TWI707986B - 電解銅箔以及包含其之集電體與鋰離子二次電池 - Google Patents

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Abstract

本揭露係關於具有適合作為鋰離子二次電池之集電體使用之特性的電解銅箔。該電解銅箔係包括輥筒面及沉積面。該沉積面或該輥筒面之至少一者係具有約0.03至約0.23範圍內之均方根傾斜(R△q)。以此方式，該銅箔係具有良好之耐久性及可加工性，以及作為鋰離子二次電池中之集電體的良好效能。

Description

電解銅箔以及包含其之集電體與鋰離子二次電池
本揭露係關於具有高耐久性及可加工性之電解銅箔。本揭露亦關於使用該電解銅箔製備之鋰離子二次電池。
鋰離子二次電池係具備了高能量及高功率密度，使其作為可攜式電子裝置、電動工具、電動汽車(EVs)、能量儲存系統(ESS)、行動電話、平板電腦、航太應用、軍事應用、及鐵路之技術選擇。電動車(EVs)係包括混合動力電動車(HEVs)、插電式混合動力電動車(PHEVs)、及純電池電動車(BEVs)。若電動車(EVs)取代大部分以化石燃料(例如，汽油、柴油等)作為動力之運輸工具，則鋰離子二次電池將顯著減低溫室氣體排放。鋰離子二次電池之高能量效率亦可允許其用於各種電網應用中，包括改善從風、太陽、地熱及其他可再生來源收穫之能量的品質，因此有助於其更廣泛地用於建立永續能源的經濟。
因此，鋰離子二次電池引起商業企業以及政府和學術實驗室之基礎研究的強烈興趣。儘管近年來此領域之研究及發展已經大量存在，且鋰離子二次電池當前已在使用中，但對於關於更高容量、更高電流生成以及可進行更多次充放電循環從而延長其使用壽命的改善仍存在需求。此 外，需要改善該等電池之重量以改善其在多種環境中之應用，諸如車輛、可攜式電子裝置及航太應用。
鋰離子二次電池通常包括沉積有活性材料之金屬箔之集電體。銅箔一般係用作該集電體，蓋因銅係電流之良好導體。由於對較低重量之電池的需求變得越來越迫切，需要更薄之集電體以降低鋰離子二次電池之尺寸及重量。此外，為了增加鋰離子二次電池之電容量，係將諸如矽(Si)、鍺(Ge)及錫(Sn)之材料混合或填充至電池中之高電容量活性材料裡，但此會加劇該活性材料之膨脹及收縮以及其所接觸之銅箔上的應力。再者，於一些近期之進展中，為了增加電池之電容量，係將用作電極之銅箔折疊或彎曲捲繞。如果銅箔在電池使用過程中不能承受該活性材料之膨脹及收縮，或不能承受電池製造過程中之折疊及捲繞，則該電池之循環特性受到負面影響。
因此，對於用於鋰離子二次電池中之銅箔仍存有改進的需要。 是以，對於具有改善之可加工性及耐久性之更薄銅箔存在著需求，其中，當該銅箔與活性材料相結合以製備鋰離子二次電池時，不會因該銅箔與該活性材料之間分離而在充放電之高度循環下失效，或因銅箔破裂而失效。 為了滿足降低鋰離子二次電池之重量並增加其電容量之目標，需要更薄之銅箔以於電池之製造過程中或在電池之使用過程中不失效。
通常，本文中所述之發明係關於一種銅箔，例如可用作鋰離子二次電池中之集電體之電解銅箔。所製備的銅箔為具有改善的可加工性 及耐久性的優異特性。該等銅箔係具有受控之表面特性，例如受控之表面粗糙度，當其被製成電池時具有延長之循環壽命。此外，藉由控制銅箔中之氫含量，業經發現改善。
