CN112751035A - 具有耐热性的电解铜箔和包含其的锂离子二次电池 - Google Patents

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Abstract

一种具有改善的热学性质的电解铜箔。该电解铜箔包括辊筒面及沉积面，两面均具有小于或等于2μm的粗糙度Rz，且其中，当对该电解铜箔进行热重分析(TGA)，且在TGA过程中达到主要温度(T105wt％)时，该电解铜箔具有105wt％的主要重量增加，其中，该T105wt％为350℃至501℃的范围内。TGA的特性包含以速率5℃/min加热以及速率为95mL/min的空气气流。铜箔至镍箔的超声波焊接提供具低分离性的优异焊接处，进而为如锂离子二次电池中的应用提供良好的机械及电性接触。

Description

具有耐热性的电解铜箔和包含其的锂离子二次电池
技术领域
本发明涉及具有高耐热性的电解铜箔。本发明也涉及具有优异焊接性能的电解铜箔，例如对于焊接至镍箔极耳具有良好的性能。
背景技术
锂离子二次电池具有高能量及高功率密度的组合，使其作为便携式电子装置、电动工具、电动汽车(EVs)、能量储存系统(ESS)、移动电话、平板电脑、航空航天应用、军事应用、及铁路的技术选择。电动车(EVs)包括混合动力电动车(HEVs)、插电式混合动力电动车(PHEVs)、及纯电池电动车(BEVs)。若电动车(EVs)取代大部分以化石燃料(例如，汽油、柴油等)作为动力的运输工具，则锂离子二次电池将显著减低温室气体排放。锂离子二次电池的高能量效率亦可允许其用于各种电网应用中，包括改善从风、太阳、地热及其他可再生来源收获的能量的品质，因此有助于其更广泛地用于建立永续能源的经济。
因此，锂离子二次电池引起商业企业以及政府和学术实验室的基础研究的强烈兴趣。尽管近年来此领域的研究及发展已经很多，且锂离子二次电池当前已在使用中，但仍然需要对于更高容量、更高电流生成以及可进行更多次充放电循环从而延长其使用寿命的电池进行改进。此外，需要改善该等电池的重量以改善其在多种环境中的应用，诸如车辆、便携式电子装置及航空航天应用。
锂离子二次电池通常包括沉积有活性材料的金属箔的集电体，以及焊接至该金属箔的金属极耳，以提供与电池的电性连接。铜箔一般用作该集电体，盖因铜是电流的良好导体，并且镍极耳一般连接至铜箔，盖因其很容易被焊接至铜上。由于对较低重量的电池的需求变得越来越迫切，需要更薄的集电体以降低锂离子二次电池的尺寸及重量。此外，为了增加锂离子二次电池的电容量，将诸如硅(Si)、锗(Ge)及锡(Sn)的材料混合或填充至电池中的高电容量活性材料里。这些需求对制造步骤提出挑战。举例而言，用于制备电池的制程步骤可能包括将该铜箔暴露于高温。于工艺的一个步骤中，活性材料以浆料形式沉积于该铜箔上，之后于烘箱中以约200℃的温度干燥。于另一步骤中，使用超声波焊接结合镍极耳，其包括将铜与极耳叠堆在砧上，并使用声极(sonotrode)以介于1与15kHz的频率将这些压在一起。摩擦以使两个工件的温度局部地增加到接近熔化温度，当该温度冷却至环境温度时提供焊接。由于此等步骤发生于一般周围环境中，该铜箔暴露于氧气中且可能被氧化。尽管该铜箔通常包括如铬层的防锈层，但在一些情况下，这无法向铜箔提供足够的保护。铜的氧化是可造成机械和电性故障的缺陷，例如，极耳脱落及更高的电流电阻。
因此，对于用于锂离子二次电池中的铜箔仍存有改进的需要。具有高耐热性且可承受超声波焊接的铜箔为未被满足的需求，本文将解决上述未被满足的需求。
发明内容
通常，本文中所述的发明涉及一种铜箔，例如可用作锂离子二次电池中的集电体的电解铜箔。所制备的铜箔具有优异的耐热性，其适合于加工过程中进行超声波焊接和一般使用。
