TWI830347B

TWI830347B - 電解銅箔及包含其之電極和鋰離子電池

Info

Publication number: TWI830347B
Application number: TW111132287A
Authority: TW
Inventors: 吳致中; 賴耀生; 周瑞昌
Original assignee: 長春石油化學股份有限公司
Priority date: 2022-06-28
Filing date: 2022-08-26
Publication date: 2024-01-21
Also published as: TW202400847A

Abstract

本揭露關於一種電解銅箔及包含其之電極和鋰離子電池。該電解銅箔具有相反側的第一表面及第二表面，該第一表面及第二表面透過低掠角X光繞射法(GIXRD)分析，該第一表面及第二表面各自具有(111)晶面之特徵峰訊號強度I₁、(200)晶面之特徵峰訊號強度I₂、(220)晶面之特徵峰訊號強度I₃、(111)晶面之特徵峰半高寬W₁及(200)晶面之特徵峰半高寬W₂；該第一表面及第二表面皆符合以下條件：(I₁+I₂)/(I₁+I₂+I₃)之值為0.83以上，(W₁+W₂)之值為0.80°以下。藉由控制前述技術特徵，可提升電解銅箔之耐蝕性，進而增加其後應用之鋰離子電池的安全性。

Description

電解銅箔及包含其之電極和鋰離子電池

本揭露關於一種電解銅箔，尤指一種可用於鋰離子電池的電解銅箔、包含其之電極和鋰離子電池。

銅箔具有良好導電性，且相對於例如銀等貴金屬具有成本低廉的優勢，因此其不僅廣泛應用於基礎工業之外，亦為先進科技產業的重要原料；舉例而言，銅箔可作為鋰離子電池的電極材料，廣泛應用於攜帶式電子裝置(portable electronic devices，PED)、電動車(electric vehicles，EV)、能量儲存系統(energy storage systems，ESS)等領域。

當銅箔應用於鋰離子電池作為電極材料時，由於鋰離子電池中的電解液對銅箔具有腐蝕性，隨著電池作業時數增長，長久下來電解液會侵蝕銅箔，進而縮短鋰離子電池的循環壽命，亦會降低鋰離子電池的信賴性，衍生安全性的疑慮。

有鑑於此，目前嘗試對銅箔進行耐蝕處理以期能抑制或減少前述問題。常見的耐蝕處理可分為覆蓋層保護及緩蝕劑保護。覆蓋層保護係在銅箔表面塗覆耐蝕材料層或電鍍耐蝕性高的金屬層，然而前述處理需考量耐蝕材料層、耐蝕性高的金屬層與銅箔的接合力，一旦前述層體剝落，銅箔仍會直接受到侵蝕；而緩蝕劑保護雖具有用量少、效果佳的優點，但其應用具高度限制，除了不適用於高溫下長時間作業，也僅能應用在封閉循環系統中。

因此，目前仍有待積極尋求其他技術手段改善銅箔的耐蝕性，以提升鋰離子電池的安全性。

有鑑於現有技術存在的缺陷，本揭露之目的在於改良以往的銅箔，其能具備良好的耐蝕性，尤其能有效抵抗電解液的侵蝕作用。

為達成前述目的，本揭露提供一種電解銅箔，其具有位於相反側的第一表面及第二表面，該第一表面及第二表面透過低掠角X光繞射法(GIXRD)分析，該第一表面及第二表面各自具有(111)晶面之特徵峰訊號強度I₁、(200)晶面之特徵峰訊號強度I₂、(220)晶面之特徵峰訊號強度I₃、(111)晶面之特徵峰半高寬W₁及(200)晶面之特徵峰半高寬W₂；其中，該第一表面及第二表面皆符合以下條件：(I₁+I₂)/(I₁+I₂+I₃)之值為0.83以上，(W₁+W₂)之值為0.80°以下。

本揭露藉由控制電解銅箔之第一表面及第二表面的(I11)晶面之特徵峰訊號強度I₁、(200)晶面之特徵峰訊號強度I₂、(220)晶面之特徵峰訊號強度I₃、(111)晶面之特徵峰半高寬W₁及(200)晶面之特徵峰半高寬W₂，使第一表面及第二表面皆符合(I₁+I₂)/(I₁+I₂+I₃)之值為0.83以上，(W₁+W₂)之值為0.80°以下，能具體提升電解銅箔的耐蝕性，進而增加其後應用之鋰離子電池的安全性。

