KR102611303B1 - Copper Raw Material for Manufacturing Copper Foil, and Apparatus for Manufacturing Copper Foil - Google Patents
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Abstract
본 발명은 동박을 제조하기 위한 것으로, 장축이 10mm 이상 120mm 이하이고, 단축이 4mm 이상 50mm 이하이며, 두께가 2mm 이상 8mm 이하인 동박 제조용 동 원재료에 관한 것이다.The present invention is for manufacturing copper foil, and relates to copper raw materials for manufacturing copper foil, where the major axis is 10 mm to 120 mm, the minor axis is 4 mm to 50 mm, and the thickness is 2 mm to 8 mm.
Description
본 발명은 이차전지용 음극, 연성인쇄회로기판 등 다양한 제품을 제조하는데 이용되는 동박을 제조하기 위한 동 원재료에 관한 것이다.The present invention relates to copper raw materials for manufacturing copper foil used in manufacturing various products such as negative electrodes for secondary batteries and flexible printed circuit boards.
동박(銅箔)은 이차전지용 음극, 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board: FPCB) 등 다양한 제품을 제조하는데 이용되고 있다. 이러한 동박은 양극과 음극 사이에 전해액을 공급한 뒤 전류를 흐르게 하는 전기도금(電氣鍍金) 방식을 통해 제조된다. 이와 같이 전기도금 방식을 통해 동박을 제조함에 있어서, 동박 제조장치가 이용된다.Copper foil is used to manufacture various products such as cathodes for secondary batteries and flexible printed circuit boards (FPCB). This copper foil is manufactured through an electroplating method that supplies an electrolyte between the anode and the cathode and then passes an electric current. In this way, in manufacturing copper foil through electroplating, a copper foil manufacturing device is used.
상기 동박 제조장치는 동 원재료를 용해시켜 형성된 도금액을 이용하여 전기도금 방식으로 동박을 제조한다. 여기서, 상기 동박 제조장치가 동박을 제조하는 제조속도(도금속도)와 대비하여 동 원재료를 용해시키는 용해속도가 느리면, 동박의 생산성이 낮아진다.The copper foil manufacturing apparatus manufactures copper foil by electroplating using a plating solution formed by dissolving copper raw materials. Here, if the dissolution rate at which the copper foil manufacturing device dissolves the copper raw material is slow compared to the manufacturing rate (plating rate) at which the copper foil manufacturing device manufactures the copper foil, the productivity of the copper foil decreases.
따라서, 동박의 생산성을 증대시키기 위해, 용해속도를 향상시킬 수 있는 동 원재료의 개발이 요구되고 있다.Therefore, in order to increase the productivity of copper foil, the development of copper raw materials that can improve the dissolution rate is required.
본 발명은 상술한 바와 같은 요구를 해소하고자 안출된 것으로, 용해속도로 인해 동박의 생산성이 낮아지는 것을 방지할 수 있는 동박 제조용 동 원재료 및 동박 제조장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention was made to solve the above-described needs, and is intended to provide copper raw materials for manufacturing copper foil and a copper foil manufacturing apparatus that can prevent the productivity of copper foil from being lowered due to the dissolution rate.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 다음과 같은 구성을 포함할 수 있다.In order to solve the above problems, the present invention may include the following configuration.
본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료는 동박을 제조하기 위한 것으로, 장축이 10mm 이상 120mm 이하이고, 단축이 4mm 이상 50mm 이하이며, 두께가 2mm 이상 8mm 이하일 수 있다.The copper raw material for manufacturing copper foil according to the present invention is for manufacturing copper foil, and the major axis may be 10 mm or more and 120 mm or less, the minor axis may be 4 mm or more and 50 mm or less, and the thickness may be 2 mm or more and 8 mm or less.
본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료는 동박을 제조하기 위한 동 원재료로, 장축이 10mm 이상 120mm 이하이고, 단축이 4mm 이상 50mm 이하이며, 두께가 2mm 이상 8mm 이하이고, 비등방성 형태를 가질 수 있다.The copper raw material for manufacturing copper foil according to the present invention is a copper raw material for manufacturing copper foil, and has a major axis of 10 mm to 120 mm, a minor axis of 4 mm to 50 mm, a thickness of 2 mm to 8 mm, and may have an anisotropic form.
본 발명에 따른 동박 제조장치는 동박을 전착(電着)시키는 전착부; 상기 전착부가 갖는 음극드럼으로부터 박리된 동박을 권취하는 권취부; 및 상기 동박 제조용 동 원재료를 용해시킨 도금액을 상기 전착부로 공급하는 공급부를 포함할 수 있다.The copper foil manufacturing apparatus according to the present invention includes an electrodeposition unit for electrodepositing copper foil; a winding unit that winds the copper foil peeled from the cathode drum included in the electrodeposition unit; And it may include a supply unit that supplies a plating solution in which the copper raw material for manufacturing the copper foil is dissolved to the electrodeposition unit.
본 발명에 따른 황산구리 용액은 상기 동박 제조용 동 원재료를 이용하여 제조될 수 있다.The copper sulfate solution according to the present invention can be prepared using the copper raw materials for manufacturing copper foil.
본 발명에 따른 리튬 이차전지용 음극판은 상기 동박 제조용 동 원재료를 이용하여 제조될 수 있다.The negative electrode plate for a lithium secondary battery according to the present invention can be manufactured using the copper raw material for manufacturing copper foil.
