[发明专利]电解铜箔、电极及包含其的锂离子电池

说明书

本发明提供一种电解铜箔、电极及包含其的锂离子电池。本发明的电解铜箔含有铜与氯，该电解铜箔沿其厚度以飞行式二次离子质谱分析得到横轴为相对纵深比例、纵轴为氯铜相对强度的图谱，该图谱于相对纵深比例为20％至80％中具有氯峰，该氯峰的最大氯铜相对强度为0.77％至5.13％，且该氯峰的半高宽为2.31％至5.78％，其中该相对纵深比例为纵向深度相对该电解铜箔的厚度的比例，该氯铜相对强度为氯的信号强度占铜的信号强度的比例。据此，本发明能有效减缓电解铜箔的翘曲程度，从而提升电解铜箔应用于锂离子电池的负极涂布均匀性和充放电循环寿命表现。

技术领域

本发明关于一种电解铜箔，尤指一种用于锂离子电池的电解铜箔。此外，本发明另关于一种包含前述电解铜箔的电极、以及包含前述电极的锂离子电池。

背景技术

随着科技的发展，人类对能源的需求与日俱增，因此储能技术的发展备受瞩目。锂离子二次电池(以下简称锂离子电池)是一种电化学储能系统，其因具高容量、大功率密度及无记忆效应，所以在日常生活中占有重要的地位。锂离子电池不仅可应用于小型的科技产品(例如笔记本电脑、手机、平板计算机等)，还可应用于电动汽机车的领域。

锂离子电池一般包含正极、负极、电解液、隔离膜和电池壳体，并依靠锂离子在正极和负极之间来回穿梭完成充电、放电的工作，其中锂离子电池的负极常是由含有活性物质的浆料涂布在电解铜箔的两表面上所制得，故电解铜箔的特性与质量对于锂离子电池的效能影响甚巨。

当电解铜箔的翘曲程度和粗糙度超出可接受的范围时，将无法确保电极浆料能均匀地涂布于电解铜箔上，因而劣化锂离子电池的效能；且此种翘曲的电解铜箔与电极浆料一同碾压后也会容易产生皱折，致使此种电解铜箔无法于后续生产过程中顺利制成锂离子电池的电极，而难以适用于锂离子电池的领域。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于有效减缓或抑制电解铜箔发生翘曲的程度，并且改善活性材料涂布于电解铜箔的均匀性，进而设法优化锂离子电池的充放电循环寿命表现。

为达成前述目的，本发明提供一种电解铜箔，此电解铜箔含有铜与氯，该电解铜箔沿其厚度以飞行式二次离子质谱(Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry，TOF-SIMS)分析得到横轴为相对纵深比例、纵轴为氯铜相对强度的图谱，该图谱于相对纵深比例为20％至80％中具有氯峰，该氯峰的最大氯铜相对强度为0.77％至5.13％，且该氯峰的半高宽为2.31％至5.78％，其中该相对纵深比例为纵向深度相对该电解铜箔的厚度的比例，该氯铜相对强度为氯的信号强度占铜的信号强度的比例。

本发明通过调控电解铜箔经TOF-SIMS分析所得的图谱中于相对纵深比例为20％至80％中的氯峰的最大氯铜相对强度及半高宽，从而控制电解铜箔的铜粒密度、改善电解铜箔的翘曲程度及活性材料在电解铜箔上的涂布均匀性，进而优化包含此电解铜箔的锂离子电池的效能。

于本说明书中，TOF-SIMS分析是以铯离子(Cs⁺)为溅射离子源、加速电压设定为2千电子伏特，离子蚀刻面积为250微米x 250微米的条件进行。

较佳的，电解铜箔的表面上粒径为5微米(μm)至100μm的铜粒的密度控制在小于或等于5颗/平方米(颗/m²)。换言之，电解铜箔的铜粒的粒径不超过100μm，且其铜粒密度可控制在小于或等于5颗/平方米的范围。控制铜粒密度能有助于增加活性材料在电解铜箔上的涂布均匀性，并且当电解铜箔制成电池后，能降低铜粒导致的电极局部放电所衍生的问题。

较佳的，电解铜箔于TOF-SIMS分析得到图谱中氯峰的最大氯铜相对强度可视需要进一步控制在0.77％至4.70％，从而将电解铜箔的铜粒密度进一步控制在小于或等于3颗/m²。更佳的，氯峰的最大氯铜相对强度可为0.77％至4.61％。