔
实施例1至11使用如图1所示的生产设备，并依序通过大致上雷同的槽前喷洒步骤、电解沉积步骤和防锈处理步骤制得电解铜箔。实施例1至11的差异主要在于槽前喷洒步骤和防锈处理步骤所设定的工艺参数以及铬防锈液的组成。
如图1所示，生产电解铜箔的设备包含电解沉积装置10、喷洒装置20、表面处理装置30和一系列导辊；所述电解沉积装置10包括阴极辊筒11、不溶性阳极12、铜电解液13和入料管14。阴极辊筒11可旋转并包括可选择性地由抛光轮(图未示)进行机械抛光的表面。不溶性阳极12设置于阴极辊筒11的下方，大致上围绕阴极辊筒11的下半部分。阴极辊筒11和不溶性阳极12彼此相间隔而容置由入料管14通入的铜电解液13。所述入料管14上开设有多个彼此间隔的入料孔(图未示)；喷洒装置20设置在距离阴极辊筒11约5公分的位置；表面处理装置30包括处理槽31和设置于其中的极板32；一系列的导辊包含第一导辊41、第二导辊42、第三导辊43、第四导辊44，其可供输送经电解沉积的原箔、表面处理的铜箔和成品，最终于第四导辊44上收卷得到电解铜箔50。
利用图1所示的生产电解铜箔的设备，制造实施例1至11的电解铜箔的方法统一说明如下：
首先，配制用于电解沉积步骤的铜电解液，其配方如下：
硫酸铜(CuSO4·5H2O)：320克/升(g/L)、
硫酸：110g/L、
低分子量骨胶(SV，购自Nippi Inc.，分子量介于4000至7000Da)：5.5毫克/升(mg/L)、
3-巯基-1-丙烷磺酸钠(sodium 3-mercapto-1-propanesulfonate，MPS，购自聚和国际股份有限公司)：3mg/L、
盐酸(购自RCI Labscan Ltd.)：25mg/L、
硫脲(购自Panreac Quimica Sau)：0.01mg/L。
于此，所配制而成的铜电解液于电解沉积步骤中使用，亦于槽前喷洒步骤中作为喷洒液使用，上述二步骤中所使用的铜电解液的配方相同。
在进行电解沉积步骤时，调整喷洒装置20距离阴极辊筒11约5公分、喷洒角度为仰角45°，并将温度为50℃、流量为5公升/分钟(L/min)至10L/min的铜电解液(即，喷洒液21)，以拋物线喷洒方式喷洒至阴极辊筒11尚未浸入铜电解液13的表面。控制铜电解液13的温度至50℃，并在阴极辊筒11和不溶性阳极12上施加电流密度为50安培/平方分米(A/dm2)的电流，使得铜电解液13中的铜离子在阴极辊筒11的表面电解沉积形成原箔，而后将原箔自阴极辊筒11上剥离并引导至第一导辊41上。
随后，原箔通过第一导辊41、第二导辊42输送至表面处理装置30中进行防锈处理。原箔浸入充满铬防锈液的处理槽31中，再施以电解沉积形成铬层。
于此，铬防锈液的配方及防锈处理的工艺条件如下：
草酸：0g/L至1.0g/L、
铬酸(CrO3)：1.0g/L至2.0g/L、
界面活性剂(Triton X-100，购自Sigma-Aldrich公司)：0g/L至1.0g/L、
液温：25℃、
电流密度：0.5A/dm2至1.5A/dm2、
处理时间：5秒、
极板32与原箔间的距离(简称极板极距I)：10毫米(mm)至15mm。
经上述条件完成防锈处理后，将经防锈处理的原箔导引至第三导辊43加以烘干，并于第四导辊44上收卷得到厚度约8微米(μm)的电解铜箔50。
根据上述制法，可分别制得实施例1至11的电解铜箔。如图2所示，各实施例的电解铜箔50包含铜层51(相当于上述未进行防锈处理步骤的原箔)、第一铬层52及第二铬层53。铜层51包括位于相反侧的沉积面511及辊筒面512。第一铬层52形成在铜层51的沉积面511上，且包括相反于沉积面511的第一表面521。第二铬层53则形成在铜层51的辊筒面512上，第二铬层53包括相反于辊筒面512的第二表面531。
于上述工艺中，实施例1至11各自于槽前喷洒步骤中所设定的流量、于防锈处理步骤中所设定的电流密度和极板极距以及铬防锈液的配方皆列于表1中。
于表面处理步骤中，除了上述防锈处理步骤，在其他实施态样中，所述原箔从阴极辊筒上剥离后，还可以视情况通过先串联其他的表面处理装置以进行其他的表面处理，例如粗化处理或钝化处理等，以调整电解铜箔的特性。此时，先经其他表面处理的原箔的最外相反两侧即分别为沉积面及辊筒面。
比较例1至11：电解铜箔
比较例1至11作为实施例1至11的对照，其虽大致上采用如同实施例1至11所采用的方法生产电解铜箔，但并未适当控制喷洒参数和防锈处理的铬防锈液配方及参数。各比较例有别于上述实施例的工艺条件亦列于表1中；且如前所述，比较例1至11的电解铜箔亦如图2所示。
表1：制作实施例1至11(E1至E11)和比较例1至11(C1至C11)的电解铜箔时槽前喷洒步骤所设定的喷洒参数以及防锈处理步骤所用的铬防锈液配方与工艺参数
Figure GDA0003217071480000071
Figure GDA0003217071480000081
试验例1：草酸接触角
首先，于烧杯中放入0.1g的草酸，再加入水至整体溶液重量达100g，配制得到0.1wt％的草酸水溶液。而后，将电解铜箔置入手持式接触角量测仪(仪器型号：Phoenixi，购自Surface Electro Optics)中，调整滴定器的管口至距离电解铜箔表面约2mm的高度，再旋转滴定器上的滴定旋钮，汲取上述0.1wt％草酸水溶液至滴出一滴约10微升(μL)至15μL的量在电解铜箔表面，进而测定电解铜箔的接触角。
通过上述方式分别量测实施例1至11和比较例1至11的电解铜箔的第一表面和第二表面与0.1wt％的草酸水溶液之间的接触角，其结果列于表2中。
试验例2：L*a*b*
本试验例以实施例1至11及比较例1至11的电解铜箔为试验对象，根据CIE 1976的色度标准，采用分光测色仪(仪器型号：CM-2500c，购自Konica Minolta)，以D65日光的光源、2°的观察角度测量各电解铜箔的第一表面和第二表面的反射光，并将其转换为L*a*b*三维空间，记录各电解铜箔的第一表面和第二表面的明度(L)以及色度a、b值，其结果亦列于表2中。
试验例3：电阻率
本试验例以实施例1至11及比较例1至11的电解铜箔(尺寸各自为100mm×100mm)为试验对象，以IPC-TM-650 2.5.14的测量方法，采用四点探针测量系统(仪器型号：LRS4-TG2，购自凯思隆科技股份有限公司)，以针径为100μm、针距为1.6mm的条件下测量各电解铜箔于第一表面和第二表面的电阻率。电阻率换算因子为4.532，其结果亦列于表2中。
试验例4：铬附着量
本试验例以实施例1至11及比较例1至11的电解铜箔(尺寸各自为100mm×100mm)为试验对象，先于各电解铜箔的第二表面上涂布保护涂层以防止第二铬层被盐酸水溶液溶解，再将电解铜箔于常温下持续浸泡在20ml、18wt％的盐酸水溶液中10分钟，以将第一铬层全部溶解，再用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(inductively coupled plasmaoptical emission spectrometry，ICP-OES，仪器型号：ICP7000，购自ThermoFisher)测量上述溶解出第一铬层的水溶液，以氩气为载流气体、雾化器流速为0.5L/min的条件分析得到第一铬层的铬附着量。
同样地，再取相同尺寸的实施例1至11及比较例1至11的电解铜箔为试验对象，先于各电解铜箔的第一表面上涂布保护涂层以防止第一铬层被盐酸水溶液溶解，再将电解铜箔于常温下持续浸泡在20ml、18wt％的盐酸水溶液中10分钟，以将第二铬层全部溶解，再用ICP-OES测量上述溶解出第二铬层的水溶液，以氩气为载流气体、雾化器流速为0.5L/min的条件分析得到第二铬层的铬附着量。
上述分析各电解铜箔的第一铬层和第二铬层的铬附着量的结果亦列于表2中。
试验例5：耐候性
本试验例以实施例1至11及比较例1至11的电解铜箔为试验对象，将各电解铜箔摆放在温度为70℃、相对湿度为80％的恒温恒湿烘箱中持续15小时，再由三位测试员以肉眼观察电解铜箔的表面是否发生变色或有白点、黑点生成，以评估其耐候性。若电解铜箔摆放烘箱后未观察到有明显变色、白点或黑点生成的情形，于表2中以“O”标示，表示电解铜箔具有良好的耐候性；若电解铜箔摆放于烘箱后观察到有变色或生成白点或黑点的情形，于表2中则以“X”标示，表示电解铜箔的耐候性不佳。
电解铜箔的特性讨论
实施例1至11的电解铜箔同时兼具以下特性：
(1)第一铬层的铬附着量为15μg/dm2至50μg/dm2，第二铬层的铬附着量为15μg/dm2至50μg/dm2；
(2)第一铬层的第一表面、第二铬层的第二表面与0.1重量百分比的草酸水溶液之间的接触角皆为15度至50度；
(3)第一铬层的第一表面的明度大于或等于17.5且小于或等于40，且第二铬层的第二表面的明度大于或等于38且小于或等于60；以及
(4)第一铬层的第一表面、第二铬层的第二表面的电阻率皆为1.72μΩ·cm至2.25μΩ·cm。
据此，实施例1至11的电解铜箔通过摆放试验后仍具备良好的耐候性，而不会发生变色的情形。反之，由于比较例1至11于生产过程中未适当控制工艺参数，致使比较例1至11的电解铜箔未能同时兼具上述特性(1)至(4)，故部分电解铜箔(比较例1、2、6、11)仍会发生变色的问题，显示这些电解铜箔存在耐候性不佳的问题，而不被预期可适用在锂离子电池中。
表2：实施例1至11(E1至E11)和比较例1至11(C1至C11)的电解铜箔经由试验例1至7所测得的结果
Figure GDA0003217071480000101
试验例6：接着强度
上述实施例1至11的电解铜箔的第一表面和第二表面上可进一步涂覆有负极浆料，以制成锂离子电池用的负极。
具体来说，所述负极可由以下步骤所制得：首先，以每100g的活性组成物混有60g溶剂(N-甲基吡咯烷酮(NMP))的比例，配制负极浆料，该负极浆料中的活性组成物包含93.9wt％的介相石墨粉(MGP)、1wt％的导电碳黑粉末(Super
Figure GDA0003217071480000111
)、5wt％的溶剂黏结剂(聚偏二氟乙烯，PVDF 6020)及0.1wt％的草酸。
接着，将上述负极浆料以5m/min的速度涂覆在电解铜箔的第一表面和第二表面上直至其厚度各自达200μm，然后于160℃的烘箱中干燥；再使用碾压机以碾压速率为1m/min和压力为3000磅/平方吋(psi)的条件下进行碾压，使负极浆料碾压至密度1.5克/立方公分(g/cm3)，获得负极。于此，碾压机的辊子尺寸为250mm×250mm，辊子的硬度为62至65HRC，辊子材料为高碳铬轴承钢(SUJ2)。
根据上述方法所制得的负极再裁切成200mm×20mm的尺寸大小获得待测样品；同理，比较例1至11的电解铜箔也可经由如上述的方法制成待测样品，以作为评估上述实施例1至11的电解铜箔与负极活性材料之间的接着强度的对照。
最后，使用3M Scotch(R)MagicTM胶带分别黏贴在各待测样品的第一表面和第二表面上，并以IMADA拉力机(仪器型号：DS2-20N)分析各待测样品中电解铜箔的第一表面和第二表面各自与活性材料之间的接着强度，其结果亦列于表2中。
试验例7：循环寿命
除了上述试验例6所述的负极外，上述实施例1至11的电解铜箔制成负极后，还可进一步制成锂离子电池。
具体来说，根据如上述试验例6的方法获得锂离子电池的负极。另外，以每100g的活性组成物混有195g溶剂(NMP)的比例，配制正极浆料，所述正极浆料中的活性组成物包含89wt％的LiCoO2、5wt％的片状石墨(flaked graphite，KS6)、1wt％的导电碳黑粉末(Super
Figure GDA0003217071480000112
)、5wt％的聚偏二氟乙烯(PVDF 6020)。接着，再将正极浆料涂覆在铝箔上至其厚度达250μm，再于160℃的烘箱中干燥后得到正极。接着，将所述正极和负极交替堆栈，正极和负极之间夹着微孔性隔离膜(型号Celgard 2400，由Celgard公司制造)，再放置在充满电解液(型号LBC322-01H，购自新宙邦科技股份有限公司)的压合模具中，密封形成层压型锂离子电池，即为后续评估循环寿命表现的待测样品。所述层压型锂离子电池的尺寸为41mm×34mm×53mm。同理，比较例1至11的电解铜箔也可经由如上述方法制成锂离子电池的待测样品，以作为评估上述各实施例的电解铜箔应用于锂离子电池时的循环寿命表现的对照。
于分析锂离子电池的循环寿命表现时，各待测样品是在55℃的温度下以恒定电流-恒定电压(CCCV)的充电模式及恒定电流(CC)的放电模式，以充电电压设定为4.2伏特(V)、充电电流为5C，放电电压为2.8V、放电电流为5C的条件进行充放电循环测试。
于本试验例中，当锂离子电池的电容量下降至初始电容量的80％时所执行的充放电循环次数定义为该锂离子电池的循环寿命。各实施例和比较例的电解铜箔所制得的锂离子电池的循环寿命测试结果亦列于表2中。
实验结果讨论
根据表2所示的实验结果，由于实施例1至11的电解铜箔兼具上述特性(1)至(4)，故这些电解铜箔不仅能获得良好的耐候性，且其应用于锂离子电池中还能与负极活性材料获得适当的接着强度，且包含其的锂离子电池的循环寿命亦可提升至超过800次以上，甚至是高达1000次至1400次。
反观比较例1至11的电解铜箔由于无法同时兼具上述特性(1)至(4)，故电解铜箔无法同时兼具良好的耐候性并与负极活性材料获得适当的接着强度，致使包含其的锂离子电池的循环寿命皆未能达到800次的程度。如表2所示，由于比较例1、2、6、11的电解铜箔的耐候性不足，故已被先行判断为不适用于锂离子电池中，表2中并未列出其循环寿命的测试结果；而比较例9虽无耐候性不足的问题，但由于其与负极活性材料的接着强度明显不足(低于0.2kg)，也已被先行判断为不适用于锂离子电池中，故表2中并未列出比较例9的电解铜箔应用于锂离子电池的循环寿命测试结果；而比较例10虽无耐候性不足的问题，但比较例10的电解铜箔与负极活性材料的接着强度过高仍会不利于改善锂离子电池的循环寿命，故其循环寿命甚至未达600次。
进一步分析表2的实验结果可见，电解铜箔的第一表面、第二表面与0.1wt％的草酸水溶液之间的接触角会影响电解铜箔与负极活性材料之间的接着强度，进而影响包含电解铜箔的锂离子电池的循环寿命。以比较例9至11的电解铜箔的结果为例，当第一表面、第二表面与0.1wt％的草酸水溶液之间的接触角超出15度至50度时，比较例9和比较例10的电解铜箔与负极活性材料之间的接着强度分别有过低或过高的问题，而比较例11的电解铜箔则有明显耐候性不足的缺点。
再者，电解铜箔中第一铬层和第二铬层的铬附着量会影响电解铜箔的耐候性及电阻率，当电解铜箔氧化时即会影响其电阻率，甚而劣化锂离子电池的循环寿命表现。以比较例1、2、4和5的电解铜箔的结果为例，当第一铬层、第二铬层的铬附着量超出15μg/dm2至50μg/dm2的范围时，比较例1和2的电解铜箔皆有明显耐候性不足的缺点，而比较例4和5的电解铜箔应用于锂离子电池则有循环寿命表现不佳的问题。
此外，电解铜箔的明度则会影响包含其的锂离子电池的循环寿命表现。以比较例6至8和11的电解铜箔的结果为例，当电解铜箔的第一表面的明度超出17.5至40的范围及/或第二表面的明度超出38至60的范围时，比较例6和比较例11的电解铜箔皆有耐候性不佳的问题，而比较例7和比较例8的电解铜箔应用于锂离子电池则有循环寿命表现不佳的问题。
再论电解铜箔由第一表面、第二表面所量测得到的电阻率，电解铜箔的第一铬层的第一表面、第二铬层的第二表面的电阻率亦与其应用于锂离子电池的循环寿命相关。当电解铜箔的第一铬层的第一表面、第二铬层的第二表面的电阻率超出1.72μΩ·cm至2.25μΩ·cm的范围时，包含比较例3、4、5、10的电解铜箔的锂离子电池的循环寿命表现皆不理想，可见，电解铜箔的第一铬层的第一表面、第二铬层的第二表面的电阻率过高也会劣化锂离子电池的循环寿命表现。
另一方面，比较实施例1至11的电解铜箔的特性发现，当电解铜箔的第一表面的明度落在25至40的范围且第二表面的明度落在45至60的范围时，包含实施例1至6和9至11的电解铜箔的锂离子电池的循环寿命可进一步提升至1100次以上，优于包含实施例7和8的电解铜箔的锂离子电池的循环寿命表现。
此外，当电解铜箔的第一表面与0.1wt％的草酸水溶液之间的接触角大于或等于15度且小于40度且第二表面与0.1wt％的草酸水溶液之间的接触角大于或等于15度且小于或等于40度，实施例2、4、6、8、10的电解铜箔的第一表面、第二表面与负极活性材料之间的接着强度可进一步地被优化。
综上所述，本发明通过调控电解铜箔使其同时兼具特性(1)至(4)，能具体提升电解铜箔的耐候性、电解铜箔与活性材料之间的接着强度，从而优化包含此电解铜箔的锂离子电池的循环寿命表现，甚而提升包含此电解铜箔的锂离子电池的效能。

Claims (10)

1.一种电解铜箔，其包含：
铜层，该铜层包括位于相反侧的沉积面及辊筒面；
第一铬层，其形成在所述铜层的沉积面上，所述第一铬层包括相反于所述沉积面的第一表面，所述第一铬层的铬附着量大于或等于15μg/dm2且小于或等于50μg/dm2，且所述第一表面与0.1重量百分比的草酸水溶液之间的接触角大于或等于15度且小于或等于50度，所述第一表面的明度大于或等于17.5且小于或等于40，且所述第一铬层的第一表面的电阻率大于或等于1.72μΩ·cm且小于或等于2.25μΩ·cm；以及
第二铬层，其形成在所述铜层的辊筒面上，所述第二铬层包括相反于所述辊筒面的第二表面，所述第二铬层的铬附着量大于或等于15μg/dm2且小于或等于50μg/dm2，且所述第二表面与0.1重量百分比的草酸水溶液之间的接触角大于或等于15度且小于或等于50度，所述第二表面的明度大于或等于38且小于或等于60，且所述第二铬层的第二表面的电阻率大于或等于1.72μΩ·cm且小于或等于2.25μΩ·cm。
2.如权利要求1所述的电解铜箔，其中所述第一表面的色度a值大于或等于3且小于或等于12，且所述第二表面的色度a值大于或等于8且小于或等于16。
3.如权利要求1所述的电解铜箔，其中所述第一表面的色度b值是大于或等于1.3且小于或等于18，且所述第二表面的色度b值是大于或等于8且小于或等于16。
4.如权利要求2所述的电解铜箔，其中所述第一表面的色度b值是大于或等于1.3且小于或等于18，且所述第二表面的色度b值是大于或等于8且小于或等于16。
5.如权利要求1至4中任一项所述的电解铜箔，其中所述第一表面的明度大于或等于25且小于或等于40，所述第二表面的明度大于或等于45且小于或等于60。
6.如权利要求1至4中任一项所述的电解铜箔，其中所述第一表面与0.1重量百分比的草酸水溶液之间的接触角大于或等于15度且小于40度，且所述第二表面与0.1重量百分比的草酸水溶液之间的接触角大于或等于15度且小于或等于40度。
7.如权利要求6所述的电解铜箔，其中所述第一表面与0.1重量百分比的草酸水溶液之间的接触角大于或等于15度且小于或等于30度，且所述第二表面与0.1重量百分比的草酸水溶液之间的接触角大于或等于15度且小于或等于30度。
8.如权利要求6所述的电解铜箔，其中所述第一表面的明度大于或等于25且小于或等于40，所述第二表面的明度大于或等于45且小于或等于60。
9.一种锂离子电池的电极，其包含权利要求1至8中任一项所述的电解铜箔。
10.一种锂离子电池，其包含权利要求9所述的电极。
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