耐熱性鋰電池用銅箔及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發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 負極材的耐熱性鋰電池用銅箔及其制造方法。
【背景技術】
[0002] 按，鋰二次電池多使用于便攜式電子產品例如智能型手機、平板電腦、音樂播放 器、數碼相機等作為其動力源，隨著使用者對于便攜式電子產品的小型輕量化及高機能化 需求，在這些可攜式電子產品中提供電源的鋰二次電池的特性也相對的被要求提升；舉例 來說，鋰二次電池通常被要求提供更高的電容量的同時，還必須達到更小的尺寸以及更薄 的厚度等。
[0003] -般可反復充放電使用的鋰二次電池包括一正極、一負極、一分隔板以及一電解 質；這類鋰二次電池能夠進行重復的充電/放電循環的原因在于，鋰離子于正極與負極之 間的往復運動方式，使得在第一次充電循環中自正極活性材料所釋出的鋰離子能嵌入負極 活性材料(如碳顆粒等）中，并能在用以傳導能量時再次從負極活性材料中釋出。
[0004] 然而，當此類鋰二次電池被過度充電至超過一預定驅動電壓范圍的電壓，或在充 電狀態或高溫下進行電極與電解質之間的放熱反應時，由于電極與電解質之間的反應性會 提高，造成電極表面的劣化以及電解質的氧化。此外，還有其他與電池安全性相關的問題， 例如鋰金屬枝狀增生以及伴隨而來的分隔板破裂、快速放熱反應以及電池的爆炸等。
[0005] 因此，本發明人有鑒于傳統的鋰二次電池實在有其改良的必要性，遂以其多年從 事相關領域的創作設計及專業制造經驗，積極地針對鋰二次電池用銅箔特性進行改良研 究，在各方條件的審慎考慮下，終于開發出本發明。
【發明內容】
[0006] 本發明針對現有技術存在的缺陷，提出一種耐熱性鋰電池用銅箔及其制造方法， 所制造的銅箔應用于鋰二次電池的負極活性材料時，不僅能防止銅箔的表面發生氧化，還 能進一步提升鋰電池及使用鋰電池的電子裝置的安全性。
[0007] 為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種耐熱性鋰電池用銅箔，包括一 銅箔及一耐熱復合金屬層，該銅箔具有一析出面，該耐熱復合金屬層形成于該析出面上，其 中，該耐熱復合金屬層包含以鉻及鋅元素所形成的微細粗化粒子，且該耐熱復合金屬層中 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] 優選地，該耐熱復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] 在本發明的一實施例中，該耐熱復合金屬層進一步包含以鎳及鈷元素所形成的微 細粗化粒子，且該耐熱復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] 在本發明的一實施例中，該耐熱復合金屬層進一步包含以鎳、磷及銻元素所形成 的微細粗化粒子，且該耐熱復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合金屬層，其中該耐 熱復合金屬層包含以鉻及鋅元素所形成的微細粗化粒子，且該耐熱復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] 在本發明的一實施例中，在該以電鍍方式于該析出面上形成一耐熱復合金屬層的 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 鋅離子的電鍍浴中進行電鍍，使該析出面上形成該耐熱復合金屬層。
[0013] 優選地，該耐熱復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] 在本發明的一實施例中，在該以電鍍方式于該析出面上形成一耐熱復合金屬層的 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的硼酸的電鍍浴中進 行電鍍，使該析出面上形成該耐熱復合金屬層。
[0015] 優選地，該耐熱復合金屬層進一步包含以鎳及鈷元素所形成的微細粗化粒子， 且該耐熱復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] 在本發明的一實施例中，在該以電鍍方式于該析出面上形成一耐熱復合金屬層的 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的鎂離子的電鍍浴中進行電鍍，使該析出面上形成該耐熱復 合金屬層。
[0017] 優選地，該耐熱復合金屬層進一步包含以鎳、磷及銻元素所形成的微細粗化粒子， 且該耐熱復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] 本發明至少具有以下有益效果：本發明利用一次或兩次以上的特殊電鍍浴的電鍍 程序于銅箔的析出面（matte side)成型的復合金屬層，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)、過充電等嚴苛環境下也不會造成安全上的疑慮。
[0019] 以上關于本
【發明內容】
的說明及以下實施方式的說明系用以舉例并解釋本發明的 原理，并且提供本發明的申請專利范圍進一步的解釋。
【具體實施方式】
[0020] 本發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，并同時防止電 池品質因為使用添加物而劣化，即便所述電極處于高溫（200°C或更高)、過充電等嚴苛環境 下也不會造成安全上的疑慮。以下將詳細說明本發明的特點及本發明所采用的技術手段， 本技術領域的普通技術人員可由本說明書的內容輕易了解本發明的優點和功效，并在不悖 離本發明的精神下進行各種修飾與變更，以施行或應用本發明的方法。
[0021] 本發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)，下文中將此面稱作析出面。所 述銅箔(又稱原料銅箔）例如是電解銅箔、壓延銅箔等，本發明使用電解銅箔進行說明，其應 用于鋰二次電池的負極，可在電池放電化學反應發生時作為集中電子的導體。
[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合金屬 層；在本實施例中，所述銅箔在進行電鍍之前需進行一前處理步驟，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] 值得說明的是，所述耐熱復合金屬層包含以鉻及鋅元素所形成的微細粗化粒子， 且該耐熱復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，因此本發明具有耐熱復合金屬層的銅箔使用于鋰二次電池時可提升其安全性。
[0025] 在一優選的實施例中，所述耐熱復合金屬層進一步包含以鎳及鈷元素所形成的微 細粗化粒子，且該耐熱復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] 在另一優選的實施例中，該耐熱復合金屬層進一步包含以鎳、磷及銻元素所形成 的微細粗化粒子，且該耐熱復合金屬層中的鉻的附著量介于〇. 005至0. 05mg/dm2,鋅的附著 量