本發(fā)明涉及一種電解銅箔、由電解銅箔構(gòu)成的集電體、包含所述集電體的陰極以及鋰電池。
背景技術(shù)：
：：作為混合動(dòng)力汽車(HybridElectricVehicle；HEV)用中大型鋰電池的集電體，通常使用銅箔。所述銅箔主要使用基于壓延加工的壓延銅箔，然而制造成本高昂，且難以制造寬幅的銅箔。并且，壓延銅箔在壓延加工時(shí)需要使用潤滑油，所以因潤滑油的污染而導(dǎo)致與活性物質(zhì)之間的緊貼性降低，從而可能導(dǎo)致電池的充放電循環(huán)特性降低。鋰電池在充放電時(shí)伴隨有體積變化及基于過充電的發(fā)熱現(xiàn)象。而且，需要提高與電極活性物質(zhì)之間的緊貼性。如果鋰電池中集電體的厚度較厚，則鋰電池的每單位體積對應(yīng)的容量可能減少。因此，需要一種可承受鋰電池的體積變化及發(fā)熱現(xiàn)象，而且與活性物質(zhì)之間的緊貼性優(yōu)良的高延伸、高強(qiáng)度銅箔。因此，需要一種厚度較薄、機(jī)械強(qiáng)度較高并具有高延伸性的銅箔。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：技術(shù)問題本發(fā)明的一個(gè)方面的目的在于提供一種新型電解銅箔。本發(fā)明的另一方面的目的在于提供一種由所述電解銅箔構(gòu)成的集電體。本發(fā)明的又一方面的目的在于提供一種包括所述集電體的陰極。本發(fā)明的又一方面的目的在于提供一種包括所述陰極的鋰電池。技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種電解銅箔，該銅箔的電阻率為1.68～1.72μΩ·cm，且微晶的平均直徑為大于0.41μm且小于0.80μm。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種由如上所述的銅箔構(gòu)成的集電體。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種陰極，包括：如上所述的集電體；以及布置于所述集電體的至少一個(gè)表面上的陰極活性物質(zhì)層。根據(jù)本發(fā)明的另外的又一方面，提供一種鋰電池，包括：如上所述的陰極；陽極；以及布置于所述陽極與陰極之間的電解質(zhì)。附圖說明圖1為根據(jù)示例性實(shí)現(xiàn)例的鋰電池的示意圖。符號(hào)說明1：鋰電池2：陰極3：陽極4：隔膜(separator)5：電池盒6：蓋帽組件最優(yōu)實(shí)施形態(tài)以下，對根據(jù)優(yōu)選實(shí)現(xiàn)例的電解銅箔、由所述電解銅箔構(gòu)成的集電體、包含此的陰極以及鋰電池進(jìn)行更加詳細(xì)的說明。對于根據(jù)一示例性實(shí)現(xiàn)例的電解銅箔而言，電阻率為1.68～1.72μΩ·cm，微晶的平均直徑為大于0.41μm且小于0.80μm未滿。所述電解銅箔具有相對較低的電阻率(體積電阻率；specificresistivity)，并具有相對較小的微晶平均直徑，于是可以提供較高的拉伸強(qiáng)度及熱處理后提高的延伸率。如果所述電解銅箔的電阻率超過1.72μΩ·cm，則可能導(dǎo)致熱處理后的延伸率降低，或者導(dǎo)致將所述電解銅箔采用為集電體的鋰電池的內(nèi)阻增加，從而可能導(dǎo)致高倍率特性或壽命特性降低。如果所述電解銅箔的電阻率小于1.68μΩ·cm，則可能降低拉伸強(qiáng)度。所述電解銅箔因微晶的平均直徑處在大于0.41μm且小于0.80μm的范圍而可具備高拉伸強(qiáng)度。例如，所述電解銅箔中微晶的平均直徑可以是0.45μm至0.75μm。例如，所述電解銅箔中微晶的平均直徑可以是0.50μm至0.70μm。例如，所述電解銅箔中微晶的平均直徑可以是0.55μm至0.70μm。在所述電解銅箔中，如果微晶的平均直徑小于0.41μm，則可能使熱處理后的延伸率下降，如果所述平均直徑在0.80μm以上，則可能降低拉伸強(qiáng)度。所述電解銅箔在所述微晶的粒徑分布圖中具有呈現(xiàn)出單峰的單模態(tài)(singlemodal)粒徑分布，所述峰的半峰全寬(FullWidthatHalfMaximum；FWHM)可以小于0.7μm。具體而言，所述電解銅箔在EBSP(ElectronBackscatteringDiffractionPattern；電子背散射衍射圖樣)分析中獲取的微晶的粒徑分布圖中具有呈現(xiàn)單峰的單模態(tài)(singlemodal)粒徑分布，所述峰的半峰全寬(FullWidthatHalfMaximum；FWHM)可小于0.7μm。在所述電解銅箔中，因半峰全寬小于0.7μm，可在常溫下具有高拉伸強(qiáng)度。