본 발명에 따른 리튬 이차전지는 상기 동박 제조용 동 원재료를 이용하여 제조될 수 있다.The lithium secondary battery according to the present invention can be manufactured using the copper raw material for manufacturing copper foil.
본 발명에 따른 동박은 상기 동박 제조용 동 원재료를 이용하여 제조될 수 있다.The copper foil according to the present invention can be manufactured using the copper raw materials for manufacturing the copper foil.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.According to the present invention, the following effects can be achieved.
본 발명은 용해액의 유동성, 용해액과의 접촉시간, 용해액과의 반응면적 등을 확보하여 용해속도를 향상시킬 수 있도록 구현된다. 따라서, 본 발명은 동박의 생산성을 증대시키는데 기여할 수 있다.The present invention is implemented to improve the dissolution rate by securing the fluidity of the solution, contact time with the solution, reaction area with the solution, etc. Therefore, the present invention can contribute to increasing the productivity of copper foil.
도 1은 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료들을 촬영한 사진
도 2는 본 발명에 따른 동박 제조장치의 개략적인 블록도
도 3은 본 발명에 따른 동박 제조장치의 개략적인 사시도
도 4는 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료의 장축과 단축을 설명하기 위한 개략적인 평단면도
도 5는 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료의 두께를 설명하기 위한 개략적인 평단면도
도 6은 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료에 대한 실시예들과 비교예들의 용해속도를 측정한 실험결과1 is a photograph of copper raw materials for manufacturing copper foil according to the present invention.
Figure 2 is a schematic block diagram of the copper foil manufacturing apparatus according to the present invention.
Figure 3 is a schematic perspective view of the copper foil manufacturing apparatus according to the present invention.
Figure 4 is a schematic plan cross-sectional view illustrating the long axis and short axis of the copper raw material for manufacturing copper foil according to the present invention.
Figure 5 is a schematic plan cross-sectional view for explaining the thickness of the copper raw material for manufacturing copper foil according to the present invention.
Figure 6 shows the results of an experiment measuring the dissolution rate of examples and comparative examples of copper raw materials for manufacturing copper foil according to the present invention.
이하에서는 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 한편, 도 1에 도시된 4개의 본 발명에 따른 동박 제용 동 원재료 각각에는 장축이 빨간색 선으로 표시되어 있고, 단축이 파란색 선으로 표시되어 있다.Hereinafter, examples of copper raw materials for manufacturing copper foil according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Meanwhile, the major axis of each of the four copper raw materials for copper foil according to the present invention shown in Figure 1 is indicated by a red line, and the minor axis is indicated by a blue line.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)는 이차전지용 음극, 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board: FPCB) 등 다양한 제품을 제조하는데 이용되는 동박(銅箔)(100)을 제조하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)는 용해를 통해 도금액으로 생성되어서 동박 제조장치(1)로 공급된 후에, 상기 동박 제조장치(1)에 의해 전기도금(電氣鍍金) 방식을 통해 동박(100)으로 제조될 수 있다.Referring to Figures 1 to 3, the copper
본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)는 복수개가 용해조(미도시)의 내부에 장입된 상태에서 상기 용해조에 공급되는 고온의 용해액에 의해 용해됨으로써 도금액으로 생성될 수 있다. 용해액으로 전해액이 사용될 수 있다. 예컨대, 용해액은 황산용액일 수 있다.A plurality of copper