此外，該電解銅箔之降伏強度可大於230兆帕斯卡(MPa)；較佳的，該電解銅箔之降伏強度可為231MPa至300MPa；更佳的，該電解銅箔之降伏強度可為231MPa至270MPa。本揭露藉由進一步控制電解銅箔之降伏強度大於230MPa，可使包含此電解銅箔之鋰離子電池具有較佳的循環壽命。

較佳的，該電解銅箔之第一表面及第二表面符合以下條件：(I₁+I₂)/(I₁+I₂+I₃)之值可為0.84至1.00；更佳的，(I₁+I₂)/(I₁+I₂+I₃)之值可為0.84至0.95。於其中一種實施態樣中，該電解銅箔之第一表面中：(I₁+I₂)/(I₁+I₂+I₃)之值可為0.85至0.95，該電解銅箔之第二表面中，(I₁+I₂)/(I₁+I₂+I₃)之值可為0.84至0.92。本揭露藉由調整電解銅箔之(111)晶面及(200)晶面的特徵峰強度比例，可具體提升電解銅箔之耐蝕性。

較佳的，該電解銅箔之第一表面及第二表面符合以下條件：(W₁+W₂)之值可為0.25°至0.75°；更佳的，(W₁+W₂)之值可為0.28°至0.74°。於其中一種實施態樣中，該電解銅箔之第一表面中：(W₁+W₂)之值可為0.28°至0.74°，該電解銅箔之第二表面中，(W₁+W₂)之值可為0.43°至0.65°。

於其中一種實施態樣中，該電解銅箔之第一表面之均方根高度(root mean square height，Sq)可為0.20微米至0.55微米；藉由控制電解銅箔之第一表面之Sq為0.20微米至0.55微米可提升活性材料塗覆於電解銅箔上的塗覆品質，使其適用於作為鋰離子電池之電極材料，並使包含此種電解銅箔的鋰離子電池具有高電容量之優點。於另一實施態樣中，該電解銅箔之第一表面及第二表面之Sq可皆為0.20微米至0.55微米。於再另一實施態樣中，該電解銅箔之第一表面之Sq可為0.20微米至0.55微米，該電解銅箔之第二表面之Sq可為0.25微米至0.50微米。

於其中一種實施態樣中，該電解銅箔之第一表面之Sq及第二表面之Sq的絕對差值可小於0.15微米；於另一實施態樣中，該電解銅箔之第一表面之Sq及第二表面之Sq的絕對差值可小於0.145微米。

於其中一種實施態樣中，該電解銅箔之厚度可為4微米至20微米；於另一實施態樣中，該電解銅箔之厚度可為6微米至20微米。

本揭露另提供一種用於鋰離子電池的電極，其包含前述的電解銅箔。

本揭露另提供一種鋰離子電池，其包含前述的電極。

依據本揭露，所述電解銅箔可適用於作為鋰離子電池的負極，亦可適用於鋰離子電池的正極。所述電解銅箔可適合作為集電體使用，在電解銅箔的一側或兩側塗覆有至少一層活性材料，以製成鋰離子電池之電極。

依據本揭露，活性材料可區分為正極活性材料及負極活性材料。負極活性材料含有負極活性物質，負極活性物質可為含碳物質、含矽物質、矽碳複合物、金屬、金屬氧化物、金屬合金或聚合物；較佳為含碳物質或含矽物質，但不限於此。具體而言，所述含碳物質可為介相石墨碳微球(mesophase graphite powder，MGP)、非石墨碳(non-graphitizing carbon)、焦炭(coke)、石墨(graphite)、玻璃狀碳(glasslike carbon)、碳纖維(carbon fiber)、活性碳(activated carbon)、碳黑(carbon black)或高聚煅燒物，但不限於此；其中，焦炭包括瀝青焦炭、針狀焦炭或石油焦炭等；所述高聚煅燒物係藉由於適當溫度燒製酚醛樹脂(phenol-formaldehyde resin)或呋喃樹脂(furan resin)等高聚合物以便被碳酸化所得。所述含矽物質具有與鋰離子一起形成合金之優異能力及從合金鋰提取鋰離子的優異能力，而且，當含矽物質用於鋰離子二次電池時可以實現具有大能量密度的優點；含矽物質可與鈷(Co)、鐵(Fe)、錫(Sn)、鎳(Ni)、銅(Cu)、錳(Mn)、鋅(Zn)、銦(In)、銀(Ag)、鈦(Ti)、鍺(Ge)、鉍(Bi)、銻(Sb)、鉻(Cr)、釕(Ru)、鉬(Mo)或其組合併用，形成合金材料。所述金屬或金屬合金之元素可選自於下列所組成之群組：鈷、鐵、錫、鎳、銅、錳、鋅、銦、銀、鈦、鍺、鉍、銻、鉻、釕及鉬，但不以此為限。所述金屬氧化物的實例係三氧化二鐵、四氧化三鐵、二氧化釕、二氧化鉬和三氧化鉬，但不以此為限。所述聚合物的實例係聚乙炔(polyacetylene)和聚吡咯(polypyrrole)，但不以此為限。