在所述電解銅箔中，如果峰的半峰全寬為0.7μm以上，則常溫下的電解銅箔的拉伸強(qiáng)度可能降低。所述電解銅箔的常溫拉伸強(qiáng)度可以是55kgf/mm2以上。例如，所述電解銅箔的常溫拉伸強(qiáng)度可以是57kgf/mm2以上。所述常溫可以是25℃至130℃。所述電解銅箔是在常溫下具有55kgf/mm2以上的高拉伸強(qiáng)度的高強(qiáng)度電解銅箔。在常溫下測量的所述電解銅箔延伸率可以是2.5％以上。例如，所述電解銅箔在常溫下的延伸率可以是2.5％至20％。例如，所述電解銅箔在常溫下的延伸率可以是5％至20％。例如，所述電解銅箔在常溫下的延伸率可以是5％至15％。例如，所述電解銅箔在常溫下的延伸率可以是5％至10％。所述常溫表示25℃至130℃。所述延伸率是電解銅箔即將斷裂之前的延伸距離除以電解銅箔的起始長度的值。通過使所述電解銅箔在常溫下具有2.5％以上的延伸率，可在鋰電池中有效地收容活性物質(zhì)的體積變化。對于所述電解銅箔而言，析出面的表面粗糙度Rz可以是2.0至0.5μm，光澤面的表面粗糙度Rz可以是2.0～0.6μm。例如，所述電解銅箔的析出面的表面粗糙度Rz可以是2.0至0.6μm，光澤面的表面粗糙度Rz可以是2.0～0.6μm。例如，所述電解銅箔的析出面的表面粗糙度Rz可以是2.0至0.7μm，光澤面的表面粗糙度Rz可以是2.0～0.6μm。如果所述析出面的表面粗糙度Rz為0.4μm以下，則陰極中與陰極活性物質(zhì)層之間的結(jié)合力減小，從而在充放電時(shí)可能因陰極活性物質(zhì)層的體積變化而使集電體與陰極活性物質(zhì)層電短路，由此可能降低鋰電池的壽命特性。如果所述析出面的表面粗糙度Rz超過2.0μm，則發(fā)生陰極活性物質(zhì)層厚度的不均勻，從而無法實(shí)現(xiàn)均勻的充放電，由此可能降低鋰電池的壽命特性。所述電解銅箔中，析出面的表面粗糙度Ra可以是0.15至0.3μm，光澤面的表面粗糙度Ra可以是0.12～0.3μm。例如，所述電解銅箔中，析出面的表面粗糙度Ra可以是0.15至0.28μm，光澤面的表面粗糙度Ra可以是0.13～0.28μm。例如，所述電解銅箔中，析出面的表面粗糙度Ra可以是0.18至0.26μm，光澤面的表面粗糙度Ra可以是0.15～0.26μm。如果所述析出面的表面粗糙度Ra為0.15μm以下，則陰極中與陰極活性物質(zhì)層之間的結(jié)合力減小，從而在充放電時(shí)可能因陰極活性物質(zhì)層的體積變化而使集電體與陰極活性物質(zhì)層電短路，由此可能降低鋰電池的壽命特性。如果所述析出面的表面粗糙度Ra超過0.3μm，則發(fā)生陰極活性物質(zhì)層的厚度的不均勻，從而無法實(shí)現(xiàn)均勻的充放電，由此可能降低鋰電池的壽命特性。所述光澤面可具有與析出面相似的表面粗糙度。如果所述光澤面和析出面的表面粗糙度顯著不同，則布置于集電體的雙面的電極活性物質(zhì)層的厚度變得不均勻，從而可能降低鋰電池的壽命特性。在所述電解銅箔中，析出面的表面粗糙度Rz與光澤面的表面粗糙度Rz之差可以是0.5μm以下。例如，所述電解銅箔中，析出面的表面粗糙度Rz與光澤面的表面粗糙度Rz之差可以是0.4μm以下。例如，所述電解銅箔中，析出面的表面粗糙度Rz與光澤面的表面粗糙度Rz之差可以是0.3μm以下。對于所述電解銅箔而言，在200℃溫度下執(zhí)行1小時(shí)熱處理之后的延伸率可以是14％以上。即，所述電解銅箔在高溫?zé)崽幚碇罂删邆?4％以上的高延伸率。例如，所述電解銅箔在200℃溫度下執(zhí)行1小時(shí)熱處理之后在常溫下測量的延伸率可以是14％以上。例如，所述電解銅箔在200℃溫度下執(zhí)行1小時(shí)熱處理之后的延伸率可以是15％以上。例如，所述電解銅箔在200℃下執(zhí)行1小時(shí)熱處理之后的延伸率可以是14％至30％。所述電解銅箔由于在高溫?zé)崽幚碇缶哂?4％以上的高延伸率，因此可有效收容鋰電池中活性物質(zhì)的體積變化。在所述電解銅箔中，如果在200℃溫度下執(zhí)行1小時(shí)熱處理之后延伸率小于14％，則在暴露于高溫并在充放電時(shí)伴隨有活性物質(zhì)層的體積變化的鋰電池中，可能在由所述電解銅箔構(gòu)成的集電體中發(fā)生龜裂。所述電解銅箔在200℃溫度下執(zhí)行1小時(shí)熱處理之后，微晶的平均直徑處于1.0～1.6μm的范圍，據(jù)此可具備優(yōu)良的延伸率。例如，所述電解銅箔中熱處理之后的微晶的平均直徑可以是1.0μm至1.55μm。例如，所述電解銅箔中熱處理之后的微晶的平均直徑可以是1.0μm至1.50μm。例如，所述電解銅箔中熱處理之后的微晶的平均直徑可以是1.2μm至1.5μm。例如，所述電解銅箔中熱處理之后的微晶的平均直徑可以是1.3μm至1.5μm。