耐熱性鋰電池用銅箔及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鋰電池的銅箔及其制造方法，特別是指一種適用于鋰二次電池的 負(fù)極材的耐熱性鋰電池用銅箔及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 按，鋰二次電池多使用于便攜式電子產(chǎn)品例如智能型手機(jī)、平板電腦、音樂(lè)播放 器、數(shù)碼相機(jī)等作為其動(dòng)力源，隨著使用者對(duì)于便攜式電子產(chǎn)品的小型輕量化及高機(jī)能化 需求，在這些可攜式電子產(chǎn)品中提供電源的鋰二次電池的特性也相對(duì)的被要求提升；舉例 來(lái)說(shuō)，鋰二次電池通常被要求提供更高的電容量的同時(shí)，還必須達(dá)到更小的尺寸以及更薄 的厚度等。
[0003] -般可反復(fù)充放電使用的鋰二次電池包括一正極、一負(fù)極、一分隔板以及一電解 質(zhì)；這類(lèi)鋰二次電池能夠進(jìn)行重復(fù)的充電/放電循環(huán)的原因在于，鋰離子于正極與負(fù)極之 間的往復(fù)運(yùn)動(dòng)方式，使得在第一次充電循環(huán)中自正極活性材料所釋出的鋰離子能嵌入負(fù)極 活性材料(如碳顆粒等）中，并能在用以傳導(dǎo)能量時(shí)再次從負(fù)極活性材料中釋出。
[0004] 然而，當(dāng)此類(lèi)鋰二次電池被過(guò)度充電至超過(guò)一預(yù)定驅(qū)動(dòng)電壓范圍的電壓，或在充 電狀態(tài)或高溫下進(jìn)行電極與電解質(zhì)之間的放熱反應(yīng)時(shí)，由于電極與電解質(zhì)之間的反應(yīng)性會(huì) 提高，造成電極表面的劣化以及電解質(zhì)的氧化。此外，還有其他與電池安全性相關(guān)的問(wèn)題， 例如鋰金屬枝狀增生以及伴隨而來(lái)的分隔板破裂、快速放熱反應(yīng)以及電池的爆炸等。
[0005] 因此，本發(fā)明人有鑒于傳統(tǒng)的鋰二次電池實(shí)在有其改良的必要性，遂以其多年從 事相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)作設(shè)計(jì)及專(zhuān)業(yè)制造經(jīng)驗(yàn)，積極地針對(duì)鋰二次電池用銅箔特性進(jìn)行改良研 究，在各方條件的審慎考慮下，終于開(kāi)發(fā)出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出一種耐熱性鋰電池用銅箔及其制造方法， 所制造的銅箔應(yīng)用于鋰二次電池的負(fù)極活性材料時(shí)，不僅能防止銅箔的表面發(fā)生氧化，還 能進(jìn)一步提升鋰電池及使用鋰電池的電子裝置的安全性。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種耐熱性鋰電池用銅箔，包括一 銅箔及一耐熱復(fù)合金屬層，該銅箔具有一析出面，該耐熱復(fù)合金屬層形成于該析出面上，其 中，該耐熱復(fù)合金屬層包含以鉻及鋅元素所形成的微細(xì)粗化粒子，且該耐熱復(fù)合金屬層中 的鉻的附著量介于〇. 005至0. 3mg/dm2,鋅的附著量介于0. 03至2mg/dm2。
[0008] 優(yōu)選地，該耐熱復(fù)合金屬層中的鉻的附著量介于0. 02至0. 3mg/dm2,鋅的附著量介 于 0. 03 至 0. 3mg/dm2。
[0009] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該耐熱復(fù)合金屬層進(jìn)一步包含以鎳及鈷元素所形成的微 細(xì)粗化粒子，且該耐熱復(fù)合金屬層中的鉻的附著量介于0. 035至0. lmg/dm2,鋅的附著量介 于0. 05至0. 5mg/dm2,鎳的附著量介于0. 05至0. 5mg/dm2,鈷的附著量介于0. 03至0. 5mg/ dm2。
[0010] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該耐熱復(fù)合金屬層進(jìn)一步包含以鎳、磷及銻元素所形成 的微細(xì)粗化粒子，且該耐熱復(fù)合金屬層中的鉻的附著量介于〇. 005至0. 05mg/dm2,鋅的附 著量介于〇. 2至2mg/dm2,鎳的附著量介于0. 025至0. 5mg/dm2,磷的附著量介于0. 01至 0· lmg/dm2,鋪的附著量介于 0· 005 至 0· lmg/dm2。 toon] 本發(fā)明另提出一種耐熱性鋰電池用銅箔的制造方法，包括以下步驟：首先，提供一 銅箔，其具有一析出面；接著，以電鍍方式于該析出面上形成一耐熱復(fù)合金屬層，其中該耐 熱復(fù)合金屬層包含以鉻及鋅元素所形成的微細(xì)粗化粒子，且該耐熱復(fù)合金屬層中的鉻的附 著量介于〇. 005至0. 3mg/dm2,鋅的附著量介于0. 03至2mg/dm2。
[0012] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在該以電鍍方式于該析出面上形成一耐熱復(fù)合金屬層的 步驟中，將該銅箔沉浸于包含濃度為1. 5~3. 5g/L的鉻離子以及濃度為350~750ppm的 鋅離子的電鍍?cè)≈羞M(jìn)行電鍍，使該析出面上形成該耐熱復(fù)合金屬層。
[0013] 優(yōu)選地，該耐熱復(fù)合金屬層中的鉻的附著量介于0. 02至0. 3mg/dm2,鋅的附著量介 于 0. 03 至 0. 3mg/dm2。
[0014] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在該以電鍍方式于該析出面上形成一耐熱復(fù)合金屬層的 步驟中，將該銅箔沉浸于包含濃度為〇. 25~30g/L的鋅離子、濃度為25~40g/L的鎳離子、 濃度為〇. 5~2. 5g/L的鈷離子、濃度為2. 1~7. lg/L的磷離子、濃度為0. 8~3. 5g/L的 鉻離子、濃度為100~300ppm的銦離子以及濃度為21. 5~34. 5g/L的硼酸的電鍍?cè)≈羞M(jìn) 行電鍍，使該析出面上形成該耐熱復(fù)合金屬層。
[0015] 優(yōu)選地，該耐熱復(fù)合金屬層進(jìn)一步包含以鎳及鈷元素所形成的微細(xì)粗化粒子， 且該耐熱復(fù)合金屬層中的鉻的附著量介于0. 035至0. lmg/dm2,鋅的附著量介于0. 05至 0· 5mg/dm2,鎳的附著量介于0· 05至0· 5mg/dm2,鈷的附著量介于0· 03至0· 5mg/dm2。
[0016] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在該以電鍍方式于該析出面上形成一耐熱復(fù)合金屬層的 步驟中，將該銅箔沉浸于包含濃度為〇. 4~30g/L的鋅離子、濃度為0. 1~7. 5g/L的鎳離 子、濃度為30~50ppm的銻離子、濃度為0. 25~lg/L的磷離子、濃度為0. 5~2g/L的鉻 離子以及濃度為80~400ppm的鎂離子的電鍍?cè)≈羞M(jìn)行電鍍，使該析出面上形成該耐熱復(fù) 合金屬層。
[0017] 優(yōu)選地，該耐熱復(fù)合金屬層進(jìn)一步包含以鎳、磷及銻元素所形成的微細(xì)粗化粒子， 且該耐熱復(fù)合金屬層中的鉻的附著量介于0. 005至0. 05mg/dm2,鋅的附著量介于0. 2至 2mg/dm2,鎳的附著量介于0. 025至0. 5mg/dm2,磷的附著量介于0. 01至0. lmg/dm2,鋪的附 著量介于〇. 005至0. lmg/dm2。
[0018] 本發(fā)明至少具有以下有益效果：本發(fā)明利用一次或兩次以上的特殊電鍍?cè)〉碾婂?程序于銅箔的析出面（matte side)成型的復(fù)合金屬層，除了可防止銅箔表面的氧化外，本 身還具有耐高溫的效果，因此應(yīng)用在鋰二次電池上可提升其安全性，即便處于高溫（200°C 或更高)、過(guò)充電等嚴(yán)苛環(huán)境下也不會(huì)造成安全上的疑慮。
[0019] 以上關(guān)于本
【發(fā)明內(nèi)容】
的說(shuō)明及以下實(shí)施方式的說(shuō)明系用以舉例并解釋本發(fā)明的 原理，并且提供本發(fā)明的申請(qǐng)專(zhuān)利范圍進(jìn)一步的解釋。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 本發(fā)明主要提出一種耐熱性鋰電池用銅箔的制造方法，所制造的銅箔應(yīng)用于鋰二 次電池的電極以及使用此鋰電池的電子裝置可，藉以提升使用上的安全性，并同時(shí)防止電 池品質(zhì)因?yàn)槭褂锰砑游锒踊?，即便所述電極處于高溫（200°C或更高)、過(guò)充電等嚴(yán)苛環(huán)境 下也不會(huì)造成安全上的疑慮。以下將詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的特點(diǎn)及本發(fā)明所采用的技術(shù)手段， 本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容輕易了解本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和功效，并在不悖 離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾與變更，以施行或應(yīng)用本發(fā)明的方法。
[0021] 本發(fā)明所提出的耐熱性鋰電池用銅箔的制造方法至少包括以下步驟：
[0022] 首先，提供一銅箔，其具有一光澤面（Matte Side)，下文中將此面稱(chēng)作析出面。所 述銅箔(又稱(chēng)原料銅箔）例如是電解銅箔、壓延銅箔等，本發(fā)明使用電解銅箔進(jìn)行說(shuō)明，其應(yīng) 用于鋰二次電池的負(fù)極，可在電池放電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生時(shí)作為集中電子的導(dǎo)體。
[0023] 然后，將所述銅箔浸入到電鍍液中，以電鍍方式在析出面上成型一耐熱復(fù)合金屬 層；在本實(shí)施例中，所述銅箔在進(jìn)行電鍍之前需進(jìn)行一前處理步驟，將原料銅箔酸浸于10% 硫酸溶液20秒，并使用去離子水將原料銅箔清洗干凈。
[0024] 值得說(shuō)明的是，所述耐熱復(fù)合金屬層包含以鉻及鋅元素所形成的微細(xì)粗化粒子， 且該耐熱復(fù)合金屬層中的鉻的附著量介于〇. 005至0. 3mg/dm2,鋅的附著量介于0. 03至 2mg/dm2。藉此，所述耐熱復(fù)合金屬層不僅可抑制銅箔表面的氧化，還可耐200°C或更高的高 溫，因此本發(fā)明具有耐熱復(fù)合金屬層的銅箔使用于鋰二次電池時(shí)可提升其安全性。
[0025] 在一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述耐熱復(fù)合金屬層進(jìn)一步包含以鎳及鈷元素所形成的微 細(xì)粗化粒子，且該耐熱復(fù)合金屬層中的鉻的附著量介于0. 035至0. lmg/dm2,鋅的附著量介 于0. 05至0. 5mg/dm2,鎳的附著量介于0. 05至0. 5mg/dm2,鈷的附著量介于0. 03至0. 5mg/ dm2。
[0026] 在另一優(yōu)選的實(shí)施例中，該耐熱復(fù)合金屬層進(jìn)一步包含以鎳、磷及銻元素所形成 的微細(xì)粗化粒子，且該耐熱復(fù)合金屬層中的鉻的附著量介于〇. 005至0. 05mg/dm2,鋅的附著 量