於其中一種實施態樣中，活性材料可根據需求添加輔助添加劑，所述輔助添加劑可為黏結劑和/或弱酸試劑，但不以此為限。較佳的，該黏結劑可為聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride，PVDF)、丁苯橡膠(styrene-butadiene rubber，SBR)、羧甲基纖維素(carboxymethyl cellulose，CMC)、聚丙烯酸(poly(acrylic acid)，PAA)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile，PAN)或聚丙烯酸酯(polyacrylate)，該弱酸試劑可為草酸、檸檬酸、乳酸、醋酸或甲酸。

依據本揭露，根據不同正極漿料的組成成分，本揭露之鋰離子電池可為鋰鈷電池(LiCoO₂ battery)、鋰鎳電池(LiNiO₂ battery)、鋰錳電池(LiMn₂O₄ battery)、鋰鈷鎳電池(LiCo_XNi_1-XO₂ battery)或磷酸鋰鐵電池(LiFePO₄ battery)等，但不以此為限。

依據本揭露，電解液可包含溶劑、電解質或視情況添加的添加劑。電解液中的溶劑包括非水性溶劑，例如：碳酸乙烯酯(ethylene carbonate，EC)或碳酸丙烯酯(propylene carbonate，PC)等環狀碳酸酯類；碳酸二甲酯(dimethyl carbonate，DMC)、碳酸二乙酯(diethyl carbonate，DEC)或碳酸甲乙酯(ethyl methyl carbonate，EMC)等鏈狀碳酸酯類；或是磺內酯類(sultone)，但不以此為限；前述溶劑可以單獨使用也可以組合兩種或多種溶劑一起使用。電解質包括：六氟磷酸鋰(lithium hexafluorophosphate)、高氯酸鋰(lithium perchlorate)、四氟硼酸鋰(lithium tetrafluoroborate)、三氟甲基磺酸鋰(lithium trifluoromethanesulfonate)、雙草酸硼酸鋰(lithium bis(oxalate)borate)和雙三氟甲基磺醯亞胺鋰(lithium bis(trifluoromethane sulfonimide))，但不以此為限。

在另一些實施態樣中，鋰離子電池中可採用固態電解質(solid electrolytes)取代上述電解液；舉例來說，固態電解質可以是結晶態電解質、玻璃態電解質、玻璃陶瓷電解質或聚合物類電解質，但不以此限於此。具體而言，結晶態電解質可為鋰超離子導體(LISICON)型或硫銀鍺礦型(Argyrodite)等的硫化物固態電解質；又或是石榴石結構型(Garnet type)、鈣鈦礦結構型(Peroskite type)、NASICON結構型等的氧化物固態電解質，但不以此限於此。玻璃態電解質可為如氧化物或硫化物等的玻璃態固態電解質，但不以此限於此。玻璃陶瓷電解質可為如氧化物或硫化物等的玻璃陶瓷固態電解質，但不以此限於此。聚合物類電解質可為如聚環氧乙烷(polyethylene oxide-based，PEO系)、聚環氧丙烷(polypropylene oxide-based，PPO系)等的純固態高分子電解質；又或是聚丙烯腈系(polyacrylonitrile-based，PAN系)、聚甲基丙烯酸甲酯系(poly(methyl methacrylate)-based，PMMA系)、聚氯乙烯系(poly(vinyl chloride)-based，PVC系)、聚偏二氟乙烯系(poly(vinylidene fluoride)-based，PVDF系)等的膠態高分子電解質，但不以此限於此。