在所述電解銅箔中，如果熱處理之后的微晶的平均直徑在1.0μm以下，則延伸率可能降低，如果所述平均直徑超過1.6μm，則導(dǎo)致電解銅箔變?nèi)?，從而可能在鋰電池的充放電過程中發(fā)生龜裂。在所述電解銅箔中，針對析出面的XRD(X射線衍射)光譜中對應(yīng)于(220)結(jié)晶面的衍射峰強(qiáng)度I(220)與對應(yīng)于(111)結(jié)晶面的衍射峰強(qiáng)度I(111)之比I(220)/I(111)可以是0.5～2.0。例如，在針對電解銅箔的析出面的XRD光譜中，在衍射角度(2θ)43.0°±1.0°下表現(xiàn)出對應(yīng)于(111)結(jié)晶面的衍射峰，并在衍射角度(2θ)74.1°±1.0°下表現(xiàn)出對應(yīng)于(220)結(jié)晶面的衍射峰，其強(qiáng)度比I(220)/I(111)可以是0.5至2.0。例如，在所述電解銅箔中I(220)/I(111)可以是0.5至1.8。在電解銅箔具有所述強(qiáng)度比的范圍內(nèi)，將所述電解銅箔采用為集電體的鋰電池的壽命特性可以提高。對于所述電解銅箔而言，在針對所述析出面的XRD光譜中，從對應(yīng)于(220)結(jié)晶面的取向指數(shù)M(220)與對應(yīng)于(111)結(jié)晶面的取向指數(shù)M(111)中獲得的取向指數(shù)之比M(220)/M(111)可以是3.4～8.5。所述取向指數(shù)(orientationindex)是將特定結(jié)晶面的相對峰強(qiáng)度除以特性結(jié)晶面的相對峰強(qiáng)度的值，其中所述特定結(jié)晶面與任意的試料對應(yīng)，所述特性結(jié)晶面則是從針對所有結(jié)晶面均無取向的標(biāo)準(zhǔn)試料中獲得的面。在電解銅箔具有所述取向指數(shù)的范圍內(nèi)，可以提高采用所述電解銅箔的鋰電池的壽命特性。所述電解銅箔的厚度可以是35μm以下。例如，所述電解銅箔的厚度可以是6至35μm。例如，所述電解銅箔的厚度可以是6至25μm。例如，所述電解銅箔的厚度可以是6至20μm。例如，所述電解銅箔的厚度可以是6至15μm。例如，所述電解銅箔的厚度可以是6至12μm。在所述電解銅箔的厚度范圍內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)改良的電池特性。在所述電解銅箔可選擇性地追加實(shí)施表面處理。作為電解銅箔上的表面處理，例如，可列舉耐熱及耐化學(xué)性處理、鉻酸鹽處理、硅烷偶聯(lián)處理中的任意一種或者其組合等。所述耐熱及耐化學(xué)性處理例如可通過如下方法實(shí)施：將鎳、錫、鋅、鉻、鉬及鈷等金屬中的任意一種或者其合金通過濺射、電鍍或無電解鍍覆而在金屬箔上形成薄膜。在成本層面上，優(yōu)選采用電鍍。為了使金屬離子的析出容易，可添加必要量的檸檬酸鹽、酒石酸鹽、氨基磺酸等的絡(luò)合劑。作為所述鉻酸鹽處理，優(yōu)選地，利用包含6價(jià)鉻離子的水溶液。鉻酸鹽處理雖然可以是單純的浸泡處理，然而優(yōu)選執(zhí)行陰極處理。作為用于硅烷偶聯(lián)處理的硅烷偶聯(lián)劑，例如可以使用如下物質(zhì)：環(huán)氧官能硅烷，例如3-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷等；氨基官能硅烷，例如3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷等；烯烴官能硅烷，例如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基苯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷等；亞克力官能硅烷，例如3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等；甲基丙烯酸酯官能硅烷，例如3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等；巰官能硅烷，例如3-巰丙基三甲氧基硅烷等。這些官能硅烷既可以單獨(dú)應(yīng)用，也可以將多個(gè)官能硅烷混合應(yīng)用。這些硅烷偶聯(lián)劑與金屬箔表面的防銹處理金屬的氫氧基縮合結(jié)合，從而形成被覆膜。根據(jù)示例性一實(shí)現(xiàn)例的集電體由所述電解銅箔構(gòu)成。電氣部件因所述集電體由上述電解銅箔構(gòu)成而可提供較高的導(dǎo)電率及高強(qiáng)度，并可容易地收容電極活性物質(zhì)的體積變化。根據(jù)示例性一實(shí)現(xiàn)例的陰極包括：如上所述的集電體；以及布置于所述集電體的至少一個(gè)表面上的陰極活性物質(zhì)層。