於第一態樣中，本發明係包含一種電解銅箔，其係包含輥筒面及沉積面，其中，該沉積面與該輥筒面之至少一者係具有以約0.03至約0.23範圍內之均方根傾斜(R△q)或約0.03至0.19範圍內之R△q為特徵的表面粗糙度。視需要，該電解銅箔的沉積面與該輥筒面係各自具有約0.03至約0.23範圍內之R△q。視需要，該電解銅箔的氫含量係低於約百萬分之50(50ppm)。視需要，該氫含量係約10ppm至約47ppm之範圍內。視需要，該氫含量係約10ppm至約40ppm之範圍內。視需要，該電解銅箔係復包含形成於其外部之防鏽層以具有防鏽形成之外部的電解銅箔。例如，該防鏽層係選自由鋅、鉻、鎳、鈷、鉬、釩、其合金、及其組合所組成群組之一種金屬；或係有機防鏽層。
根據本發明之第一態樣的一些特性係包括下列內容。視需要，該電解銅箔係具有約10μm-1至約36μm-1之範圍內的疲勞壽命/厚度之商。視需要，該電解銅箔係具有約25至約75kg/mm2範圍內之抗拉強度。視需要，該電解銅箔係具有約2%至35%範圍內之伸長率。視需要，該電解銅箔係具有約2μm至約25μm範圍內之厚度。視需要，該電解銅箔實質上不包含一粗化處理層。
於第二態樣，本發明係包含用於鋰離子二次電池之集電體，其係包含電解銅箔，舉例而言，如本發明之第一態樣所述的電解銅箔。
於第三態樣，本發明係包含鋰離子二次電池，其係包含集電體，舉例而言，如本發明之第二態樣所述之集電體。視需要，該電解銅箔的沉積面與該輥筒面係各自具有約0.03至約0.23範圍內之均方根傾斜(R△q)。
本文中所描述之電解銅箔用於鋰離子二次電池時，展現優異特性。除了可製造具有高電容量之輕型二次電池外，使用此等電解銅箔製備之電池亦具有優異之充放電循環特性。舉例而言，於鋰離子二次電池之大量充放電循環過程中，該銅箔與活性材料不會分離或破碎。未受限於特定機制，其意味此等改善之至少一部分係由於該銅箔與活性材料之間的優異接著力，以及該銅箔中斷裂/失效點的數量減少。
上述之總結並非試圖代表本揭露之每一具體實施例或每一態樣。反之，前述總結僅提供本文中詳述之新穎態樣及特徵之示例。當結 合所附圖式及申請專利範圍時，由下述用以實施本發明的代表性具體實施 例和模式的詳細說明，上述特徵及優點與本揭露的其他特徵及優點將是顯而易見的。
10‧‧‧表面形貌
12‧‧‧取樣長度
210‧‧‧外袋
212、318、416‧‧‧陽極
214、316‧‧‧隔離膜
216、314‧‧‧陰極
220‧‧‧陽極耳
222‧‧‧陰極耳
310‧‧‧圓柱形電池殼
312‧‧‧陽極帽
320‧‧‧墊片
400‧‧‧銅箔
402‧‧‧電解質源
404‧‧‧輥筒組件
412‧‧‧輥筒
414‧‧‧流體連接管
418‧‧‧防鏽處理器
420‧‧‧氣刀
422‧‧‧銅箔捲繞軸
430‧‧‧電解質
450‧‧‧導輥
由以下例示性實施例的說明結合參考附圖將更佳地理解本揭露。
第1圖係顯示均方根傾斜參數(R△q)的圖。
第2圖係顯示疊片式鋰離子電池之組件的透視圖。
第3圖係顯示鈕扣型鋰離子二次電池之組件的截面透視圖。
第4圖係顯示製備銅箔之製程。
本揭露可接受進行各種修飾及替代形式。藉由圖式中的示例顯示一些代表性具體實施例，並將於本文中詳細揭示。惟，應理解的是，本發明並不受所揭露之特定形式所限。反之，本揭露涵蓋所有落入本發明之申請專利範圍所界定之精神及範圍內的修飾、等效物及替代物。
應明確理解，所有圖表及圖示之呈遞係僅為示意之用。於圖式之各個圖中，相同之數字係用以表示相似元件，以便理解所揭露之具體實施例。
本文所製造的物品係關於電解銅箔，其係具有可量化之特徵且其用作集電體時提供良好之效能。舉例而言，此等電解銅箔可與活性材料組合以提供用於鋰離子二次電池之陽極。該等電解銅箔之具體實施例係具有特定範圍內之表面粗糙度，其中，R△q係介於約0.03與0.23之間。該等電解銅箔之一些具體實施例係具有小於約50ppm之氫含量。藉由使用如本文所述之具體實施例的電解銅箔，可構建具有如大量充放電循環之改善效能的鋰離子二次電池。