依據本揭露，鋰離子電池可以是包含透過隔離膜堆疊的負極和正極之堆疊型鋰離子電池，也可以是包含螺旋捲繞在一起的連續電極和隔離膜之螺旋捲繞型堆疊型鋰離子電池，但不以此為限。根據不同應用產品，本揭露之鋰離子電池應用於筆記型個人電腦、行動電話、電動車、儲能系統可製成例如圓柱型二次電池、方形二次電池、袋形二次電池或鈕扣型二次電池，但不以此為限。

於本說明書中，除了另有說明之外，本說明書中所載之製程條件、數值或數值範圍可理解為以術語「約」表示。所述「約」可表示為所載數值的±5%以內。

10:電解沉積裝置

11:陰極輥筒

12:不溶性陽極板

121:陽極表面

13:銅電解液

14:入料管

20:防鏽處理裝置

21:防鏽處理槽

211a、211b:極板

31:第一導輥

32:第二導輥

33:第三導輥

34:第四導輥

35:第五導輥

36:第六導輥

40:氣刀

50:中波紅外線處理裝置

60:電解銅箔

61:銅層

611:沉積面

612:輥筒面

62:第一防鏽層

621:第一表面

63:第二防鏽層

631:第二表面

圖1為實施例1至12、比較例1至5之電解銅箔的生產流程示意圖。

圖2為實施例1至12、比較例1至5之電解銅箔的側視圖。

以下，列舉數種實施例說明電解銅箔的實施方式，同時提供數種比較例作為對照，所屬技術領域具有通常知識者可藉由下方實施例和比較例的內容輕易理解本揭露能達到的優點及效果。應當理解的是，本說明書所列舉的實施例僅僅用於示範性說明本揭露的實施方式，並非用於侷限本揭露的範圍，所屬技術領域具有通常知識者可以根據通常知識在不悖離本揭露的精神下進行各種修飾、變更，以實施或應用本揭露之內容。

如圖1所示，生產電解銅箔的設備包含電解沉積裝置10、防鏽處理裝置20和一系列導輥。所述電解沉積裝置10包含陰極輥筒11、不溶性陽極板12、銅電解液13和入料管14。所述陰極輥筒11為可旋轉的鈦製陰極輥筒。不溶性陽極板12為二氧化銥鈦板(IrO₂ coated titanium plate)，其設置於陰極輥筒11的下方並大致上圍繞陰極輥筒11的下半部分，該不溶性陽極板12具有面對陰極輥筒11的陽極表面121。陰極輥筒11和不溶性陽極板12彼此相間隔以容置由入料管14通入的銅電解液13。防鏽處理裝置20包括防鏽處理槽21和設置於其中的兩組極板211a、211b。一系列之導輥包含第一導輥31、第二導輥32、第三導輥33、第四導輥34、第五導輥35和第六導輥36，其可輸送經電解沉積的原箔至防鏽處理裝置20中進行防鏽處理，原箔經防鏽處理後以氣刀40移除表面多餘的防鏽物質，再經中波紅外線處理裝置50進行退火處理，最終於第六導輥36上收卷得到電解銅箔60。

本揭露之電解銅箔可根據需求調整製程中的電解沉積參數。於其中一種實施態樣中，於電解沉積步驟中的銅電解液配方可包含硫酸銅、硫酸、氯離子、3-巰基-1-丙烷磺酸鈉(sodium 3-mercapto-1-propanesulfonate，MPS)及聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯(polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester，Tween 20)，但不以此為限；於所述實施態樣中，硫酸銅濃度可為200克/升(g/L)至400g/L，硫酸濃度可為80g/L至150g/L，氯離子濃度可為20ppm至60ppm，3-巰基-1-丙烷磺酸鈉濃度可為20ppm至30ppm，聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯濃度可為20ppm至60ppm；於電解沉積步驟中的銅電解液溫度可為40℃至50℃，電流密度可為40安培/平方分米(A/dm²)至50A/dm²。

本揭露之電解銅箔的特性可根據需求調整電解沉積步驟中的銅電解液配方及相關製程參數。例如，透過調整銅電解液的聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯添加量，或調整電解沉積裝置之陽極板粗糙度，可控制電解銅箔之晶粒之結晶型態、降伏強度及均方根高度，但不以此為限。