在所述陰極中，陰極活性物質(zhì)層可包括陰極活性物質(zhì)、粘合劑及導(dǎo)電材料。在所述陰極中，陰極活性物質(zhì)可包括從由碳系材料、能夠與鋰實(shí)現(xiàn)合金化的金屬、過渡金屬氧化物、非過渡金屬氧化物構(gòu)成的組中選擇的一種以上的物質(zhì)。例如，所述陰極可通過如下方法制造。首先，制備由陰極活性物質(zhì)、導(dǎo)電材料、粘合劑以及溶劑混合而成的陰極活性物質(zhì)組合物。所述陰極活性物質(zhì)組合物被直接涂覆于金屬集電體上而制造陰極板。不同于此地，可將所述陰極活性物質(zhì)組合物形成于專門的支撐體上，然后將從所述支撐體剝離下來的薄膜層壓在金屬集電體上，從而制造陰極板。所述陰極并不局限于上文所列的形態(tài)，其也可以是上述形態(tài)之外的形態(tài)。所述陰極活性物質(zhì)可以是非碳系材料。例如，所述陰極活性物質(zhì)可包括從由如下物質(zhì)組成的群中選擇的一種以上的物質(zhì)：能夠與鋰實(shí)現(xiàn)合金化的金屬、能夠與鋰實(shí)現(xiàn)合金化的金屬和其他金屬的合金、能夠與鋰實(shí)現(xiàn)合金化的金屬的氧化物、過渡金屬氧化物以及非過渡金屬氧化物。例如，所述能夠與鋰實(shí)現(xiàn)合金化的金屬可以是如下的物質(zhì)：Si、Sn、Al、Ge、Pb、Bi、SbSi-Y合金(所述Y為堿金屬、堿土金屬、13～16族元素、過渡金屬、稀土類元素或者其組合元素，但不是Si)、Sn-Y合金(所述Y為堿金屬、堿土金屬、13～16族元素、過渡金屬、稀土類元素或者其組合元素，但不是Sn)等。所述元素Y可以是Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Sc、Y、Ti、Zr、Hf、Rf、V、Nb、Ta、Db、Cr、Mo、W、Sg、Tc、Re、Bh、Fe、Pb、Ru、Os、Hs、Rh、Ir、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、B、Al、Ga、Sn、In、Ge、P、As、Sb、Bi、S、Se、Te、Po或者其組合。例如，所述過渡金屬氧化物可以是鋰鈦氧化物、氧化釩、鋰釩氧化物等。例如，所述非過渡金屬氧化物可以是SnO2、SiOx(0<x<2)等。具體而言，所述陰極活性物質(zhì)可以是從由Si、Sn、Pb、Ge、Al、SiOx(0<x≤2)、SnOy(0<y≤2)、Li4Ti5O12、TiO2、LiTiO3、Li2Ti3O7組成的群中選擇的一種以上的物質(zhì)，然而并不局限于此，只要是作為非碳系陰極活性物質(zhì)而在本
技術(shù)領(lǐng)域：
：中使用的物質(zhì)，則可采用任何物質(zhì)。并且，也可以使用所述非碳系陰極活性物質(zhì)與碳系材料的復(fù)合體，并可在所述非碳系材料之外額外包括碳系陰極活性物質(zhì)。所述碳系材料可以是結(jié)晶態(tài)碳、非晶態(tài)碳或者其混合物。所述結(jié)晶態(tài)碳可以是無定形(non-shaped)、板狀、鱗片狀(flake)、球狀或纖維形的天然石墨或者人造石墨等石墨，所述非晶態(tài)碳可以是軟碳(softcarbon；低溫?zé)铺?或者硬碳(hardcarbon)、中間相瀝青(mesophasepitch)碳化物、燒制的焦炭等。作為所述導(dǎo)電材料，可使用乙炔黑、科琴黑、天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纖維、銅、鎳、鋁、銀等的金屬粉末、金屬纖維等，而且可將聚苯衍生物等導(dǎo)電性材料中的一種或一種以上進(jìn)行混合而使用，然而并不局限于此，只要是本領(lǐng)域中可作為導(dǎo)電材料使用的物質(zhì)，就均可使用。并且，還可以將上述結(jié)晶態(tài)碳系材料作為導(dǎo)電材料而追加。作為所述粘合劑可使用偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯及其混合物或者苯乙烯-丁二烯橡膠系聚合物等，然而并不局限于此，只要是本
技術(shù)領(lǐng)域：
：中可作為結(jié)合劑使用的材料，就都可以使用。作為所述溶劑，可以使用N-甲基吡咯烷酮、丙酮或者水等，然而并不局限于此，只要是本
技術(shù)領(lǐng)域：
