KR20230038679A - Copper foil capable of manufacturing high capacity secondary battery, electrode comprisng the same, secondary battery comprising the same and method for manufacturing the same - Google Patents

Copper foil capable of manufacturing high capacity secondary battery, electrode comprisng the same, secondary battery comprising the same and method for manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
KR20230038679A
KR20230038679A KR1020230030942A KR20230030942A KR20230038679A KR 20230038679 A KR20230038679 A KR 20230038679A KR 1020230030942 A KR1020230030942 A KR 1020230030942A KR 20230030942 A KR20230030942 A KR 20230030942A KR 20230038679 A KR20230038679 A KR 20230038679A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
copper foil
component
copper
secondary battery
manufacturing
Prior art date
Application number
KR1020230030942A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102546687B1 (en
Inventor
채영욱
김선화
Original Assignee
에스케이넥실리스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스케이넥실리스 주식회사 filed Critical 에스케이넥실리스 주식회사
Priority to KR1020230030942A priority Critical patent/KR102546687B1/en
Publication of KR20230038679A publication Critical patent/KR20230038679A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102546687B1 publication Critical patent/KR102546687B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/66Selection of materials
    • H01M4/665Composites
    • H01M4/667Composites in the form of layers, e.g. coatings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00Electroforming
    • C25D1/04Wires; Strips; Foils
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/38Electroplating: Baths therefor from solutions of copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/48After-treatment of electroplated surfaces
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/66Selection of materials
    • H01M4/661Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)

Abstract

One embodiment of the present invention provides a copper foil and a method for manufacturing the copper foil. The copper foil includes a copper layer having a matte surface and a shiny surface, and a rust-prevention film disposed on the copper layer, and has a tensile strength at room temperature (25 ± 15℃) of 40 to 60kgf/mm^2 and a high-temperature tensile strength of 36 to 55kgf/mm^2 after heat treatment for 1 hour at 190℃. The copper layer has crystalline particles. After heat treatment for 1 hour at room temperature and 190℃, the crystalline particles have an average particle size of 0.7 to 1.5㎛.

Description

고용량 이차전지 제조를 가능하게 하는 동박, 그것을 포함하는 전극, 그것을 포함하는 이차전지, 및 그것의 제조방법{COPPER FOIL CAPABLE OF MANUFACTURING HIGH CAPACITY SECONDARY BATTERY, ELECTRODE COMPRISNG THE SAME, SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Copper foil enabling the production of high-capacity secondary batteries, an electrode including the same, a secondary battery including the same, and a manufacturing method thereof MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 고용량 이차전지의 제조를 가능하게 하는 동박, 그것을 포함하는 전극, 그것을 포함하는 이차전지, 및 그것의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a copper foil capable of manufacturing a high-capacity secondary battery, an electrode including the same, a secondary battery including the same, and a manufacturing method thereof.

이차전지는 전기 에너지를 화학 에너지로 바꾸어 저장하였다가 전기가 필요할 때 화학 에너지를 다시 전기 에너지로 변환시킴으로써 전기를 발생시키는 에너지 변환 기기의 일종이다. 이처전지는 재충전이 가능하다는 점에서 충전식 전지(rechargeable battery)로도 지칭된다. A secondary battery is a type of energy conversion device that generates electricity by converting electrical energy into chemical energy and storing it, and then converting chemical energy back into electrical energy when electricity is needed. Secondary batteries are also referred to as rechargeable batteries in that they can be recharged.

이러한 이차전지 중 리튬 이차전지는 높은 작동전압, 높은 에너지 밀도 및 우수한 수명 특성을 갖는다. 이차전지는 동박으로 이루어진 음극 집전체를 포함하는데, 동박들 중 전해 동박이 이차전지의 음극 집전체로 널리 사용되고 있다. Among these secondary batteries, lithium secondary batteries have high operating voltage, high energy density, and excellent lifespan characteristics. A secondary battery includes a negative current collector made of copper foil, and among copper foils, an electrolytic copper foil is widely used as a negative current collector of a secondary battery.

음극 집전체로 사용되는 전해 동박은 통상적으로 약 30 내지 40kgf/mm2 정도의 인장강도를 갖는다. 최근, 고용량 리튬 이차전지 제조를 위해, 고용량 특성을 갖는 금속계 또는 복합계 활물질이 각광받고 있는데, 금속계 또는 복합계 활물질은 충방전 과정에서 부피팽창이 심하다. 따라서, 동박이 활물질의 부피 팽창에 대응할 수 있어야만, 활물질이 부피 팽창하더라도 동박이 찢어지지 않고, 동박으로부터 활물질이 탈리되지 않는다. 활물질의 부피 팽창에 대응하기 위해 동박은 고강도 특성을 가져야 하며, 활물질 코팅 및 건조와 같은 고온 공정을 거치더라도 동박의 인장강도가 유지되어야 한다. An electrodeposited copper foil used as an anode current collector typically has a tensile strength of about 30 to 40 kgf/mm 2 . Recently, in order to manufacture a high-capacity lithium secondary battery, a metal-based or composite-based active material having high-capacity characteristics has been in the spotlight, and the metal-based or composite-based active material has severe volume expansion during charging and discharging processes. Therefore, the copper foil must be able to cope with the volume expansion of the active material so that the copper foil is not torn and the active material is not detached from the copper foil even when the active material expands in volume. In order to cope with the volume expansion of the active material, the copper foil must have high-strength characteristics, and the tensile strength of the copper foil must be maintained even through a high-temperature process such as active material coating and drying.

한편, 40kgf/mm2 이상의 인장강도를 갖는 고강도 동박의 제조를 위해, 예를 들어, 다원계(multi-component) 첨가제 또는 티오요소계의 유기 첨가제가 첨가된 황산계 전해액을 이용하여 전기 도금을 실시하는 방법이 있다.On the other hand, in order to manufacture a high-strength copper foil having a tensile strength of 40 kgf/mm 2 or more, for example, electroplating is performed using a sulfuric acid-based electrolyte solution to which a multi-component additive or a thiourea-based organic additive is added. There is a way to do it.

그러나, 동박의 인장강도가 증가하는 경우, 동박 내부의 응력이 증가하여 동박에 휨(curl)이 발생하는 빈도가 증가한다. 동박에 휨(curl)이 발생되는 경우, 롤투롤(Roll to Roll, RTR) 공정에 의한 동박의 제조과정 또는 동박을 이용한 이차전지용 전극의 제조과정에서, 동박에 주름이 발생하거나 동박이 찢어지는 등의 불량이 발생할 수 있다.However, when the tensile strength of the copper foil increases, the stress inside the copper foil increases and the frequency of occurrence of curl in the copper foil increases. When curl occurs in copper foil, in the process of manufacturing copper foil by the Roll to Roll (RTR) process or in the process of manufacturing electrodes for secondary batteries using copper foil, wrinkles occur in the copper foil or the copper foil is torn. defects may occur.

이차전지의 고용량화를 위해 매우 얇은 극박 형택의 동박이 이차전지의 전극 제조에 사용되고 있다. 예를 들어, 10㎛ 이하의 두께를 갖는 극박 형태의 동박이 사용되고 있다. 그러나 이러한 얇은 동박은 낮은 핸들링성(handling)을 가지며, 낮은 핸들링성으로서 인해 동박을 이용한 이차전지용 전극의 제조가 불가능한 경우가 발생할 수도 있다.In order to increase the capacity of secondary batteries, copper foil in a very thin and ultra-thin form is used to manufacture secondary battery electrodes. For example, ultra-thin copper foil having a thickness of 10 μm or less is used. However, such a thin copper foil has low handling, and due to the low handling, it may be impossible to manufacture a secondary battery electrode using the copper foil.

따라서, 이차전지 제조과정에서의 핸들링성과 작업성 향상 및 금속계 활물질 사용을 위해, 고온 공정을 거치더라도 높은 인장강도를 유지할 수 있는 동박의 개발이 필요하다.Therefore, in order to improve handling and workability in the secondary battery manufacturing process and to use a metal-based active material, it is necessary to develop a copper foil capable of maintaining high tensile strength even when subjected to a high-temperature process.

본 발명은 위와 같은 요구를 만족할 수 있는 동박, 그것을 포함하는 전극, 그것을 포함하는 이차전지, 및 동박의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a copper foil capable of satisfying the above requirements, an electrode including the same, a secondary battery including the same, and a method for manufacturing the copper foil.

본 발명의 일 실시예는 고온에서의 열처리 후에도 높은 인장강도를 갖는 동박을 제공하고자 한다.One embodiment of the present invention is to provide a copper foil having a high tensile strength even after heat treatment at a high temperature.

본 발명의 다른 일 실시예는 동박의 결정 조직을 제어하여 고온에서의 열처리 후에도 동박이 높은 인장강도를 가지도록 한다.Another embodiment of the present invention controls the crystal structure of the copper foil so that the copper foil has high tensile strength even after heat treatment at a high temperature.

본 발명의 또 다른 일 실시예는 유기 첨가제를 적절하게 선정하고 그 함량을 조절함으로써, 조밀하게 배열된 결정질 입자를 갖는 동박을 제공하고자 한다.Another embodiment of the present invention is to provide a copper foil having densely arranged crystalline particles by properly selecting an organic additive and adjusting the content thereof.

본 발명의 또 다른 일 실시예는 이러한 동박을 포함하는 이차전지용 전극, 및 이러한 이차전지용 전극을 포함하는 이차전지를 제공하고자 한다.Another embodiment of the present invention is to provide a secondary battery electrode including such a copper foil, and a secondary battery including such a secondary battery electrode.

본 발명의 또 다른 일 실시예는, 동박의 제조에 사용되는 전해액에 포함되는 유기 첨가제를 적절하게 선정하고 그 함량을 조정하여 동박의 결정조직을 제어함으로써, 조밀하게 배열된 결정질 입자를 갖는 동박의 제조방법을 제공하고자 한다.Another embodiment of the present invention is a copper foil having densely arranged crystalline particles by properly selecting an organic additive included in an electrolyte solution used for manufacturing a copper foil and adjusting the content thereof to control the crystal structure of the copper foil. It is intended to provide a manufacturing method.

위에서 언급된 본 발명의 관점들 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 설명되거나, 그러한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition to the aspects of the present invention mentioned above, other features and advantages of the present invention will be described below, or will be clearly understood by those skilled in the art from such description.

본 발명의 일 실시예는 동박의 결정성을 제어하여, 열처리 후에도 우수한 인장강도를 갖는 동박을 제공한다.One embodiment of the present invention provides a copper foil having excellent tensile strength even after heat treatment by controlling the crystallinity of the copper foil.

이를 위해 본 발명의 일 실시예는, 매트면 및 샤이니면을 갖는 구리층; 및 상기 구리층 상에 배치된 방청막;을 포함하고, 40 내지 60kgf/mm2 의 상온(25±15℃) 인장강도; 및 190℃에서 1시간 열처리 후, 36 내지 55kgf/mm2 의 고온 인장강도;를 가지며, 상기 구리층은 결정질(crystalline) 입자를 가지며, 상온 및 190℃에서 1시간 열처리 후 상기 결정질(crystalline) 입자는 0.7 내지 1.5㎛ 의 평균 입자크기를 갖는, 동박을 제공한다.To this end, one embodiment of the present invention is a copper layer having a matte surface and a shiny surface; and a rust-preventive film disposed on the copper layer; including, room temperature (25±15° C.) tensile strength of 40 to 60 kgf/mm 2 ; And after heat treatment at 190 ° C. for 1 hour, high temperature tensile strength of 36 to 55 kgf / mm 2 , wherein the copper layer has crystalline particles, and after heat treatment at room temperature and 190 ° C. for 1 hour, the crystalline particles provides a copper foil having an average particle size of 0.7 to 1.5 μm.

상기 동박은 15mm 이하의 최대 휨(curl) 높이를 갖는다. The copper foil has a maximum curl height of 15 mm or less.

상기 동박은 상기 매트면 방향의 제1 면 및 상기 샤이니면 방향의 제2면을 가지며, 상기 제1 면과 상기 제2 면은 각각 0.5 내지 2.0㎛의 표면조도(Rz JIS)를 갖는다.The copper foil has a first surface in the mat surface direction and a second surface in the shiny surface direction, and the first surface and the second surface each have a surface roughness (Rz JIS) of 0.5 to 2.0 μm.

상기 동박은 4 내지 35㎛의 두께를 갖는다.The copper foil has a thickness of 4 to 35 μm.

상기 방청막은 크롬, 실란 화합물 및 질소 화합물 중 적어도 하나를 포함한다.The anti-rust film includes at least one of chromium, a silane compound and a nitrogen compound.

본 발명의 다른 일 실시예는, 상기의 동박 및 상기 동박의 적어도 일면에 배치된 활물질층을 포함하는 이차전지용 전극을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a secondary battery electrode including the copper foil and an active material layer disposed on at least one surface of the copper foil.

본 발명의 또 다른 일 실시예는, 양극(cathode); 상기 양극과 대향 배치된 음극(anode); 상기 양극과 상기 음극 사이에 배치되어 리튬 이온이 이동할 수 있는 환경을 제공하는 전해질(electrolyte); 및 상기 양극과 상기 음극을 전기적으로 절연시켜 주는 분리막(separator);을 포함하고, 상기 음극은 상기의 동박 및 상기 동박 상에 배치된 활물질층을 포함하는 이차전지를 제공한다. Another embodiment of the present invention, the anode (cathode); a cathode disposed opposite to the anode; an electrolyte disposed between the positive electrode and the negative electrode to provide an environment in which lithium ions can move; and a separator that electrically insulates the positive electrode from the negative electrode, wherein the negative electrode includes the copper foil and an active material layer disposed on the copper foil.

본 발명의 다른 일 실시예는, 구리 이온을 포함하는 전해액 내에 서로 이격되게 배치된 양극판 및 회전 음극드럼을 30 내지 80 ASD(A/dm2)의 전류밀도로 통전시켜 구리층을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 전해액은 60 내지 120 g/L의 구리 이온; 80 내지 150 g/L의 황산; 50 ppm 미만의 염소(Cl); 및 유기 첨가제;를 포함하며, 상기 유기 첨가제는 광택제(A 성분) 및 감속제(B 성분) 중에서 선택된 적어도 하나; 및 레벨링제(C 성분);를 포함하며, 상기 광택제(A 성분)는 술폰산 또는 그 금속염을 포함하고, 상기 감속제(B 성분)는 비이온성 수용성 고분자를 포함하고, 상기 레벨링제(C 성분)는 질소(N) 및 황(S) 중 적어도 하나를 포함하는, 동박의 제조방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention, forming a copper layer by conducting a current density of 30 to 80 ASD (A / dm 2 ) to a cathode plate and a rotating cathode drum disposed spaced apart from each other in an electrolyte solution containing copper ions; It includes, wherein the electrolyte solution is 60 to 120 g / L of copper ions; 80 to 150 g/L sulfuric acid; Chlorine (Cl) less than 50 ppm; and an organic additive, wherein the organic additive is at least one selected from a brightener (component A) and a moderator (component B); and a leveling agent (component C), wherein the brightening agent (component A) includes sulfonic acid or a metal salt thereof, the moderator (component B) includes a nonionic water-soluble polymer, and the leveling agent (component C) Provides a method for manufacturing a copper foil containing at least one of nitrogen (N) and sulfur (S).

상기 구리층을 형성하는 단계에서, 상기 전해액의 온도는 40 내지 60℃의 범위로 유지된다.In the step of forming the copper layer, the temperature of the electrolyte solution is maintained in the range of 40 to 60 °C.

상기 광택제는 5 내지 100 ppm의 농도를 갖는다.The brightener has a concentration of 5 to 100 ppm.

상기 광택제는, 비스-(3-술포프로필)-디설파이드 디소디움염[bis-(3-Sulfopropyl)-disulfide disodium salt](SPS), 3-머캅토-1-프로판술폰산, 3-(N,N-디메틸티오카바모일)-티오프로판술포네이트 소디움염, 3-[(아미노-이미노메틸)티오]-1-프로판술포네이트 소디움염, o-에틸디티오카보네이토-S-(3-설포프로필)-에스테르 소디움염,3-(벤조티아졸릴-2-머캅토)-프로필-술폰산 소디움염 및 에틸렌디티오디프로필술폰산 소디움염(ethylenedithiodipropylsulfonic acid sodium salt) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함한다.The brightener is bis-(3-sulfopropyl)-disulfide disodium salt [bis-(3-Sulfopropyl)-disulfide disodium salt] (SPS), 3-mercapto-1-propanesulfonic acid, 3-(N,N -Dimethylthiocarbamoyl)-thiopropanesulfonate sodium salt, 3-[(amino-iminomethyl)thio]-1-propanesulfonate sodium salt, o-ethyldithiocarbonate-S-(3-sulfopropyl )-ester sodium salt, 3-(benzothiazolyl-2-mercapto)-propyl-sulfonic acid sodium salt, and ethylenedithiodipropylsulfonic acid sodium salt.

