本發(fā)明涉及一種用于鋰二次電池的電解銅箔及包含該電解銅箔的鋰二次電池，更具體地，涉及因?qū)⑶姸?yieldstrength)、表面積比率及重量偏差(weightdeviation)限制在恒定范圍內(nèi)而具有改良物理性質(zhì)的用于鋰二次電池的電解銅箔及包含該電解銅箔的鋰二次電池。本申請基于2015年6月26日提出申請的韓國專利申請第10-2015-0091274號主張優(yōu)先權(quán)，并將該申請的說明書和附圖公開的所有內(nèi)容援引到本申請中。
背景技術(shù)：
：鋰二次電池和其他二次電池相比具有相對高的能量密度、高工作電壓、優(yōu)異的保存及使用壽命等很多優(yōu)點，因此鋰二次電池被廣泛地使用在各種便攜式電子裝置，例如個人計算機、便攜式攝像機、移動電話、便攜式CD播放器、個人數(shù)碼助理(PDA)等。一般而言，鋰二次電池包括隔著電解質(zhì)配置的正極和負(fù)極，所述正極具有附著正極活性材料(activematerial)的正極集電體，所述負(fù)極具有附著負(fù)極活性材料(activematerial)的負(fù)極集電體。在鋰二次電池中，作為負(fù)極集電體的材料主要使用電解銅箔(electrolyticcopperfoil)。此時如果不嚴(yán)格控制設(shè)備條件，就會產(chǎn)生許多機械方向(MachineDirection,MD)翹曲(Buckles)。MD翹曲是指在箔制備后卷取(rolled)的銅箔的MD(machineDirection)方向上產(chǎn)生的凹凸形狀的缺陷。所述MD翹曲有可能成為在產(chǎn)品交付時客戶退貨的原因，也可能在涂敷活性材料時引起涂敷偏差和活性材料脫離。在到目前為止已知的MD翹曲產(chǎn)生原因中，與材料有關(guān)的原因有重量偏差。然而，在銅箔的情況下，即使對重量偏差進(jìn)行嚴(yán)格控制也會產(chǎn)生大量MD翹曲，因此需要提供解決此問題的方案。技術(shù)實現(xiàn)要素：發(fā)明所要解決的問題本發(fā)明是為解決所述問題提出的，本發(fā)明的目的在于提供一種用于鋰二次電池(lithiumsecondarybattery)的電解銅箔，通過調(diào)整銅箔的各種因素而使其具有優(yōu)異性質(zhì)。但是，本發(fā)明的技術(shù)目的并不限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠從以下實施方式的說明清楚了解其他未提出的目的。解決問題的技術(shù)方案本發(fā)明人經(jīng)過對所述技術(shù)問題的研究，得到了用于鋰二次電池的電解銅箔，該用于鋰二次電池的電解銅箔通過將屈服強度、表面積比率及重量偏差調(diào)整為恒定范圍，使其在MD翹曲方面具有優(yōu)異的性質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的一實施例的具有優(yōu)異性質(zhì)的用于鋰二次電池的電解銅箔作為鋰二次電池的負(fù)極集電體，其中該電解銅箔的屈服強度為30kgf/mm2至60kgf/mm2、表面積比率為1至3及重量偏差為3％以下。此外，所述用于鋰二次電池的電解銅箔的表面粗糙度以Rz計可以為0.2μm至2μm。所述用于鋰二次電池的電解銅箔的延伸率(elongation)可以為3％以上。所述用于鋰二次電池的電解銅箔的厚度可以為3μm至30μm。此外，根據(jù)本發(fā)明的一實施例的鋰二次電池將所述用于鋰二次電池的電解銅箔作為負(fù)極集電體使用。另外，根據(jù)本發(fā)明的一實施例的制造用于鋰二次電池的電解銅箔的方法，制造屈服強度為30kgf/mm2至60kgf/mm2、表面積比率為1至3及重量偏差為3％以下的用于鋰二次電池的電解銅箔，該方法包括：a制備硫酸銅溶液；b該硫酸銅溶液中添加0.1ppm至3ppm的硫脲類化合物、少于5ppm的氯及50ppm以下的TOC；及c以10ASD至80ASD的電流密度將銅箔電沉積至轉(zhuǎn)鼓(rotatingdrum)，重量偏差調(diào)整為小于3％。