本揭露之電解銅箔可根據需求進行電鍍防鏽處理，所用的防鏽液可為鉻防鏽液、鎳防鏽液、鋅防鏽液、錫防鏽液，但不以此為限。於其中一種實施態樣中，防鏽液可為鉻防鏽液，鉻酸濃度可為1.5g/L至5.0g/L，電流密度可為0.5A/dm²至6.0A/dm²，鉻防鏽液之液溫可為20℃至40℃，防鏽處理時間可為2秒至4秒。

本揭露之電解銅箔可根據需求進行中波紅外線退火處理。如圖1所示，經防鏽處理的原箔經氣刀40移除表面多餘防鏽物質後，可進一步於中波紅外線處理裝置50將其退火，接著，於第六導輥36上收卷得到電解銅箔60。於其中一種實施態樣中，中波紅外線退火處理可施加於電解銅箔之其中一面或兩面，中波紅外線退火處理之燈絲溫度可為1500℃至1800℃，中波紅外線退火處理裝置之最大波長可為1.4微米至1.8微米，中波紅外線退火處理裝置與電解銅箔之距離可為30毫米至60毫米，退火處理時間可為5秒至15秒。電解銅箔之晶粒之結晶型態、降伏強度及均方根高度可透過中波紅外線退火處理時間調整，但不以此為限。

《電解銅箔》

實施例1至12

實施例1至12係使用如圖1所示的生產設備，並依序通過大致上雷同的電解沉積步驟、防鏽處理步驟及中波紅外線退火步驟製得電解銅箔。製造實施例1至12之電解銅箔60的方法統一說明如後。

首先，配製用於電解沉積步驟的銅電解液13，在進行電解沉積步驟時，陰極輥筒11等速定軸旋轉，並在陰極輥筒11和不溶性陽極板12上施加電流，使得銅電解液13中的銅離子在陰極輥筒11的表面沉積形成原箔，而後將原箔自陰極輥筒11上剝離並引導至第一導輥31上。

於此，銅電解液13之配方和電解沉積之製程條件如下：

I.銅電解液13之配方：硫酸銅(CuSO₄．5H₂O)：約320g/L；硫酸：約110g/L；氯離子：約25ppm；3-巰基-1-丙烷磺酸鈉(購自HOPAX)：約20ppm；聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯(Tween 20)：含量如下表1所示。

II.電解沉積之製程條件：銅電解液13之溫度：約50℃；陽極表面的粗糙度(Rz)：如下表1所示；及電流密度：約50A/dm²。

其中，陽極表面的粗糙度(Rz)係指根據JIS B 0601-1994標準方法所測定之最大高度。於此，測量陽極表面的Rz所選用之儀器和條件如下所示：

I.測量儀器：攜帶式表面粗糙度測量儀(接觸式)：SJ-410，購自Mitutoyo。

II.測量條件：針尖半徑：2微米；針尖角度：60°；截止值長度(cut off length，λc)：0.8毫米；及評估長度(evaluation length)：4毫米。

隨後，原箔通過第一導輥31、第二導輥32輸送至防鏽處理裝置20中進行防鏽處理，使原箔浸入充滿鉻防鏽液的防鏽處理槽21中，再經由第三導輥33的輸送，藉由兩組極板211a、211b對原箔的相反兩表面施以防鏽處理，於原箔的相反兩表面上電解沉積形成第一防鏽層及第二防鏽層。

於此，鉻防鏽液的配方和防鏽處理之製程條件如下：

I.鉻防鏽液之配方：鉻酸(CrO₃)：約1.5g/L。

II.防鏽處理之製程條件：液溫：25℃；電流密度：約0.5A/dm²；及處理時間：約2秒。

經上述條件完成防鏽處理後，將經防鏽處理的銅箔導引至第四導輥34，並利用氣刀40移除表面多餘的防鏽物質並使其乾燥，再藉由第五導輥35傳送經中波紅外線處理裝置50將其兩表面退火，於第六導輥36上收卷得到電解銅箔60。

於此，退火之製程條件如下：

I.中波紅外線處理裝置之設備參數：燈管管徑：23×11毫米/34×14毫米；燈絲溫度：1600±10℃；最大波長：1.4微米至1.8微米；最大功率：120千瓦/平方公尺(kW/m²)；及最大線功率密度：80瓦/公分(W/cm)。