상기 감속제는, 5 내지 50 ppm 의 농도를 갖는다.The moderator has a concentration of 5 to 50 ppm.

상기 감속제는, 폴리에틸렌 클리콜(PEG), 폴리 프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌폴리프로필렌 코폴리머, 폴리글리세린, 폴리에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 하이드록시에틸렌셀룰로오스, 폴리비닐 알코올, 스테아릭산 폴리글리콜 에테르 및 스테아릴 알코올 폴리글리콜 에테르 중에서 선택된 적어도 하나의 비이온성 수용성 고분자를 포함한다.The moderator is polyethylene glycol (PEG), polypropylene glycol, polyethylene polypropylene copolymer, polyglycerin, polyethylene glycol dimethyl ether, hydroxyethylene cellulose, polyvinyl alcohol, stearic acid polyglycol ether and stearyl alcohol polyglycol It includes at least one nonionic water-soluble polymer selected from ether.

상기 비이온성 수용성 고분자는 500 내지 25,000의 수평균 분자량을 갖는다.The nonionic water-soluble polymer has a number average molecular weight of 500 to 25,000.

상기 레벨링제는, 1 내지 50ppm의 농도를 갖는다.The leveling agent has a concentration of 1 to 50 ppm.

상기 레벨링제는, 디알릴디메틸암모늄 클로라이드(DDAC), 티오요소, N,N'-디메틸티오요소, N,N'-디에틸티오요소, 테트라메틸티오요소, 에틸렌티오요소, 2-머캅토-5-벤즈이미다졸술폰산, 3(5-머캅토-1H-테트라졸)벤젠술포네이트, 2-머캅토벤조티아졸, 5-머캅토-1-메틸테트라졸(5-MM) 및 폴리에틸렌이민(PEI) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함한다.The leveling agent is diallyldimethylammonium chloride (DDAC), thiourea, N, N'-dimethylthiourea, N, N'-diethylthiourea, tetramethylthiourea, ethylenethiourea, 2-mercapto- 5-benzimidazolesulfonic acid, 3(5-mercapto-1H-tetrazole)benzenesulfonate, 2-mercaptobenzothiazole, 5-mercapto-1-methyltetrazole (5-MM) and polyethyleneimine ( It includes at least one selected from PEI).

상기 유기 첨가제는 서로 다른 2종류 이상의 상기 레벨링제(C성분)을 포함할 수 있다.The organic additive may include two or more different leveling agents (component C).

상기 유기 첨가제는 질소(N)를 포함하는 적어도 하나의 레벨링제(C성분) 및 황(S)을 포함하는 적어도 하나의 레벨링제(C성분)를 포함할 수 있다.The organic additive may include at least one leveling agent (component C) containing nitrogen (N) and at least one leveling agent (component C) containing sulfur (S).

상기 동박의 제조방법은 상기 구리층에 방청막을 형성하는 단계를 더 포함한다. The manufacturing method of the copper foil further includes forming a rust-preventive film on the copper layer.

위와 같은 본 발명에 대한 일반적 서술은 본 발명을 예시하거나 설명하기 위한 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위를 제한하지 않는다.The general description of the present invention as above is only for exemplifying or explaining the present invention, and does not limit the scope of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 동박의 결정성 및 인장강도가 제어되어 동박의 휨(curl)이 감소된다. 이에 따라, 동박의 제조 과정 또는 이러한 동박을 이용한 이차전지용 전극 또는 이차전지의 제조 과정에서 동박의 주름 또는 찢김의 발생이 방지된다. 또한, 이러한 동박을 이용하여 제조된 이차전지는 우수한 용량 유지율을 가져, 이차전지의 고용량화가 구현될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the crystallinity and tensile strength of the copper foil are controlled to reduce the curl of the copper foil. Accordingly, the occurrence of wrinkles or tears in the copper foil is prevented during the manufacturing process of the copper foil or the manufacturing process of secondary battery electrodes or secondary batteries using the copper foil. In addition, a secondary battery manufactured using such a copper foil has an excellent capacity retention rate, so that high capacity of the secondary battery can be realized.

첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕고 본 명세서의 일부를 구성하기 위한 것으로서, 본 발명의 실시예들을 예시하며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동박의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 동박의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이차전지용 전극의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이차전지용 전극의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이차전지의 개략적인 단면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 동박의 제조 공정에 대한 개략도이다.
도 7은 동박의 휨(curl) 높이 측정을 설명하는 개략도이다.
도 8a 및 8b는 각각 열처리 전 후 제조예 3에 따른 동박의 단면을 도시한다.
도 9a 및 9b는 각각 열처리 전 후 비교예 3에 따른 동박의 단면을 도시한다.
The accompanying drawings are intended to aid understanding of the present invention and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the present invention, and explain the principles of the present invention together with the detailed description of the invention.
1 is a schematic cross-sectional view of a copper foil according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic cross-sectional view of a copper foil according to another embodiment of the present invention.
3 is a schematic cross-sectional view of an electrode for a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view of an electrode for a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
5 is a schematic cross-sectional view of a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
Figure 6 is a schematic diagram of the manufacturing process of the copper foil shown in Figure 2.
7 is a schematic diagram illustrating the measurement of the curl height of copper foil.
8a and 8b show cross-sections of the copper foil according to Preparation Example 3 before and after heat treatment, respectively.
9a and 9b show cross-sections of the copper foil according to Comparative Example 3 before and after heat treatment, respectively.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 다양한 변경 및 변형이 가능하다는 점은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물 범위 내의 변경과 변형을 모두 포함한다.It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications of the present invention are possible without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the present invention includes all modifications and variations within the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.

본 발명의 실시예들을 설명하기 위해 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로, 본 발명이 도면에 도시된 사항에 의해 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 구성 요소는 동일 참조 부호로 지칭될 수 있다. The shape, size, ratio, angle, number, etc. disclosed in the drawings to describe the embodiments of the present invention are exemplary, and the present invention is not limited by the details shown in the drawings. Like elements may be referred to by like reference numerals throughout the specification.

본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이라는 표현이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소가 단수로 표현된 경우, 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함한다. 또한, 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석된다.When 'includes', 'has', 'consists of', etc. mentioned in this specification is used, other parts may be added unless the expression 'only' is used. When a component is expressed in the singular, the plural is included unless specifically stated otherwise. In addition, in interpreting the components, even if there is no separate explicit description, it is interpreted as including the error range.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이라는 표현이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수 있다.In the case of a description of a positional relationship, for example, 'on top of', 'on top of', 'at the bottom of', 'next to', etc. Or, unless the word 'directly' is used, one or more other parts may be located between the two parts.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이라는 표현이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우가 포함될 수 있다.In the case of a description of a temporal relationship, for example, 'immediately' or 'directly' when a temporal precedence relationship is described in terms of 'after', 'following', 'next to', 'before', etc. Unless the expression is used, non-continuous cases may be included.

다양한 구성요소들을 서술하기 위해, '제1', '제2' 등과 같은 표현이 사용되지만, 이들 구성요소들은 이러한 용어에 의해 제한되지 않는다. 이러한 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.Expressions such as 'first', 'second', etc. are used to describe various components, but these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Therefore, the first component mentioned below may also be the second component within the technical spirit of the present invention.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The term “at least one” should be understood to include all possible combinations from one or more related items.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시될 수도 있다.Each feature of the various embodiments of the present invention can be partially or entirely combined or combined with each other, technically various interlocking and driving are possible, and each embodiment can be implemented independently of each other or can be implemented together in a related relationship. may be

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동박(101)의 개략적인 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a copper foil 101 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 동박(101)은 구리층(110)을 포함한다. 구리층(110)은 매트면(matte surface)(MS) 및 그 반대편의 샤이니면(shiny surface)(SS)을 갖는다.Copper foil 101 according to an embodiment of the present invention includes a copper layer 110. The copper layer 110 has a matte surface MS and an opposite shiny surface SS.

구리층(110)은, 예를 들어, 전기 도금을 통해 회전 음극드럼 상에 형성될 수 있다(도 6 참조). 이 때, 샤이니면(SS)은 전기 도금 과정에서 회전 음극드럼과 접촉하였던 면을 지칭하고, 매트면(MS)은 샤이니면(SS)의 반대 편 면을 지칭한다.The copper layer 110 may be formed on the rotating cathode drum through, for example, electroplating (see FIG. 6). At this time, the shiny surface (SS) refers to the surface that is in contact with the rotating cathode drum during the electroplating process, and the matte surface (MS) refers to the surface opposite to the shiny surface (SS).

일반적으로 샤이니면(SS)은 매트면(MS)에 비해 낮은 표면조도를 갖는다. 그러나, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 샤이니면(SS)의 표면조도가 매트면(MS)의 표면조도와 동일하거나 더 높을 수도 있다. 예를 들어, 구리층(110)의 제조에 사용되는 회전 음극드럼(12)(도 6 참조)의 연마 정도에 따라, 샤이니면(SS)의 표면조도는 매트면(MS)의 표면조도보다 낮을 수도 있고 높을 수도 있다. 회전 음극드럼(12)의 표면은 #800 내지 #3000의 입도(Grit)를 갖는 연마 브러시에 의해 연마될 수 있다.In general, the shiny surface (SS) has a lower surface roughness than the matte surface (MS). However, one embodiment of the present invention is not limited thereto, and the surface roughness of the shiny surface SS may be equal to or higher than that of the matte surface MS. For example, depending on the degree of polishing of the rotating cathode drum 12 (see FIG. 6) used in the manufacture of the copper layer 110, the surface roughness of the shiny surface SS may be lower than that of the matte surface MS. may or may not be high. The surface of the rotating cathode drum 12 may be polished with a polishing brush having a grit of #800 to #3000.

도 1을 참조하면, 동박(101)은 구리층(110) 상에 배치된 방청막(211)을 포함한다. 방청막(211)은 생략될 수도 있다.Referring to FIG. 1 , the copper foil 101 includes a rust-prevention film 211 disposed on the copper layer 110 . The anti-rust film 211 may be omitted.

방청막(211)은 구리층(110)의 매트면(MS) 및 샤이니면(SS) 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 도 1을 참조하면, 방청막(211)이 매트면(MS)에 배치된다. 그러나, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 방청막(211)이 샤이니면(SS)에만 배치될 수도 있고, 매트면(MS)과 샤이니면(SS) 모두에 배치될 수도 있다.The anti-rust film 211 may be disposed on at least one of the matte surface MS and the shiny surface SS of the copper layer 110 . Referring to FIG. 1 , an anti-rust film 211 is disposed on the mat surface MS. However, one embodiment of the present invention is not limited thereto, and the anti-rust film 211 may be disposed only on the shiny surface SS, or may be disposed on both the matte surface MS and the shiny surface SS.

방청막(211)은 구리층(110)을 보호하여, 구리층(110)이 산화되거나 변질되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 방청막(211)을 보호층이라고도 한다.The anti-rust film 211 may protect the copper layer 110 and prevent the copper layer 110 from being oxidized or deteriorated. Therefore, the anti-rust film 211 is also referred to as a protective layer.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 방청막(211)은 크롬(Cr), 실란 화합물 및 질소 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 크롬(Cr)을 포함하는 방청액, 즉, 크롬산 화합물을 포함하는 방청액에 의하여 방청막(211)이 만들어질 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the anti-rust film 211 may include at least one of chromium (Cr), a silane compound, and a nitrogen compound. For example, the rust-preventive film 211 may be formed by a rust-preventive solution containing chromium (Cr), that is, a rust-preventive solution containing a chromic acid compound.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 동박(101)은 구리층(110)을 기준으로 매트면(MS) 방향의 표면인 제1 면(S1) 및 샤이니면(SS) 방향의 표면인 제2 면(S2)을 갖는다. 도 1을 참조하면, 동박(101)의 제1 면(S1)은 방청막(211)의 표면이며, 제2 면(S2)는 샤이니면(SS)이다. 방청막(211)이 생략되는 경우, 구리층(110)의 매트면(MS)이 동박(101)의 제1 면(S1)이 된다.According to one embodiment of the present invention, the copper foil 101 has a first surface S1 that is a surface in the direction of the mat surface (MS) and a second surface that is a surface in the direction of the shiny surface (SS) with respect to the copper layer 110. (S2). Referring to FIG. 1 , the first surface S1 of the copper foil 101 is the surface of the anti-rust film 211, and the second surface S2 is the shiny surface SS. When the anti-rust film 211 is omitted, the matte surface MS of the copper layer 110 becomes the first surface S1 of the copper foil 101 .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 동박(100)의 제1 면(S1)과 제2 면(S2)은 각각 0.5 내지 2.0㎛의 표면조도(Rz JIS)를 갖는다.According to one embodiment of the present invention, the first surface (S1) and the second surface (S2) of the copper foil 100 each have a surface roughness (Rz JIS) of 0.5 to 2.0㎛.

본 발명의 일 실시예에 따른 표면조도(Rz JIS)는 십점 평균 조도라고도 하며, JIS B 0601-2001 규격에 따라 표면조도 측정기(M300, Mahr)에 의해 측정될 수 있다.The surface roughness (Rz JIS) according to an embodiment of the present invention is also referred to as 10-point average roughness, and can be measured by a surface roughness measuring instrument (M300, Mahr) according to the JIS B 0601-2001 standard.

동박(101)의 제1 면(S1)과 제2 면(S2)의 표면조도(Rz JIS)가 각각 0.5㎛ 미만인 경우, 동박(101)이 이차전지용 전극의 전류 집전체로 사용될 때, 동박(101)과 활물질의 접착력이 낮아 박리강도가 저하되며, 그에 따라, 이차전지의 충방전시 활물질이 동박(101)으로부터 탈리될 수 있다. 반면 제1 면(S1)과 제2 면(S2)의 표면조도(Rz JIS)가 2.0㎛를 초과하는 경우, 동박(101)이 이차전지용 전극의 전류 집전체로 사용될 때, 활물질이 동박(101)에 균일하게 코팅되지 않아 이차전지의 충방전시에 전류가 국부적으로 집중되어 충방전 사이클 특성이 저하될 수 있으며, 이차전지의 용량 유지율이 저하될 수 있다.When the surface roughness (Rz JIS) of the first surface S1 and the second surface S2 of the copper foil 101 is less than 0.5 μm, respectively, when the copper foil 101 is used as a current collector for a secondary battery electrode, the copper foil ( 101) and the active material are low in peel strength, and accordingly, the active material may be separated from the copper foil 101 during charging and discharging of the secondary battery. On the other hand, when the surface roughness (Rz JIS) of the first surface S1 and the second surface S2 exceeds 2.0 μm, when the copper foil 101 is used as a current collector for a secondary battery electrode, the active material is copper foil 101 ) is not uniformly coated, so current is locally concentrated during charging and discharging of the secondary battery, and thus the charge/discharge cycle characteristics may be deteriorated, and the capacity retention rate of the secondary battery may be deteriorated.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 동박(101)의 제1 면(S1)과 제2 면(S2)의 표면조도(Rz JIS) 차이는 0.5㎛ 이하로 조정될 수 있다.Meanwhile, according to one embodiment of the present invention, the difference in surface roughness (Rz JIS) between the first surface S1 and the second surface S2 of the copper foil 101 may be adjusted to 0.5 μm or less.

동박(101)의 제1 면(S1)과 제2 면(S2)의 표면조도(Rz JIS) 차이가 0.5㎛를 초과하는 경우, 동박(101)이 이차전지용 전극의 전류 집전체로 사용될 때, 제1 면(S1)과 제2 면(S2)의 표면조도(Rz JIS) 차이로 인해 활물질이 제1 면(S1)과 제2 면(S2) 양면에서 균등하게 코팅되지 않을 수 있다. 그에 따라, 이차 전지의 충방전시 양면(S1, S2)의 전기적 및 물리적 특성의 차이가 발생할 수 있고, 이로 인해 이차 전지의 수명이 급격히 저하될 수 있다.When the difference in surface roughness (Rz JIS) between the first surface S1 and the second surface S2 of the copper foil 101 exceeds 0.5 μm, when the copper foil 101 is used as a current collector for a secondary battery electrode, Due to the difference in surface roughness (Rz JIS) between the first and second surfaces S1 and S2, the active material may not be evenly coated on both surfaces of the first and second surfaces S1 and S2. Accordingly, during charging and discharging of the secondary battery, a difference in electrical and physical characteristics between the two surfaces S1 and S2 may occur, and as a result, the lifespan of the secondary battery may rapidly decrease.