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的一實施例，能夠獲得不產(chǎn)生MD翹曲的用于鋰二次電池的電解銅箔，因此能夠改善使用該用于鋰二次電池的電解銅箔制造的鋰二次電池的性能。附圖說明本說明書中的以下附圖用以說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例，用以搭配后述的說明，從而更便于理解本發(fā)明的技術(shù)思想，因此本發(fā)明并不限于附圖所示內(nèi)容。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的用于鋰二次電池的電解銅箔的截面圖。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的在用于鋰二次電池的電解銅箔的表面形成有涂敷層狀態(tài)的截面圖。具體實施方式以下，將根據(jù)附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。在此之前，需要了解的是用于說明書和權(quán)利要求書的術(shù)語并不限于一般和字典上的意義，需根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)思想的意義和概念來解釋，使得發(fā)明人可以適當(dāng)?shù)囟x術(shù)語做出最佳解釋。因此，本說明書中所記載的實施例和附圖中示出的結(jié)構(gòu)僅用于說明部分優(yōu)選實施例，應(yīng)理解為在不違背本發(fā)明的范疇的原則下，可有其他等效或變形例。首先，參考圖1對根據(jù)本發(fā)明一實施例的用于鋰二次電池的電解銅箔進(jìn)行說明。圖1示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的用于鋰二次電池的電解銅箔的截面圖。根據(jù)本發(fā)明一實施例的用于鋰二次電池的電解銅箔1，如圖1所示，可優(yōu)選作為鋰二次電池的負(fù)極集電體。即，在鋰二次電池中，作為與負(fù)極活性材料結(jié)合的負(fù)極集電體可採用電解銅箔。另一方面，在制造鋰二次電池時，作為與正極活性材料結(jié)合的正極集電體一般採用鋁(Al)制成的箔。因此，在本發(fā)明中以將用于鋰二次電池的電解銅箔1應(yīng)用于鋰二次電池的負(fù)極集電體為例進(jìn)行說明。在制造過程中將用于鋰二次電池的電解銅箔1的屈服強度、表面積比率及重量偏差限制在恒定范圍內(nèi)，從而避免因MD翹曲而在涂敷活性材料時產(chǎn)生涂敷偏差和活性材料脫離的不良，所述MD翹曲不良是在箔制備后卷取的銅箔的機械方向產(chǎn)生的凹凸形狀的缺陷。所述用于鋰二次電池的電解銅箔1使用電解沉積裝置制造，該裝置在電解槽內(nèi)包括轉(zhuǎn)鼓和與該轉(zhuǎn)鼓相距預(yù)定間隔設(shè)置的正極板。在使用該電解沉積裝置的銅箔制備過程中，將加入鍍敷液(電解液)的添加物的量調(diào)整為恒定范圍，以控制電解銅箔的屈服強度和表面積比率，在將銅箔電沉積在轉(zhuǎn)鼓上時，通過在偏離重量的部分設(shè)置屏蔽板或輔助正極使重量偏差控制在恒定范圍內(nèi)。在本發(fā)明中，調(diào)整加入所述鍍敷液(電解液)的添加物的量，使硫脲類化合物的濃度為0.1ppm3ppm、氯濃度為小于5ppm及有機碳(totalorganiccarbon,TOC)的濃度為50ppm以下。通過調(diào)整所述添加物的量制造電解銅箔，能夠獲得屈服強度為30kgf/mm2以上且60kgf/mm2以下和表面積比率為1以上且3以下的電解銅箔，所述表面積比率為實際測量表面積/測量單位面積的值。此外，在本發(fā)明中，所述重量偏差優(yōu)選控制為3％以下。