II.退火之製程參數：燈管與待退火之電解銅箔之距離：45毫米；功率：95%；及退火處理時間：如下表1所示。

根據上述製法，可分別製得厚度約6微米的實施例1至8、11至12、厚度約4微米的實施例9及厚度約20微米的實施例10之電解銅箔。實施例1至12的差異主要在於電解銅箔之厚度、所採用之銅電解液的聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯含量、電解沉積步驟中陽極表面的粗糙度及退火處理時間。如圖2所示，各實施例之電解銅箔60包含銅層61(相當於前述未進行防鏽處理步驟的原箔)、第一防鏽層62和第二防鏽層63，銅層61包含位於相反側的沉積面(deposited side)611及輥筒面(drum side)612，於電解沉積過程中，沉積面611為原箔面向不溶性陽極板的表面，輥筒面612為原箔與陰極輥筒接觸的表面；第一防鏽層62形成在銅層61之沉積面611上，該第一防鏽層62具有位於最外側的第一表面621，第二防鏽層63形成在銅層61之輥筒面612上，且該第二防鏽層63具有位於最外側的第二表面631，該第一表面621和第二表面631即為電解銅箔60位於相反側的二最外側表面。

比較例1至5

比較例1至5作為實施例1至12的對照，其大致上採用如同實施例1至12之製備方法，惟各比較例所得電解銅箔之厚度、所採用之銅電解液的聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯含量、電解沉積步驟中陽極表面的粗糙度及退火處理時間各有差異，上述參數皆列於表1中；另外，比較例1至5之電解銅箔的結構亦如圖2所示，且其厚度皆為6微米。

試驗例1：低掠角X光繞射分析(grazing incidenceX-ray diffraction，GIXRD)

本試驗例以前述實施例1至12及比較例1至5之電解銅箔為待測樣品，利用X射線衍射分析儀進行低掠角X光繞射實驗，分別得到待測樣品之第一表面及第二表面之(111)晶面之特徵峰訊號強度I₁、(200)晶面之特徵峰訊號強度I₂、(220)晶面之特徵峰訊號強度I₃、(111)晶面之特徵峰半高寬W₁及(200)晶面之特徵峰半高寬W₂。

將前述參數進行運算，得到實施例1至12及比較例1至5之電解銅箔的第一表面之(I₁+I₂)/(I₁+I₂+I₃)、(W₁+W₂)及第二表面之(I₁+I₂)/(I₁+I₂+I₃)、(W₁+W₂)，其結果如表2及表3所示。

於此，低掠角X光繞射實驗之參數如下所示：

I.測量儀器：X射線衍射分析儀：Bruker D8 ADVANCE Eco。

II.測量條件：入射光角度：0.8°。

試驗例2：降伏強度

本試驗例以前述實施例1至12及比較例1至5之電解銅箔為待測樣品，根據IPC-TM-650 2.4.4.18標準方法分析各待測樣品，獲得一X軸為應變(ε)、Y軸為應力(σ)之應力-應變曲線圖(stress-strain curve)，於應變為0.5%畫一條平行於Y軸之直線，待測樣品所測得曲線及該直線的交叉點即為降伏強度，其結果如表3所示。

於此，測量電解銅箔的降伏強度所選用之儀器和測量條件如下所示：

I.測量儀器：AG-I萬能拉力機，購自島津公司(Shimadzu Corp.)。

II.測量條件：樣品尺寸：長度約100毫米、寬度約12.7毫米；夾頭間距(chuck distance)：50毫米；及橫梁速度(crosshead speed)：50毫米/分鐘。

試驗例3：均方根高度(root mean square height，Sq)

本試驗例以前述實施例1至12及比較例1至5之電解銅箔為待測樣品，根據ISO 25178-2：2012標準方法測量各待測樣品之第一表面及第二表面的均方根高度(Sq)，其結果如表3所示。

於此，測量電解銅箔的Sq所選用之儀器和測量條件如下所示：

I.測量儀器：雷射掃描共軛焦顯微鏡：LEXT OLS5000-SAF，購自Olympus公司；物鏡：MPLAPON-100xLEXT。

II.測量條件：光源波長：405奈米；物鏡倍率：100倍；光學變焦：1.0倍；觀察面積：129微米×129微米；解析度：1024畫素×1024畫素；模式：去除自動傾斜(auto tilt removal)；濾鏡：無濾鏡；溫度：24±3℃；及相對溼度：63±3%。