該等電解銅箔係具有影響其特性及用於電池時之最終效能的表面紋理或特徵。此類特徵之一係表面粗糙度，其係藉由“均方根傾斜(root mean square slope)”(R△q)量化。第1圖係顯示以垂直位置函數Z(x)表示之表面形貌(surface topography)10之繪圖。R△q係表示取樣長度12上的 局部傾斜dZ/dX之均方根。高R△q係表示表面起伏(surface undulation)之坡度較高，而較低之R△q係表示表面起伏之坡度較低。
電解銅箔亦有著諸多可能之變量，當將該銅箔併入電池中時，該變量會影響其特性和效能。該銅箔中氫之量可影響銅之結晶以及該電解銅箔的物理特性。因此，於一些具體實施例中，係控制該電解銅箔之氫含量。當該銅箔之氫含量係高於50ppm時，與氫含量小於約50ppm時相比，前者在充放電過程中更易於該銅箔上形成皺褶及裂痕。因此，於一些具體實施例中，抑制或維持低的氫含量，諸如低於約50ppm(例如，介於約10ppm至約47ppm之間或介於約10ppm至約40ppm之間)。此係改善該電解銅箔的可加工性及耐久性。
如本文中所用，銅箔之“輥筒面”係於電沉積過程中與所用之輥筒相接觸之銅箔表面，而“沉積面”係相對側或係於形成銅箔之電沉積過程中與電解液接觸之電解銅箔的表面。此等術語係關於生產電解銅箔之製造方法，其係包括將轉動之輥筒組件部分地浸沒於含有銅離子之電解液中。因此，於電流之作用下，銅離子被吸引至該輥筒並被還原，導致銅金屬鍍覆於該輥筒之表面上，於該輥筒之表面上形成電解銅箔。如此形成之銅箔於連續製程中，藉由旋轉該輥筒並隨著該輥筒一起轉出該電解液時移除。舉例而言，該銅箔可隨著其形成而被拉離輥筒，並於連續製程中穿行或通過輥。
如下所述，於一些具體實施例中，舉例而言，電解銅箔最終與電池中之活性材料接觸之側的表面粗糙度R△q，係經選擇為介於約0.03與0.23之間。不受限於具體理論，如以R△q表示之電解銅箔的表面粗糙度， 可以下述方式影響該電解銅箔。當R△q高時，例如高於約0.23時，該銅箔中潛在之斷裂或破碎點之數量可能增加。這導致銅箔更易碎，其可比具有低於約0.23之R△q的電解銅箔更易斷裂。此外，較高之R△q係與該電解銅箔表面上更陡峭之谷及壓痕相關，使得該谷之空間可能變得更窄。因此，若R△q大於約0.23時，在形成電極時以黏稠漿料或糊料形式用於電解銅箔表面的活性材料，無法深入地滲入至該銅箔之谷中。換言之，較高之R△q係與較陡之谷相關，且沉積的活性材料之高表面張力阻止該活性材料到達谷底，並減低該活性材料與該銅箔表面之整體緊密接觸程度。這減低了該表面對活性材料的接著力。相反地，若銅箔較平，例如若電解銅箔的R△q小於約0.23，則潛在之斷裂點的量減少。因該活性材料與該電解銅箔之間出現更多接觸，該塗層亦可更為有效或均勻。惟，若表面粗糙度過低，例如R△q係小於0.03，則該活性材料與表面之間的接著力下降，且可能出現該活性材料從該電解銅箔脫離、分離及脫層。表面粗糙度過高(R△q>0.23)或過低(R△q<0.03)之可能影響為該電解銅箔及由其形成之電極的可加工性、延展性及耐久性較差。
於一些具體實施例中，該電解銅箔的R△q可藉由輥筒之表面參數來控制。舉例而言，於一些具體實施例中，該輥筒表面之晶粒度、晶粒度分佈及晶界之數目可用以調節R△q。輥筒可輕易地作成具有受控之晶粒度、晶粒度分佈及晶粒密度，且而可控制該電解銅箔之輥筒面上的R△q。晶粒密度可藉由“晶粒度數(grain size number)”來量化，其中，較大之數字係對應於較高之晶粒密度，而較小之數字係對應於較低之晶粒密度。晶粒度數可使用標準測試方法JIS G0552測定。於一些具體實施例中，該電解銅 箔的R△q可藉由在沉積製程中使用之電解質的組成來控制。一些可影響R△q的電解質組分係包括而不限於硫酸、氯離子、促進劑、抑制劑及其組合。於一些具體實施例中，電解銅箔實質上不包含一粗化處理層，所述粗化處理層係指經黑化處理層及粗化粒子層。