이 경우, 용해액이 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)들의 사이를 통해 원활하게 유동하지 못하면, 상기 용해조의 하부(下部)에 배치된 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)들에 대한 용해가 원활하게 이루어지지 못하므로, 용해속도가 느려질 수 있다. 예컨대, 상기 용해조에 장입된 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)들의 공극률이 너무 작으면, 상기 용해조의 하부(下部)에 배치된 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)들에 대한 용해가 원활하게 이루어지지 못하므로, 용해속도가 느려질 수 있다.In this case, if the solution does not flow smoothly between the copper
반면, 용해액이 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)들의 사이를 통해 너무 빠른 속도로 유동하면, 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)들과 상기 용해액 간의 접촉시간과 반응면적이 감소되므로, 용해속도가 느려질 수 있다. 예컨대, 상기 용해조에 장입된 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)들의 공극률이 너무 크면, 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)들과 상기 용해액 간의 접촉시간과 반응면적이 감소됨에 따라 용해속도가 느려질 수 있다.On the other hand, if the solution flows at too high a speed between the copper
이를 고려하여, 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)는 용해액의 유동성, 용해액과의 접촉시간, 용해액과의 반응면적 등을 확보할 수 있도록 구현될 수 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)는 장축(11, 도 4에 도시됨), 단축(12, 도 4에 도시됨), 및 두께(13, 도 5에 도시됨)가 다음과 같이 구현될 수 있다.In consideration of this, the copper
도 1 내지 도 6을 참고하면, 상기 장축(11)은 10mm 이상 120mm 이하로 형성될 수 있다. 상기 단축(12)은 4mm 이상 50mm 이하로 형성될 수 있다. 상기 두께(13)는 2mm 이상 8mm 이하로 형성될 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)는 용해속도를 향상시킬 수 있으므로, 동박(100)의 생산성을 증대시키는데 기여할 수 있다. Referring to Figures 1 to 6, the
이는 도 6에 도시된 실험결과를 통해 확인할 수 있다. 도 6의 용해속도는 실시예들과 비교예들 각각의 규격조건에 해당하는 동 원재료(10)들의 용해속도에 대한 평균값에 해당한다. 도 6의 두께는 실시예들과 비교예들 각각에 있어서 상기 장축(11)의 범위와 상기 단축(12)의 범위에 해당하는 동 원재료(10)들의 두께에 대한 평균값에 해당한다. 도 6에 있어서 상기 장축(11), 상기 단축(12), 및 상기 두께(13)는 Mitutoyo 버니어캘리퍼스의 CD-APX를 이용하여 측정된 것이다. 도 6의 용해속도는 용해조, 저장조, 순환펌프, 냉각라인, 및 에어블로워(Air Blower)를 갖는 측정장비를 이용하여 측정된 것이다. 상기 측정장비에 있어서, 용해조는 동 원재료를 수용하기 위한 것으로, 상부 노즐을 통해 상기 측정장비의 용해조로 용액이 분사되어 공급되도록 구현될 수 있다. 상기 측정장비에 있어서, 상기 저장조는 상기 용해조에서 원재료와 접촉된 용액이 하부탱크에 모이는 것으로, 모인 용액은 상기 순환펌프를 통해 다시 상기 용해조로 공급되도록 구현될 수 있다. 상기 측정장비에 있어서, 상기 냉각라인은 용액으로부터 증발되는 수분을 재응축시키기 위한 것으로, 상기 저장조의 배기관에서 냉각수가 대향류(Counter-Flow)로 유동하도록 구현될 수 있다. 상기 측정장비에 있어서, 에어블로워는 상기 용해조로 공기(Air)를 공급하여 구리의 산화반응을 돕도록 구현될 수 있다. 이와 같이 구현된 상기 측정장비를 이용하여, 순수(DI Water) 40L에 황산(95%) 12kg을 투입하여 제조된 황산용액, 액온 50℃ 유지, 상기 순환펌프에 의한 순환유량 25L/min, 상기 에어블로워에 의해 공급되는 공기의 공급량 50~90L/min, 상기 냉각라인에 의한 냉각수의 온도 4℃, 상기 냉각라인에 의한 냉각수의 유동량 5L/min, 동 원재료 투입량 13kg의 실험조건으로 황산구리용액을 생성하였다. 이 경우, 황산용액이 용해액에 해당하고, 황산구리용액이 도금액에 해당할 수 있다. 해당 실험조건으로 24시간동안 상기 측정장비를 가동하여 생성된 황산구리용액의 농도를 측정함으로써, 도 6의 용해속도가 g/L·hr 단위로 도출되었다.This can be confirmed through the experimental results shown in Figure 6. The dissolution rate in FIG. 6 corresponds to the average value of the dissolution rates of the
우선, 실시예 1에 따른 동 원재료(10)는 상기 장축(11)이 10mm 이상 30mm 이하이고, 상기 단축(12)이 4mm 이상 12mm 이하이며, 상기 두께(13)가 2.6mm로 형성된 것이다. 실시예 1에 따른 동 원재료(10)의 용해속도는 3.73g/L·hr로 측정되었다.First, the copper
다음, 비교예 1에 따른 동 원재료(10)는 상기 장축(11)이 0mm 초과 10mm 미만이고, 상기 단축(12)이 4mm 초과 10mm 미만이며, 상기 두께(13)가 1.8mm로 형성된 것이다. 비교예 1에 따른 동 원재료(10)의 용해속도는 1.78g/L·hr로 측정되었다. 이러한 비교예 1의 실험결과로부터, 상기 단축(12)이 4mm 이상 50mm 이하이더라도 상기 장축(11)이 10mm 미만이고 상기 두께(13)가 2mm 미만이면, 용해속도가 느려짐을 알 수 있다. 따라서, 비교예 1과 실시예 1의 실험결과로부터, 상기 동 원재료(10)는 상기 장축(11)이 10 mm 이상이고 상기 두께(13)가 2 mm 이상으로 형성됨으로써 용해속도를 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.Next, the