반면, 동박(101)의 제1 면(S1)과 제2 면(S2)의 표면조도(Rz JIS) 차이가 0.5㎛ 이하인 경우, 동박(101)이 이차전지용 전극의 전류 집전체로 사용될 때 동박(101)의 양면에서 활물질의 코팅이 유사하여 이차전지의 충방전시 안정성 및 용량유지율이 우수해지며, 그에 따라 이차전지의 수명이 증가될 수 있다.On the other hand, when the difference in surface roughness (Rz JIS) between the first surface S1 and the second surface S2 of the copper foil 101 is 0.5 μm or less, when the copper foil 101 is used as a current collector for a secondary battery electrode, the copper foil Since the coating of the active material is similar on both sides of (101), the stability and capacity retention rate of the secondary battery are excellent during charging and discharging, and thus the lifespan of the secondary battery can be increased.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 동박(101)은 40 내지 60 kgf/mm2 의 상온(25±15℃) 인장강도를 갖는다. 상온(25±15℃)에서의 인장강도를 상온 인장강도라 한다.According to one embodiment of the present invention, the copper foil 101 has a room temperature (25 ± 15 ℃) tensile strength of 40 to 60 kgf / mm 2 . Tensile strength at room temperature (25±15℃) is called room temperature tensile strength.

인장강도는 IPC-TM-650 Test Method Manual의 규정에 따라 만능시험기(UTM)에 의해 측정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, Instron사(社)의 만능시험기에 의해 인장강도가 측정된다. 인장강도 측정용 샘플의 폭은 12.7 mm이고, 그립(grip)간 거리는 50 mm이고, 측정 속도는 50 mm/min이다.Tensile strength can be measured by a universal testing machine (UTM) according to the provisions of the IPC-TM-650 Test Method Manual. According to one embodiment of the present invention, the tensile strength is measured by an Instron universal testing machine. The width of the sample for measuring tensile strength was 12.7 mm, the distance between grips was 50 mm, and the measurement speed was 50 mm/min.

상온에서 동박(101)의 인장강도가 40 ㎏f/mm2 미만인 경우, 동박(101)이 이차전지용 전극의 전류 집전체로 사용될 때, 활물질의 부피 팽창으로 인해 동박(101)에 파단이 발생할 수 있다. 예를 들어, 주석(Sn) 또는 규소(Si)를 포함하는 금속계 활물질은 충방전시 부피팽창이 매우 크며, 이러한 큰 부피팽창으로 인해 활물질과 부착되어 있는 동박이 파단될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 동박(101)은 40 ㎏f/mm2 이상의 인장강도를 갖는다.When the tensile strength of the copper foil 101 at room temperature is less than 40 kgf / mm 2 , when the copper foil 101 is used as a current collector for a secondary battery electrode, the copper foil 101 may be broken due to volume expansion of the active material there is. For example, a metal-based active material containing tin (Sn) or silicon (Si) has a very large volume expansion during charging and discharging, and the copper foil attached to the active material may be broken due to such large volume expansion. To prevent this, the copper foil 101 according to an embodiment of the present invention has a tensile strength of 40 kgf/mm 2 or more.

또한, 상온에서 동박(101)의 인장강도가 40 ㎏f/mm2 미만인 경우, 동박(101) 또는 이차전지의 제조를 위한 롤투롤(Roll to Roll) 공정에서 동박(101)에 휨(curl) 또는 주름이 발생할 수 있다.In addition, when the tensile strength of the copper foil 101 at room temperature is less than 40 kgf / mm 2 , the copper foil 101 curls in the roll-to-roll process for manufacturing the copper foil 101 or the secondary battery. Or wrinkles may occur.

반면, 상온에서 동박(101)의 인장강도가 60 ㎏f/mm2 를 초과하는 경우, 취성이 증가하여 동박(101)의 제조공정 또는 동박(101)을 이용한 이차전지의 제조공정 중 동박(101)이 파단될 수 있다. On the other hand, when the tensile strength of the copper foil 101 at room temperature exceeds 60 kgf / mm 2 , brittleness increases, so during the manufacturing process of the copper foil 101 or the manufacturing process of a secondary battery using the copper foil 101, the copper foil 101 ) may break.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 동박(101)은 190℃에서 1시간 열처리 후 36 내지 55kgf/mm2 의 고온 인장강도를 갖는다. 여기서, 고온 인장장도는 동박(101)을 190℃에서 1시간 열처리 후 측정된 인장강도를 의미한다. 측정 조건 등을 고려하여, 190±5℃의 온도에서 1시간±5분의 시간동안 열처리 후 측정된 인장강도를 고온 인장강도라고 할 수도 있다.Further, according to one embodiment of the present invention, the copper foil 101 has a high-temperature tensile strength of 36 to 55 kgf/mm 2 after heat treatment at 190° C. for 1 hour. Here, the high-temperature tensile strength means the tensile strength measured after heat treatment of the copper foil 101 at 190 ° C. for 1 hour. Considering measurement conditions, etc., tensile strength measured after heat treatment at a temperature of 190 ± 5 ° C for 1 hour ± 5 minutes may be referred to as high temperature tensile strength.

190℃에서 1시간 열처리 후의 고온 인장강도가 36kgf/mm2 미만인 경우, 고온의 가혹한 공정 조건에서 동박(101)에 연화가 발생되어, 주름 등이 발생될 수 있다.When the high-temperature tensile strength after heat treatment at 190° C. for 1 hour is less than 36 kgf/mm 2 , softening occurs in the copper foil 101 under harsh processing conditions at high temperatures, and wrinkles may occur.

반면, 열처리 후의 고온 인장강도가 55kgf/mm2 를 초과하는 경우, 활물질 코팅 또는 고온 건조와 같은 가혹조건에서 동박(101)의 취성이 증가하여 동박(101)에 파단 등이 발생될 수 있다.On the other hand, when the high-temperature tensile strength after heat treatment exceeds 55 kgf/mm 2 , brittleness of the copper foil 101 increases under harsh conditions such as active material coating or high-temperature drying, which may cause breakage of the copper foil 101.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 동박(101)의 구리층(110)이 결정성을 가지며, 결정질 입자(crystalline grain)를 포함할 수 있다(도 8a, 8b, 9a, 9b 참조). 구리층(110)의 결정성에 따라 구리층(110)을 포함하는 동박(101)의 물리적, 기계적 특성이 달라질 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the copper layer 110 of the copper foil 101 has crystallinity and may include crystalline grains (see FIGS. 8a, 8b, 9a, and 9b). Physical and mechanical properties of the copper foil 101 including the copper layer 110 may vary depending on the crystallinity of the copper layer 110 .

본 발명의 일 실시예에 있어서, 결정질(crystalline) 입자는 특정 다면체의 외형을 가지거나, 또는 특정 다면체의 외형을 가지고 있지 않더라도 원자의 주기적인 배열로 이루어진 결정 격자에 의해 X선 회절 현상이 확인될 수 있는 입자를 모두 포함한다.In one embodiment of the present invention, crystalline particles have a specific polyhedral appearance, or even if they do not have a specific polyhedral appearance, the X-ray diffraction phenomenon can be confirmed by a crystal lattice consisting of a periodic arrangement of atoms Includes all possible particles.

구리층(110)에 포함된 결정질(crystalline) 입자는, 190℃에서 1시간 열처리 전 및 후 0.7 내지 1.5㎛의 평균 입자크기를 갖는다. 보다 구체적으로, 구리층(110)을 두께 방향으로 절단한 구리층(110)의 단면에 걸쳐, 결정질(crystalline) 입자의 평균 입자크기는, 열처리 전 및 190℃에서 1시간 열처리에 있어서 모두 0.7 내지 1.5㎛이다.The crystalline particles included in the copper layer 110 have an average particle size of 0.7 to 1.5 μm before and after heat treatment at 190° C. for 1 hour. More specifically, across the cross section of the copper layer 110 obtained by cutting the copper layer 110 in the thickness direction, the average particle size of the crystalline particles is 0.7 to 0.7 to 190 ° C. for 1 hour before heat treatment and after heat treatment. It is 1.5 μm.

구리층(110)에 포함된 결정질(crystalline) 입자의 평균 입자크기는 전자 회절 후방 굴절(Electron Back Scattered Diffraction, EBSD) 방법에 의해 측정될 수 있다. 보다 구체적으로, 열처리 전 또는 후, EBSD 방법에 의해 동박(101)의 제1 면(S1)과 제2 면(S2)를 분석한 후, 분석 결과를 이용하여 결정질 입자의 평균 입자크기를 산출할 수 있다. 예를 들어, FE-SEM (Field Emission - Scanning Electron Microscope) 장치(Hitachi社, 모델명 S-4300SE)에 EBSD(Electron Backscatter Diffraction) 디텍터(detector)(예; EDAX社의 EBSD 카메라)를 장착한 장비를 이용하여, 전압 15kV, 전류 50mA, 배율 2000배의 측정 조건으로 동박(101)의 단면을 관찰하여 구리층(110)에 포함된 결정질(crystalline) 입자의 평균 입자크기를 측정할 수 있다.The average particle size of crystalline particles included in the copper layer 110 may be measured by an electron back scattering diffraction (EBSD) method. More specifically, after analyzing the first surface (S1) and the second surface (S2) of the copper foil 101 by the EBSD method before or after heat treatment, the average particle size of the crystalline particles is calculated using the analysis result can For example, equipment equipped with an EBSD (Electron Backscatter Diffraction) detector (e.g. EDAX EBSD camera) in a FE-SEM (Field Emission - Scanning Electron Microscope) device (Hitachi, model name S-4300SE) Using, the average particle size of the crystalline particles included in the copper layer 110 can be measured by observing the cross section of the copper foil 101 under the measurement conditions of a voltage of 15 kV, a current of 50 mA, and a magnification of 2000 times.

190℃에서 1시간 열처리 전 및 후, 구리층(110)에 포함된 결정질 입자의 평균 입자크기가 0.7 내지 1.5㎛인 경우, 동박(101)은 40 내지 60kgf/mm2 의 상온(25±15℃) 인장강도 및 36 내지 55kgf/mm2 의 고온 인장강도를 가질 수 있다. 반면, 구리층(110)에 포함된 결정질 입자의 평균 입자크기가 0.7 내지 1.5㎛의 범위를 벗어나는 경우, 동박(101)의 상온(25±15℃) 인장강도가 40 내지 60kgf/mm2 의 범위를 벗어나거나, 고온 인장강도가 36 내지 55kgf/mm2 의 범위를 벗어날 수 있다.Before and after heat treatment at 190 ° C. for 1 hour, when the average particle size of the crystalline particles included in the copper layer 110 is 0.7 to 1.5 μm, the copper foil 101 is 40 to 60 kgf / mm 2 at room temperature (25 ± 15 ° C. ) tensile strength and high temperature tensile strength of 36 to 55 kgf/mm 2 . On the other hand, when the average particle size of the crystalline particles included in the copper layer 110 is out of the range of 0.7 to 1.5 μm, the room temperature (25 ± 15 ° C.) tensile strength of the copper foil 101 is in the range of 40 to 60 kgf / mm 2 , or the high-temperature tensile strength may be out of the range of 36 to 55 kgf/mm 2 .

보다 구체적으로, 구리층(110)에 포함된 결정질 입자의 평균 입자크기가 미세하고 작아야 동박(101)이 고강도를 가질 수 있다. 이와 관련하여, 전해액에 첨가된 유기 첨가제로부터 유래된 질소(N) 또는 황(S)성분은 구리층(110)의 결정립 구조에 공석되어, 열처리 후에도 구리층(110)에 포함된 결정질 입자의 평균 입자크기가 커지지 않도록 하는 핀(pin) 효과를 나타낸다. 상온에서 구리층(110)에 포함된 결정질 입자의 평균 입자크기가 0.7㎛이하인 경우, 결정질 입자가 너무 미세하여 동박(101)의 강도가 과도하게 높아 동박(101) 취성이 증가되며, 그에 따라, 회전 음극드럼을 이용한 제박 공정에서 찢김이 발생할 가능성이 커진다. 반면, 구리층(110)에 포함된 결정질 입자의 평균 입자크기가 1.5㎛를 초과하는 경우 동박(101)의 고강도 구현이 어려워진다.More specifically, the copper foil 101 can have high strength only when the average particle size of the crystalline particles included in the copper layer 110 is fine and small. In this regard, nitrogen (N) or sulfur (S) components derived from organic additives added to the electrolyte are co-located in the crystal grain structure of the copper layer 110, and the average number of crystalline particles included in the copper layer 110 even after heat treatment It shows a pin effect that prevents the particle size from increasing. When the average particle size of the crystalline particles included in the copper layer 110 at room temperature is 0.7 μm or less, the crystalline particles are too fine and the strength of the copper foil 101 is excessively high, resulting in increased brittleness of the copper foil 101. Accordingly, The possibility of tearing increases in the manufacturing process using a rotating cathode drum. On the other hand, when the average particle size of the crystalline particles included in the copper layer 110 exceeds 1.5 μm, it is difficult to implement high strength of the copper foil 101 .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 열처리 후에도 구리층(110)에 포함된 결정질 입자의 크기가 크게 증가하지 않고 유지될 수 있다. 그에 따라, 열처리 후에도 동박(101)이 우수한 인장강도를 가질 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the size of the crystalline particles included in the copper layer 110 may not significantly increase and may be maintained even after heat treatment. Accordingly, even after heat treatment, the copper foil 101 may have excellent tensile strength.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 동박(101)의 최대 휨(curl) 높이는 15mm 이하이다. According to one embodiment of the present invention, the maximum curl height of the copper foil 101 is 15 mm or less.

동박(101)의 최대 휨(curl) 높이 측정을 위해, 동박(101)을 60㎜ X 60㎜으로 절단하고, 제1 면(S1)이 상부를 향하도록 동박(101)을 지지대 위에 배치한 후, 동박(101) 상에 유리판을 배치한다. 이 때, 절단된 동박의 30㎜ 길이만큼만 유리판과 중첩하여 동박(101)의 절반만이 지지대와 유리판 사이에 위치하도록 세팅한 후, 유리판 밖으로 노출된 동박의 높이를 측정하여, 그 최대 높이를 동박(101)의 최대 휨(curl) 높이로 정의한다(도 7 참조).In order to measure the maximum curl height of the copper foil 101, the copper foil 101 is cut into 60 mm X 60 mm, and the copper foil 101 is placed on a support so that the first surface S1 faces upward, and then , a glass plate is placed on the copper foil 101. At this time, after setting the copper foil 101 so that only half of the copper foil 101 is positioned between the support and the glass plate by overlapping the glass plate by the length of 30 mm of the cut copper foil, the height of the copper foil exposed to the outside of the glass plate is measured, and the maximum height of the copper foil is determined. It is defined as the maximum curl height of (101) (see FIG. 7).

동박(101)의 최대 휨(curl) 높이가 15mm를 초과하는 경우, 동박(101)의 권취시 또는 동박(101)을 이용한 이차전지의 제조 과정에서 동박(101)에 찢김(tear) 또는 주름(wrinkle)과 같은 불량이 발생할 수 있다. 또한, 동박(101)에 휨(Curl)이 발생되는 경우 동박(101) 제조 후 동박(101)을 와인더(WR)로부터 분리하는 데 어려움이 생길 수 있다.When the maximum curl height of the copper foil 101 exceeds 15 mm, the copper foil 101 is torn or wrinkled during winding of the copper foil 101 or during the manufacturing process of a secondary battery using the copper foil 101 ( defects such as wrinkles may occur. In addition, when a curl occurs in the copper foil 101, it may be difficult to separate the copper foil 101 from the winder WR after manufacturing the copper foil 101.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 동박(101)은 4㎛ 내지 35㎛의 두께를 가질 수 있다. 동박(101)이 이차전지용 전극의 집전체로 사용될 때, 동박(101)의 두께가 얇을수록 동일한 공간 내에 보다 많은 집전체가 수용될 수 있으므로 이차전지의 고용량화에 유리하다. 그러나, 동박(101)의 두께가 4㎛ 미만인 경우, 동박(101)을 이용한 이차전지용 전극 또는 이차전지의 제조 과정에서 작업성이 저하된다. According to one embodiment of the present invention, the copper foil 101 may have a thickness of 4 μm to 35 μm. When the copper foil 101 is used as a current collector of a secondary battery electrode, the thinner the copper foil 101 is, the more current collectors can be accommodated in the same space, which is advantageous for higher capacity of the secondary battery. However, when the thickness of the copper foil 101 is less than 4 μm, workability is deteriorated during the manufacturing process of secondary battery electrodes or secondary batteries using the copper foil 101 .