第2圖係顯示未組裝之疊片式鋰離子電池組件，其可包含如該等具體實施例中所述之電解銅箔。可藉由提供由活性材料、導電添加劑、黏著劑及溶劑所組成之陽極漿料，混合該漿料並塗佈於本文所述之電解銅箔的表面上以製備疊片式鋰離子二次電池。依據加工之需求，該塗佈可為連續塗佈或斷續塗佈。接著於烘箱中加熱(如，160℃)經塗佈漿料之電解銅箔。從烘箱中取出後，將該銅箔壓在相對的輥之間，最後切割為可用以製備疊片式電池之片材。於此疊片式電池中，該銅箔係作為陽極之集電體。該電池係包括容納電池組件的外袋210。陽極212係包括電解銅箔，且該銅箔於其輥筒面及沉積面皆與活性材料接觸。該電池亦包括隔離膜214及陰極216。該電池係以如圖所示之堆疊的方式構建，其中，陽極212係於隔離膜214之一側接觸該隔離膜，而陰極216係於隔離膜214之相對側接觸該隔離膜。該包含陽極212、隔離膜214及陰極216之積層體係容納在外袋210中。陽極212具有陽極耳220，其係用作該二次電池之端子。陰極216係具有陰極耳222，其係用作該二次電池之另一端子。
第3圖係顯示具有局部切面之未組裝組件，以例示性說明鈕扣型鋰離子二次電池。該電池係包括容納有電池之附加組件之圓柱形電池殼310。圓柱形電池殼310之頂部為開放並以陽極帽312封蓋。圓柱形陰極314係置於圓柱形電池殼310內。隔離膜316係置於陰極314上。陽極318係 置於隔離膜316上。陽極帽312壓抵在墊片320上，而該墊片320壓抵在陰極314上，以確保陰極314與陽極318電絕緣。於此鈕扣型鋰離子二次電池中，該銅箔係製成陰極314之集電體。
因此，於一些具體實施例中，使用該銅箔製成之電極可形成陰極，且塗佈於其上之活性材料即為陰極材料。於一些其它具體實施例中，使用銅箔製成之電極可形成陽極，且塗佈於其上之活性材料即為陽極材料。
如本文中所用，材料之“抗拉強度”係其在失效之前可經受之抗拉應力的最大值。如本文中所用，材料之“伸長率”係其在失效之前可經受之最大伸長量。較佳地，該電解銅箔係具有約25至75kg/mm2範圍內之抗拉強度。較佳地，該電解銅箔係具有約2%至35%範圍內之伸長率。可用於量測抗拉強度及伸長率兩者之標準測試方法係記載於標準測試方法IPC-TM-650 2.4.18中。舉例而言，可使用萬能試驗機進行測試，萬能試驗機可例舉如取自島津公司(Shimadzu Corporation)製造之AG-I型測試機。
如本文中所用，“防鏽層”係應用至金屬之塗層，其可保護有塗層的金屬，免於諸如由於腐蝕之劣化。於一些具體實施例中，該電解銅箔係包括形成於其表面上之防鏽層，使得其具有防鏽之外部。防鏽層可藉由任何已知方法製備，係包括令所形成之電沉積片材浸沒於或穿過含有形成防鏽層之添加劑的溶液，或將金屬或合金電鍍於所形成之電沉積片材上。舉例而言，包括鋅、鉻、鎳、鈷、鉬、釩及其組合之任一者或多者之電鍍浴；或形成防鏽層之有機化合物。過程可係連續且係製備該電解銅箔之整體製程的一部分。
充放電測試係指代下述測試：施加橫跨電池之陽極及陰極之電勢以對該電池充電；隨後將該陰極與陽極與負載連結，並令電流穿過該負載以將該電池放電。充放電係表示一次充放電循環。可進行該測試以模擬電池於重複使用方面的表現。“循環壽命”或“充放電循環壽命”係定義為電池在其標稱電容量低於其初始額定電容量之80%之前可執行的充放電循環次數。
應理解，於本揭露之範疇內，上述及下述提及的技術特徵(諸如實施例)可自由且相互組合以形成新的或較佳的技術方案，為簡潔起見省略之。