于第一实施方案中，本发明提供一种电解铜箔，其包含辊筒面及沉积面，其中，该辊筒面及沉积面两者均具有小于或等于2μm的十点平均粗糙度Rz，以及其中，当对该电解铜箔进行热重分析(thermal gravimetric analysis,TGA)，且在TGA过程中达到主要温度(primary temperature,T105wt％)时，该电解铜箔具有105wt％的主要重量增加。该T105wt％为350℃至501℃的范围内，且该TGA包含以5℃/min的速率加热以及速率为95mL/min的空气气流。
任选地，当在TGA过程中达到次要温度(secondary temperature, T100.1wt％)时，该电解铜箔具有100.1wt％的次要重量增加，其中，该T100.1wt％为130℃至230℃的范围内。举例而言，且任选地，其中该T100.1wt％为 130℃至200℃的范围内。任选地，该铜箔还包括位于该辊筒面及沉积面上的铬层。
于一些情形中，该电解铜箔于TGA过程中显现转折温度(onset temperature,Tonset)，其中，该Tonset为300℃至430℃的范围内。任选地，该Tonset为320℃至430℃的范围内。任选地，该电解铜箔具有0.068 wt％/℃至0.313wt％/℃的范围内的重量增加速率(WeightIncrease Rate，WIR)，其中，该WIR以式I定义：
Figure RE-GDA0002746759040000031
任选地，WIR为0.068wt％/℃至0.25wt％/℃的范围内，例如0.068 wt％/℃至0.20wt％/℃的范围内。
于第二实施方案中，本发明提供一种锂离子二次电池，其包含根据第一实施方案的电解铜箔以及涂布于该电解铜箔上的活性材料，其中，该电解铜箔焊接至镍连接极耳。
本文所描述的电解铜箔具有优异的耐热性。此等性质提供可于环境条件下使用超声波焊接加工的铜箔。
上述的总结并非试图代表本发明的每一具体实施例或每一实施方案。反之，前述总结仅提供本文中详述的新颖实施方案及特征的示例。当结合所附图式及权利要求书时，由下述用以实施本发明的代表性具体实施方案和模式的详细说明，上述特征及优点与本发明的其他特征及优点将是显而易见的。
附图说明
由以下例示性实施方案的说明结合参考附图将更佳地理解本发明。
图1显示TGA曲线以例示性说明电解铜箔的一些特征。
图2显示TGA曲线以例示性说明电解铜箔的其它特征。
本发明可接受进行各种修饰及替代形式。藉由图式中的示例显示一些代表性具体实施方案，并将于本文中详细揭示。但应理解的是，本发明并不受所公开的特定形式所限。反之，本发明涵盖所有落入本发明的权利要求书所界定的精神及范围内的修饰、等效物及替代物。
应明确理解，所有图表及图示的表述仅作示意用。于图式的各个图中，相同的数字用以表示相似元件，以便理解所公开的具体实施方案。
符号说明
100曲线
202、204线性部分。
具体实施方式
本文描述的电解铜箔使用辊筒沉积制成，且该电解铜箔具有辊筒面及沉积面。该铜箔具有优异的耐热性，且可用作锂离子二次电池的集电体。该铜箔具有控制为低于或等于2μm的粗糙度Rz，并具有藉由TGA测定的特征的热学性质，例如，105wt％的主要重量增加在350℃至501℃的温度范围内。铜箔与镍箔极耳之间的超声波焊接可提供具低分离性的优异焊接处，以提供良好的机械及电性接触。
如本文中所用，铜箔的“辊筒面”是在电沉积过程中与所用的辊筒接触的铜箔表面，而“沉积面”是相对面或是在形成铜箔的电沉积过程中与电解液接触的电解铜箔表面。此等术语涉及制造电解铜箔的制造方法，其包括将转动的辊筒组件部分地浸没于含有铜离子的电解液中。因此，于电流作用下，铜离子被吸引至该辊筒并被还原，导致铜金属镀覆于该辊筒的表面上，并于该辊筒的表面上形成电解铜箔。于连续工艺中，藉由旋转该辊筒并随着所形成的铜箔与该辊筒一起转出该电解液时移除该铜箔。举例而言，于连续工艺中，该铜箔可随着其形成而被拉离辊筒，并穿行于辊上或通过多个辊。