試驗例4：耐蝕性

本試驗例以前述實施例1至12及比較例1至5之電解銅箔為待測樣品，將前述待測樣品裁切為10公分×10公分的試片，將所述試片浸泡於60℃之鋰離子電池之鋰電解液中長達24小時，接著取出試片，於60℃烘箱將試片上的液體烘乾，並以目視法確認試片外觀是否變色。所述鋰電解液為1體積莫耳濃度(M)的溶液，溶質為六氟磷酸鋰，溶劑為體積比1：1之碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)之混合液。若試片發生局部變色即判斷為「×」，代表電解銅箔對電解液之耐蝕性不佳；反之，若試片整體無任一處發生變色即判斷為「O」，代表電解銅箔對電解液具有良好的耐蝕性。評估其結果如表2及表3所示。

《電極》

實施例1A至12A、比較例1A至5A

前述實施例1至12、比較例1至5之電解銅箔的第一表面和第二表面可分別塗覆含有負極活性物質之負極漿料，以製成鋰離子電池用之負極。具體來說，所述負極可大致上經由如下所述之步驟製得。

首先，配製負極漿料，其組成如下所示：介相石墨碳微球(MGP)：93.9重量份，作為負極活性物質；導電碳黑(Super P)：1重量份，作為導電添加劑；聚偏二氟乙烯(PVDF 6020)：5重量份，作為溶劑黏結劑；草酸：0.1重量份；及N-甲基吡咯烷酮(NMP)：60重量份。

接著，將前述負極漿料分別塗覆在電解銅箔的第一表面和第二表面上，負極漿料的塗覆厚度各自約200微米，並於烘箱中以160℃之溫度烘乾，得到實施例1A至12A、比較例1A及5A之負極。

於此，製作負極時所設定的塗覆條件及輾壓條件如下：

I.塗覆條件：塗覆速率：5公尺/分；及塗覆厚度：各面約200微米。

II.輾壓條件：輾壓速率：1公尺/分；輾壓壓力：3000磅/平方吋(psi)；輾壓機的輥子尺寸：250毫米(外徑，φ)×250毫米(寬度)；輥子硬度：62至65HRC；及輥子材料：高碳鉻軸承鋼(SUJ2)。

試驗例5：塗覆品質

為評估電解銅箔用於製作負極時能否具備良好的活性材料塗覆品質，本試驗例以前述實施例1A至12A、比較例1A至5A所製得之負極為待測樣品，以目視法觀察待測樣品之兩面是否出現褶皺或皺紋。若待測樣品之其中一面出現褶皺或皺紋之情形，則評價為「Δ」，顯示該待測樣品的塗覆品質差；若待測樣品之兩面皆未出現褶皺或皺紋之情形，則評價為「O」，顯示該待測樣品能具備期望的塗覆品質，其結果如表3所示。

《鋰離子電池》

將實施例1A至12A、比較例1A至5A與同款正極搭配，製作成實施例1B至12B、比較例1B至5B的鋰離子電池。為方便說明，利用前述負極製作鋰離子電池的製造流程統一說明如後。

首先，配製正極漿料，其組成如下所示：鋰鈷氧化物(LiCoO₂)：89重量份，作為正極活性物質；片狀石墨(KS6)：5重量份，作為導電添加劑；導電碳黑(Super P)：1重量份，作為導電添加劑；聚偏二氟乙烯(PVDF 1300)：5重量份，作為溶劑黏結劑；N-甲基吡咯烷酮(NMP)：195重量份。

接著，將正極漿料塗覆在鋁箔的二表面上，待溶劑揮發後，再將前述正極及各實施例和各比較例之負極分別裁切至特定大小，再將正極和負極之間夾著微孔性隔離膜(型號：Celgard 2400，由Celgard公司製造)交替推疊，置於充滿電解液的壓合模具(型號：LBC322-01H，購自新宙邦科技股份有限公司)中，密封得到層壓型鋰離子電池(尺寸為41毫米×34毫米×53毫米)。