[實施例] 1.電解銅箔的製備
藉由第4圖中描述之製程製備電解銅箔，該圖係顯示使用輥筒組件404，並由電解質源402供應之電解質形成銅箔400。銅箔400係電沉積於轉動之輥筒412上，輥筒412部分地浸沒於電解質430中，電解質430係源自電解質源402並由流體連接管414供應。於陽極416與輥筒412間之電流的影響下，其中輥筒412係作為陰極，含於電解質430之銅離子被還原並沉積於旋轉之輥筒412的表面上。將銅箔從輥筒412移除，並透過導輥450饋入。透過防鏽處理器418進一步處理所得銅箔400，經由氣刀420減薄，並收集在銅箔捲繞軸422上。對於該等實驗，輥筒412係選擇為具有介於7與9之間的晶粒度數(JIS G 0551-2013)，而對於一些對照實驗，亦包括一些具有低於7或高於9之晶粒度數的輥筒。
藉由將銅線溶解於硫酸水溶液(50重量%)中，以製備含有280g/L之硫酸銅(CuSO4．5H2O)的硫酸銅電解液。將最終之硫酸濃度控制為幾種數值以作成40至60g/L硫酸範圍內之幾種測試溶液。亦使用具有低於40g/L硫酸及高於60g/L硫酸的一些對照測試溶液。加入鹽酸(RCI Labscan Ltd)以提供幾種氯離子濃度為15至25mg/L範圍內之電解質測試溶液。亦製備具有低於15mg/L氯離子及高於25mg/L氯離子之一些對照測試溶液。額外之組分係包括3.7mg/L之幾丁聚醣(Chitosan，MW=5000，Sigma-Aldrich，MO)作為抑制劑以及2.1mg/L之3,3'-硫代雙-1-丙磺酸二鈉鹽(TBPS，Sigma-Aldrich，MO)作為促進劑。
沉積條件：硫酸銅電解質之液體溫度為約43℃，且電流密度為約55A/dm2。
如上所述，於製造銅箔之後，銅箔之表面使用抗腐蝕材料處理，藉由導輥以連續模式令該銅箔通過含有防鏽鍍浴之防鏽處理器418。該防鏽鍍浴係含有每公升1.5g之三氧化鉻(CrO3，獲自Sigma-Aldrich)，於25℃及電流密度係約0.5A/dm2。鍍覆時間係2秒。
2.疊片式鋰離子二次電池
如下述者製備疊片式鋰離子二次電池並令其進行高c速率充放電測試。該銅箔係用作陽極之集電體。
陰極漿料及陽極漿料係使用N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)作為溶劑而製備。陰極漿料係配製為具有195重量%(195g之NMP：100g之陰 極材料)之液固比。陽極漿料之液固比為60重量%(60g之NMP：100g之陽極材料)。陰極材料及陽極材料成分係顯示於表1中。
Figure 108137057-A0101-12-0012-1
將陰極漿料塗佈於鋁箔上，並將陽極漿料塗佈於該銅箔上。溶劑蒸發之後，將陽極及陰極壓制並切割為所需之尺寸。將陰極與陽極交替堆疊，並將隔離膜(Celgard Company)夾置於其間，再置於由層疊膜模塑之容器中。該容器係填充有電解質(LBC322-01H，由深圳新宙邦科技股份有限公司製造)，並將其密封以形成電池。疊片式電池的尺寸為41mm×34mm×53mm。
就高c速率充放電測試而言，充電模式係恆定電流恆定電壓(CCCV)模式，其中充電電壓係4.2V，且充電電流係5C。其中，“C”係C速 率(C-Rate)，且係指代電池相對於其最大電容量被充放電之速率。放電模式係恆定電流(CC)模式，放電電壓為2.8V，且放電電流係5C。該等電池之充放電測試係於高溫下(於55℃)執行。