通過將根據(jù)本發(fā)明的一實施例的用于鋰二次電池的電解銅箔1的屈服強度、表面積比率及重量偏差限制在恒定范圍內(nèi)，能夠防止產(chǎn)生MD翹曲，因此能夠防止涂敷活性材料時由涂敷偏差或活性材料脫離而引起的產(chǎn)品不良。如果用于鋰二次電池的電解銅箔1的屈服強度小于30kgf/mm2，在卷取電解銅箔時可能增加因塑性變形而產(chǎn)生的MD翹曲。另一方面如果屈服強度大于60kgf/mm2雖不會產(chǎn)生MD翹曲，但電解銅箔因自身的脆度(brittleness)強而不能被用作商用電解銅箔。另外，用于所述鋰二次電池的電解銅箔1的表面積比率小于1時，可能因活性材料和電解銅箔表面1a之間的滑動現(xiàn)象流入空氣層而增加產(chǎn)生MD翹曲的風(fēng)險，所述表面積比率為實際測量表面積/測量單位面積的值。另一方面表面積比率大于3時，可能增加因空氣滯留(airtrapping)而產(chǎn)生的MD翹曲。此處，空氣滯留是指在卷取銅箔時因銅箔的表面特性、設(shè)備條件而在在銅層之間流入空氣層。此外，如果用于鋰二次電池的電解銅箔1的重量偏差大于3％，與所述的表面積比率大于3的情況類似，可能增加因空氣滯留而產(chǎn)生的MD翹曲。以下將通過實驗例和比較例，對取決于屈服強度、表面積比率及重量偏差的電解銅箔是否產(chǎn)生MD翹曲或斷裂(tear)進(jìn)行詳述。此外，用于鋰二次電池的電解銅箔1的表面粗糙度優(yōu)選以Rz計約0.2μm至2μm的范圍，所述Rz為十點平均粗糙度。如果表面粗糙度小于約0.2μm，電解銅箔與活性材料之間的粘合力可能變差。如果所述電解銅箔與活性材料之間的粘合力變差，在使用鋰二次電池時活性材料脫離風(fēng)險就會變大。如果表面粗糙度大于約2μm，因為高粗糙度活性材料無法均勻地在電解銅箔的表面1a上形成涂敷。如果所述活性材料無法均勻地形成涂敷，制造的鋰二次電池的放電容量保持率(dischargecapacityretentionrate)就會變差。另外，所述用于鋰二次電池的電解銅箔1的優(yōu)選延伸率為3％以上。如果電解銅箔的延伸率(elongation)小于約3％，在組裝鋰二次電池時使用該電解銅箔的集電體很可能斷裂(fractured)。所述鋰二次電池的電解銅箔1的優(yōu)選厚度為約3μm至30μm。如果電解銅箔的厚度小于約3μm而過薄，在電池制造過程中，該電解銅箔可能不容易處理(handling)。如果電解銅箔的厚度大于約30μm，將電解銅箔用作集電體時，由于集電體的體積變大，不容易制造高容量電池。此外，參照圖2，根據(jù)本發(fā)明的一實施例的用于鋰二次電池的電解銅箔1還可以包括形成于該電解銅箔的表面1a的保護(hù)層2。所述保護(hù)層2有選擇地形成在電解銅箔的表面1a，對用于鋰二次電池的電解銅箔1提供防腐蝕處理，保護(hù)層2可由選自鉻酸鹽(Chromate)、苯并三唑(BTA、Benzotriazole)及硅烷偶聯(lián)劑(Silanecoupling)中的至少一種以上形成。所述保護(hù)層2除提供防腐蝕特性外，還起到耐熱性及/或強化活性材料與用于鋰二次電池的電解銅箔1之間的結(jié)合力的作用。實施例與比較例接下來，參考下表1，對根據(jù)本發(fā)明的實施例的制造用于鋰二次電池的電解銅箔的過程和根據(jù)實施例/比較例的用于鋰二次電池的電解銅箔的制造條件進(jìn)行說明。制造過程使用電解沉積裝置制備銅箔，該裝置包括在電解槽(electrolyticbath)內(nèi)的轉(zhuǎn)鼓(rotatingdrum)和與轉(zhuǎn)鼓相距預(yù)定間隔設(shè)置的正極板。硫酸銅作為用于電解沉積的電解液，將含有硫脲(thiourea、TU)、氯(Cl)以及TOC的硫脲化合物作為加入硫酸銅的添加劑。對所述硫脲化合物中的各成分的濃度進(jìn)行調(diào)整，使硫脲濃度為0.1ppm至3ppm、氯濃度為小于5ppm及TOC濃度為小于50ppm。通過電解沉積制造原始箔時，施加10ASD至80ASD范圍的電流密度使銅箔電解沉積至轉(zhuǎn)鼓上。