如本文中所用，“主要温度”定义为进行热重分析(TGA)时，该主要温度对应的重量％位于铜箔重量变化程度较高的区段；“次要温度”定义为进行TGA时，该次要温度对应的重量％位于铜箔重量变化程度较低的区段。于本文中，电解铜箔的重量增加达到101wt％以上定义为重量变化程度较高的区段，亦称为“主要重量增加”，其原因为铜箔主体开始氧化，而电解铜箔的重量增加为101wt％以下定义为铜箔重量变化程度较低的区段，亦称为“次要重量增加”，其原因为铜箔的表面处理物质的氧化。
于一些具体实施方案中，该电解铜箔包括形成于其表面上的防锈层，其可保护该电解铜箔免于诸如由于腐蚀的劣化。防锈层可藉由任何已知方法制备，包括令所形成的电解铜箔浸没于或穿过含有形成防锈层的添加剂的溶液，或将金属或合金层镀覆(例如，电镀)于所形成的电解铜箔上。举例而言，包括锌、铬、镍、钴、钼、钒及其组合的任一者或多者的电镀浴；或形成防锈层的有机化合物。过程可为连续的且是制备该电解铜箔的整体工艺的一部分。于一些具体实施方案中，该防锈层的厚度为约1纳米(nm)，例如，介于约0.1nm与约10.0 nm之间，或介于约0.5nm与约2nm之间。
根据一些具体实施方案的电解铜箔的一个典型特征是表面粗糙度。如本文所用，“粗糙度”是指表面在正交于实际表面的方向上与理想、完美平滑的表面的偏差。各种量化粗糙度的方法是该领域中已知的。举例而言，十点平均粗糙度(ten-point averageroughness)Rz 是基于在取样长度上对表面进行轮廓分析的表面粗糙度。计算最高的五个顶点与最低的五个顶点的总和予以平均。以式II表示：
Figure RE-GDA0002746759040000051
于式II中：Rp1、Rp2、Rp3、Rp4及Rp5为取样长度中最高的顶点至第五高的顶点的高度；而Rv1、Rv2、Rv3、Rv4及Rv5为取样长度中最低的顶点至第五低的顶点的深度。
于一些具体实施方案中，业经发现Rz调整铜箔对活性材料的粘合性。不受限于任何具体理论，建议的是，具有非常低的Rz无法为活性材料至铜箔提供足够的的锚固力，而具有过高的Rz无法形成均匀涂层。可藉由例如下述的粘合良率测试来测试粘合性。于一些具体实施方案中，该电解铜箔的辊筒面及沉积面两者的Rz均小于或等于2.0μm，例如，介于约2.0μm与约1.0μm之间，或2.0、1.9、1.8、1.6、1.7、 1.5、1.4、1.3、1.2、1.1或1.0μm。
根据一些具体实施方案的电解铜箔的另一个典型特征是耐热性。此等性质可藉由“热重分析(Thermogravimetic Analysis)”、“热重力分析(Thermal GravimetricAnalysis)”」或“TGA”测定，其是指藉由令材料随时间改变温度并观察其质量变化而描述该材料特性的方法。质量的正向变化(重量增加)及质量的负向变化(重量减少)两者皆可能发生。举例而言，于一些情况下，材料由于脱附作用 (desorption)或分解作用(decomposition)而失去如水或CO2的小分子，从而导致其重量减少。于其它情况下，材料的重量可能例如透过与环境的化学反应而增加，如氧化作用。藉由谨慎地控制加热速率及环境，可绘制材料的质量与时间关系图，称为TGA曲线。该曲线为材料的特征，其由于在受控加热中的独特进程或质量变化显示或响应了材料组成，而能定义材料。此外，可进一步分析TGA曲线以找出特定特征，例如，与材料组成及结构相关的不同斜率、拐点(inflectionpoints)及区域。因此，当令材料经历受控的加热程序及环境时，其质量可能有一些增加及减少，可进一步对其分析以描述并定义该材料的独特特征。