表2係顯示設計為例示性說明電解銅箔之兩個表面(沉積面及輥筒面)皆塗覆有活性材料之具體實施例的實驗。該設計探討控制變量對於電解銅箔之特性及疊片式電池之充放電特性的影響。表中由左至右欄顯示鈦輥筒表面之晶粒度數、硫酸濃度(g/L)、氯化物濃度(ppm)、單位面積重量(g/m2)及厚度(μm)的控制參數。該電解銅箔之所得特性或特徵亦顯示於各欄中，從左至右為：沉積面之R△q、輥筒面之R△q及氫濃度(ppm)。疊片式鋰離子電池之測試結果係列於最末兩欄中：疲勞壽命(循環)、疲勞壽命/厚度之商(μm-1)以及充放電循環測試結果(循環)。該等具體實施例之該等參數及所得特性之各自的範圍係列示於第二行中。下方各行係列出11個操作實驗(E.1至E.11)及6個對照實驗(C.1至C.6)。數據顯示，當該電解銅箔之輥筒面或沉積面之至少一者的R△q係介於0.03至0.23範圍內時，使用該銅箔製備之疊片式鋰離子電池的特性優於R△q落在此範圍之外的銅箔。數據亦顯示，當氫含量係低於約50ppm時，使用該銅箔製備之疊片式鋰離子電池的特性優於氫含量為>50ppm的銅箔。
Figure 108137057-A0101-12-0014-2
3.鈕扣型之鋰離子二次電池
如下述者製備鈕扣型之鋰離子二次電池並令其進行高c速率充放電測試。該銅箔係用作陰極之集電體。
陰極漿料係使用N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)作為溶劑而製備。陰極漿料係製成液固比為60重量%(60g之NMP：100g之陰極材料)。陰極材料成分係顯示於表3中。
Figure 108137057-A0101-12-0015-3
將該陰極漿料塗佈於該電解銅箔上，蒸發溶劑之後，將該陰極壓製並沖壓為合適尺寸以製備電池。此後，將陰極與陽極(鋰金屬)堆疊及於二者之間夾置隔離膜(Celgard Company)，並置於鈕扣型電池之圓柱形電池罐或鈕扣電池的容器部分內。該容器係填充有電解質(LBC322-01H，由深圳新宙邦科技股份有限公司製造)，並將其密封以形成電池。該鈕扣型電池之直徑係20mm，且高度為3.0mm。
就充放電測試而言，充電模式係恆定電流恆定電壓(CCCV)模式，其中充電電壓係1.8V，且充電電流係1C。放電模式係恆定電流(CC) 模式，放電電壓為0.01V，且放電電流係1C。該等電池之充放電測試係於45℃執行。
表4係列述來自兩個使用鈕扣型鋰離子二次電池之實驗的數據。數據列出與表2中相同之測試參數及效果，但於最末欄中包括a.沉積面及b.輥筒面之充放電循環測試。該測試顯示，當該沉積面或該輥筒面係塗覆有活性材料且該表面係具有介於約0.03與約0.23間之R△q時，測試側之充放電循環測試係得以改善。舉例而言，實驗組13(E.13)之輥筒面的R△q為0.22，該輥筒面之充放電循環測試係325次循環，而在R△q為0.27之沉積面E.13中，該沉積面之充放電循環測試係僅119次循環。
Figure 108137057-A0305-02-0019-4
4.測試方法
單位面積重量及厚度
單位面積重量係每單位面積之重量。具有100mm X 100mm之測試試樣係用以測定面積。重量係藉由微量天平(AG-204型，Mettler Toledo International Inc.)測定，且單位面積重量係透過重量除以面積而計算。
厚度係從下式計算：
厚度=M/(Aρ)：厚度係以微米(μm)計，M係以公克(g)計之樣本重量，A係以平方公尺(m2)計之樣本面積，且ρ係樣本密度。所使用之電解銅箔的密度為8.909g/cm3。
均方根傾斜(R△q)
R△q係使用標準測試方法JIS B 0601-2001測試。使用SE 500系列之表面粗糙度測量儀(Kosaka Laboratory Ltd)量測表面橫截面。測試試樣係電解銅箔的100mm X 100mm樣本。測試條件如下：針尖之半徑=2μm，針尖之角度=90°，掃描速度=0.5mm/s，截斷值(λc)=0.8mm，且評測長度=4mm。