：中可以使用的溶劑，就都可以使用。所述陰極活性物質(zhì)、導(dǎo)電材料、粘合劑及溶劑的含量為鋰電池中通常使用的水平?？筛鶕?jù)鋰電池的用途及構(gòu)造而省去所述導(dǎo)電材料、粘合劑及溶劑中的一種以上。根據(jù)示例性一實(shí)現(xiàn)例的鋰電池包括：如上所述的陰極；陽極；以及布置于所述陽極與陰極之間的電解質(zhì)。所述鋰電池因采用包括由所述電解銅箔構(gòu)成的集電體的陰極而可以提供提高的壽命特性、高倍率特性。尤其，所述鋰電池可在高溫下提供優(yōu)良的壽命特性。例如，所述鋰電池可按如下方式制造。首先，如上所述地制備陰極。其次，然后，準(zhǔn)備將陽極活性物質(zhì)、導(dǎo)電材料、粘合劑及溶劑進(jìn)行混合的陽極活性物質(zhì)組合物。所述陽極活性物質(zhì)組合物在金屬集電體上直接涂覆并干燥，從而制造陽極板。不同于此地，可將所述陽極活性物質(zhì)組合物形成于專門的支撐體上，然后將從所述支撐體剝離的薄膜層壓于金屬集電體上，從而制造陽極板。所述陽極活性物質(zhì)可包括從由鋰鈷氧化物、鋰鎳鈷錳氧化物、鋰鎳鈷鋁氧化物、磷酸鐵鋰、鋰錳氧化物組成的群中選擇的一種以上的物質(zhì)，然而并不局限于此，也可以使用本
技術(shù)領(lǐng)域：
：中可利用的所有陽極活性物質(zhì)。例如，可使用LiNiO2、LiCoO2、LiMnxO2x(x＝1、2)、LiNi1-xMnxO2(0<x<1)、LiNi1-x-yCoxMnyO2(0≤x≤0.5、0≤y≤0.5)、LiFeO2、V2O5、TiS、MoS等。在陽極活性物質(zhì)組合物中，導(dǎo)電材料、粘合劑及溶劑可采用與所述陰極活性物質(zhì)組合物的情形相同的物質(zhì)。另外，還可以將增塑劑附加到所述陽極活性物質(zhì)組合物和/或陰極活性物質(zhì)組合物而在電極板內(nèi)部形成氣孔。其次，準(zhǔn)備將要插入到所述陽極與陰極之間的隔膜。所述隔膜只要在鋰電池中通常使用就均可采用。可使用對電解質(zhì)的離子移動(dòng)構(gòu)成低電阻并具有優(yōu)良的電解液浸潤能力的材料。例如，從玻璃纖維、聚酯、鐵氟龍、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯(PTFE)或者其組合中選擇，且采用無紡布或紡布形態(tài)也無妨。例如，在鋰離子電池中可使用聚乙烯、聚丙烯等可卷曲的隔膜，鋰離子聚合物電池中可使用有機(jī)電解液浸泡能力優(yōu)良的隔膜。例如，所述隔膜可通過如下方法制造。通過將高分子樹脂、填充劑及溶劑進(jìn)行混合而制備隔膜組合物。所述隔膜組合物可在電極上部直接涂覆并干燥而形成隔膜。或者，可在所述隔膜組合物在支撐體上形成并干燥之后，將從所述支撐體剝離的隔膜薄膜層壓在電極上部，從而形成隔膜。使用于所述隔膜的制造的高分子樹脂并受特殊限制，用于電極板的結(jié)合劑的物質(zhì)皆可被采用。例如，可使用偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯或者其混合物等。然后，制備電解質(zhì)。例如，所述電解質(zhì)可以是有機(jī)電解液。而且，所述電解質(zhì)可以是固體。例如，可以是氧化硼、氮氧化鋰等，然而并不局限于此，只要是本
技術(shù)領(lǐng)域：
：中可作為固體電解質(zhì)使用的材料就都可以被使用。所述固體電解質(zhì)可通過濺射等方法形成于所述陰極上。例如，可制備有機(jī)電解液。有機(jī)電解液可通過將鋰鹽溶解在有機(jī)溶劑中而制造。所述有機(jī)溶劑只要是本
技術(shù)領(lǐng)域：
：中可作為有機(jī)溶劑使用的溶劑就都可以使用。例如，可以是如下物質(zhì)：碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、甲基異丙基碳酸酯、碳酸二丙酯、碳酸二丁酯、苯并腈、乙腈、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、γ-丁內(nèi)酯、二惡茂烷、4-甲基二惡茂烷、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、二惡烷、1,2-二甲氧基乙烷、環(huán)丁砜、二氯乙烷、氯苯、硝基苯、二甘醇、二甲醚或者其混合物等。所述鋰鹽也只要是本
技術(shù)領(lǐng)域：
：中可作為鋰鹽使用的物質(zhì)就都可被使用。例如是LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiClO4、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、LiAlO2、LiAlCl4、LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(其中x、y為自然數(shù))、LiCl、LiI或者其混合物等。如圖1所示，所述鋰電池1包括陽極3、陰極2以及隔膜4。所述陽極3、陰極2以及隔膜4被彎曲或折疊而被收容于電池盒5。接著，在所述電池盒5中注入有機(jī)電解液，并利用蓋帽(cap)組件6進(jìn)行密封而完成鋰電池1。所述電池盒可具有圓筒形、角形、薄膜形等形態(tài)。例如，所述鋰電池可以是薄膜型電池。所述鋰電池可以是鋰離子電池?？赏ㄟ^在所述陽極與陰極之間布置隔膜而形成電池結(jié)構(gòu)體。所述電池結(jié)構(gòu)體以細(xì)胞單元(bicell)結(jié)構(gòu)層疊之后，浸泡在有機(jī)電解液，并將獲得的結(jié)果物收容于袋而密封，從而完成鋰離子聚合物電池。并且，所述電池結(jié)構(gòu)體可層疊多個(gè)而形成電池組，這樣的電池組可使用于需要高容量及高輸出的所有設(shè)備。例如，可使用于筆記本電腦、智能手機(jī)、電動(dòng)車輛等。尤其，所述鋰電池的高倍率特性及壽命特性優(yōu)良，因此適于電動(dòng)車輛(electricvehicle；EV)。例如，適于插電式混合動(dòng)力汽車(plug-inhybridelectricvehicle；PHEV)等混合動(dòng)力汽車。上述電解銅箔的制造中使用的銅電解液的溫度可以是30至60℃，然而并不局限于此范圍，可在能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明目的之范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)。例如，所述銅電解液的溫度可以是40至50℃。在所述制造方法中使用的電流密度可以是20至90A/dm2，然而并不局限于此范圍，可在能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明目的的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)。例如，所述電流密度可以是40至70A/dm2。所述銅電解液可以是硫酸-硫酸銅銅電解液。在所述硫酸-硫酸銅銅電解液中硫酸銅5水化物的濃度可以是200g/L至400g/L，硫酸濃度可以是50g/L至140g/L，添加劑1(Iron(II)sulfateheptahydrate(七水硫酸亞鐵))的濃度可以是0.001g/L至0.5g/L，添加劑2(Nickel(II)sulfatehexahydrate(六水硫酸鎳))的濃度可以是0.005g/L至0.2g/L。除了使用所述銅電解液之外，所述制造方法可利用公知的方法制造所述電解銅箔。例如，所述電解銅箔可按如下方式制造：在旋轉(zhuǎn)的鈦材料鼓狀鈦的曲面狀陰極表面與陽極之間供應(yīng)所述銅電解液，并進(jìn)行電解，從而在陰極表面析出電解銅箔，并將其連續(xù)卷曲而制造電解銅箔。具體實(shí)施方式以下，列舉優(yōu)選實(shí)施例而更加詳細(xì)地說明本發(fā)明，然而本發(fā)明并不局限于此。[電解銅箔的制造]實(shí)施例1～4及比較例1～3為了制造基于電解的電解銅箔，作為陽極使用了大小為10×10cm2的DSE(尺寸穩(wěn)定電極；DimentionallyStableElectrode)極板，陰極則使用了大小與陽極相同的鈦極板。以40～70A/dm2的電流密度實(shí)施了鍍覆，并制造出12μm厚度的電解銅箔。鍍浴的溫度為50℃。銅電解液的基本組成如下。CuSO4·5H2O：200～400g/LH2SO4：50～140g/L在所述銅電解液中投入添加劑1和添加劑2，并將投入的添加劑1、添加劑2以及氯離子的組成示于如下的表1。在下列表1中ppm是與mg/L相同的濃度。[表1]在所述表1中，添加劑1為七水硫酸亞鐵(Iron(II)sulfateheptahydrate)，添加劑2為六水硫酸鎳(Nickel(II)sulfatehexahydrate)。因使用所述添加劑，可提高電解銅箔的物性。[陰極及鋰電池的制造]實(shí)施例5將人造石墨與聚偏氟乙烯(PVdF)粘合劑在N-甲基吡咯烷酮溶劑中混合，并制造出陰極活性物質(zhì)漿料，以使活性物質(zhì)：粘合劑＝94：6(重量比)。在實(shí)施例1中制造的電解銅箔的析出面上以60μm厚度涂覆所述陰極活性物質(zhì)漿料，然后在100℃的熱風(fēng)干燥機(jī)中干燥0.5小時(shí)，然后在真空、120℃的條件下再進(jìn)行一次為期4小時(shí)的干燥，并進(jìn)行壓延(rollpress)而制造出陰極。作為鋰電池制造時(shí)的對電極(counterelectrode)使用了金屬鋰，并作為隔離膜而使用了厚度為20μm的聚乙烯隔離膜，且作為電解質(zhì)而使用了在EC(碳酸乙烯酯)、EMC(乙基甲基碳酸酯)、DEC(碳酸二乙酯)之間的體積比為3:3:4的混合溶劑中溶解有1.15MLiPF6的物質(zhì)。實(shí)施例6～8及比較例4～6除了取代實(shí)施例1的電解銅箔而分別使用了實(shí)施例2～4及比較例1～3的電解銅箔之外，以與實(shí)施例5相同的方法制造了陰極和鋰電池。評(píng)估例1：EBSP(電子背散射衍射圖樣；ElectronBackscatteringDiffractionPattern)、電阻率測量針對從實(shí)施例1至4及比較例1至3中獲得的電解銅箔，測量了EBSP(電子背散射衍射圖樣；ElectronBackscatteringDiffractionPattern)，并由此計(jì)算出微晶平均直徑(grainmeandiameter)及微晶粒徑分布圖中的微晶粒徑分布峰的半峰全寬，且利用4-探針法而測量了析出面的電阻率，并將其結(jié)果示于如下的表2。從實(shí)施例1至4的電解銅箔中獲取的微晶粒徑分布圖對微晶大小(x軸)及微晶所占據(jù)的面積分率(areafraction；y軸)進(jìn)行了圖示，并示出呈現(xiàn)出一個(gè)峰的單模態(tài)(singlemodal)粒徑分布。如所述表3所示，對于實(shí)施例1～5的電解銅箔而言，常溫拉伸強(qiáng)度為55kgf/mm2以上，高溫?zé)崽幚碇蟮难由炻蕿?4％以上，高溫?zé)崽幚碇蟮奈⒕骄睆綖?.0～1.5μm，但是比較例的電解銅箔卻超出了上述范圍。并且，對于實(shí)施例1～5的電解銅箔而言，I(220)/I(111)為0.5至2.0，M(220)/M(111)為3.4～8.5，但是比較例的電解銅箔卻超出了上述范圍。如果所述電解銅箔的拉伸強(qiáng)度小于55kgf/mm2，則機(jī)械強(qiáng)度較弱而可能難以取用，如果高溫?zé)崽幚砗蟮难由炻市∮?4％，則在鋰電池的充放電時(shí)可能因活性物質(zhì)層的體積變化而發(fā)生龜裂。而且，所述實(shí)施例1的電解銅箔的常溫延伸率為2.91％，所述實(shí)施例2的電解銅箔的常溫延伸率為5.51。[表2]如所述表2所示，對于實(shí)施例1～4的電解銅箔而言，電阻率為1.68～1.72μΩ·cm，微晶平均直徑為0.41～0.80μm，但是比較例的電解銅箔卻超出了上述范圍。評(píng)估例2：XRD試驗(yàn)針對在實(shí)施例1至4及比較例1至3中獲取的電解銅箔的析出面，測量了XRD(X-raydiffraction；X射線衍射)光譜。在所述光譜中，計(jì)算對應(yīng)于(220)結(jié)晶面的衍射峰的強(qiáng)度I(220)與對應(yīng)于(111)結(jié)晶面的衍射峰的強(qiáng)度I(111)之比I(220)/I(111)，并示于如下的表4中。并且，在針對實(shí)施例1至4及比較例1至3的電解銅箔的析出面的XRD光譜中，測量了對應(yīng)于(111)、(200)、(220)、(311)、(222)結(jié)晶面的取向指數(shù)(orientationindex；M)。取向指數(shù)采用在Electrochim.Acta39,589(1994)提出的取向指數(shù)M而進(jìn)行了測量。例如，對于具有(111)面的試片而言，通過如下的方法計(jì)算了取向指數(shù)(orientationindex)M。IFR(111)＝IF(111)/{IF(111)+IF(200)+IF(220)+IF(311)}IR(111)＝I(111)/{I(111)+I(200)+I(220)+I(311)}M(111)＝IR(111)/IFR(111)IF(111)為JCPDS卡(Cards)中的XRD強(qiáng)度，I(111)為實(shí)驗(yàn)值。如果M(111)大于1，則具有平行于(111)面的優(yōu)先方位，如果M小于1，則表示優(yōu)先方位減少。在針對實(shí)施例1至4及比較例1至3的電解銅箔的析出面的XRD光譜中，測量了從對應(yīng)于(220)結(jié)晶面的取向指數(shù)M(220)與對應(yīng)于(111)結(jié)晶面的取向指數(shù)M(111)獲得的取向指數(shù)之比M(220)/M(111)，并示于如下的表3。評(píng)估例4：常溫拉伸強(qiáng)度及高溫延伸率測量針對實(shí)施例1至4及比較例1至3中獲得的電解銅箔，以寬度12.7mmX標(biāo)距長度50mm采取拉伸試片，然后以50.8mm/min的十字頭速度根據(jù)IPC-TM-6502.4.18B規(guī)范實(shí)施了拉伸試驗(yàn)，將如此測量的拉伸強(qiáng)度的最大荷重稱為常溫拉伸強(qiáng)度，并將斷裂時(shí)的延伸率稱為常溫延伸率。所述常溫為25℃。將與被用于常溫下的拉伸強(qiáng)度及延伸率測量的電解銅箔相同的電解銅箔在200℃下熱處理1小時(shí)之后取出，并以與上述方法相同的方法測量了拉伸強(qiáng)度及延伸率，并稱之為高溫?zé)崽幚砗蟮睦鞆?qiáng)度及高溫?zé)崽幚砗蟮难由炻?。將通過上述測量方法獲得的常溫拉伸強(qiáng)度、高溫?zé)崽幚砗蟮难由炻适居谌缦碌谋?。