对根据一些具体实施方案的电解铜箔进行TGA分析，并记录为图1 所示的TGA曲线100。使用5℃/min的升温速率及速率为95mL/min 的空气气流(例如，接近海平面的环境空气)进行分析。该分析显示了于图中注释的一些特征。
图1中所示的一个特征为主要温度，其定义为材料重量增加到原始重量的105％时的温度，表示为T105wt％。不受限于任何具体理论，据信，重量增加至约105wt％处，铜箔大部分的重量增加是由于该铜箔主体的氧化。因此，T105wt％可作为该铜箔主体的氧化耐性的指标。举例而言，第一铜箔具有高于第二铜箔的T105wt％，显示该第一铜箔对于铜箔主体的氧化耐性高于该第二铜箔。此外，由于TGA提供固定的加热速率，较高的T105wt％可表示整体铜箔的氧化速率较慢。
于一些具体实施方案中，该T105wt％值在350℃至501℃的范围内。应明确理解，此等范围是连续的且可以介于350℃与501℃之间且包括 350℃及501℃在内的任意值表示。例如但不限于：此范围内的任意值，且任选地高于375℃、400℃、425℃、450℃或475℃；以及此范围内的任意值，且任选地低于475℃、450℃、425℃、400℃或375℃。
图1中显示的另一特征是次要重量增加，其为材料重量增加至起始重量的100.1％。图中显示为T100.1wt％。T100.1wt％可视为铜箔首次开始经历重量增加的温度。不受限于任何具体理论，其可以认为当此次要重量增加是由于该铜膜表面(如铜箔上的防锈层)的氧化。较高的T100.1wt％亦可表示该铜箔表面氧化的延迟，或防锈层的氧化动力学较慢。
于一些具体实施方案中，该T100.1wt％在130℃至230℃的范围内。于一些其它具体实施方案中，该T100.1wt％在130℃至200℃的范围内。应理解，这包括介于边界值之间且包括边界值的任意值。举例而言，此等范围内的任意值，且任选地高于140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、 190℃、200℃、210℃或220℃；以及此等范围内且任选地低于220℃、 210℃、200℃、190℃、180℃、170℃、160℃、150℃或140℃的任意值。
图2显示可从TGA曲线100推导的电解铜箔的另一特征。该特征为转折(onset)温度，图中显示为Tonset。这是该铜箔重量开始以高速率增加的温度。转折温度藉由外推曲线100的初始线性部分202及曲线100的后续线性部分204而确定。交点即为Tonset。Tonset使用软件“TA 通用分析(TA Universal Analysis)”自动计算。不受限于具体理论，其可以认为当第一铜箔具有高于第二铜箔的Tonset时，显示第一铜箔的铜箔主体对开始氧化的耐性较高。
于一些具体实施方案中，该Tonset在300℃至430℃的范围内。应理解，这包括介于边界值之间且包括边界值的任意值。举例而言：此等范围内的任意值，且任选地高于300℃、310℃、320℃、330℃、340℃、 350℃、360℃、370℃、380℃、390℃、400℃、410℃或420℃；以及此等范围内的任意值，且任选地低于430℃、420℃、410℃、400℃、 390℃、380℃、370℃、360℃、350℃、340℃、330℃、320℃或310℃。
线性部分204的斜率亦为该铜箔的特征。举例而言，一些铜箔可能具有较高的斜率，而其它可能具有较低的斜率。此斜率的近似值是重量增加速率或如式I所示的WIR：
Figure RE-GDA0002746759040000071