氫含量
使用配有非分散性紅外線偵測器(NDIR)之氧/氮/氫分析儀(EMGA-930,Horiba Ltd.)量測氫含量。
疲勞壽命(Nf，循環)
疲勞壽命係使用標準方法IPC-TM-650 2.4.2.1測試。簡而言，該方法係包括將薄帶形式之測試試樣(例如，電解銅箔)附接至懸掛有配重 之支架，隨後使用具有設定直徑之心軸(mandrel)快速上下振動該測試試樣之中心。測試係使用3FDF型號之疲勞延展性測試儀(Jovil Universal Manufacturing Company)進行。測試試樣係12.7mm X 200mm電解銅箔條。測試條件如下：心軸直徑=0.8mm，振動速度=100次振動/分鐘，用於提供張力之配重=84.6g。為了測試，用膠帶將試樣附接至樣品架上，使得其不能從該樣品架上滑動。此外，對於取樣方向，係切割每一試樣，使得其長邊(200mm)係平行於機器方向。
如本文中所用，術語“包含”係關於所要求保護的發明必要的組成物、方法及其各自組分，但該術語可包括未具化之元件而無論其是否為必要。
如本文中所用，術語“主要由...組成”係指代給定具體實施例所需之彼等元件。該術語係允許不實質上影響本發明所主張之具體實施例的基本及新穎或功能特徵的元件之存在。
術語“由...組成”係指代本文中揭示之組成物、方法及其各自組分，其係不包含任何於該具體實施例之描述中未述及之元件。
如本說明書及所附申請專利範圍中所用，除非上下文中明確指出，否則單數形式“一”及“該”係包括複數形式。因此，舉例而言，關於“該方法”之描述係包括一種或多種方法，及/或本文所述類型的步驟及/或在閱讀本揭露等之後，對於所屬領域具有通常知識者而言是顯而易見的。同樣，除非上下文明確指出，否則詞語“或”係旨在包括“及”。
除了操作的實施例或另外說明以外，在所有情況下，本文中用以表示成分數量及反應條件的數字應理解為皆以術語“約”修飾。術語“約”可意指所指代之值的±5%(例如，±4%、±3%、±2%、±1%)。
若提供一數值範圍，則介於該範圍之上限與下限之間的每一數字數值且包括該範圍之上限及下限，係視為於本文中揭露。應理解，本文中引述之任何數字範圍係包括該範圍所涵蓋之所有子範圍。例如，“1至10”之範圍係旨在包括介於所引用之最小值1與最大值10之間的全部子範圍且包括該最小值及最大值；換言之，具有等於或大於1之最小值以及等於或小於10之最大值。因為所揭露之數值範圍係連續者，故其係包括介於該最小值與最大值之間的每一個值。除非另外明確說明，否則本說明書中具化之各種數值範圍為近似值。
除非本文另外定義，否則本申請案中使用之科技術語應具有與彼等具通常知識者所一般理解之意。再者，除非文中另有要求，否則單數之術語應包括複數，且複數之術語應包括單數。
應理解，本發明並不限於本文所述之特定方法、方案及試劑等，且此等可變。本文所用之術語係僅用於描述特定具體實施例之目的，且不試圖限制本發明之範疇，該範疇僅為申請專利範圍所界定。
本文中揭露之任何包括ASTM、JIS方法的專利、專利申請案及出版物係藉由引用而明確併入本文以作描述及揭露目的之用，例如，此等出版物中描述之方法可與本發明結合使用。此等出版物僅因為其在本申請案之申請日之前公開而提供。這方面之任何內容皆不應理解為承認本發明人無權憑藉先前之發明或出於任何其它原因而先於此等揭露。所有關於 日期之敘述或對此等文件內容之陳述係基於申請人可獲得之訊息，而不構成對該等日期或此等文件內容之正確性的承認。
400‧‧‧銅箔
402‧‧‧電解質源
404‧‧‧輥筒組件
412‧‧‧輥筒