試驗例6：電容量

本試驗例以實施例1B至12B、比較例1B及5B之鋰離子電池為待測樣品，在下述的測試條件下，記錄第五次充放電循環之電容量，比較各待測樣品之電容量，其結果如表3所示。

於此，每次充放電循環測試的條件如下：充電模式：恆定電流-恆定電壓(CCCV)；放電模式：恆定電流(CC)；充電電壓：4.2伏特(V)；充電電流：0.2C；放電電壓：2.8V：放電電流：0.2C；及測量溫度：約55℃。

《實驗結果討論》

上述試驗例1至6之試驗結果整理如下表2及表3所示。

如下表2所示，實施例1至12之電解銅箔的第一表面及第二表面以GIXRD分析由於能兼具0.83以上之(I₁+I₂)/(I₁+I₂+I₃)之值及0.80°以下之(W₁+W₂)之值，故所述電解銅箔於鋰離子電池中能有效抵抗電解液的侵蝕，即，對電解液具備良好的耐蝕性。

反觀比較例1至5之電解銅箔，因為電解銅箔的第一表面及第二表面未能同時滿足(I₁+I₂)/(I₁+I₂+I₃)之值為0.83以上，(W₁+W₂)之值為0.80°以下，因此，比較例1至5之電解銅箔對電解液無法具備所需之耐蝕性，故不利於應用至鋰離子電池中。

進一步細究比較例1至5之電解銅箔的測試結果可見，比較例1及4之電解銅箔的第一表面的(I₁+I₂)/(I₁+I₂+I₃)之值小於0.83，且(W₁+W₂)之值大於0.80°，故所述電解銅箔無法具有良好的耐蝕性；比較例2之電解銅箔的第一表面雖具有0.83以上之(I₁+I₂)/(I₁+I₂+I₃)之值，但其(W₁+W₂)之值大於0.80°，故所述電解銅箔無法具有良好的耐蝕性；而比較例3及5之電解銅箔的第一表面的雖具有0.80°以下之(W₁+W₂)之值，但其(I₁+I₂)/(I₁+I₂+I₃)之值小於0.83，故所述電解銅箔依舊無法具有良好的耐蝕性。由此可見，電解銅箔之第一表面和第二表面應同時兼具適當的(I₁+I₂)/(I₁+I₂+I₃)之值及適當的(W₁+W₂)之值，以確保所述電解銅箔對電解液能具備良好的耐蝕性。

此外，合併電解銅箔以GIXRD分析和其Sq之結果可見，如下表3所示，實施例1至10之電解銅箔的第一表面和第二表面除了兼具0.83以上之(I₁+I₂)/(I₁+I₂+I₃)之值及0.80°以下之(W₁+W₂)之值以外，實施例1至10之電解銅箔的第一表面更具有適當的Sq(0.20微米至0.55微米)，故所述電解銅箔不僅對電解液能具備良好的耐蝕性，此款電解銅箔塗覆活性材料後還具備良好的塗覆品質，其所製得之實施例1B至10B之鋰離子電池具有高電容量之特點。具體而言，實施例1B至10B之鋰離子電池之第五次充放電循環之電容量大於300mAh/g。

反觀實施例11至12及比較例3至4之電解銅箔，因為電解銅箔之第一表面之Sq未落在適當的範圍，因此，實施例11至12及比較例3至4之電解銅箔塗覆活性材料後無法具有良好的塗覆品質；另一方面，其所製得之實施例11B至12B及比較例3B至4B之鋰離子電池之第五次充放電循環之電容量小於300mAh/g，明顯低於實施例1B至10B之鋰離子電池的電容量，較不適於應用至具有高電容量需求的後端產品。

綜上所述，本揭露藉由控制電解銅箔之第一表面及第二表面的(111)晶面之特徵峰訊號強度I₁、(200)晶面之特徵峰訊號強度I₂、(220)晶面之特徵峰訊號強度I₃、(111)晶面之特徵峰半高寬W₁及(200)晶面之特徵峰半高寬W₂，能具體提升電解銅箔對電解液的耐蝕性，進而增加其應用於鋰離子電池的安全性。

此外，根據不同需要，本揭露可進一步控制電解銅箔之第一表面的Sq，使電解銅箔塗覆活性材料後仍可具備良好的塗覆品質，並且進一步提升鋰離子電池之電容量。