반면, 동박(101)의 두께가 35㎛를 초과하는 경우, 동박(101)을 이용한 이차전지용 전극의 두께가 커지고, 이러한 큰 두께로 인하여 이차전지의 고용량 구현에 어려움이 발생할 수 있다.On the other hand, when the thickness of the copper foil 101 exceeds 35 μm, the thickness of the secondary battery electrode using the copper foil 101 increases, and this large thickness may cause difficulties in implementing a high capacity secondary battery.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 동박(100)은 25±15℃의 상온 또는 190℃에서 1시간 열처리 후 2 내지 20%의 연신율을 가질 수 있다. 연신율은 IPC-TM-650 Test Method Manual에 규정된 방법에 따라 만능시험기(UTM)에 의해 측정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 Instron社의 설비가 사용될 수 있다. 이때, 연신율 측정용 샘플의 폭은 12.7 mm이고, 그립(grip)간 거리는 50 mm이며, 측정 속도는 50 mm/min이다. According to one embodiment of the present invention, the copper foil 100 may have an elongation of 2 to 20% after heat treatment at room temperature of 25 ± 15 ° C. or 190 ° C. for 1 hour. Elongation can be measured by a universal testing machine (UTM) according to the method specified in the IPC-TM-650 Test Method Manual. According to one embodiment of the present invention, Instron's facilities may be used. At this time, the width of the sample for elongation measurement is 12.7 mm, the distance between grips is 50 mm, and the measurement speed is 50 mm/min.

동박(100)의 연신율이 2% 미만이면, 고용량 이차전지에 사용되는 활물질의 큰 부피 팽창에 대응하여 동박(101)이 충분히 늘어나지 못하고 찢어질 위험이 있다. 반면, 연신율이 20%를 초과하여 과도하게 크면, 이차전지용 전극 제조공정에서 동박(101)이 쉽게 늘어나서 전극의 변형이 발생될 수 있다.If the elongation of the copper foil 100 is less than 2%, the copper foil 101 cannot be sufficiently stretched in response to the large volume expansion of the active material used in the high-capacity secondary battery, and there is a risk of tearing. On the other hand, if the elongation is excessively large, exceeding 20%, the copper foil 101 is easily stretched in the manufacturing process of the electrode for a secondary battery, and deformation of the electrode may occur.

도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 동박(102)의 개략적인 단면도이다. 이하, 중복을 피하기 위하여 이미 설명된 구성요소에 대한 설명은 생략된다.2 is a schematic cross-sectional view of a copper foil 102 according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, descriptions of components already described are omitted to avoid redundancy.

도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 동박(102)은 구리층(110) 및 구리층(110)의 매트면(MS)과 샤이니면(SS)에 각각 배치된 두 개의 방청막(211, 212)을 포함한다. 도 1에 도시된 동박(101)과 비교하여, 도 2에 도시된 동박(102)은 구리층(110)의 샤이니면(SS)에 배치된 방청막(212)을 더 포함한다.Referring to FIG. 2 , the copper foil 102 according to another embodiment of the present invention includes a copper layer 110 and two anti-rust surfaces disposed on the matte surface MS and the shiny surface SS of the copper layer 110, respectively. It includes membranes 211 and 212. Compared to the copper foil 101 shown in FIG. 1 , the copper foil 102 shown in FIG. 2 further includes an anti-rust film 212 disposed on the shiny surface SS of the copper layer 110 .

설명의 편의를 위해, 두 개의 방청막(211, 212) 중 구리층(110)의 매트면(MS)에 배치된 방청막(211)을 제1 보호층이라고 하고, 샤이니면(SS)에 배치된 방청막(212)을 제2 보호층이라고도 한다.For convenience of description, among the two anti-rust films 211 and 212, the anti-rust film 211 disposed on the matte surface MS of the copper layer 110 is referred to as a first protective layer and disposed on the shiny surface SS. The anti-rust film 212 is also referred to as a second protective layer.

또한, 도 2에 도시된 동박(102)은, 구리층(110)을 기준으로, 매트면(MS) 방향의 표면인 제1 면(S1)과 샤이니면(SS) 방향의 표면인 제2 면(S2)을 갖는다. 여기서, 동박(102)의 제1 면(S1)은 매트면(MS)에 배치된 방청막(211)의 표면이고, 제2 면(S2)은 샤이니면(SS)에 배치된 방청막(212)의 표면이다. In addition, the copper foil 102 shown in FIG. 2 has a first surface S1, which is a surface in the direction of the matte surface (MS), and a second surface, which is a surface in the direction of the shiny surface (SS), based on the copper layer 110. (S2). Here, the first surface S1 of the copper foil 102 is the surface of the anti-rust film 211 disposed on the mat surface MS, and the second surface S2 is the surface of the anti-rust film 212 disposed on the shiny surface SS. ) is the surface of

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 두 개의 방청막(211, 212)은 각각 크롬(Cr), 실란 화합물 및 질소 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, each of the two anti-rust films 211 and 212 may include at least one of chromium (Cr), a silane compound, and a nitrogen compound.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 동박(102)은 40 내지 60kgf/mm2 의 상온(25±15℃) 인장강도 및 190℃에서 1시간 열처리 후 36 내지 55kgf/mm2 의 고온 인장강도를 갖는다. 또한, 동박(102)의 구리층(110)은 결정질(crystalline) 입자를 가지며, 190℃에서 1시간 열처리 전 및 후, 구리층(110)의 결정질(crystalline) 입자는 0.7 내지 1.5㎛ 의 평균 입자크기를 갖는다.Copper foil 102 according to another embodiment of the present invention has a room temperature (25 ± 15 ° C.) tensile strength of 40 to 60 kgf / mm 2 and a high-temperature tensile strength of 36 to 55 kgf / mm 2 after heat treatment at 190 ° C. for 1 hour. . In addition, the copper layer 110 of the copper foil 102 has crystalline particles, and before and after heat treatment at 190 ° C. for 1 hour, the crystalline particles of the copper layer 110 have an average particle size of 0.7 to 1.5 μm. have a size

또한, 동박(102)은 15mm 이하의 최대 휨(curl) 높이를 가지며, 동박(102)의 제1 면(S1)과 제2 면(S2)은 각각 0.5 내지 2.0㎛의 표면조도(Rz JIS)를 갖는다. 또한, 동박(102)은 4 내지 35㎛의 두께를 갖는다.In addition, the copper foil 102 has a maximum curl height of 15 mm or less, and the first surface S1 and the second surface S2 of the copper foil 102 each have a surface roughness (Rz JIS) of 0.5 to 2.0 μm. have In addition, the copper foil 102 has a thickness of 4 to 35 μm.

도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이차전지용 전극(103)의 개략적인 단면도이다. 도 3에 도시된 이차전지용 전극(103)은, 예를 들어, 도 5에 도시된 이차전지(105)에 적용될 수 있다. 3 is a schematic cross-sectional view of an electrode 103 for a secondary battery according to another embodiment of the present invention. The secondary battery electrode 103 shown in FIG. 3 may be applied to, for example, the secondary battery 105 shown in FIG. 5 .

도 3을 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이차전지용 전극(103)은 동박(101) 및 동박(101) 상에 배치된 활물질층(310)을 포함한다. 여기서, 동박(101)은 구리층(110) 및 구리층(110) 상에 배치된 방청막(211)을 포함하며, 전류 집전체로 사용된다.Referring to FIG. 3 , an electrode 103 for a secondary battery according to another embodiment of the present invention includes a copper foil 101 and an active material layer 310 disposed on the copper foil 101 . Here, the copper foil 101 includes a copper layer 110 and an anti-rust film 211 disposed on the copper layer 110, and is used as a current collector.

구체적으로, 동박(101)은 제1 면(S1)과 제2 면(S2)을 가지며, 활물질층(310)은 동박(101)의 제1 면(S1)과 제2 면(S2) 중 적어도 하나에 배치된다. 활물질층(310)은 방청막(211) 상에 배치될 수 있다.Specifically, the copper foil 101 has a first surface S1 and a second surface S2, and the active material layer 310 has at least one of the first surface S1 and the second surface S2 of the copper foil 101. placed in one The active material layer 310 may be disposed on the anti-rust film 211 .

도 3에 전류 집전체로 도 1의 동박(101)이 이용된 예가 도시되어 있다. 그러나, 본 발명의 또 다른 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 도 2에 도시된 동박(102)이 이차전지용 전극(103)의 집전체로 사용될 수도 있다. 3 shows an example in which the copper foil 101 of FIG. 1 is used as a current collector. However, another embodiment of the present invention is not limited thereto, and the copper foil 102 shown in FIG. 2 may be used as a current collector of the electrode 103 for a secondary battery.

또한, 동박(101)의 제1 면(S1)에만 활물질층(310)이 배치된 구조가 도 3에 도시되어 있으나, 본 발명의 또 다른 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 동박(101)의 제1 면(S1)과 제 2면(S2) 모두에 활물질층(310)이 각각 배치될 수 있다. 또한, 활물질층(310)은 동박(101)의 제 2면(S2)에만 배치될 수도 있다.In addition, although a structure in which the active material layer 310 is disposed only on the first surface S1 of the copper foil 101 is shown in FIG. 3, another embodiment of the present invention is not limited thereto, and the Active material layers 310 may be respectively disposed on both the first surface S1 and the second surface S2 . In addition, the active material layer 310 may be disposed only on the second surface S2 of the copper foil 101 .

도 3에 도시된 활물질층(310)은 전극 활물질을 포함하며, 특히 음극 활물질을 포함할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 이차전지용 전극(103)은 음극으로 사용될 수 있다.The active material layer 310 shown in FIG. 3 includes an electrode active material, and in particular, may include an anode active material. That is, the secondary battery electrode 103 shown in FIG. 3 may be used as a negative electrode.

활물질층(310)은, 탄소, 금속, 금속의 산화물 및 금속과 탄소의 복합체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 금속으로, Ge, Sn, Li, Zn, Mg, Cd, Ce, Ni 및 Fe 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 또한, 이차전지의 충방전 용량을 증가시키기 위하여, 활물질층(310)은 실리콘(Si)을 포함할 수 있다.The active material layer 310 may include at least one of carbon, a metal, an oxide of a metal, and a composite of metal and carbon. As the metal, at least one of Ge, Sn, Li, Zn, Mg, Cd, Ce, Ni and Fe may be used. Also, in order to increase the charge/discharge capacity of the secondary battery, the active material layer 310 may include silicon (Si).

이차전지의 충방전이 반복됨에 따라 활물질층(310)의 수축 및 팽창이 번갈아 발생하고, 이것은 활물질층(310)과 동박(101)의 분리를 유발하여 이차전지의 충방전 효율을 저하시킨다. 특히, 실리콘(Si)을 포함하는 활물질(310)은 팽창과 수축의 정도가 크다.As charging and discharging of the secondary battery is repeated, contraction and expansion of the active material layer 310 occur alternately, which causes separation between the active material layer 310 and the copper foil 101, thereby reducing the charging and discharging efficiency of the secondary battery. In particular, the active material 310 including silicon (Si) has a high degree of expansion and contraction.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 집전체로 사용된 동박(101)이 활물질층(310)의 수축 및 팽창에 대응하여 수축 및 팽창할 수 있기 때문에, 활물질층(310)이 수축 및 팽창하더라도 의해 동박(101)이 변형되거나 찢어지지 않는다. 그에 따라, 동박(101)과 활물질층(310) 사이에서 분리가 발생되지 않는다. 따라서, 이러한 이차전지용 전극(103)을 포함하는 이차전지는 우수한 충방전 효율 및 우수한 용량 유지율을 갖는다.According to another embodiment of the present invention, since the copper foil 101 used as the current collector can contract and expand in response to the contraction and expansion of the active material layer 310, the active material layer 310 contracts and expands. The copper foil 101 is not deformed or torn by the rusting. Accordingly, separation does not occur between the copper foil 101 and the active material layer 310 . Therefore, the secondary battery including the secondary battery electrode 103 has excellent charge/discharge efficiency and excellent capacity retention rate.

도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이차전지용 전극(104)의 개략적인 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view of an electrode 104 for a secondary battery according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이차전지용 전극(104)은 동박(102) 및 동박(102) 상에 배치된 활물질층(310, 320)을 포함한다. 동박(102)은 구리층(110) 및 구리층(110)의 양면에 배치된 방청막(211, 212)을 포함한다.An electrode 104 for a secondary battery according to another embodiment of the present invention includes a copper foil 102 and active material layers 310 and 320 disposed on the copper foil 102 . The copper foil 102 includes a copper layer 110 and anti-rust films 211 and 212 disposed on both sides of the copper layer 110 .

구체적으로, 도 4에 도시된 이차전지용 전극(104)은 동박(102)의 제1 면(S1)과 제2 면(S2)에 각각 배치된 두 개의 활물질층(310, 320)을 포함한다. 여기서, 동박(102)의 제1 면(S1) 상에 배치된 활물질층(310)을 제1 활물질층이라 하고, 동박(102)의 제2 면(S2)에 배치된 활물질층(320)을 제2 활물질층이라고도 한다.Specifically, the secondary battery electrode 104 shown in FIG. 4 includes two active material layers 310 and 320 respectively disposed on the first surface S1 and the second surface S2 of the copper foil 102 . Here, the active material layer 310 disposed on the first surface S1 of the copper foil 102 is referred to as the first active material layer, and the active material layer 320 disposed on the second surface S2 of the copper foil 102 Also referred to as the second active material layer.

두 개의 활물질층(310, 320)은 서로 동일한 재료에 의해 동일한 방법으로 만들어질 수도 있고, 다른 재료 또는 다른 방법으로 만들어질 수도 있다.The two active material layers 310 and 320 may be made of the same material using the same method, or may be made of different materials or methods.

도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이차전지(105)의 개략적인 단면도이다. 도 5에 도시된 이차전지(105)는, 예를 들어, 리튬 이차전지이다.5 is a schematic cross-sectional view of a secondary battery 105 according to another embodiment of the present invention. The secondary battery 105 shown in FIG. 5 is, for example, a lithium secondary battery.

도 5를 참조하면, 이차전지(105)는, 양극(cathode)(370), 양극(370)과 대향 배치된 음극(anode)(340), 양극(370)과 음극(340) 사이에 배치되어 이온이 이동할 수 있는 환경을 제공하는 전해질(electrolyte)(350), 및 양극(370)과 음극(340)을 전기적으로 절연시켜 주는 분리막(separator)(360)을 포함한다. 여기서, 양극(370)과 음극(340) 사이에서 이동하는 이온은, 예를 들어, 리튬 이온이다. 분리막(360)은 하나의 전극에서 발생된 전하가 이차전지(105)의 내부를 통해 다른 전극으로 이동함으로써 무익하게 소모되는 것을 방지하기 위해 양극(370)과 음극(340)을 분리한다. 도 5를 참조하면, 분리막(360)은 전해질(350) 내에 배치된다.Referring to FIG. 5, the secondary battery 105 is disposed between a cathode 370, an anode 340 opposite to the cathode 370, and a cathode 370 and a cathode 340. An electrolyte 350 providing an environment in which ions can move, and a separator 360 electrically insulating the anode 370 and the cathode 340 are included. Here, ions moving between the positive electrode 370 and the negative electrode 340 are, for example, lithium ions. The separator 360 separates the positive electrode 370 and the negative electrode 340 in order to prevent the charge generated at one electrode from being unprofitably consumed by moving to the other electrode through the inside of the secondary battery 105 . Referring to FIG. 5 , a separator 360 is disposed within an electrolyte 350 .

양극(370)은 양극 집전체(371) 및 양극 활물질층(372)을 포함한다. 양극 집전체(371)로 알루미늄 호일(foil)이 사용될 수 있다.The cathode 370 includes a cathode current collector 371 and a cathode active material layer 372 . Aluminum foil may be used as the positive current collector 371 .