414‧‧‧流體連接管
416‧‧‧陽極
418‧‧‧防鏽處理器
420‧‧‧氣刀
422‧‧‧銅箔捲繞軸
430‧‧‧電解質
450‧‧‧導輥

Claims (18)

  1. 一種電解銅箔，係包含輥筒面及沉積面，其中，該沉積面與該輥筒面之至少一者係具有0.03至0.23範圍內之均方根傾斜(R△q)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電解銅箔，其中，該均方根傾斜(R△q)係0.03至0.19之範圍內。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電解銅箔，係包含低於50ppm之氫含量。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電解銅箔，其中，該氫含量係10ppm至47ppm之範圍內。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電解銅箔，其中，該氫含量係10ppm至40ppm之範圍內。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之電解銅箔，其係具有10μm-1至36μm-1之範圍內的疲勞壽命/厚度之商。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電解銅箔，其中，該沉積面與該輥筒面係各自具有0.03至0.23範圍內之均方根傾斜(R△q)。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之電解銅箔，係包含低於50ppm之氫含量。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電解銅箔，其中，該氫含量係10ppm至47ppm之範圍內。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之電解銅箔，其中，該氫含量係10ppm至40ppm之範圍內。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之電解銅箔，其係具有10μm- 1至36μm-1之範圍內的疲勞壽命/厚度之商。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之電解銅箔，其係具有25至75kg/mm2範圍內之抗拉強度。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之電解銅箔，其係具有2%至35%範圍內之伸長率。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之電解銅箔，其係具有2μm至25μm之範圍內的厚度。
  15. 一種用於鋰離子二次電池之集電體，係包含如申請專利範圍第1項所述之電解銅箔。
  16. 一種鋰離子二次電池，係包含如申請專利範圍第15項所述之集電體。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之鋰離子二次電池，其中，該電解銅箔的沉積面與該輥筒面係各自具有0.03至0.23範圍內之均方根傾斜(R△q)。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之鋰離子二次電池，其中，該電解銅箔係包含低於50ppm之氫含量。
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