而且，針對所述高溫處理過后的電解銅箔，測量了EBSP(電子背散射衍射圖樣；ElectronBackscatteringDiffractionPattern)，并由此測量微晶平均直徑(grainmeandiameter)而將其結(jié)果示于如下的表3中。[表3]如所述表3所示，對于實(shí)施例1～5的電解銅箔而言，常溫拉伸強(qiáng)度為55kgf/mm2以上，高溫?zé)崽幚砗蟮难由炻蕿?4％以上，高溫?zé)崽幚砗蟮奈⒕骄睆綖?.0～1.5μm，但是比較例的電解銅箔卻超出了上述范圍。并且，對于實(shí)施例1～5的電解銅箔而言，I(220)/I(111)為0.5至2.0，M(220)/M(111)為3.4～8.5，但是比較例的電解銅箔卻超出了上述范圍。如果所述電解銅箔的拉伸強(qiáng)度小于55kgf/mm2，則機(jī)械強(qiáng)度較弱而可能難以取用，如果高溫?zé)崽幚砗蟮难由炻市∮?4％，則在鋰電池充放電時(shí)可能因活性物質(zhì)層的體積變化而產(chǎn)生龜裂。而且，所述實(shí)施例1的電解銅箔的常溫延伸率為2.91％，所述實(shí)施例2的電解銅箔的常溫延伸率為5.51。評(píng)估例4：高溫充放電特性評(píng)估針對在所述實(shí)施例5～8及比較例4～6中制造的所述紐扣電池，在25℃溫度下以0.2Crate的電流進(jìn)行恒流充電，直到電壓達(dá)到0.01V(vs.Li)為止，且維持0.01V，并直到電流達(dá)到0.01C為止進(jìn)行了恒壓充電。接著，以0.2C的恒流進(jìn)行了放電直到在放電時(shí)的電壓達(dá)到1.5V(vs.Li)為止。接著，以0.5Crate的電流進(jìn)行恒流充電直到電壓達(dá)到0.01V(vs.Li)為止，且維持0.01V并進(jìn)行了恒壓充電直到電流達(dá)到0.01C為止。接著，以0.5C的恒流進(jìn)行了放電直到放電時(shí)的電壓達(dá)到1.5V(vs.Li)(火星步驟)。針對歷經(jīng)所述火星步驟的鋰電池，在45℃的溫度下以1.0Crate的電流進(jìn)行了恒流充電直到電壓達(dá)到0.01V(vs.Li)為止，且維持0.01V并進(jìn)行了恒壓充電直到電流達(dá)到0.01C為止。接著，將如下的循環(huán)反復(fù)執(zhí)行100次：在放電時(shí)，以1.0C的恒流進(jìn)行放電直到電壓達(dá)到1.5V(vs.Li)為止。高溫容量維持率以如下的數(shù)學(xué)式1表示。<數(shù)學(xué)式1>高溫容量維持率[％]＝[100th循環(huán)下的放電容量/1st循環(huán)下的放電容量]×100實(shí)施例5～8的鋰電池比起比較例4～6的鋰電池表現(xiàn)出更好的高溫壽命特性(容量維持率)。尤其，實(shí)施例7～8的鋰電池比起實(shí)施例5～6的鋰電池，壽命特性進(jìn)一步提高。實(shí)施例5～8的鋰電池的壽命特性之所以提高，其原因判斷為如下：因電解銅箔具有提高的拉伸強(qiáng)度及熱處理后的延伸率，故在高溫下有效地收容電極的體積變化，并抑制了集電體的龜裂。評(píng)估例1：高倍率充放電試驗(yàn)針對所述實(shí)施例5～8及比較例4～6中制造的鋰電池，在0.05Crate的電流下進(jìn)行恒流充電直到電壓達(dá)到0.01V(vs.Li)為止，且維持0.01V并進(jìn)行了恒壓充電直到電流達(dá)到0.01C為止。接著，以依次增加電流密度的方式進(jìn)行恒流放電直到放電時(shí)的電壓達(dá)到1.5V(vs.Li)為止。放電時(shí)的電流密度分別為0.05C、0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C、5Crate。高倍率特性以如下的數(shù)學(xué)式2表示。<數(shù)學(xué)式2>高倍率特性[％]＝[％]＝[7th循環(huán)下的放電容量(以5C放電的情形)/1st循環(huán)下的放電容量(以0.05C放電的情形)]×100實(shí)施例5～8的鋰電池比起比較例4～6的鋰電池表現(xiàn)出提高的高倍率特性。尤其，實(shí)施例7～8的鋰電池比起實(shí)施例5～6的鋰電池，壽命特性得到了進(jìn)一步的提高。之所以壽命特性如此提高，其原因判斷為如下：因電解銅箔具備提高的拉伸強(qiáng)度及熱處理后的延伸率，所以使活性物質(zhì)層與集電體的緊貼性得到提高，從而使活性物質(zhì)層與集電體之間的界面電阻減小。產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明的一方面，新型電解銅箔具備預(yù)定范圍內(nèi)的電阻率及微晶平均直徑，據(jù)此，可獲得既具有高強(qiáng)度又可實(shí)現(xiàn)高延伸的薄的電解銅箔。當(dāng)前第1頁1 2 3 當(dāng)前第1頁1 2 3