这是近似值的原因为，Tonset不会在100wt％处出现而是在由线性部分202的斜率确定的略高值(>100.1wt％)。由于线性部分202的斜率通常较小，例如介于约0wt/℃与0.0004wt％/℃之间，因此WIR为线性部分204的斜率的有效近似值。不受限于具体理论，其可以认为当第一铜箔具有高于第二铜箔的WIR或线性部分204的斜率时，显示与WIR或线性部分204的斜率较低的第二铜箔相比，第一铜箔的铜箔主体对于氧化较为敏感。
于一些具体实施方案中，WIR在0.068wt/℃至0.313wt％/℃的范围内。于一些具体实施方案中，WIR在0.068wt/℃至0.25wt％/℃的范围内。于一些具体实施方案中，WIR在0.07wt/℃至0.15wt％/℃的范围内。举例而言：此等范围内且超过0.075、0.1、0.125、0.15、0.175、 0.20、0.225、0.25、0.275或0.30的任意值；以及此等范围内且低于 0.30、0.275、0.25、0.225、0.20、0.175、0.15、0.125、0.10或0.075 的任意值，如0.068wt/℃至0.25wt％/℃。
于一些具体实施方案中，该电解铜箔的热学特征及Rz可藉由在电沉积及防锈镀覆期间使用的各种电解质中的痕量杂质(trace impurities)或添加剂而控制。举例而言，于一些具体实施方案中，加入或存在于该电沉积电解质中的任一种或多种痕量金属(例如，锆及钛)以及如颗粒的痕量杂质(例如，灰尘或阳极污泥)可改变Rz及热学性质。于一些具体实施方案中，用于施加防锈层的防锈金属(如 CrO3)的浓度、pH值和总有机碳(Total OrganicCarbon，TOC)以及于防锈层施加过程中施加的电流可能影响该铜箔的Rz及热学性质。不受限于具体理论，其可以认为此等痕量杂质可能可改变铜箔的结构，其藉由掺入杂质或藉由以Rz及热学性质表现的方式调整铜箔的结构(例如，包括该防锈层的铜箔主体及表面)。
于一些具体实施方案中，该电解铜箔可作为电池(例如，锂离子二次电池)的集电体。该电池可包括焊接的镍连接极耳，例如藉由超声波焊接而焊接。此等电解铜箔可用于装置中，例如需要电力进行操作的任何项目或组件。举例而言，需要小且轻的电池的独立的、分离的和移动式组件及装置。无限制地，此等可包括载具(汽车、电车、公交车、卡车、船、潜水艇、飞机)、电脑(例如，微控制器、笔记本电脑、平板电脑)、电话(例如，智能手机、无线固定电话)、个人健康监控及维持设备(例如，血糖监控器、心律调整器)、工具(例如，电钻、电锯)、照明器(例如，手电筒、应急照明、指示牌)、手持型量测装置(例如，酸碱度计、空气监控装置)以及居住单位(例如，太空舱中、拖车中、房屋中、飞机内、潜水艇内)。
应理解，于本发明的范畴内，上述及下述提及的技术特征(诸如实施例)可自由且相互组合以形成新的或优选的技术方案，为简洁起见而省略。
比较例及实施例
I.电解铜箔的制备
溶解铜线于硫酸(50wt％)水溶液中以制备电解质，得到含有80 g/L的硫酸铜(CuSO4·5H2O)及110g/L的硫酸的硫酸铜电解质溶液。向每升硫酸铜电解质中加入3mg的3-巯基丙磺酸盐(MPS，由聚和国际股份有限公司制造)、25mg的盐酸(由RCI Labscan Ltd.制造)、 5.5mg的低分子量凝胶(SV，由Nippi,Inc.制造)、6.25mg的硫酸锆(由Sigma Aldrich制造)及0.39mg的N,N'-二乙基硫脲(由Alfa
Figure RE-GDA0002746759040000091
制造)。该电解质中受控的其它痕量组成包括锆离子(0至10ppm 的范围内)及钛离子(0至15ppm的范围内)的至少一者。该电解质中也包括颗粒杂质，其控制在介于200至500颗粒/mL(个/mL)之间的范围内。悬浮杂质可包括但不限于，阳极污泥及金属杂质的水解产物。