음극(340)은 음극 집전체(341) 및 활물질층(342)을 포함한다. 음극(340)의 활물질층(342)은 음극 활물질을 포함한다.The negative electrode 340 includes a negative electrode current collector 341 and an active material layer 342 . The active material layer 342 of the anode 340 includes an anode active material.

음극 집전체(341)로, 도 1 또는 도 2에 개시된 동박(101, 102)이 사용될 수 있다. 또한, 도 3 또는 도 4에 도시된 이차전지용 전극(103, 104)이 도 5에 도시된 이차전지(105)의 음극(340)으로 사용될 수 있다.As the negative current collector 341, the copper foils 101 and 102 disclosed in FIG. 1 or 2 may be used. In addition, the secondary battery electrodes 103 and 104 shown in FIG. 3 or 4 may be used as the negative electrode 340 of the secondary battery 105 shown in FIG. 5 .

이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 동박(102)의 제조방법을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 6, a manufacturing method of copper foil 102 according to another embodiment of the present invention will be described in detail.

도 6은 도 2에 도시된 동박(102)의 제조 공정에 대한 개략도이다.FIG. 6 is a schematic diagram of a manufacturing process of the copper foil 102 shown in FIG. 2 .

동박(102)을 제조하기 위해, 먼저 구리 이온을 포함하는 전해액(11)이 제조된다. 전해액(11)은 전해조(10)에 수용된다.In order to manufacture the copper foil 102, the electrolytic solution 11 containing copper ions is first prepared. The electrolyte solution 11 is accommodated in the electrolytic cell 10 .

다음, 구리 이온을 포함하는 전해액(11) 내에 서로 이격되어 배치된 양극판(13) 및 회전 음극드럼(12)이 30 내지 80 ASD(A/dm2)의 전류밀도로 통전되어 구리층(110)이 형성된다. 구리층(110)은 전기 도금의 원리에 의해 형성된다. 양극판(13)과 회전 음극드럼(12) 사이의 간격은 8 내지 13 mm의 범위로 조정될 수 있다. Next, the positive electrode plate 13 and the rotating cathode drum 12 spaced apart from each other in the electrolyte solution 11 containing copper ions are energized at a current density of 30 to 80 ASD (A/dm 2 ), and the copper layer 110 is formed The copper layer 110 is formed by the principle of electroplating. The gap between the positive electrode plate 13 and the rotating cathode drum 12 can be adjusted in the range of 8 to 13 mm.

양극판(13)과 회전 음극드럼(12) 사이에 인가되는 전류밀도가 30 ASD 미만인 경우 구리층(110) 결정질 입자의 생성이 증가하고, 80 ASD를 초과하는 경우 결정질 입자의 미세화가 가속화된다. 전류밀도는 40 ASD 이상으로 조정될 수 있다.When the current density applied between the positive electrode plate 13 and the rotating cathode drum 12 is less than 30 ASD, generation of crystalline particles in the copper layer 110 increases, and when it exceeds 80 ASD, miniaturization of the crystalline particles is accelerated. The current density can be tuned above 40 ASD.

구리층(110)의 샤이니면(SS)의 표면 특성은 회전 음극드럼(12)의 표면의 버핑 또는 연마 정도에 따라 달라질 수 있다. 샤이니면(SS) 방향의 표면 특성 조정을 위해, 예를 들어, #800 내지 #3000의 입도(Grit)를 갖는 연마 브러시로 회전 음극드럼(12)의 표면이 연마될 수 있다.The surface characteristics of the shiny surface SS of the copper layer 110 may vary depending on the degree of buffing or polishing of the surface of the rotating cathode drum 12 . To adjust the surface properties in the direction of the shiny surface (SS), the surface of the rotating cathode drum 12 may be polished with a polishing brush having a grit of #800 to #3000, for example.

구리층(110) 형성 과정에서, 전해액(11)은 40 내지 60℃ 온도로 유지된다. 보다 구체적으로, 전해액(11)의 온도는 50℃ 이상으로 유지될 수 있다. In the process of forming the copper layer 110, the electrolyte solution 11 is maintained at a temperature of 40 to 60°C. More specifically, the temperature of the electrolyte 11 may be maintained at 50 °C or higher.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전해액(11)의 조성이 조정됨으로써 구리층(110)의 물리적, 화학적 및 전기적 특성이 제어될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the physical, chemical and electrical properties of the copper layer 110 can be controlled by adjusting the composition of the electrolyte solution 11 .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전해액(11)은 60 내지 120 g/L의 구리 이온, 80 내지 150 g/L의 황산, 50 ppm 미만의 염소(Cl) 및 유기 첨가제를 포함한다.According to one embodiment of the present invention, the electrolyte solution 11 includes 60 to 120 g/L of copper ions, 80 to 150 g/L of sulfuric acid, less than 50 ppm of chlorine (Cl) and organic additives.

구리의 전착에 의한 구리층(110) 형성이 원활해지도록 하기 위해, 전해액(11) 내의 구리 이온 농도와 황산의 농도는 각각 60 내지 120 g/L의 및 80 내지 150 g/L로 조정된다.In order to smoothly form the copper layer 110 by electrodeposition of copper, the concentration of copper ions and the concentration of sulfuric acid in the electrolyte solution 11 are adjusted to 60 to 120 g/L and 80 to 150 g/L, respectively.

염소(Cl)는 염소 이온(Cl-) 및 분자 내에 존재하는 염소 원자를 모두 포함한다. 염소(Cl)는, 예를 들어, 구리층(110)이 형성되는 과정에서 전해액(11)으로 유입된 은(Ag) 이온의 제거에 사용될 수 있다. 염소(Cl)는 은(Ag) 이온을 염화은(AgCl) 형태로 침전시킬 수 있다. 이러한 염화은(AgCl)은 여과에 의해 제거될 수 있다.Chlorine (Cl) includes both chlorine ions (Cl-) and chlorine atoms present in the molecule. Chlorine (Cl) may be used, for example, to remove silver (Ag) ions introduced into the electrolyte solution 11 during the formation of the copper layer 110 . Chlorine (Cl) can precipitate silver (Ag) ions in the form of silver chloride (AgCl). This silver chloride (AgCl) can be removed by filtration.

염소(Cl)의 농도가 50 ppm 이상인 경우 과량의 염소(Cl)에 의한 불필요한 반응이 생길 수 있다. 따라서, 전해액(11) 내의 염소(Cl) 농도는 50 ppm 이하로 관리된다. 보다 구체적으로, 염소(Cl)의 농도는 25 ppm 이하로 관리될 수 있으며, 예를 들어, 5 내지 25 ppm의 범위로 관리될 수 있다.When the concentration of chlorine (Cl) is 50 ppm or more, an unnecessary reaction may occur due to excessive chlorine (Cl). Therefore, the concentration of chlorine (Cl) in the electrolyte solution 11 is managed to 50 ppm or less. More specifically, the concentration of chlorine (Cl) may be managed to 25 ppm or less, for example, it may be managed in the range of 5 to 25 ppm.

전해액(11)은 유기 첨가제를 포함한다. The electrolyte solution 11 contains organic additives.

유기 첨가제는, 광택제(A 성분) 및 감속제(B 성분) 중 적어도 하나 및 레벨링제(C 성분)를 포함한다. 즉, 유기 첨가제는 광택제(A 성분) 및 감속제(B 성분) 중 어느 하나를 포함할 수도 있고, 광택제(A 성분)와 감속제(B 성분)를 모두 포함할 수도 있다. 또한, 유기 첨가제는 레벨링제(C 성분)를 포함한다.The organic additive includes at least one of a brightening agent (component A) and a moderator (component B) and a leveling agent (component C). That is, the organic additive may include any one of a brightener (component A) and a moderator (component B), or may include both a brightener (component A) and a moderator (component B). In addition, the organic additive includes a leveling agent (component C).

광택제(A 성분)는 술폰산 또는 그 금속염을 포함한다. 광택제(A 성분)는 전해액(11)의 전하량을 증가시켜 구리의 전착 속도를 증가시키고 동박의 휨(curl) 특성을 개선하며, 동박(102)의 광택을 증진시킬 수 있다.The brightening agent (component A) contains sulfonic acid or a metal salt thereof. The brightener (component A) may increase the amount of charge in the electrolyte 11 to increase the rate of copper electrodeposition, improve the curl characteristics of the copper foil, and enhance the gloss of the copper foil 102 .

광택제(A 성분)는 전해액(11) 내에서 5 내지 100 ppm의 농도를 가질 수 있다.The brightener (component A) may have a concentration of 5 to 100 ppm in the electrolyte solution 11 .

광택제(A 성분)의 농도가 10 ppm 미만이면 동박(102)의 광택이 저하되고, 100 ppm을 초과하면 동박(102)의 조도가 상승되고 강도가 저하될 수 있다. If the concentration of the brightener (component A) is less than 10 ppm, the gloss of the copper foil 102 is reduced, and if it exceeds 100 ppm, the roughness of the copper foil 102 may be increased and the strength may be reduced.

보다 구체적으로, 광택제(A 성분)는 전해액(11) 내에서 5 내지 30 ppm의 농도를 가질 수 있다.More specifically, the brightener (component A) may have a concentration of 5 to 30 ppm in the electrolyte solution 11 .

광택제는, 예를 들어, 비스-(3-술포프로필)-디설파이드 디소디움염[bis-(3-Sulfopropyl)-disulfide disodium salt](SPS), 3-머캅토-1-프로판술폰산, 3-(N,N-디메틸티오카바모일)-티오프로판술포네이트 소디움염, 3-[(아미노-이미노메틸)티오]-1-프로판술포네이트 소디움염, o-에틸디티오카보네이토-S-(3-설포프로필)-에스테르 소디움염,3-(벤조티아졸릴-2-머캅토)-프로필-술폰산 소디움염 및 에틸렌디티오디프로필술폰산 소디움염(ethylenedithiodipropylsulfonic acid sodium salt) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.Brighteners include, for example, bis-(3-sulfopropyl)-disulfide disodium salt (SPS), 3-mercapto-1-propanesulfonic acid, 3-( N,N-dimethylthiocarbamoyl)-thiopropanesulfonate sodium salt, 3-[(amino-iminomethyl)thio]-1-propanesulfonate sodium salt, o-ethyldithiocarbonate-S-(3 -sulfopropyl) -ester sodium salt, 3- (benzothiazolyl-2-mercapto) -propyl-sulfonic acid sodium salt and ethylenedithiodipropylsulfonic acid sodium salt (ethylenedithiodipropylsulfonic acid sodium salt) may include at least one selected from .

감속제(B 성분)는 비이온성 수용성 고분자를 포함한다. 감속제(B 성분)는 구리의 전착 속도를 감소시켜 동박(102)의 급격한 조도 상승 및 강도 저하를 방지한다. 이러한 감속제(B 성분)는 억제제 또는 suppressor라고도 불려진다.The moderator (component B) contains a nonionic water-soluble polymer. The moderator (component B) reduces the electrodeposition rate of copper to prevent rapid increase in roughness and decrease in strength of the copper foil 102 . These moderators (component B) are also called inhibitors or suppressors.

감속제(B 성분)는 전해액(11) 내에서 5 내지 50 ppm의 농도를 가질 수 있다.The moderator (component B) may have a concentration of 5 to 50 ppm in the electrolyte solution 11 .

감속제(B 성분)의 농도가 5 ppm 미만이면 동박(102)의 조도가 급격히 상승하며, 동박(102)의 강도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 반면, 감속제(B 성분)의 농도가 50 ppm을 초과하더라도, 동박(102)의 외관, 광택, 조도, 강도, 연신율 등의 물성 변화가 거의 없다. 따라서, 감속제(B 성분)의 농도를 불필요하게 높여 제조 비용을 상승시키고 원료를 낭비할 필요 없이, 감속제(B 성분)의 농도를 5 내지 50 ppm의 범위로 조정할 수 있다.If the concentration of the moderator (component B) is less than 5 ppm, the roughness of the copper foil 102 increases rapidly, and the strength of the copper foil 102 may decrease. On the other hand, even if the concentration of the moderator (component B) exceeds 50 ppm, there is little change in physical properties such as appearance, gloss, roughness, strength, and elongation of the copper foil 102 . Therefore, the concentration of the moderator (component B) can be adjusted in the range of 5 to 50 ppm without the need to unnecessarily increase the concentration of the moderator (component B) to increase the manufacturing cost and waste raw materials.

감속제(B 성분)는, 예를 들어, 폴리에틸렌 클리콜(PEG), 폴리 프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌폴리프로필렌 코폴리머, 폴리글리세린, 폴리에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 하이드록시에틸렌셀룰로오스, 폴리비닐 알코올, 스테아릭산 폴리글리콜 에테르 및 스테아릴 알코올 폴리글리콜 에테르 중에서 선택된 적어도 하나의 비이온성 수용성 고분자를 포함할 수 있다. 그러나, 감속제의 종류가 이에 한정되는 것은 아니며, 고강도 동박(102)의 제조에 사용될 수 있는 다른 비이온성 수용성 고분자가 감속제로 사용될 수도 있다.The moderator (component B) is, for example, polyethylene glycol (PEG), polypropylene glycol, polyethylene polypropylene copolymer, polyglycerin, polyethylene glycol dimethyl ether, hydroxyethylene cellulose, polyvinyl alcohol, polyglycol stearic acid It may include at least one nonionic water-soluble polymer selected from ether and stearyl alcohol polyglycol ether. However, the type of moderator is not limited thereto, and other nonionic water-soluble polymers that can be used in the manufacture of the high-strength copper foil 102 may be used as the moderator.

감속제(B 성분)로 사용되는 비이온성 수용성 고분자는 500 내지 25,000의 수평균 분자량을 가질 수 있다. 감속제(B 성분)의 수평균 분자량이 500 미만이면 감속제(B 성분)에 의한 동박(102)의 조도 상승 방지 및 강도 저하 방지의 효과가 미미하며, 25,000을 초과하면 감속제(B 성분)의 큰 분자량으로 인해 구리층(110)의 형성이 용이하게 이루어지지 않을 수 있다. The nonionic water-soluble polymer used as the moderator (component B) may have a number average molecular weight of 500 to 25,000. If the number average molecular weight of the moderator (component B) is less than 500, the effect of preventing the increase in roughness and strength of the copper foil 102 by the moderator (component B) is insignificant, and if it exceeds 25,000, the moderator (component B) Due to the large molecular weight of the copper layer 110 may not be easily formed.

보다 구체적으로, 감속제(B 성분)로 사용되는 비이온성 수용성 고분자는 1,000 내지 10,000의 분자량을 가질 수 있다More specifically, the nonionic water-soluble polymer used as the moderator (component B) may have a molecular weight of 1,000 to 10,000

레벨링제(C 성분)는 질소(N) 및 황(S) 중 적어도 하나를 포함한다. 즉, 레벨링제(C 성분)는 하나의 분자 내에 하나 이상의 질소 원자(N), 또는 하나 이상의 황 원자(S)를 포함할 수 있으며, 하나 이상의 질소 원자(N)와 하나 이상의 황 원자(S)를 모두 포함할 수도 있다. 예를 들어, 레벨링제(C 성분)로 질소(N) 또는 황(S)을 포함하는 사슬형, 헤테로 고리형 또는 방향족 유기 화합물이 있다. The leveling agent (component C) contains at least one of nitrogen (N) and sulfur (S). That is, the leveling agent (component C) may include one or more nitrogen atoms (N) or one or more sulfur atoms (S) in one molecule, and one or more nitrogen atoms (N) and one or more sulfur atoms (S) may include all of them. For example, there is a chain type, heterocyclic or aromatic organic compound containing nitrogen (N) or sulfur (S) as a leveling agent (component C).

레벨링제(C 성분)는 구리층(110)에 과도하게 높은 피크나 과도하게 큰 돌기가 생성되는 것을 방지하여, 구리층(110)이 거시적으로 평탄해지도록 한다. The leveling agent (component C) prevents excessively high peaks or excessively large protrusions from being generated in the copper layer 110, making the copper layer 110 macroscopically flat.

레벨링제(C 성분)는 전해액(11) 내에서 1 내지 50 ppm의 농도를 가질 수 있다.The leveling agent (component C) may have a concentration of 1 to 50 ppm in the electrolyte solution 11 .