다음, 비교예 2에 따른 동 원재료(10)는 상기 장축(11)이 10mm 초과 30mm 미만이고, 상기 단축(12)이 0mm 초과 4mm 미만이며, 상기 두께(13)가 4mm로 형성된 것이다. 비교예 2에 따른 동 원재료(10)의 용해속도는 2.25g/L·hr로 측정되었다. 이러한 비교예 2의 실험결과로부터, 상기 장축(11)이 10mm 이상 120mm 이하이고 상기 두께(13)가 2mm 이상 8mm 이하이더라도 상기 단축(12)이 4mm 미만이면, 용해속도가 느려짐을 알 수 있다. 따라서, 비교예 2와 실시예 1의 실험결과로부터, 상기 동 원재료(10)는 상기 단축(12)이 4mm 이상으로 형성됨으로써 용해속도를 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.Next, the
다음, 실시예 2에 따른 동 원재료(10)는 상기 장축(11)이 90mm 이상 120mm 이하이고, 상기 단축(12)이 40mm 이상 50mm 이하이며, 상기 두께(13)가 7.6mm로 형성된 것이다. 실시예 2에 따른 동 원재료(10)의 용해속도는 4.17g/L·hr로 측정되었다.Next, the
다음, 비교예 3에 따른 동 원재료(10)는 상기 장축(11)이 120mm 초과 150mm 미만이고, 상기 단축(12)이 30mm 초과 50mm 미만이며, 상기 두께(13)가 8.43mm로 형성된 것이다. 비교예 3에 따른 동 원재료(10)의 용해속도는 1.42g/L·hr로 측정되었다. 이러한 비교예 3의 실험결과로부터, 상기 단축(12)이 4mm 이상 50mm 이하이더라도 상기 장축(11)이 120mm 초과이고 상기 두께(13)가 8mm 초과이면, 용해속도가 느려짐을 알 수 있다. 따라서, 비교예 3과 실시예 2의 실험결과로부터, 상기 동 원재료(10)는 상기 장축(11)이 120 mm 이하이고 상기 두께(13)가 8 mm 이하로 형성됨으로써 용해속도를 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.Next, the
다음, 비교예 4에 따른 동 원재료(10)는 상기 장축(11)이 70mm 초과 120mm 미만이고, 상기 단축(12)이 50mm 초과 60mm 미만이며, 상기 두께(13)가 3mm로 형성된 것이다. 비교예 4에 따른 동 원재료(10)의 용해속도는 1.78g/L·hr로 측정되었다. 이러한 비교예 4의 실험결과로부터, 상기 장축(11)이 10mm 이상 120mm 이하이고 상기 두께(13)가 2mm 이상 8mm 이하이더라도 상기 단축(12)이 50mm 초과이면, 용해속도가 느려짐을 알 수 있다. 따라서, 비교예 4와 실시예 2의 실험결과로부터, 상기 동 원재료(10)는 상기 단축(12)이 50mm 이하로 형성됨으로써 용해속도를 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.Next, the
다음, 실시예 3에 따른 동 원재료(10)는 상기 장축(11)이 25mm 이상 50mm 이하이고, 상기 단축(12)이 12mm 이상 20mm 이하이며, 상기 두께(13)가 3.1mm로 형성된 것이다. 실시예 3에 따른 동 원재료(10)의 용해속도는 3.28g/L·hr로 측정되었다.Next, the
다음, 실시예 4에 따른 동 원재료(10)는 상기 장축(11)이 40mm 이상 80mm 이하이고, 상기 단축(12)이 20mm 이상 30mm 이하이며, 상기 두께(13)가 3.4mm로 형성된 것이다. 실시예 4에 따른 동 원재료(10)의 용해속도는 4.31g/L·hr로 측정되었다.Next, the
이와 같은 실시예 1 내지 실시예 4에 대한 실험결과, 및 비교예 1 내지 비교예 4에 대한 실험결과로부터, 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)는 상기 장축(11)이 10mm 이상 120mm 이하이고, 상기 단축(12)이 4mm 이상 50mm 이하이며, 상기 두께(13)가 2mm 이상 8mm 이하로 구현됨으로써, 용해액의 유동성, 용해액과의 접촉시간, 용해액과의 반응면적 등을 확보하여 용해속도를 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)는 동박(100)의 생산성을 증대시키는데 기여할 수 있다. From the experimental results for Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4, the
여기서, 상기 장축(11), 상기 단축(12), 및 상기 두께(13)는 다음과 같은 측정기준에 따라 측정될 수 있다. 상기 장축(11), 상기 단축(12), 및 상기 두께(13)는 Mitutoyo 버니어캘리퍼스의 CD-APX를 이용하여 측정될 수 있다.Here, the
우선, 상기 장축(11)은 측정평면(MP)을 기준으로 하여 최대 직선거리로 이격된 두 지점의 길이일 수 있다. 상기 측정평면(MP)은 가장 넓게 정사영되는 방향에 수직하는 후보평면을 선정한 후에, 상기 후보평면과 ±20°각도의 범위 내에 속하는 평면들 중에서 어느 하나로 결정될 수 있다. 상기 장축(11)이 결정되면, 상기 장축(11)의 기준이 되는 두 지점을 잇는 가상의 선이 장축방향(LD축 방향)으로 결정될 수 있다.First, the
다음, 상기 단축(12)은 단축방향(SD축 방향)을 기준으로 하여 최소 직선거리로 이격된 두 지점의 길이일 수 있다. 상기 단축방향(SD축 방향)은 상기 장축방향(LD축 방향)에 대해 수직한 축 방향일 수 있다. 상기 장축(11)을 N(N은 0보다 큰 실수)이라 할 때, 상기 단축(12)은 상기 장축방향(LD축 방향)을 기준으로 하여 0.3N 이상 0.7N 이하에 속하는 유효부분(11a)에서 상기 단축방향(SD축 방향)을 기준으로 하여 최소 직선거리로 이격된 두 지점의 길이일 수 있다. 이에 따라, 상기 장축방향(LD축 방향)을 기준으로 하여 0.3N 미만에 속하는 부분과 0.7N 초과에 속하는 부분은 상기 단축(12)의 측정대상에서 제외될 수 있다. 양측 끝부분이 너무 짧거나 너무 길게 형성되는 경우가 많은 점을 고려한 것으로, 이를 통해 충분한 용해속도를 확보할 수 있는 것임에도 양측 끝부분으로 인해 제외되는 양을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)는 충분한 용해속도를 확보할 수 있음에도 폐기되는 양을 감소시킴으로써, 동박(100)의 제조단가를 낮추는데 기여할 수 있다.Next, the