主体铜箔藉由在转动的辊筒上电沉积而制备，该辊筒部分地浸入上述电解质溶液中。该辊筒作为与阳极电极相对的阴极，其造成该电解质中的铜离子以连续方式沉积于该辊筒上。使用50A/dm2的电流密度并控制电解质溶液的温度为约50℃，以制备具有约8μm厚度的铜箔。
于制造主体铜箔之后，该主体铜箔的两面均以铬镀覆处理。铬镀覆浴含有CrO3作为主要组分，其浓度在介于2与100g/L的范围内变动。此外，该铬镀覆浴的pH在介于pH值1与6的范围内变动。总有机碳(TOC)控制在50至100ppm的范围内。CrO3的具体浓度、pH值及 TOC显示于表1及表2中。该主体铜箔于2ASD(A/dm2)电镀1秒，同时该铬镀覆浴维持在25℃。
表1及表2列述如上所述制备的数种电解铜箔。藉由TGA分析分析电解铜箔的表面粗糙度，并列述特征性T105wt％、T100.1wt％、Tonset、WIR 及Rz值。该铜箔以活性材料涂覆，并测量该活性材料的粘合性，也列述于表中。藉由超声波焊接连接镍极耳，并评估并列出其对铜箔的粘合。
表1：铜箔的实施例
Figure RE-GDA0002746759040000101
1“O”表示良率为100％，“△”表示良率为等于或高于80％但低于 100％，“X”表示良率低于80％。
2“O”表示铜箔与镍箔保持连接，“X”表示铜箔与镍箔分离，“-”表示因为活性材料的粘合性太差而未进行测试。
表2：铜箔的比较例
Figure RE-GDA0002746759040000111
1“O”表示良率为100％，“△”表示良率为等于或高于80％但低于 100％，“X”表示良率低于80％。
2“O”表示铜箔与镍箔保持连接，“X”表示铜箔与镍箔分离，“-”表示因为活性材料的粘合性太差而未进行测试。
此等结果显示铜箔的热学特征及Rz特征如何影响性能，例如活性材料及超声波焊接处的粘合。举例而言，若Tonset为330℃或更高，或者T105wt％为350℃或更高，其表示铜整体氧化作用有所迟滞且主体铜箔对氧化作用具有高耐性，则超声波焊接处一直是良好的。于C3及C4 两个实验中，Tonset及T105wt％为较高的350℃，但由于粘合良率测试的结果差，因此未收集超声波焊接数据，使此等铜箔不适用于其预期目的。还应注意的是，于C3及C4的实验中，T105wt％非常高，超过501℃，可表示该铜箔的一些结构或组成的改变会对粘合造成不利影响，例如，掺入未检测出的或无法检测出的杂质。亦应注意的是，于C3及C4中的Rz高于全部其他实验(超过2μm)且可能为前述暗示的结构或组成变化的体现。关于WIR数据，通常发现在WIR低的情况下，表示对氧化作用的敏感度较低或氧化动力学较慢，则超声波焊接结果良好。举例而言，于E1、E3、E4、E6、E8及E10至E21中，WIR值皆为0.10 或更低，而在全部的比较例(除未进行超声测试的C3及C4之外)中， WIR值皆超过0.15。
II.测试方法
热重分析(TGA)
表1及表2列出的热重分析使用TA Instruments SDT 2960型分析仪。将大约15至30mg的铜箔样品装入样品架，并在95mL/min的空气气流(21vol％氧气，79vol％氮气)下进行分析，同时以5℃/min的速率从室温加热至1000℃。将原始数据以重量(％)对温度(℃)作图，亦使用TA专用的通用分析软件分析。当使用者选择“Y处的曲线值 (Curve value atY)”功能的后输入特定重量(例如，105wt％及100.1 wt％)时，此商用软件会提供该曲线上对应的温度(例如，T105wt％及T100.1wt％)。取得T105wt％及T100.1wt％的实际值后，首先选择“转折点(onset point)”功能，随后藉由输入100.1的下限重量以及105的上限重量以界定计算区间，藉此得到Tonset。
颗粒分析