레벨링제(C 성분)의 농도가 1 ppm 미만인 경우, 동박(102)의 강도가 저하되어 고강도 동박(102)을 제조하는 데 어려움이 발생한다. 반면, 레벨링제(C 성분)의 농도가 50 ppm을 초과하는 경우, 동박(102)의 표면조도가 과도하게 상승하여 강도가 저하될 수 있으며, 동박(102)의 표면에 얼룩이 생기고 동박(102)이 푸석푸석하여 잘 부스러질 수 있으며, 동박(102)의 연신율이 저하될 수 있다.When the concentration of the leveling agent (component C) is less than 1 ppm, the strength of the copper foil 102 is lowered, resulting in difficulty in manufacturing the high-strength copper foil 102. On the other hand, if the concentration of the leveling agent (component C) exceeds 50 ppm, the surface roughness of the copper foil 102 may increase excessively and the strength may decrease, and the surface of the copper foil 102 may be stained and the copper foil 102 This may be crumbly and easily crumble, and the elongation of the copper foil 102 may be reduced.

보다 구체적으로, 레벨링제(C 성분)는 전해액(11) 내에서 5 내지 30 ppm의 농도를 가질 수 있다.More specifically, the leveling agent (component C) may have a concentration of 5 to 30 ppm in the electrolyte solution 11 .

레벨링제(C 성분)는, 예를 들어, 디알릴디메틸암모늄 클로라이드(DDAC), 티오요소, N,N'-디메틸티오요소, N,N'-디에틸티오요소, 테트라메틸티오요소, 에틸렌티오요소, 2-머캅토-5-벤즈이미다졸술폰산, 3(5-머캅토-1H-테트라졸)벤젠술포네이트, 2-머캅토벤조티아졸, 5-머캅토-1-메틸테트라졸(5MM) 및 폴리에틸렌이민(PEI) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.The leveling agent (component C) is, for example, diallyldimethylammonium chloride (DDAC), thiourea, N,N'-dimethylthiourea, N,N'-diethylthiourea, tetramethylthiourea, ethylenethiourea, Urea, 2-mercapto-5-benzimidazolesulfonic acid, 3(5-mercapto-1H-tetrazole)benzenesulfonate, 2-mercaptobenzothiazole, 5-mercapto-1-methyltetrazole (5MM ) and polyethyleneimine (PEI).

유기 첨가제는 서로 다른 2종류 이상의 상기 레벨링제(C성분)을 포함할 수 있다. The organic additive may include two or more different types of leveling agents (component C).

또한, 유기 첨가제는, 질소(N)를 포함하는 적어도 하나의 레벨링제(C성분) 및 황(S)을 포함하는 적어도 하나의 레벨링제(C성분)를 포함할 수 있다. 레벨링제에 포함된 질소(N) 및 황(S)은 구리층(110)의 결정립 구조에 공석되어, 열처리 후에도 구리층(110)에 포함된 결정질 입자의 평균 입자크기가 커지지 않도록 하는 핀(pin) 효과를 나타낸다. 그에 따라, 열처리 후에도 동박(102)이 우수한 인장강도를 가질 수 있다.In addition, the organic additive may include at least one leveling agent (component C) containing nitrogen (N) and at least one leveling agent (component C) containing sulfur (S). Nitrogen (N) and sulfur (S) included in the leveling agent are co-located in the crystal grain structure of the copper layer 110, so that the average particle size of the crystalline particles included in the copper layer 110 does not increase even after heat treatment. ) shows the effect. Accordingly, even after heat treatment, the copper foil 102 may have excellent tensile strength.

구리층(110)을 형성하는 단계는 전해액(11)을 여과하는 단계를 포함할 수 있다. 전해액(11) 여과를 위해, 예를 들어 전해액(11)이 35 내지 45 m3/hour의 유량으로 순환될 수 있다. 또한, 전해액(11)의 청정도를 위해, 전해액(11)의 원료가 되는 구리 와이어(Cu wire)가 열처리 및 세정될 수 있다.Forming the copper layer 110 may include filtering the electrolyte solution 11 . For filtering the electrolyte solution 11, for example, the electrolyte solution 11 can be circulated at a flow rate of 35 to 45 m 3 /hour. In addition, for the cleanliness of the electrolyte 11, a copper wire serving as a raw material of the electrolyte 11 may be heat-treated and cleaned.

이와 같이 제조된 구리층(110)은 세정조(20)에서 세정될 수 있다.The copper layer 110 manufactured in this way may be cleaned in the cleaning bath 20 .

예를 들어, 구리층(110) 표면 상의 불순물, 예를 들어, 수지 성분 또는 자연 산화막(natural oxide) 등을 제거하기 위한 산세(acid cleaning) 및 산세에 사용된 산성 용액 제거를 위한 수세(water cleaning)가 순차적으로 수행될 수 있다. 세정 공정은 생략될 수도 있다.For example, acid cleaning for removing impurities on the surface of the copper layer 110, for example, resin components or natural oxides, and water cleaning for removing an acidic solution used for pickling. ) can be performed sequentially. A cleaning process may be omitted.

다음, 구리층(110) 상에 방청막(211, 212)이 형성된다.Next, antirust films 211 and 212 are formed on the copper layer 110 .

도 6을 참조하면, 방청조(30)에 담긴 방청액(31) 내에 구리층(110)을 침지하여, 구리층(110) 상에 방청막(211, 212)을 형성할 수 있다. 방청액(31)은 크롬을 포함할 수 있다. 크롬(Cr)은 방청액(31) 내에서 이온 상태로 존재할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the copper layer 110 may be immersed in the anti-rust liquid 31 contained in the anti-rust bath 30 to form anti-rust films 211 and 212 on the copper layer 110 . The anti-rust liquid 31 may contain chromium. Chromium (Cr) may exist in an ionic state in the anti-rust solution 31 .

방청액(31)은 1 내지 10 g/L의 크롬을 포함할 수 있다. 방청막(211, 212) 형성을 위해, 방청액(31)의 온도는 20 내지 40℃로 유지될 수 있다. 구리층(110)은 방청액(31) 내에 1 내지 30초 정도 침지될 수 있다.The anti-rust liquid 31 may contain 1 to 10 g/L of chromium. To form the anti-rust films 211 and 212, the temperature of the anti-rust solution 31 may be maintained at 20 to 40°C. The copper layer 110 may be immersed in the anti-rust liquid 31 for about 1 to 30 seconds.

방청막(211, 212)은 실란 처리에 의한 실란 화합물을 포함할 수도 있고, 질소 처리에 의한 질소 화합물을 포함할 수도 있다.The anti-rust films 211 and 212 may contain a silane compound by silane treatment or a nitrogen compound by nitrogen treatment.

이러한 방청막(211, 212) 형성에 의해 동박(102)이 만들어진다.The copper foil 102 is made by forming the anti-rust films 211 and 212 .

다음, 동박(102)이 세정조(40)에서 세정된다. 이러한 세정 공정은 생략될 수 있다.Next, the copper foil 102 is cleaned in the cleaning tank 40. This cleaning process can be omitted.

다음, 건조 공정이 수행된 후 동박(102)이 와인더(WR)에 권취된다.Next, after a drying process is performed, the copper foil 102 is wound around the winder WR.

이하, 제조예들 및 비교예들을 통해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 다만, 하기의 제조예들 및 비교예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐으로, 본 발명의 권리범위가 제조예들 또는 비교예들에 의해 한정되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through Preparation Examples and Comparative Examples. However, the following Preparation Examples and Comparative Examples are only for helping understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the Preparation Examples or Comparative Examples.

제조예manufacturing example 1-4 및 1-4 and 비교예comparative example 1-4 1-4

전해조(10), 전해조(10)에 배치된 회전 음극드럼(12) 및 회전 음극드럼(12)과 이격되어 배치된 양극판(13)을 포함하는 제박기를 이용하여 동박을 제조하였다. 전해액(11)은 황산동 용액이다. 전해액(11) 내의 구리이온 농도는 80g/L, 황산의 농도는 100g/L, 염소 농도는 20ppm 이었다. Copper foil was manufactured using a stripping machine including an electrolytic bath 10, a rotating cathode drum 12 disposed in the electrolytic bath 10, and a positive electrode plate 13 disposed spaced apart from the rotating cathode drum 12. The electrolyte solution 11 is a copper sulfate solution. The copper ion concentration in the electrolyte solution 11 was 80 g/L, the sulfuric acid concentration was 100 g/L, and the chlorine concentration was 20 ppm.

전해액은 유기 첨가제를 포함한다. 유기 첨가제 중 광택제(A 성분)로 비스-(3-술포프로필)-디설파이드 디소디움염(SPS)가 사용되었고, 감속제(B 성분)로 폴리에틸렌 클리콜(PEG)이 사용되었고, 레벨링제(C 성분)로 디알릴디메틸암모늄 클로라이드(diallyldimethylammonium chloride, DDAC), 5-머캅토-1-메틸테트라졸(5-Mercapto-1-methyltetrazole, 5MM) 및 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine, PEI)이 사용되었다. 이들의 함량(농도)은 아래 표 1과 같다.The electrolyte solution contains organic additives. Among the organic additives, bis-(3-sulfopropyl)-disulfide disodium salt (SPS) was used as a brightening agent (component A), polyethylene glycol (PEG) was used as a moderator (component B), and a leveling agent (C Component), diallyldimethylammonium chloride (DDAC), 5-Mercapto-1-methyltetrazole (5MM), and polyethyleneimine (PEI) were used. Their content (concentration) is shown in Table 1 below.

전해액의 온도를 55℃로 유지하면서, 회전 음극드럼(12)과 양극판(13) 사이에 50 ASD의 전류 밀도로 전류를 인가하여 구리층(110)을 제조하였다. 다음, 구리층(110)을 크롬을 포함하는 방청액에 약 2초간 침지시켜서 구리층(110)의 표면에 크로메이트 처리를 하여 방청막(211, 212)을 형성하였다. 그 결과, 6㎛의 두께를 갖는 제조예 1-4 및 비교예 1-4의 동박들이 제조되었다. While maintaining the temperature of the electrolyte at 55° C., a current was applied between the rotating cathode drum 12 and the positive electrode plate 13 at a current density of 50 ASD to form the copper layer 110. Next, the copper layer 110 was immersed in an anti-rust solution containing chromium for about 2 seconds, and chromate treatment was performed on the surface of the copper layer 110 to form anti-rust films 211 and 212 . As a result, copper foils of Production Example 1-4 and Comparative Example 1-4 having a thickness of 6 μm were manufactured.

유기 첨가제 농도(ppm)Organic additive concentration (ppm) SPS
(A 성분)
SPS
(Component A)
PEG
(B 성분)
PEG
(component B)
DDAC
(C 성분)
DDAC
(component C)
5MM
(C 성분)
5MM
(component C)
PEI
(C 성분)
PEI
(component C)
제조예 1Preparation Example 1 2020 3030 3030 -- -- 제조예 2Preparation Example 2 2020 3030 -- 3030 -- 제조예 3Preparation Example 3 2020 3030 2020 2020 -- 제조예 4Production Example 4 2020 3030 2020 -- 2020 비교예 1Comparative Example 1 2020 -- -- -- -- 비교예 2Comparative Example 2 -- 3030 -- -- -- 비교예 3Comparative Example 3 2020 3030 -- -- -- 비교예 4Comparative Example 4 -- -- -- -- 2020

SPS: Bis(3-Sulfo-Propyl)di-SulfideSPS: Bis(3-Sulfo-Propyl)di-Sulfide

PEG: Polyethylene GlycolPEG: Polyethylene Glycol

DDAC: Diallyldimethylammonium chlorideDDAC: Diallyldimethylammonium chloride

5MM: 5-Mercapto-1-methyltetrazole5MM: 5-Mercapto-1-methyltetrazole

PEI: PolyethyleneiminePEI: Polyethyleneimine

이와 같이 제조된 제조예 1-4 및 비교예 1-4의 동박들에 대해 (i) 상온 및 190℃에서 1시간 열처리 후의 인장강도 (ii) 상온 및 190℃에서 1시간 열처리 후 결정질 입자의 평균 입자크기, (iii) 휨(curl), (iv) 표면조도 및 (v) 연신율을 측정하였다. For the copper foils of Preparation Examples 1-4 and Comparative Examples 1-4 prepared as described above, (i) tensile strength after heat treatment at room temperature and 190 ° C. for 1 hour (ii) average of crystalline particles after heat treatment at room temperature and 190 ° C. for 1 hour Particle size, (iii) curl, (iv) surface roughness and (v) elongation were measured.

또한, 동박을 이용하여 이차전지를 제조하고, 이차전지에 대해 충방전을 실시하여 (vi) 용량 유지율을 평가하고, (vii) 이차전지를 해체하여 동박의 파단 여부를 관찰하였다.In addition, a secondary battery was manufactured using copper foil, and the secondary battery was charged and discharged to (vi) evaluate the capacity retention rate, and (vii) the secondary battery was dismantled to observe whether or not the copper foil was broken.

(i) 인장강도 측정(i) Tensile strength measurement

상온(25±15℃)에서 동박의 상온 인장강도를 측정하고, 동박을 190℃에서 1시간 열처리한 후 동박의 고온 인장강도를 측정하였다.The room temperature tensile strength of the copper foil was measured at room temperature (25±15° C.), and the high temperature tensile strength of the copper foil was measured after heat treatment at 190° C. for 1 hour.

구체적으로, IPC-TM-650 Test Method Manual의 규정에 따라, Instron사(社)의 만능시험기(UTM)를 이용하여 인장강도를 측정하였다. 인장강도 측정용 샘플의 폭은 12.7 mm이고, 그립(grip)간 거리는 50 mm이고, 측정 속도는 50 mm/min이었다.Specifically, according to the regulations of the IPC-TM-650 Test Method Manual, the tensile strength was measured using an Instron universal testing machine (UTM). The width of the sample for measuring tensile strength was 12.7 mm, the distance between grips was 50 mm, and the measurement speed was 50 mm/min.

(ii) 결정질 입자의 평균 입자크기(ii) Average particle size of crystalline particles

상온(25±15℃)에서 동박을 구성하는 구리층에 포함된 결정질 입자의 평균 입자크기를 측정하고, 동박을 190℃에서 1시간 열처리한 후 구리층에 포함된 결정질 입자의 평균 입자크기를 측정하였다.The average particle size of crystalline particles included in the copper layer constituting the copper foil is measured at room temperature (25±15°C), and the average particle size of the crystalline particles included in the copper layer is measured after heat treatment of the copper foil at 190°C for 1 hour. did

전자 회절 후방 굴절(Electron Back Scattered Diffraction, EBSD) 방법에 따라 동박의 제1 면(S1)과 제2 면(S2)를 분석한 후, 분석 결과를 이용하여 결정질 입자의 평균 입자크기를 산출하였다. 구체적으로, FE-SEM (Field Emission - Scanning Electron Microscope) 장치(Hitachi社, 모델명 S-4300SE)에 EBSD(Electron Backscatter Diffraction) 디텍터(detector)(예; EDAX社의 EBSD 카메라)가 장착된 장비를 이용하여, 전압 15kV, 전류 50mA, 배율 2000배의 측정 조건으로 동박(101)의 단면을 관찰하여 구리층(110)에 포함된 결정질(crystalline) 입자의 평균 입자크기를 측정하였다.After analyzing the first surface (S1) and the second surface (S2) of the copper foil according to the electron back scattering diffraction (EBSD) method, the average particle size of the crystalline particles was calculated using the analysis result. Specifically, FE-SEM (Field Emission - Scanning Electron Microscope) device (Hitachi, model name: S-4300SE) is equipped with an EBSD (Electron Backscatter Diffraction) detector (e.g., EDAX's EBSD camera). Thus, the average particle size of crystalline particles included in the copper layer 110 was measured by observing the cross section of the copper foil 101 under the measurement conditions of a voltage of 15 kV, a current of 50 mA, and a magnification of 2000 times.

(iii) 휨(curl) 측정(iii) measurement of curl

동박(101)의 휨(curl) 측정을 위해, 제조예 1-4 및 비교예 1-4의 동박을 60㎜ X 60㎜으로 절단하여 동박 시편(510)을 제조하였다. 도 7은 동박의 휨(curl) 측정을 설명하는 개략도이다.To measure the curl of the copper foil 101, a copper foil specimen 510 was prepared by cutting the copper foils of Preparation Example 1-4 and Comparative Example 1-4 into 60 mm X 60 mm. 7 is a schematic diagram illustrating the measurement of curl of copper foil.