다음, 상기 두께(13)는 두께방향(TD축 방향)을 기준으로 하는 길이일 수 있다. 상기 두께방향(TD축 방향)은 상기 장축방향(LD축 방향)과 상기 단축방향(SD축 방향) 각각에 대해 수직한 축 방향일 수 있다. 상기 두께(13)는 상기 두께방향(TD축 방향)으로 M회(M은 자연수) 측정한 두께값들의 평균값일 수 있다. 이는 부분적으로 두께의 편차가 많은 점을 고려한 것으로, 이를 통해 충분한 용해속도를 확보할 수 있는 것임에도 부분적인 두께의 편차로 인해 제외되는 양을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)는 충분한 용해속도를 확보할 수 있음에도 폐기되는 양을 감소시킴으로써, 동박(100)의 제조단가를 낮추는데 기여할 수 있다. 예컨대, M은 5일 수 있고, 이 경우 상기 두께(13)는 서로 다른 5개의 부분을 측정한 두께값들의 평균값일 수 있다.Next, the
도 1 내지 도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)는 과립형상계수가 2 이상으로 형성될 수 있다. 과립형상계수는 상기 장축(11)을 상기 단축(12)으로 나누어 산출되는 산출값이다. 과립형상계수가 2 이상으로 형성됨으로써, 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)는 용해속도 향상을 통해 동박(100)의 생산성을 증대시키는데 기여할 수 있다. Referring to Figures 1 to 6, the
이는 도 6에 도시된 실험결과를 통해 확인할 수 있다. 도 6의 과립형상계수는 실시예들과 비교예들 각각의 규격조건에 해당하는 동 원재료(10)들의 과립형상계수에 대한 평균값에 해당한다.This can be confirmed through the experimental results shown in Figure 6. The granule shape coefficient in FIG. 6 corresponds to the average value of the granule shape coefficients of the
우선, 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 동 원재료(10)는 상기 장축(11)이 10mm 이상 120mm 이하, 상기 단축(12)이 4mm 이상 50mm 이하, 상기 두께(13)가 2mm 이상 8mm 이하이면서 과립형상계수가 2 이상으로 형성된 것이다. 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 동 원재료(10)의 용해속도는 3.28g/L·hr 이상 4.17g/L·hr 이하로 측정되었다.First, the
다음, 비교예 5에 따른 동 원재료(10)는 상기 장축(11)이 10mm 이상 120mm 이하, 상기 단축(12)이 4mm 이상 50mm 이하, 상기 두께(13)가 2mm 이상 8mm 이하이면서 과립형상계수가 1.47로 형성된 것이다. 비교예 5에 따른 동 원재료(10)의 용해속도는 1.82g/L·hr로 측정되었다. 이러한 비교예 5의 실험결과로부터, 상기 장축(11)이 10mm 이상 120mm 이하, 상기 단축(12)이 4mm 이상 50mm 이하, 상기 두께(13)가 2mm 이상 8mm 이하이더라도, 과립형상계수가 2 미만이면 용해속도가 느려짐을 알 수 있다. 따라서, 비교예 5와 실시예 1 내지 실시예 4의 실험결과로부터, 상기 동 원재료(10)는 상기 장축(11)이 10mm 이상 120mm 이하, 상기 단축(12)이 4mm 이상 50mm 이하, 상기 두께(13)가 2mm 이상 8mm 이하이면서 과립형상계수가 2 이상으로 형성됨으로써 용해속도를 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.Next, the
도 1 내지 도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)는 비표면적이 0.12㎡/㎏ 이상으로 형성될 수 있다. 비표면적은 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)와 용해액 간의 반응면적에 관련된 것으로, 용해속도에 영향을 미치는 것이다. 비표면적은 이탈리아 Maestro 3D사의 3D Scanner로 측정된 표면적 및 개별 중량을 이용하여 산출될 수 있다. 비표면적이 0.12㎡/㎏ 이상으로 형성됨으로써, 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)는 용해속도 향상을 통해 동박(100)의 생산성을 증대시키는데 기여할 수 있다. Referring to Figures 1 to 6, the
이는 도 6에 도시된 실험결과를 통해 확인할 수 있다. 도 6의 비표면적은 실시예들과 비교예들 각각의 규격조건에 해당하는 동 원재료(10)들의 비표면적에 대한 평균값에 해당한다.This can be confirmed through the experimental results shown in Figure 6. The specific surface area in FIG. 6 corresponds to the average value of the specific surface areas of the
우선, 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 동 원재료(10)는 상기 장축(11)이 10mm 이상 120mm 이하, 상기 단축(12)이 4mm 이상 50mm 이하, 상기 두께(13)가 2mm 이상 8mm 이하이면서 비표면적이 0.12㎡/㎏ 이상으로 형성된 것이다. 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 동 원재료(10)의 용해속도는 3.28g/L·hr 이상 4.17g/L·hr 이하로 측정되었다.First, the
다음, 비교예 5에 따른 동 원재료(10)는 상기 장축(11)이 10mm 이상 120mm 이하, 상기 단축(12)이 4mm 이상 50mm 이하, 상기 두께(13)가 2mm 이상 8mm 이하이면서 비표면적이 1.117㎡/㎏로 형성된 것이다. 비교예 5에 따른 동 원재료(10)의 용해속도는 1.82g/L·hr로 측정되었다. 이러한 비교예 5의 실험결과로부터, 상기 장축(11)이 10mm 이상 120mm 이하, 상기 단축(12)이 4mm 이상 50mm 이하, 상기 두께(13)가 2mm 이상 8mm 이하이더라도, 비표면적이 0.12㎡/㎏ 미만이면 용해속도가 느려짐을 알 수 있다. 따라서, 비교예 5와 실시예 1 내지 실시예 4의 실험결과로부터, 상기 동 원재료(10)는 상기 장축(11)이 10mm 이상 120mm 이하, 상기 단축(12)이 4mm 이상 50mm 이하, 상기 두께(13)가 2mm 이상 8mm 이하이면서 비표면적이 0.12㎡/㎏ 이상으로 형성됨으로써 용해속도를 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.Next, the
도 1 내지 도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)는 상기 장축(11)이 10mm 이상 120mm 이하, 상기 단축(12)이 4mm 이상 50mm 이하, 상기 두께(13)가 2mm 이상 8mm 이하, 과립형성계수가 2 이상, 비표면적이 0.12㎡/㎏ 이상으로 형성됨으로써, 2.8g/L·hr 이상의 용해속도를 갖추도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)는 상기 동박 제조장치(1)의 제조속도(도금속도)에 대응되는 용해속도로 도금액을 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)는 상기 동박 제조장치(1)를 이용한 동박(100)의 생산성을 증대시키는데 기여할 수 있다.Referring to Figures 1 to 6, the
한편, 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)는 99% 이상의 동 순도를 가지며 유분이 없게 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)는 폐전선으로 구현될 수도 있고, 폐전선을 규격조건에 맞게 절단함으로써 구현될 수도 있다. Meanwhile, the
한편, 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)는 비등방성 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)는 비등방성 원재료로 구현될 수 있다. 이 경우, 제조장치(미도시)에 의해 일정한 형태를 갖도록 제조되는 것이 아닌, 상기 제조장치에 의해 제조된 것들 중에서 상술한 규격조건을 만족하는 비등방성 원재료가 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)에 해당할 수 있고, 비등방성 형태를 통해 용해속도를 향상시킬 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)는 불순물이 포함된 저순도 구리를 건식 정련 공정을 통해 고순도 구리 용융액으로 처리한 후에, 고순도 구리 용융액을 과립화장치를 이용하여 냉각시킴으로써 구현될 수 있다. 이 경우, 상기 과립화장치에 의해 형성된 비등방성 원재료들 중에서 상술한 규격조건을 만족하는 것이 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)에 해당할 수 있다. 한편, 상기 과립화장치는 물(Water)을 이용하여 비등방성 원재료를 형성하도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)는 별도의 전처리 없이도 유분이 없게 형성될 수 있다. 도 1에 도시된 4개의 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)가 상기 과립화장치에 의해 제조된 것을 촬영한 것이다.Meanwhile, the
한편, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)를 이용하여 본 발명에 따른 황산구리 용액이 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 황산구리 용액은 상기 동박 제조장치(1)에 있어서 도금액으로 사용될 수 있다.Meanwhile, the copper sulfate solution according to the present invention can be manufactured using the
한편, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)를 이용하여 본 발명에 따른 리튬 이차전지용 음극판이 제조될 수 있다.Meanwhile, a negative electrode plate for a lithium secondary battery according to the present invention can be manufactured using the
한편, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)를 이용하여 본 발명에 따른 리튬 이차전지가 제조될 수 있다.Meanwhile, a lithium secondary battery according to the present invention can be manufactured using the
한편, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)를 이용하여 본 발명에 따른 동박(100)이 제조될 수 있다.Meanwhile, the
이하에서는 본 발명에 따른 동박 제조장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the copper foil manufacturing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1 내지 도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 동박 제조장치(1)는 전기도금 방식을 통해 동박(100)을 제조하는 것이다. 본 발명에 따른 동박 제조장치(1)는 상술한 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료를 용해시킨 도금액을 이용하여 동박(100)을 제조할 수 있다. 본 발명에 따른 동박 제조장치(1)는 전착부(2), 권취부(3), 및 공급부(4)를 포함할 수 있다.Referring to Figures 1 to 6, the copper
도 2 및 도 3을 참고하면, 상기 전착부(2)는 동박(100)을 전착(電着)시키는 것이다. 상기 전착부(2)는 도금액을 이용하여 전기도금 방식으로 동박(100)을 전착시킬 수 있다. 상기 전착부(2)는 음극드럼(21), 및 양극부재(22)를 포함할 수 있다. 상기 음극드럼(21)과 상기 양극부재(22)가 도금액을 통해 통전(通電)되어서 전류가 흐르면, 도금액에 용해되어 있던 동(銅) 이온은 상기 음극드럼(21)에서 환원될 수 있다. 이에 따라, 상기 전착부(2)는 상기 음극드럼(21)의 표면에 동박을 전착시킬 수 있다.Referring to Figures 2 and 3, the
상기 음극드럼(21)은 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 상기 음극드럼(21)은 상기 회전축을 중심으로 회전하면서 동박을 표면에 전착시키는 전착작업과 전착된 동박을 표면으로부터 박리시키는 권출(捲出)작업을 연속적으로 수행할 수 있다. 상기 음극드럼(21)은 전체적으로 드럼(Drum) 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 회전축을 중심으로 회전하면서 상기 전착작업과 상기 권출작업을 연속적으로 수행할 수 있는 형태이면 다른 형태로 형성될 수도 있다. 상기 음극드럼(21)은 음극기구(미도시)가 발생시킨 구동력에 의해 회전될 수 있다. 상기 음극드럼(21)은 프레임(미도시)에 결합될 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 프레임은 본 발명에 따른 동박 제조장치(1)가 설치된 작업장의 바닥면에 설치될 수 있다.The
상기 양극부재(22)는 도금액을 통해 상기 음극드럼(21)과 통전되는 것이다. 상기 양극부재(22)는 상기 음극드럼(21)에 대해 하측에 배치될 수 있다. 상기 양극부재(22)는 상기 음극드럼(21)의 표면으로부터 이격되도록 배치될 수 있다. 상기 양극부재(22)의 표면 및 상기 음극드럼(21)의 표면은 서로 동일한 형태로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 음극드럼(21)이 원형의 장방체 형태로 형성되어서 표면이 곡면을 이루도록 형성된 경우, 상기 양극부재(22)는 반원의 장방체 형태로 형성되어서 표면이 곡면을 이루도록 형성될 수 있다.The
도 2 및 도 3을 참고하면, 상기 권취부(3)는 동박(100)을 권취하는 것이다. 상기 전착부(2)에 의해 제조된 동박(100)은 상기 권취부(3)에 권취될 수 있다. 상기 권취부(3)는 상기 프레임에 결합될 수 있다.Referring to Figures 2 and 3, the winding
상기 권취부(3)는 권취롤러(31)를 포함할 수 있다. 상기 권취롤러(31)는 회전축을 중심으로 회전하면서 동박(100)을 권취할 수 있다. 상기 권취롤러(31)는 전체적으로 드럼(Drum) 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 회전축을 중심으로 회전하면서 동박(100)을 권취할 수 있는 형태이면 다른 형태로 형성될 수도 있다. 상기 권취롤러(31)는 권취기구(미도시)가 발생시킨 구동력에 의해 회전될 수 있다.The winding
상기 권취부(3)에는 코어(32)가 장착될 수 있다. 상기 코어(32)는 상기 권취롤러(31)를 둘러싸도록 상기 권취롤러(31)에 장착될 수 있다. 상기 권취롤러(31)가 회전됨에 따라, 동박(100)은 상기 코어(32)에 권취될 수 있다. 상기 코어(32)는 상기 권취부(3)에 분리 가능하게 장착될 수 있다. 이에 따라, 상기 코어(32)에 대한 동박(100)의 권취가 완료되거나 불량이 발생한 경우, 상기 권취부(3)로부터 상기 코어(32)를 분리하고 새로운 코어(32)를 장착하는 교체작업이 이루어질 수 있다. 한편, 상기 코어(32)와 상기 권취롤러(31)는 일체로 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 코어(32)에 대한 동박(100)의 권취가 완료되면, 상기 코어(32)와 상기 권취롤러(31)가 일체로 분리된 후에 후속공정을 위한 설비로 운반될 수 있다.A core 32 may be mounted on the winding
동박(100)은 운반부(30)에 의해 상기 전착부(2)에서 상기 권취부(3)로 운반될 수 있다. 상기 운반부(30)는 동박(100)을 운반하는 것이다. 상기 운반부(30)에 의해 동박(100)이 상기 전착부(2)에서 상기 권취부(3)로 운반되는 과정에서, 동박(100)을 건조시키는 건조작업, 동박(100)에 대한 방청처리를 수행하는 방청작업, 동박(100)의 일부를 절단하는 절단작업 등이 이루어질 수 있다. 상기 운반부(30)는 상기 전착부(2)와 상기 권취부(3)의 사이에 배치될 수 있다. 상기 운반부(30)는 상기 프레임에 결합될 수 있다. 상기 운반부(30)는 운반롤러를 포함할 수 있다. 상기 운반롤러는 회전축을 중심으로 회전하면서 동박(100)을 상기 전착부(2)에서 상기 권취부(3)로 운반할 수 있다. 상기 운반롤러는 전체적으로 드럼(Drum) 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 회전축을 중심으로 회전하면서 동박(100)을 운반할 수 있는 형태이면 다른 형태로 형성될 수도 있다. 상기 운반부(30)는 상기 운반롤러를 복수개 포함할 수도 있다. 상기 운반롤러들은 서로 이격된 위치에 배치되어서 동박(100)을 운반할 수 있다.상기 운반롤러들 중에서 적어도 하나는 운반기구(미도시)가 발생시킨 구동력에 의해 회전될 수 있다.The
도 2 및 도 3을 참고하면, 상기 공급부(4)는 상기 전착부(2)로 도금액을 공급하는 것이다. 상기 공급부(4)는 상술한 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)를 용해시킨 도금액을 공급받고, 해당 도금액을 상기 전착부(2)로 공급할 수 있다. 상기 공급부(4)는 상술한 본 발명에 따른 동박 제조용 동 원재료(10)를 용해시키는 용해조에 연결될 수 있다. 상기 공급부(4)는 상기 전착부(2)가 갖는 양극부재(22)를 통해 상기 음극드럼(21)과 상기 양극부재(22)의 사이로 도금액을 공급할 수 있다. 이 경우, 상기 양극부재(22)에는 상기 공급부(4)에 연결된 통로(미도시)가 형성될 수 있다.Referring to Figures 2 and 3, the
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is commonly known in the technical field to which the present invention pertains that various substitutions, modifications and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those who have the knowledge of.
10 : 동 원재료 11 : 장축
11a : 유효부분 12 : 단축
13 : 두께 MP : 측정평면
1 : 동박 제조장치 2 : 전착부
21 : 음극드럼 22 : 양극부재
3 : 권취부 30 : 운반부
31 : 권취롤러 32 : 코어
4 : 공급부 100 : 동박10: Copper raw material 11: Long axis
11a: Effective part 12: Shortened
13: Thickness MP: Measurement plane
1: Copper foil manufacturing equipment 2: Electrodeposition unit
21: cathode drum 22: anode member
3: winding part 30: carrying part
31: winding roller 32: core
4: Supply unit 100: Copper foil
Claims (13)
상기 장축방향을 기준으로 하여 최대 직선거리로 이격된 두 지점의 길이에 해당하는 장축이 10mm 이상 120mm 이하이고,
상기 단축방향을 기준으로 하여 최소 직선거리로 이격된 두 지점의 길이에 해당하는 단축이 4mm 이상 50mm 이하이며,
상기 두께방향을 기준으로 하는 길이에 해당하는 두께가 2mm 이상 8mm 이하이고,
상기 장축을 N(N은 0보다 큰 실수)이라 할 때, 상기 단축은 상기 장축방향을 기준으로 하여 0.3N 이상 0.7N 이하에 속하는 유효부분에서 상기 단축방향을 기준으로 하여 최소 직선거리로 이격된 두 지점의 길이인 것을 특징으로 하는 동박 제조용 동 원재료.Length based on the major axis direction connecting two points separated by the maximum straight distance with respect to the measurement plane, the minor axis direction perpendicular to the major axis direction, and the thickness direction perpendicular to each of the major axis direction and the minor axis direction. It is an anisotropic raw material with a deviation of
The major axis corresponding to the length of two points separated by the maximum straight distance based on the major axis direction is 10 mm or more and 120 mm or less,
The minor axis corresponding to the length of two points separated by the minimum straight distance based on the minor axis direction is 4 mm or more and 50 mm or less,
The thickness corresponding to the length based on the thickness direction is 2 mm or more and 8 mm or less,
When the major axis is N (N is a real number greater than 0), the minor axis is spaced apart by the minimum straight distance based on the minor axis direction in an effective part belonging to 0.3N or more and 0.7N or less based on the major axis direction. Copper raw material for manufacturing copper foil, characterized in that it has a length of two points.
상기 두께는 서로 다른 M개(M은 자연수)의 부분을 측정한 두께값들의 평균값인 것을 특징으로 하는 동박 제조용 동 원재료.According to paragraph 1,
A copper raw material for manufacturing copper foil, characterized in that the thickness is an average value of thickness values measured at M different parts (M is a natural number).
상기 단축은 40mm 이상 50mm 이하인 것을 특징으로 하는 동박 제조용 동 원재료.According to paragraph 1,
Copper raw material for manufacturing copper foil, characterized in that the minor axis is 40 mm or more and 50 mm or less.
상기 두께는 상기 두께방향으로 M회(M은 자연수) 측정한 두께값들의 평균값인 것을 특징으로 하는 동박 제조용 동 원재료.According to paragraph 1,
The copper raw material for manufacturing copper foil, characterized in that the thickness is an average value of thickness values measured M times (M is a natural number) in the thickness direction.
상기 장축을 상기 단축으로 나누어 산출되는 과립형상계수가 2 이상인 것을 특징으로 하는 동박 제조용 동 원재료.According to paragraph 1,
A copper raw material for manufacturing copper foil, characterized in that the granule shape coefficient calculated by dividing the major axis by the minor axis is 2 or more.
비표면적이 0.12 ㎡/㎏ 이상인 것을 특징으로 하는 동박 제조용 동 원재료.According to paragraph 1,
A copper raw material for manufacturing copper foil, characterized in that the specific surface area is 0.12 ㎡/kg or more.
99% 이상의 동 순도를 가지며 유분이 없는 것을 특징으로 하는 동박 제조용 동 원재료.According to paragraph 1,
Copper raw material for manufacturing copper foil, which has a copper purity of over 99% and is free from oil.
상기 동박 제조용 동 원재료는 불순물이 포함된 저순도 구리를 건식 정련 공정을 통해 고순도 구리 용융액으로 처리한 후에 고순도 구리 용융액을 과립화장치를 이용하여 냉각시켜서 형성된 비등방성 형태의 원재료들 중에서 상기 장축, 상기 단축, 및 상기 두께 각각에 대한 규격조건을 만족하는 것인 것을 특징으로 하는 동박 제조용 동 원재료.According to paragraph 1,
The copper raw material for manufacturing the copper foil is an anisotropic raw material formed by treating low-purity copper containing impurities with a high-purity copper melt through a dry refining process and then cooling the high-purity copper melt using a granulation device, including the long axis, the A copper raw material for manufacturing copper foil, characterized in that it satisfies the standard conditions for each of the minor axis and the thickness.
상기 전착부가 갖는 음극드럼으로부터 박리된 동박을 권취하는 권취부; 및
제1항 내지 제8항 중에서 어느 하나의 동박 제조용 동 원재료를 용해시킨 도금액을 상기 전착부로 공급하는 공급부를 포함하는 동박 제조장치.Electrodeposition unit for electrodepositing copper foil;
a winding unit that winds the copper foil peeled from the cathode drum included in the electrodeposition unit; and
A copper foil manufacturing apparatus comprising a supply unit that supplies a plating solution in which the copper raw material for manufacturing copper foil according to any one of claims 1 to 8 is dissolved to the electrodeposition unit.
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