此時，重量偏差的控制通過在偏離重量區(qū)域設(shè)置屏蔽板或輔助正極來進(jìn)行。實施例以及比較例的制造條件在實施例和比較例中均使用轉(zhuǎn)鼓寬度為1,400mm的電解槽，在70g/L的銅(Cu)、80g/L的硫酸、55℃的電解液溫度及55A/dm2的電流密度的條件下根據(jù)下表1所示的制造條件制備厚度為8μm的電解銅箔。另外，在卷取3,000m長度制備的電解銅箔后，確認(rèn)是否發(fā)生MD翹曲。測量方法1.屈服強度使用萬能試驗機(universaltestingmachine,UTM)測量，且標(biāo)距為5cm。此時，十字頭速度(crossheadspeed)設(shè)為50mm/min，且用于測量的樣品切割為12.7mm的寬度。2.表面積比率使用Kyence公司生產(chǎn)的3D激光掃描顯微鏡(LaserScanningMicroscope)(VK-X100)測量。在此，表面積比率是將測量表面進(jìn)行三維測量的實際表面積除以俯視測量表面時的面積即測量區(qū)域面積所獲得的值。另外，所述實際表面積是由3D顯微鏡對銅箔樣品的第一表面1a的測量區(qū)域進(jìn)行三維測量所獲得的面積，更具體地是將3D顯微鏡的透鏡在Z軸方向上移動以偏移焦點所獲得的面積。即，所述表面積比率對應(yīng)于外露表面的實際表面積與測量區(qū)域面積之間的比率(Ratio)。3.重量偏差由切割成10cm×10cm的L部分(左)、R部分(右)及C部分(中)三個部分定義為(最大重量-最小重量)/(平均重量)×100。表1硫脲(TU)氯(Cl)TOCSPS明膠HEC備注實施例10.5338---實施例23342---實施例31.5343---實施例41342---比較例1--45222比較例24344---比較例30.5343222比較例41.5375比較例51.5842---比較例61.5341---X屏蔽處理**添加物濃度單位：ppm此外，參見下表2，顯示了根據(jù)表1的實施例1至4的電解銅箔的性質(zhì)和根據(jù)比較例1至6的電解銅箔的性質(zhì)，且在各實施例和比較例中顯示了是否產(chǎn)生MD翹曲。表2如果互相比較所述表2中的實施例1和比較例1，能夠發(fā)現(xiàn)在電解銅箔的屈服強度小于30kgf/mm2時產(chǎn)生MD翹曲。同樣地，互相比較實施例2和比較例2，能夠發(fā)現(xiàn)在電解銅箔的屈服強度大于60kgf/mm2時雖不產(chǎn)生MD翹曲，但電解銅箔在卷取過程中產(chǎn)生斷裂。接下來，如果互相比較表2中的實施例2和比較例3，能夠發(fā)現(xiàn)在電解銅箔的表面積比率小于1時產(chǎn)生MD翹曲。同樣地，如果互相比較實施例1和比較例4、5，能夠發(fā)現(xiàn)在電解銅箔表面積比率大于3時產(chǎn)生MD翹曲。另外，如果互相比較表2的實施例1、4和比較例6，能夠發(fā)現(xiàn)在電解銅箔重量偏差大于3％的時產(chǎn)生MD翹曲。另外，如果綜合考慮上述結(jié)果，能夠發(fā)現(xiàn)在用于鋰二次電池的電解銅箔的屈服強度為30kgf/mm2至60kgf/mm2、表面積比率為1至3及重量偏差為3％以下時，能夠獲得高品質(zhì)的用于鋰二次電池的電解銅箔，該電解銅箔不產(chǎn)生MD翹曲且在卷取該銅箔過程中不產(chǎn)生斷裂。以上，本發(fā)明雖然通過受限的實施例和附圖進(jìn)行了說明,但本發(fā)明并不局限于此，本發(fā)明所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的技術(shù)思想和發(fā)明要求保護(hù)范圍的同等技術(shù)范圍內(nèi)能夠?qū)Ρ景l(fā)明進(jìn)行各種修改及變形是顯而易見的。工業(yè)實用性本發(fā)明涉及用于鋰二次電池的電解銅箔以及包含該電解銅箔的鋰二次電池，該電解銅箔用作鋰二次電池的負(fù)極集電體。當(dāng)前第1頁1 2 3