도 7을 참조하면, 시편(510)의 제1 면(S1)이 상부를 향하도록 시편(510)을 지지대(520) 위에 배치한 후, 시편(510) 상에 유리판(530)을 배치하였다. 이 때, 시편의 30㎜ 길이만 유리판과 중첩하여 시편(510)의 절반만이 지지대(520)와 유리판(530) 사이에 위치하고 나머지 절반은 유리판(530)으로부터 노출되도록 세팅하였다. 측정수단(540)(미터 자)을 이용하여 유리판(530) 밖으로 노출된 시편(510)의 높이를 측정하여, 그 최대 높이를 동박의 휨(curl) 높이 값으로 정의하였다.Referring to FIG. 7 , after the specimen 510 is placed on the support 520 so that the first surface S1 of the specimen 510 faces upward, a glass plate 530 is placed on the specimen 510 . At this time, only half of the specimen 510 was overlapped with the glass plate by 30 mm in length, so that only half of the specimen 510 was positioned between the support 520 and the glass plate 530, and the other half was exposed from the glass plate 530. The height of the specimen 510 exposed to the outside of the glass plate 530 was measured using the measuring means 540 (meter ruler), and the maximum height was defined as the curl height value of the copper foil.

제조예 1-4 및 비교예 1-4의 동박 각각에 대해 4개의 시편(510)을 제조하여 휨 높이를 측정한 후, 평균값을 계산하여 동박의 휨(curl) 높이 값을 산정하였다.Four specimens 510 were prepared for each of the copper foils of Preparation Example 1-4 and Comparative Example 1-4, and the curl height was measured, and then the average value was calculated to calculate the curl height value of the copper foil.

(iv) 표면조도(Rz JIS) 측정(iv) Measurement of surface roughness (Rz JIS)

JIS B 0601-2001 규격에 따라 표면조도 측정기(M300, Mahr)를 이용하여, 제조예 1-4 및 비교예 1-4에서 제조된 동박의 제1 면(S1)과 제2 면(S2)의 표면조도(Ra)를 각각 측정하였다. According to JIS B 0601-2001 standard, using a surface roughness meter (M300, Mahr), the first surface (S1) and the second surface (S2) of the copper foil prepared in Preparation Example 1-4 and Comparative Example 1-4 Surface roughness (Ra) was measured respectively.

(v) 연신율 측정(v) elongation measurement

연신율은 IPC-TM-650 Test Method Manual의 규정에 따라 만능시험기(UTM)에 의해 측정되었다. 구체적으로, Instron사(社)의 만능시험기를 이용하여 연신율을 측정하였다. 연신율 측정용 샘플의 폭은 12.7 mm이고, 그립(grip)간 거리는 50 mm이고, 측정 속도는 50 mm/min 였다.Elongation was measured by a universal testing machine (UTM) according to the provisions of the IPC-TM-650 Test Method Manual. Specifically, the elongation was measured using an Instron universal testing machine. The width of the sample for elongation measurement was 12.7 mm, the distance between grips was 50 mm, and the measurement speed was 50 mm/min.

(vi) 용량 유지율 평가(vi) Evaluation of capacity retention rate

1) 음극 제조1) Cathode manufacturing

상업적으로 이용가능한 음극 활물질용 실리콘/카본 복합 음극재 100 중량부에 2 중량부의 스티렌부타디엔고무(SBR) 및 2 중량부의 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC)를 혼합하고, 증류수를 용제로 이용하여 음극 활물질용 슬러리를 조제하였다. 닥터 블레이드를 이용하여 10㎝ 폭을 가진 제조예 1-4 및 비교예 1-4의 동박 상에 20 내지 60㎛ 두께로 음극 활물질용 슬러리를 도포하고, 이를 120℃에서 건조하고, 1 ton/cm2의 압력을 가하여 이차전지용 음극을 제조하였다. Commercially available silicon/carbon composite negative electrode material for negative active material Mix 2 parts by weight of styrene butadiene rubber (SBR) and 2 parts by weight of carboxymethyl cellulose (CMC) with 100 parts by weight of a negative active material slurry for negative active material using distilled water as a solvent was prepared. Using a doctor blade, the slurry for negative electrode active material was applied to a thickness of 20 to 60 μm on the copper foils of Preparation Example 1-4 and Comparative Example 1-4 having a width of 10 cm, dried at 120 ° C, and 1 ton / cm A negative electrode for a secondary battery was prepared by applying a pressure of 2 .

2) 전해액 제조2) Manufacture of electrolyte solution

에틸렌카보네이트(EC) 및 에틸메틸카보네이트(EMC)를 1:2의 비율로 혼합한 비수성 유기용매에 용질인 LiPF6을 1M의 농도로 용해하여 기본 전해액을 제조하였다. 99.5중량%의 기본 전해액과 0.5중량%의 숙신산 무수물(Succinic anhydride)을 혼합하여 비수전해액을 제조하였다.A basic electrolyte solution was prepared by dissolving LiPF 6 as a solute at a concentration of 1 M in a non-aqueous organic solvent in which ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) were mixed at a ratio of 1:2. A nonaqueous electrolyte was prepared by mixing 99.5% by weight of the basic electrolyte and 0.5% by weight of succinic anhydride.

3) 양극 제조 3) Anode manufacturing

Li1.1Mn1.85Al0.05O4인 리튬 망간 산화물과 o-LiMnO2인 orthorhombic 결정구조의 리튬 망간 산화물을 90:10(중량비)의 비로 혼합하여, 양극 활물질을 제조하였다. 양극 활물질, 카본 블랙, 및 결착제인 PVDF[Poly(vinylidenefluoride)]를 85:10:5 (중량비)로 혼합하고, 이를 유기 용매인 NMP와 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 이와 같이 제조된 슬러리를 두께 20㎛의 Al박(foil) 양면에 도포한 후 건조하여 양극을 제조하였다.A cathode active material was prepared by mixing Li 1.1 Mn 1.85 Al 0.05 O 4 lithium manganese oxide and o-LiMnO 2 lithium manganese oxide having an orthorhombic crystal structure in a ratio of 90:10 (weight ratio). A slurry was prepared by mixing a cathode active material, carbon black, and PVDF [Poly(vinylidenefluoride)] as a binder in a weight ratio of 85:10:5 (weight ratio) and mixing them with NMP, an organic solvent. The prepared slurry was applied to both surfaces of an Al foil having a thickness of 20 μm and then dried to prepare a positive electrode.

4) 시험용 리튬 이차전지 제조4) Production of lithium secondary battery for testing

알루미늄 캔의 내부에, 알루미늄 캔과 절연되도록 양극과 음극을 배치하고, 그 사이에 비수전해액 및 분리막을 배치하여, 코인 형태의 리튬 이차전지를 제조하였다. 사용된 분리막은 폴리프로필렌(Celgard 2325; 두께 25㎛, average pore size φ28 nm, porosity 40%)이었다. Inside the aluminum can, a positive electrode and a negative electrode are disposed so as to be insulated from the aluminum can, and a non-aqueous electrolyte and a separator are disposed therebetween to prepare a coin-type lithium secondary battery. The separator used was polypropylene (Celgard 2325; thickness 25 μm, average pore size φ28 nm, porosity 40%).

5) 용량 유지율 평가5) Evaluation of capacity retention rate

이와 같이 제조된 리튬 이차전지를 이용하여, 4.3V 충전 전압 및 3.4V 방전 전압으로 전지를 구동하여 양극의 g당 용량을 측정하였다. 다음, 고온 수명을 평가하기 위해 50℃의 고온에서 0.2C율(current rate, C-rate)로 50회의 충/방전 실험을 수행하여 용량 유지율을 계산하였다. 용량 유지율은 다음 식 1으로 계산될 수 있다.Using the lithium secondary battery prepared as described above, the battery was driven at a charging voltage of 4.3V and a discharging voltage of 3.4V, and the capacity per gram of the positive electrode was measured. Next, in order to evaluate the high-temperature lifespan, a capacity retention rate was calculated by performing a charge/discharge experiment 50 times at a high temperature of 50° C. at a current rate (C-rate) of 0.2 C. The capacity retention rate can be calculated by Equation 1 below.

[식 1] [Equation 1]

용량 유지율(%) = [(50회 충방전후 용량)/(1회 충방전후 용량)] x 100Capacity retention rate (%) = [(Capacity after 50 charge/discharge cycles)/(Capacity after charge/discharge cycle once)] x 100

용량 유지율을 3회 반복 측정하여 그 평균값을 채택하였다. 용량 유지율이 90% 미만인 경우, 동박이 리튬 이온전지용 음극 집전체로 부적합하다고 판정하였다The capacity retention rate was measured three times and the average value was adopted. When the capacity retention rate was less than 90%, it was determined that the copper foil was unsuitable for a negative electrode current collector for a lithium ion battery.

(vii) 동박의 파단 여부 관찰(vii) Observe whether the copper foil is broken

50회의 충방전 후 이차전지를 분해하여 동박에 파단이 발생되는지 여부를 관찰하였다. 동박에 파단이 발행한 경우를 "O"으로 표시하고, 발생하지 않은 경우를 "X"로 표기하였다.After 50 charge/discharge cycles, the secondary battery was disassembled to observe whether breakage occurred in the copper foil. The case where fracture occurred in the copper foil was marked as "O", and the case where it did not occur was marked as "X".

이상의 시험 결과는 표 2와 같다. 다만, 제조예 1-4 및 비교예 1-4의 동박들이 모드 2% 이상의 연신율을 갖는 것으로 측정되었기 때문에, 표 2에서 연신율을 제외하였다.The above test results are shown in Table 2. However, since the copper foils of Preparation Example 1-4 and Comparative Example 1-4 were measured to have an elongation of 2% or more, the elongation was excluded from Table 2.

인장강도
(㎏f/mm2)
tensile strength
(kgf/mm 2 )
평균입자크기
(㎛)
average particle size
(μm)
표면조도
(Rz JIS)
surface roughness
(Rz JIS)
휨 (curl)
(㎜)
warp (curl)
(mm)
용량 유지율
(%)
capacity retention rate
(%)
파단 발생 유무Whether fracture occurs or not
상온room temperature 고온High temperature 상온normal temperature 고온High temperature 제1면page 1 제2면page 2 차이difference 제조예1Preparation Example 1 4141 3737 1.11.1 1.41.4 1.11.1 0.90.9 0.20.2 88 9191 xx 제조예2Preparation Example 2 4343 4040 1.21.2 1.51.5 1.01.0 0.90.9 0.20.2 1414 9090 xx 제조예3Preparation Example 3 5050 4848 0.90.9 1.11.1 1.11.1 1.01.0 0.10.1 1111 9292 xx 제조예4Production Example 4 5252 4949 0.80.8 0.90.9 1.31.3 0.90.9 0.40.4 99 9191 xx 비교예1Comparative Example 1 3333 2929 3.23.2 4.74.7 1.21.2 1.01.0 0.20.2 1717 7979 oo 비교예2Comparative Example 2 5555 3535 1.71.7 3.33.3 1.71.7 0.90.9 0.80.8 2525 7373 oo 비교예3Comparative Example 3 3333 2727 3.43.4 4.54.5 1.51.5 0.90.9 0.60.6 1919 8282 oo 비교예4Comparative Example 4 4545 3030 1.91.9 3.73.7 1.61.6 1.01.0 0.60.6 3232 7575 oo

표 1 및 2를 참조하면, 다음과 같은 결과를 확인할 수 있다.Referring to Tables 1 and 2, the following results can be confirmed.

유기 첨가제 중 광택제(A 성분)만을 포함하고 감속제(B 성분) 및 레벨링제(C 성분)를 포함하지 않는 전해액으로 만들어진 비교예 1의 동박에서 15mm를 초과하는 휨(curl)이 발생하였으며, 비교예 1의 동박을 이용하여 제조된 이차전지는 90% 미만의 용량 유지율을 가지며, 동박에 파단이 발생하였다. In the copper foil of Comparative Example 1 made of an electrolyte containing only a brightening agent (component A) among organic additives and not containing a moderator (component B) and a leveling agent (component C), a curl exceeding 15 mm occurred, Comparative The secondary battery manufactured using the copper foil of Example 1 had a capacity retention rate of less than 90%, and fracture occurred in the copper foil.

유기 첨가제 중 감속제(B 성분)만을 포함하고 광택제(A 성분) 및 레벨링제(C 성분)를 포함하지 않는 전해액으로 만들어진 비교예 2의 동박에서 15mm를 초과하는 휨(curl)이 발생하였으며, 비교예 2의 동박을 이용하여 제조된 이차전지는 90% 미만의 용량 유지율을 가지며, 동박에 파단이 발생하였다. In the copper foil of Comparative Example 2 made of an electrolyte solution containing only a moderator (component B) among organic additives and no brightener (component A) and leveling agent (component C), a curl exceeding 15 mm occurred, Comparative The secondary battery manufactured using the copper foil of Example 2 had a capacity retention rate of less than 90%, and fracture occurred in the copper foil.

유기 첨가제 중 광택제(A 성분) 및 감속제(B 성분)을 포함하고 레벨링제(C 성분)를 포함하지 않는 전해액으로 만들어진 비교예 3의 동박에서 15mm를 초과하는 휨(curl)이 발생하였으며, 비교예 3의 동박을 이용하여 제조된 이차전지는 90% 미만의 용량 유지율을 가지며, 동박에 파단이 발생하였다. In the copper foil of Comparative Example 3 made of an electrolyte solution containing a brightening agent (component A) and a moderator (component B) among organic additives and no leveling agent (component C), a curl exceeding 15 mm occurred, Comparative The secondary battery manufactured using the copper foil of Example 3 had a capacity retention rate of less than 90%, and fracture occurred in the copper foil.

유기 첨가제 중 레벨링제(C 성분)만을 포함하고 광택제(A 성분) 및 감속제(B 성분)를 포함하지 않는 전해액으로 만들어진 비교예 4의 동박에서 15mm를 초과하는 휨(curl)이 발생하였으며, 비교예 4의 동박을 이용하여 제조된 이차전지는 90% 미만의 용량 유지율을 가지며, 동박에 파단이 발생하였다. In the copper foil of Comparative Example 4 made of an electrolyte solution containing only a leveling agent (component C) among organic additives and no brightener (component A) and moderator (component B), a curl exceeding 15 mm occurred, Comparative The secondary battery manufactured using the copper foil of Example 4 had a capacity retention rate of less than 90%, and fracture occurred in the copper foil.

반면, 본 발명의 일 실시예에 따라, 유기 첨가제로 광택제(A 성분) 및 감속제(B 성분) 중 적어도 하나를 포함하고 또한 레벨링제(C 성분)를 포함하는 전해액으로 만들어진 제조예 1 내지 4의 동박에서 휨(curl)의 높이가 15mm 이하이고, 이러한 동박을 이용하여 제조된 이차전지는 90% 이상의 용량 유지율을 가지며, 동박에 파단이 발생하지 않았다.On the other hand, according to an embodiment of the present invention, Preparation Examples 1 to 4 made of an electrolyte containing at least one of a brightening agent (component A) and a moderator (component B) as organic additives and also a leveling agent (component C) The height of the curl in the copper foil is 15 mm or less, and the secondary battery manufactured using this copper foil has a capacity retention rate of 90% or more, and no breakage occurs in the copper foil.

또한, 비교예 2 내지 4의 경우 동박의 양면에서 표면조도(Rz JIS)의 차이가 0.5㎛ 이상이다.In addition, in the case of Comparative Examples 2 to 4, the difference in surface roughness (Rz JIS) on both sides of the copper foil is 0.5 μm or more.

도 8a 및 8b는 각각 열처리 전 후 제조예 3에 따른 동박의 단면을 도시하고, 도 9a 및 9b는 각각 열처리 전 후 비교예 3에 따른 동박의 단면을 도시한다. 도 8a, 8b, 9a 및 9b에 있어서, 도면의 위쪽 방향이 매트면(MS) 방향이고 도면의 아래쪽 방향이 샤이니면(SS) 방향이다.8A and 8B respectively show a cross section of the copper foil according to Preparation Example 3 before and after heat treatment, and FIGS. 9A and 9B respectively show a cross section of the copper foil according to Comparative Example 3 before and after heat treatment. In FIGS. 8A, 8B, 9A and 9B, the upward direction in the drawing is the mat surface (MS) direction, and the downward direction in the drawing is the shiny surface (SS) direction.