溶液中的颗粒分析使用具有KS42AF检测器的Rion KE-40B1型颗粒分析仪予以分析。在10ml/min的体积速度下分析10ml电解质溶液的样品。于每次分析后，洗涤分析柱。记录尺寸为0.3至0.5μm 的范围内的颗粒的颗粒平均数。
总有机碳(TOC)
使用ANALYTIK JENA MULTI N/C型分析仪测量TOC。以0.5ml/min 的体积速度分析5ml的电解质溶液。
超声波焊接
使用Texsonic UWM-M1000型超声波焊接机将铜箔焊接至镍箔。焊接以功率800W和频率35khz下进行。用水冲洗工件，并目视检查以确定工件之间是否出现任何分离。
十点平均粗糙度(Rz)
使用表面粗糙度测量仪(Kosaka Laboratory Ltd；SE 600系列) 检测铜箔的轮廓。探针尖端的直径为2μm，且该尖端的锥角为90°。评估长度(L)为4.0mm，且轮廓曲线(contour curve)的滤波器截止值为fh(λc)＝0.8mm。使用标准测试方法JIS B 0601-1994获得Rz。
粘合良率测试
使用粉末形式的硅基合金活性材料(平均粒径为0.1至10um)。以90wt％的硅基合金活性材料与10wt％的作为粘着材料的聚酰亚胺基粘着剂制备电极粉末混合物。藉由分散该电极粉末混合物于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中形成浆料。以每分钟5米的速度涂布该浆料于铜箔表面上，直到厚度为200μm，之后以140℃的烘箱干燥10分钟。
随后压制电极(铜箔+活性材料)。压制机的辊的尺寸为φ250mm× 250mm，其硬度为62至65°HRC，且其材料为高碳铬承轴钢(SUJ2)。使用1m/min的压制(压延(calendering))速度以及2000psi的压力。切割电极(压制后)以获得10片尺寸为200mm x 20mm(长x宽) 的测试样品片。将3M
Figure RE-GDA0002746759040000131
MagicTM胶带粘贴至每个测试样品的表面，之后使用IMADA公司制造的DS2-20N型测力器以50mm/min的速度将该胶带从每个测试样品上剥离。观察该胶带，如果没有活性材料被带走，则该样品片视为“通过”。如果有任何活性材料从该铜箔上脱落，则该样品片视为“失败”。测试完全部10个样品片后，计算良率并进一步分类如下：
“O”表示全部10个测试片皆通过，或通过率为100％；
“△”表示8个或9个测试片通过，或通过率等于或大于80％但小于100％；以及，
“X”表示少于8个测试片通过，或通过率小于80％。
耐候性
藉由切割铜箔为15cm X 15cm尺寸的正方形以制备样品，之后将其置于恒温恒湿的测试箱中。该测试箱设定为温度80℃及80％RH的相对湿度(RH)。留置该样品在箱中24小时。随后使用目视检查以确定该样品是否变色。发现表1或表2中列述的实施例及比较例中皆未显现任何变色。
耐热性
藉由切割铜箔为15cm X 15cm尺寸的正方形以制备样品。放置该样品于200℃的烘箱中10分钟。随后使用目视检查以确定该样品是否变色。发现表1或表2中列述的实施例及比较例中皆未显现任何变色。
如本文中所用，术语“包含”涉及所要求保护的发明必要的组成物、方法及其各自组分，但该术语可包括未具化的元件而无论其是否为必要。
如本文中所用，术语“主要由...组成”是指给定具体实施例所需的那些元件。该术语允许不实质上影响本发明所主张的具体实施例的基本及新颖或功能特征的元件的存在。
术语“只由...组成”是指本文中描述的组合物、方法及其各自组分，其不包含任何于该具体实施例的描述中未述及的元件。
如本说明书及所附权利要求书中所用，除非上下文中明确指出，否则单数形式“一”及“该”包括复数形式。因此，举例而言，关于“该方法”的描述包括一种或多种方法，及/或本文所述类型的步骤及 /或在阅读本公开等之后，对于所属领域技术人员而言是显而易见的。同样，除非上下文明确指出，否则词语“或”旨在包括“及”。
除了操作的实施例或另外说明以外，在所有情况下，本文中用以表示成分数量及反应条件的数字应理解为均以术语“约”修饰。术语“约”可意为所指的值的±5％(例如，±4％、±3％、±2％、±1％)。
若提供一数值范围，则介于该范围的上限与下限之间的每一数字数值且包括该范围的上限及下限，视为于本文中公开。应理解，本文中引述的任何数字范围试图包括该范围所涵盖的所有子范围。例如，“1 至10”的范围旨在包括介于所引用的最小值1与最大值10之间的全部子范围且包括该最小值及最大值；换言之，具有等于或大于1的最小值以及等于或小于10的最大值。因为所公开的数字范围是连续的，故其包括介于该最小值与最大值之间的每一个值。除非另外明确说明，否则本说明书中具化的各种数值范围为近似值。
除非本文另外定义，否则本申请案中使用的科技术语应具有与该领域技术人员所一般理解的意义。再者，除非文中另有要求，否则单数的术语应包括复数，且复数的术语应包括单数。
应理解，本发明并不限于本文所述的特定方法、方案及试剂等，且此等可变。本文所用的术语仅用于描述特定具体实施方案的目的，且不试图限制本发明的范畴，该范畴仅为权利要求书所界定。
本文中所公开的任何包括ASTM、JIS方法的专利、专利申请案及出版物藉由引用而明确并入本文而用于描述及公开的目的，例如，此等出版物中描述的方法可与本发明结合使用。此等出版物仅因为其在本申请案的申请日之前公开而提供。这方面的任何内容皆不应理解为承认本发明人无权凭藉先前的发明或出于任何其它原因而先于这些公开。所有关于日期的报告或对此等文件内容的陈述基于申请人可获得的讯息，而不构成对该等日期或此等文件内容的正确性的承认。

Claims (10)

1.一种电解铜箔，其包含辊筒面及沉积面；
其中，所述辊筒面及沉积面均具有低于或等于2μm的十点平均粗糙度Rz，且其中，当对所述电解铜箔进行热重分析(TGA)，且在TGA过程中达到主要温度(T105 wt％)时，所述电解铜箔具有105wt％的主要重量增加，其中，T105 wt％为350℃至501℃的范围内，以及
其中，所述TGA包含以5℃/min的速率加热以及速率为95mL/min的空气气流。
2.根据权利要求1所述的电解铜箔，其特征在于，当在TGA过程中达到次要温度(T100.1 wt％)时，所述电解铜箔具有100.1wt％的次要重量增加，其中，所述T100.1 wt％为130℃至230℃的范围内。
3.根据权利要求2所述的电解铜箔，其特征在于，所述T100.1 wt％为130℃至200℃的范围内。
4.根据权利要求2所述的电解铜箔，还包含位于所述辊筒面及沉积面上的铬层。
5.根据权利要求1所述的电解铜箔，其特征在于，所述电解铜箔在TGA过程中显现转折温度(Tonset)，其中，所述Tonset为300℃至430℃的范围内。
6.根据权利要求5所述的电解铜箔，其特征在于，所述Tonset为320℃至430℃的范围内。
7.根据权利要求5所述的电解铜箔，其特征在于，所述电解铜箔具有0.068wt％/℃至0.313wt％/℃范围内的重量增加速率(WIR)，其中，所述WIR由式I定义：
Figure FDA0002642431260000021
8.根据权利要求7所述的电解铜箔，其特征在于，所述WIR为0.026wt％/℃至0.2wt％/℃的范围内。
9.根据权利要求7所述的电解铜箔，其特征在于，所述WIR为0.03wt％/℃至0.1wt％/℃范围内。
10.一种锂离子二次电池，其包含根据权利要求1所述的电解铜箔以及涂布于所述电解铜箔上的活性材料，其中，所述电解铜箔焊接至镍连接极耳。
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