도 8a를 참조하면, 제조예 3에 따른 동박에 있어서, 열처리전 구리층의 결정질 입자의 평균 입자크기는 입경 기준으로 0.9㎛이고, 도 8b를 참조하면 190℃에서 1시간 열처리 후 구리층의 결정질 입자의 평균 입자크기는 입경 기준으로 1.1㎛이다. 이와 같이 제조예 3에 따른 동박에 있어서, 열처리 전 및 후 구리층의 결정질 입자의 평균 입자크기는 입경 기준으로 0.7 내지 1.5㎛의 범위 내에 있다.Referring to FIG. 8A, in the copper foil according to Preparation Example 3, the average particle size of the crystalline particles of the copper layer before heat treatment is 0.9 μm based on the particle diameter, and referring to FIG. 8B, the crystalline quality of the copper layer after heat treatment at 190 ° C. for 1 hour The average particle size of the particles is 1.1 μm based on the particle diameter. As described above, in the copper foil according to Preparation Example 3, the average particle size of the crystalline particles of the copper layer before and after heat treatment is in the range of 0.7 to 1.5 μm based on the particle diameter.

반면, 도 9a를 참조하면, 비교예 3에 따른 동박에 있어서, 열처리전 구리층의 결정질 입자의 평균 입자크기는 입경 기준으로 3.4㎛이고, 도 9b를 참조하면 190℃에서 1시간 열처리 후 구리층의 결정질 입자의 평균 입자크기는 입경 기준으로 4.5㎛이다. 비교예 3에 따른 동박에 있어서, 열처리 전 및 후 구리층의 결정질 입자의 평균 입자크기는 입경 기준으로 1.5㎛를 초과한다. On the other hand, referring to FIG. 9A, in the copper foil according to Comparative Example 3, the average particle size of the crystalline particles of the copper layer before heat treatment is 3.4 μm based on the particle diameter, and referring to FIG. 9B, the copper layer after heat treatment at 190 ° C. for 1 hour The average particle size of the crystalline particles of is 4.5 μm based on the particle diameter. In the copper foil according to Comparative Example 3, the average particle size of the crystalline particles in the copper layer before and after heat treatment exceeds 1.5 μm based on the particle diameter.

특히, 비교예 3뿐만 아니라, 비교예 1, 2, 및 4에 있어서, 열처리 후 구리층의 결정립 입자의 평균 입자크기가 열처리 전에 비하여 1㎛ 이상 더 증가한다는 것을 확인할 수 있다.In particular, in Comparative Example 3 as well as Comparative Examples 1, 2, and 4, it can be confirmed that the average particle size of the crystal grains of the copper layer after heat treatment is increased by 1 μm or more compared to before heat treatment.

이상에서 설명된 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 표현되며, 특허청구범위의 의미, 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The present invention described above is not limited by the foregoing embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope of the technical details of the present invention. will be clear to those skilled in the art. Therefore, the scope of the present invention is expressed by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning, scope and equivalent concepts of the claims should be construed as being included in the scope of the present invention.

101, 102: 동박
211, 212: 방청막
310, 320: 활물질층
103, 104: 이차전지용 전극
MS: 매트면
SS: 샤이니면
101, 102: copper foil
211, 212: anti-rust film
310, 320: active material layer
103, 104: electrode for secondary battery
MS: matte side
SS: if it's shiny

Claims (11)

구리 이온을 포함하는 전해액 내에 서로 이격되게 배치된 양극판 및 회전 음극드럼을 30 내지 80 ASD(A/dm2)의 전류밀도로 통전시켜 구리층을 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 전해액은,
60 내지 120 g/L의 구리 이온;
80 내지 150 g/L의 황산;
50 ppm 미만의 염소(Cl); 및
유기 첨가제;를 포함하며,
상기 유기 첨가제는,
광택제(A 성분) 및 감속제(B 성분) 중에서 선택된 적어도 하나; 및
레벨링제(C 성분);를 포함하며,
상기 광택제(A 성분)는 술폰산 또는 그 금속염을 포함하고,
상기 감속제(B 성분)는 비이온성 수용성 고분자를 포함하고,
상기 레벨링제(C 성분)는 질소(N) 및 황(S) 중 적어도 하나를 포함하며,
상기 레벨링제(C 성분)는,
디알릴디메틸암모늄 클로라이드(DDAC); 및
5-머캅토-1-메틸테트라졸(5MM)과 폴리에틸렌이민(PEI) 중 어느 하나;를 포함하는, 동박의 제조방법.
Forming a copper layer by conducting a current density of 30 to 80 ASD (A / dm 2 ) to a cathode plate and a rotating cathode drum disposed spaced apart from each other in an electrolyte solution containing copper ions; including,
The electrolyte is
60 to 120 g/L copper ions;
80 to 150 g/L sulfuric acid;
Chlorine (Cl) less than 50 ppm; and
Including; organic additives,
The organic additive,
at least one selected from brightening agents (component A) and moderators (component B); and
Leveling agent (component C); contains,
The brightening agent (component A) includes sulfonic acid or a metal salt thereof,
The moderator (component B) includes a nonionic water-soluble polymer,
The leveling agent (component C) includes at least one of nitrogen (N) and sulfur (S),
The leveling agent (component C),
diallyldimethylammonium chloride (DDAC); and
5-mercapto-1-methyltetrazole (5MM) and any one of polyethyleneimine (PEI); containing, a method for producing a copper foil.
제1항에 있어서,
상기 구리층을 형성하는 단계에서, 상기 전해액의 온도는 40 내지 60℃의 범위로 유지되는, 동박의 제조방법.
According to claim 1,
In the step of forming the copper layer, the temperature of the electrolyte solution is maintained in the range of 40 to 60 ℃, copper foil manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 광택제는 5 내지 100 ppm의 농도를 갖는, 동박의 제조방법.
According to claim 1,
The brightener has a concentration of 5 to 100 ppm, a method for producing copper foil.
제1항에 있어서,
상기 광택제는, 비스-(3-술포프로필)-디설파이드 디소디움염[bis-(3-Sulfopropyl)-disulfide disodium salt](SPS), 3-머캅토-1-프로판술폰산, 3-(N,N-디메틸티오카바모일)-티오프로판술포네이트 소디움염, 3-[(아미노-이미노메틸)티오]-1-프로판술포네이트 소디움염, o-에틸디티오카보네이토-S-(3-설포프로필)-에스테르 소디움염,3-(벤조티아졸릴-2-머캅토)-프로필-술폰산 소디움염 및 에틸렌디티오디프로필술폰산 소디움염(ethylenedithiodipropylsulfonic acid sodium salt) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 동박의 제조방법.
According to claim 1,
The brightener is bis-(3-sulfopropyl)-disulfide disodium salt [bis-(3-Sulfopropyl)-disulfide disodium salt] (SPS), 3-mercapto-1-propanesulfonic acid, 3-(N,N -Dimethylthiocarbamoyl)-thiopropanesulfonate sodium salt, 3-[(amino-iminomethyl)thio]-1-propanesulfonate sodium salt, o-ethyldithiocarbonate-S-(3-sulfopropyl )-Ester sodium salt, 3-(benzothiazolyl-2-mercapto)-propyl-sulfonic acid sodium salt and ethylenedithiodipropylsulfonic acid sodium salt (ethylenedithiodipropylsulfonic acid sodium salt), including at least one selected from the manufacturing method of copper foil .
제1항에 있어서,
상기 감속제는, 5 내지 50 ppm의 농도를 갖는, 동박의 제조방법.
According to claim 1,
The moderator has a concentration of 5 to 50 ppm, a method for producing copper foil.
제1항에 있어서,
상기 감속제는, 폴리에틸렌 클리콜(PEG), 폴리 프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌폴리프로필렌 코폴리머, 폴리글리세린, 폴리에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 하이드록시에틸렌셀룰로오스, 폴리비닐 알코올, 스테아릭산 폴리글리콜 에테르 및 스테아릴 알코올 폴리글리콜 에테르 중에서 선택된 적어도 하나의 비이온성 수용성 고분자를 포함하는, 동박의 제조방법.
According to claim 1,
The moderator is polyethylene glycol (PEG), polypropylene glycol, polyethylene polypropylene copolymer, polyglycerin, polyethylene glycol dimethyl ether, hydroxyethylene cellulose, polyvinyl alcohol, stearic acid polyglycol ether and stearyl alcohol polyglycol A method for producing a copper foil comprising at least one nonionic water-soluble polymer selected from ether.
제6항에 있어서,
상기 비이온성 수용성 고분자는 500 내지 25,000의 수평균 분자량을 갖는, 동박의 제조방법.
According to claim 6,
The nonionic water-soluble polymer has a number average molecular weight of 500 to 25,000, copper foil manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 레벨링제는, 1 내지 50ppm의 농도를 갖는, 동박의 제조방법.
According to claim 1,
The leveling agent, having a concentration of 1 to 50ppm, manufacturing method of copper foil.
제1항에 있어서,
상기 레벨링제는, 티오요소, N,N'-디메틸티오요소, N,N'-디에틸티오요소, 테트라메틸티오요소, 에틸렌티오요소, 2-머캅토-5-벤즈이미다졸술폰산, 3(5-머캅토-1H-테트라졸)벤젠술포네이트 및 2-머캅토벤조티아졸 중에서 선택된 적어도 하나를 더 포함하는, 동박의 제조방법.
According to claim 1,
The leveling agent is thiourea, N, N'-dimethylthiourea, N, N'-diethylthiourea, tetramethylthiourea, ethylenethiourea, 2-mercapto-5-benzimidazolesulfonic acid, 3 ( 5-mercapto-1H-tetrazole) benzenesulfonate and 2-mercaptobenzothiazole further comprising at least one selected from, the manufacturing method of the copper foil.
제1항에 있어서,
상기 유기 첨가제는 질소(N)를 포함하는 적어도 하나의 레벨링제(C성분) 및 황(S)을 포함하는 적어도 하나의 레벨링제(C성분)를 포함하는, 동박의 제조방법.
According to claim 1,
The organic additive comprises at least one leveling agent (component C) containing nitrogen (N) and at least one leveling agent (component C) containing sulfur (S), copper foil manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 구리층에 방청막을 형성하는 단계를 더 포함하는, 동박의 제조방법.
According to claim 1,
Further comprising the step of forming a rust-preventive film on the copper layer, the manufacturing method of the copper foil.
KR1020230030942A 2017-09-01 2023-03-09 Copper foil capable of manufacturing high capacity secondary battery, electrode comprisng the same, secondary battery comprising the same and method for manufacturing the same KR102546687B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230030942A KR102546687B1 (en) 2017-09-01 2023-03-09 Copper foil capable of manufacturing high capacity secondary battery, electrode comprisng the same, secondary battery comprising the same and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170112038A KR20190025418A (en) 2017-09-01 2017-09-01 Copper foil capable of manufacturing high capacity secondary battery, electrode comprisng the same, secondary battery comprising the same and method for manufacturing the same
KR1020230030942A KR102546687B1 (en) 2017-09-01 2023-03-09 Copper foil capable of manufacturing high capacity secondary battery, electrode comprisng the same, secondary battery comprising the same and method for manufacturing the same

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170112038A Division KR20190025418A (en) 2017-09-01 2017-09-01 Copper foil capable of manufacturing high capacity secondary battery, electrode comprisng the same, secondary battery comprising the same and method for manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230038679A true KR20230038679A (en) 2023-03-21
KR102546687B1 KR102546687B1 (en) 2023-06-21

Family

ID=65758334

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170112038A KR20190025418A (en) 2017-09-01 2017-09-01 Copper foil capable of manufacturing high capacity secondary battery, electrode comprisng the same, secondary battery comprising the same and method for manufacturing the same
KR1020230030942A KR102546687B1 (en) 2017-09-01 2023-03-09 Copper foil capable of manufacturing high capacity secondary battery, electrode comprisng the same, secondary battery comprising the same and method for manufacturing the same

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170112038A KR20190025418A (en) 2017-09-01 2017-09-01 Copper foil capable of manufacturing high capacity secondary battery, electrode comprisng the same, secondary battery comprising the same and method for manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (2) KR20190025418A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117305919A (en) * 2023-09-25 2023-12-29 广东盈华电子科技有限公司 Preparation method of double-light copper foil for high-heat-resistance lithium battery

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111041530A (en) * 2019-12-30 2020-04-21 中国科学院青海盐湖研究所 High-tensile-strength copper foil and preparation method and system thereof
CN114959804A (en) * 2022-06-20 2022-08-30 九江德福科技股份有限公司 Preparation method of bright fine-grain copper foil

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140050541A (en) * 2012-10-18 2014-04-29 일진머티리얼즈 주식회사 Electrolytic copper foil, electric component and battery comprising the foil and preparation method thereof
KR101500566B1 (en) * 2014-03-20 2015-03-12 일진머티리얼즈 주식회사 Electrolytic copper foil, current collector, anode and lithium battery comprising foil

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140050541A (en) * 2012-10-18 2014-04-29 일진머티리얼즈 주식회사 Electrolytic copper foil, electric component and battery comprising the foil and preparation method thereof
KR101500566B1 (en) * 2014-03-20 2015-03-12 일진머티리얼즈 주식회사 Electrolytic copper foil, current collector, anode and lithium battery comprising foil

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117305919A (en) * 2023-09-25 2023-12-29 广东盈华电子科技有限公司 Preparation method of double-light copper foil for high-heat-resistance lithium battery

Also Published As

Publication number Publication date
KR102546687B1 (en) 2023-06-21
KR20190025418A (en) 2019-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102433032B1 (en) Copper foil free from generation of wrinkle, electrode comprisng the same, secondary battery comprising the same and method for manufacturing the same
KR102546687B1 (en) Copper foil capable of manufacturing high capacity secondary battery, electrode comprisng the same, secondary battery comprising the same and method for manufacturing the same
KR102446550B1 (en) Copper foil for high capacity secondary battery, electrode comprisng the same, secondary battery comprising the same and method for manufacturing the same
JP7324297B2 (en) Electrolytic copper foil capable of preventing tearing or wrinkling defects, electrode containing the same, secondary battery containing the same, and manufacturing method thereof
KR102413056B1 (en) Copper foil free from wrinkle and having improved charge discharge property, electrode comprisng the same, secondary battery comprising the same and method for manufacturing the same
KR102180926B1 (en) Copper foil having improved workability and charge discharge characteristics, electrode comprisng the same, secondary battery comprising the same and method for manufacturing the same
KR101992840B1 (en) Copper foil with minimized bagginess and tear, electrode comprisng the same, secondary battery comprising the same and method for manufacturing the same
KR102492813B1 (en) Copper foil for high capacity secondary battery with improved handling property, electrode comprisng the same, secondary battery comprising the same and method for manufacturing the same
JP7326668B2 (en) Wrinkle-preventing copper foil, electrode containing the same, secondary battery containing the same, and method for manufacturing the same
KR20180098875A (en) Copper foil having improved adhesion, electrode comprisng the same, secondary battery comprising the same and method for manufacturing the same
TWI747626B (en) Electrolytic copper foil to be prevented from being torn and wrinkled, electrode including the electrolytic copper foil, secondary battery including the electrode, and method of manufacturing the electrolytic copper foil
KR20190135878A (en) Copper foil with high strength, electrode comprisng the same, secondary battery comprising the same and method for manufacturing the same
KR20220096493A (en) Electrolytic Copper Foil Capable of Preventing Defects of curl, Tear or Wrinkle Thereof, Electrode Comprising The Same, Secondary Battery Comprising The Same, and Method for Manufacturing The Same
KR20220043617A (en) Electrolytic Copper Foil of High Strength, Electrode Comprising The Same, Secondary Battery Comprising The Same, and Method for Manufacturing The Same
JP6700347B2 (en) Copper foil with minimal sagging and tearing, electrode including the same, secondary battery including the same, and manufacturing method thereof
CN110880601B (en) Copper foil with minimized swelling and tearing, electrode including the same, secondary battery including the same, and method of manufacturing the same
JP6700350B2 (en) Copper foil having excellent workability and charge/discharge characteristics, electrode including the same, secondary battery including the same, and manufacturing method thereof
KR20180117814A (en) Copper foil with enhanced adhesion property by having hydrophilic polymer layer, electrode comprisng the same, secondary battery comprising the same and method for manufacturing the same
KR102377291B1 (en) Copper foil with minimized wringkle, electrode comprisng the same, secondary battery comprising the same and method for manufacturing the same
KR20230104321A (en) Electrolytic copper foil with excellent increasing rate of elongation after heat treatment, electrode comprising the same, secondary battery comprising the same, and method for manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant