KR100325864B1 - 리튬 2차 전지 - Google Patents

리튬 2차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR100325864B1
KR100325864B1 KR1020000000666A KR20000000666A KR100325864B1 KR 100325864 B1 KR100325864 B1 KR 100325864B1 KR 1020000000666 A KR1020000000666 A KR 1020000000666A KR 20000000666 A KR20000000666 A KR 20000000666A KR 100325864 B1 KR100325864 B1 KR 100325864B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
separator
electrode
lithium secondary
secondary battery
parts
Prior art date
Application number
KR1020000000666A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010068650A (ko
Inventor
김성훈
Original Assignee
김순택
삼성에스디아이 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 김순택, 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 김순택
Priority to KR1020000000666A priority Critical patent/KR100325864B1/ko
Publication of KR20010068650A publication Critical patent/KR20010068650A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100325864B1 publication Critical patent/KR100325864B1/ko

Links

Classifications

    • 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
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • 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
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • 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)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 전극, 양 전극간에 삽입되는 세퍼레이타 및 유기용매와 리튬염으로 구성된 유기 전해액을 포함하는 리튬 2차전지를 제공한다. 상기 리튬 2차전지는 상기 전극, 상기 세퍼레이타 및 상기 전해액중의 어느 하나 이상이, 불소 함유 화합물을 포함하며, 상기 전극, 상기 세퍼레이타 및 상기 전해액중의 어느 하나 이상이, 상기 불소 함유 화합물로부터 얻어진 불화수소(HF) 가스를 포착할 수 있는 무기 염기를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 불화수소 가스로 인한 부반응을 효과적으로 억제시킴으로써 전지의 비가역 반응을 줄이면서 전지의 내부 압력 상승을 효과적으로 억제시킬 수 있다.

Description

리튬 2차전지{Lithium secondary battery}
본 발명은 리튬 2차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는, 전지의 비가역반응을 감소시키면서 전지의 내부 압력 상승을 효과적으로 억제할 수 있는 리튬 2차전지에 관한 것이다.
리튬 2차 전지는 캐소드와 애노드, 상기 캐소드와 애노드 사이에 삽입되어 있는 세페레이타와 리튬염과 유기 용매로 구성된 유기 전해액을 구비하여 이루어진다.
상기 캐소드와 애노드는 각각의 집전체 상부에 전극 활물질 조성물을 코팅 및 건조함으로써 만들어진다. 이 때 상기 전극 활물질 조성물은 리튬 함유 금속 산화물 등과 같은 캐소드 활물질이나 리튬 합금, 탄소재 등과 같은 애노드 활물질, 도전제, 결합제 및 용매를 포함하며, 그중에서 결합제로는 폴리비닐리덴플루오라이드, 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머 등과 같은 불소 함유 화합물을 사용하는 것이 통상적이다. 그리고 상기 유기전해액의 리튬염으로는 LiPF6, LiBF4, LiCF3SO3등과 불소 함유 리튬 화합물을 사용하며, 상기 세퍼레이타 형성 물질로는 전극의 결합제로 사용되는 물질인 폴리비닐리덴플루오라이드. 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머 등이 사용된다.
상기한 바와 같이 전극, 세퍼레이타 및 전해액 제조시, 불소 함유 화합물을 사용하는 경우, 전지의 충방전중 또는 방치상태에서 탈불화수소(dehydrofluorination) 반응이 일어나서 불화수소를 발생시키게 된다. 불소 함유 화합물중 폴리비닐리덴플루오라이드를 일례로 들어 전극, 세퍼레이타 및 전해액에서의 불화수소 생성 메카니즘에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
전극 및 세퍼레이타의 경우는, -(CH2-CF2)-(CH2-CF2)-와 같이 헤드 투 테일(head to tail)의 반복구조에서는 탄화수소의 수소가 전기적으로 동등한 구조를 가지나, -(CH2-CF2)-(CF2-CH2)-(CF2-CH2)-처럼 역전된 결합 즉, 헤드 투 헤드(head to head) 또는 테일 투 테일(tail to tail) 결합을 가지는 섹터에서의 수소는 이와 결합된 전기음성도가 큰 불소가 인근에 많아져서 그의 산성도(acidity)가 증가함으로써 불화수소가 생성된다. 그리고 전해액의 경우는 LiPF6, LiBF4, LiCF3SO3등과 같은 리튬 염이 전지내에 존재하는 수분과의 반응에 의하여 HF 가스가 발생하는 것이다.
상술한 바와 같은 메카니즘에 따라 불화수소가 생성되면, 이 불화수소는 전해액의 유기용매 성분인 에틸렌 카보네이트, 디에틸 카보네이트 등과 같은 카보네이트 화합물을 분해하는 반응을 개시하게 된다. 이와 같이 전해액이 분해되면 충방전과정이 반복되면서 이산화탄소, 메탄가스, 에틸렌가스 등과 같은 가스를 생성하며, 이러한 가스는 전지 내부 압력을 증가시켜 전지가 폭발될 위험성이 있다.
한편, 전지의 외장재로는, 통상적으로 전지 본체에 대하여 최내층에 열접착성 물질층인 폴리(에틸렌 아크릴산)[poly(ethylene acrylic acid: EAA]층이 있고, 그 상부에, 폴리에틸렌층(polyethylene: PE), EAA층 및 알루미늄층이 순차적으로 적층되어 있고, 이 결과물 상부에 최외층으로서 나일론층이 적층되어 있는 구조를 가지고 있는 파우치를 사용한다. 그런데, 이와 같은 파우치를 사용하는 경우, 별도의 벤트장치가 없음으로 인하여 사용도중 파우치 부풀음으로 인하여 전지로서 더 이상 사용하기가 불가능하다는 문제점이 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 전지의 1차 화성후 진공조건하에서 파우치내에 존재하는 가스를 제거해주는 공정을 실시하는 방법이 제안되었다. 그러나, 이 방법을 적용한다고 하더라도 전극의 결합제와 세퍼레이타의 고분자 수지 및/또는 전해액 성분의 리튬염으로부터 발생된 불화수소 가스로 인하여 파우치가 점점 부푸는 현상을 완전히 해결하기는 실질적으로 어렵다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하기 위하여 불화수소 가스를 먼저 포착하여 이 불화수소로 인한 부반응을 억제시킴으로써 전지의 비가역반응을 줄이면서 전지 내압 상승을 효과적으로 억제시킬 수 있는 리튬 2차전지를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는, 전극, 양 전극간에 삽입되는 세퍼레이타 및 유기용매와 리튬염으로 구성된 유기 전해액을 포함하는 리튬 2차전지에 있어서,
상기 전극, 상기 세퍼레이타 및 상기 전해액중의 어느 하나 이상이, 불소 함유 화합물을 포함하며,
상기 전극, 상기 세퍼레이타 및 상기 전해액중의 어느 하나 이상이,
상기 불소 함유 화합물로부터 얻어진 불화수소(HF) 가스를 포착할 수 있는 무기 염기를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지를 제공한다.
상기 무기염기는 탄산리튬(Li2CO3), 탄산나트륨(Na2CO3) 및 탄산칼륨(K2CO3)으로부터 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다.
상기 무기염기가 전해액에 부가하는 경우, 그 함량은 전해액 총중량 100중량부를 기준으로 하여 0.1 내지 0.5 중량부이고, 상기 무기염기가 전극에 부가되는 경우에는, 그 함량이 전극 활물질 형성용 조성물내의 전극 활물질 100 중량부를 기준으로 하여 0.01 내지 1.0 중량부인 것이 바람직하다. 또한, 상기 무기염기가 세퍼레이타에 부가되는 경우, 그 함량은 세퍼레이타 형성용 조성물내의 고분자 수지 100 중량부를 기준으로 하여 0.01 내지 2.0 중량부을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명은 불화수소 가스를 먼저 포착할 수 있는 무기염기인 탄산리튬, 탄산나트륨 및 탄산칼륨을 전해액, 전극 활물질 형성용 조성물 및 세퍼레이타 형성용 조성물중의 적어도 하나에 첨가한 데 그 특징이 있다. 특히 이러한 무기염기를 전해액에 부가하는 경우에는 충방전 과정에서 발생된 가스를 제거할 수 있다는 잇점이 있다.
이하, 본 발명에 따른 리튬 2차전지의 제조방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 전극을 제조하는 방법에 대하여 살펴보면, 전극의 결합제를 용매에 용해한 다음, 여기에 불화수소 가스를 트랩할 수 있는 무기염기를 부가하여 소정시간동안 격렬하게 교반한다. 여기에서 전극의 결합제로는 폴리비닐리덴플루오라이드, 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머 등을 사용하며, 그 함량은 전극 활물질 100 중량부를 기준으로 하여 1.0 내지 30.0 중량부를 사용한다. 그리고 용매는 리튬 2차전지에서 통상적으로 사용되는 것이라면 모두 다 사용가능하며. N-메틸피롤리돈(NMP), 아세톤, 디메틸포름아미드. 디메틸셀룰로오즈, 메틸에틸케톤 등을 사용한다. 그리고 용매의 함량은 전극 활물질 100 중량부를 기준으로 하여 200 내지 300 중량부를 사용한다.
상기 무기염기는 상술한 바와 같이 탄산리튬, 탄산나트륨 및 탄산칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용하며, 그 함량은 전극 활물질 100 중량부를 기준으로 하여 0.01 내지 1.0 중량부를 사용한다. 여기에서 무기 염기의 함량이 1.0 중량부를 초과하는 경우에는 생성된 HF만 트랩하는 것이 아니라 염기(base)로 작용하여 탈 HF 반응을 더 유도하게 되어 부적합하고 0.01 중량부 미만인 경우에는 HF 가스 제거 효과가 미미하므로 바람직하지 못하다.
그리고 나서, 상기 결과물을 소정시간동안 방치한 다음, 이를 여과지에 여과하여 불용성 물질을 걸러 제거해준다. 얻어진 여액을 전극 활물질 및 도전제의 혼합물에 부가한 다음, 이를 충분히 혼합함으로써 전극 활물질 조성물을 제조한다.경우에 따라서는 상술한 전극 활물질 및 도전제의 혼합물에 가소제를 더 부가하기도 한다. 여기에서 가소제로는 디부틸프탈레이트(DBP), 에틸렌카보네이트, 디에틸카보네이트 등과 같은 전해액의 유기용매 성분 들을 사용할 수 있다.
상기한 바와 같이 제조된 전극 활물질 조성물을 집전체상에 코팅 및 건조함으로써 전극이 완성된다.
다음으로, 세퍼레이타의 제조방법을 살펴보면, 고분자 수지 및 실리카, 용매를 혼합하여 세퍼레이타 조성물을 제조한다. 경우에 따라서는 이 조성물에 가소제를 더 부가하기도 한다. 여기에서 고분자 수지로는 전극의 결합제로서 사용하는 물질이라면 모두 다 사용가능하며, 그 함량은 20 내지 50 중량부를 사용한다. 그리고 상기 충진제 및 가소제는 리튬 2차전지에서 통상적으로 사용되는 것이라면 모두 다 사용가능하다. 충진제의 예로는 실리카, 카올린, 합성제올라이트 등이 있고, 그 함량은 고분자 수지 100 중량부를 기준으로 하여 20 내지 80 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 그리고 가소제는 고분자 수지 100 중량부를 기준으로 하여 50 내지 150 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 세퍼레이타 형성용 조성물을 전극 상부에 직접 코팅 및 건조하여 세퍼레이타 필름을 얻는다. 또는 이 세퍼레이타 형성용 조성물을 별도의 지지체 상부에 캐스팅 및 열풍건조한 다음, 이 지지체로부타 박리하여 세퍼레이타 필름을 얻기도 한다. 이 때 상기 지지체로는 유리기판, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 극판, 마일라 필름 등을 이용한다.
한편, 세퍼레이타 제조시, 전극의 경우와 마찬가지로 불화수소 가스를 포착할 수 있는 무기염기를 부가하기도 한다.
즉, 고분자 수지를 용매에 용해한 다음, 여기에 무기염기를 부가하여 소정시간동안 격렬하게 교반한다. 이 때 무기염기의 함량은 고분자 수지 100 중량부를 기준으로 하여 0.01 내지 2.0 중량부이다. 여기에서 무기염기의 함량이 2.0 중량부를 초과하면, 세퍼레이타의 이온전도도에 악영향을 줄 뿐아니라 탈HF 반응을 의도한 바와 다르게 더 유도할 가능성이 있고, 0.01 중량부 미만이면 생성되는 HF를 트랩하기에는 너무 적은 량이므로 바람직하지 못하다.
상기 혼합물을 여과하여 불용성 물질을 제거한 다음, 여액을 충진제에 부가한 다음, 이를 충분히 혼합하여 세퍼레이타 형성용 조성물을 형성한다. 경우에 따라서는, 이 세퍼레이타 형성용 조성물에는 가소제를 더 부가하기도 한다.
상술한 바와 같은 과정에 따라 얻어진 전극과 세퍼레이타를 적층하여 캐소드/세퍼레이타/애노드/세퍼레이타/캐소드의 순서대로 라미네이션하여 바이셀 구조를 만든다. 이어서, 가소제를 추출, 제거해야하는 경우에는 에테르, 메탄올 등과 같은 유기용매를 이용하여 이렇게 얻어진 전지 구조체로부터 가소제를 제거해낸다.
상기 결과물에 알루미늄 탭, 구리 탭을 각각 용접시킨 다음, 전해액을 함침하면 본 발명에 따른 리튬 2차전지가 완성된다.
상기 전해액은 리튬염과 유기용매로 이루어지는데, 리튬 2차전지에서 통상적으로 사용되는 것이라면 모두 다 사용가능하다. 상기 유기용매로는 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌 카보네이트, γ-부티로락톤, 1,3-디옥소란, 디메톡시에탄, 디메틸카보네이트, 메틸에틸 카보네이트 및 디에틸카보네이트, 테트라하이드로퓨란, 디메틸설폭사이드 및 폴리에틸렌글리콜 디메틸에테르중에서 선택된 적어도 1종의 용매를 사용한다. 그리고 용매의 함량은 리튬 2차 전지에서 사용하는 통상적인 수준이다. 그리고 리튬염으로는 과염소산 리튬(LiClO4), 사불화붕산 리튬(LiBF4), 육불화인산 리튬(LiPF6), 삼불화메탄술폰산 리튬(LiCF3SO3) 및 리튬 비스트리플루오로메탄술포닐아미드(LiN(CF3SO2)2)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 이온성 리튬염을 사용하고 그 함량은 리튬 2차 전지에서 사용하는 통상적인 수준이다.
또한, 본 발명에 따른 리튬 2차전지에서는, 전해액에 불화수소 가스를 포착할수 있는 무기염기를 부가하기도 한다. 특히 전해액의 리튬염이 사불화붕산 리튬(LiBF4), 육불화인산 리튬(LiPF6), 삼불화메탄술폰산 리튬(LiCF3SO3) 및 리튬 비스트리플루오로메탄술포닐아미드(LiN(CF3SO2)2) 등과 같이 불소 함유 무기염인 경우, 무기염기 부가에 따른 효과가 크다.
상기 무기염기의 함량은 전해액 총중량 100 중량부를 기준으로 하여 0.1 내지 0.5 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 무기염기의 함량이 0.1 중량부 미만이면, HF 트랩 효과가 미미하고, 0.5 중량부를 초과하면, 세퍼레이타의 이온전도도에 악영향을 끼치므로 바람직하지 못하다.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 상세히 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머 8g을 NMP 92g에 용해한 다음, 여기에 탄산나트륨(Na2CO3) 2g을 부가하였다. 이 혼합물을 2 내지 4시간동안 격렬하게 교반시킨 다음, 이를 밀폐된 용기안에서 10시간동안 서서히 교반시켜 결합제 용액을 준비하였다.
이어서, 상기 결합제 용액을 여과하여 불용성 물질을 제거해낸 다음, 여액을 LiCoO265g과 슈퍼피 10g 및 DBP 25g의 혼합물에 부가한 다음, 이를 충분히 혼합하여 캐소드 활물질 조성물을 준비하였다.
상기 캐소드 활물질 조성물을 전처리된 알루미늄 익스팬디드 메탈상에 코팅 및 건조하여 캐소드 전극판을 만들었다.
이와 별도로, 캐소드 전극판 제조시 만든 결합제 용액을 여과하여 불용성 물질을 제거한 다음, 얻어진 여액을 메조카본파이버(MCF) 65g과 슈퍼피 8g 및 및 DBP 27g의 혼합물에 부가하고 이를 충분히 혼합하여 애노드 활물질 조성물을 형성하였다.
상기 애노드 활물질 조성물 구리 익스팬디드 메탈상에 코팅 및 건조하여 애노드 전극판을 만들었다.
이와 별도로, 상기 캐소드 전극판 제조시 만든 결합제 용액을 여과하여 불용성 물질을 제거한 다음, 여액을 실리카 34g 및 및 DBP 40g의 혼합물에 부가하고 이를 충분히 혼합하여 세퍼레이타 형성용 조성물을 형성하였다. 이 세퍼레이타 형성용 조성물을 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 극판에 캐스팅 및 건조한 다음, 이PET 극판으로부터 박리하여 세퍼레이타 필름을 얻었다.
상기 과정에 따라 얻어진 캐소드 극판과 애노드 극판과 세퍼레이타를 캐소드/세퍼레이타/애노드/세퍼레이타/캐소드의 순서대로 라미네이션하여 바이셀 구조를 만들었다. 이어서, 에테르를 이용하여 이렇게 얻어진 바이셀 구조의 전지 구조체로부터 가소제를 추출, 제거하였다.
상기 결과물에 알루미늄 탭, 구리 탭을 용접시킨 다음, 전해액(Merck사, 1.5M LiPF6in 에틸렌카보네이트:디메틸카보네이트:디에틸카보네이트=3:3:4)을 3시간동안 함침시킴으로써 리튬 2차 전지를 완성하였다. 이 때 상기 전해액(Merck사, 1.5M LiPF6in 에틸렌카보네이트:디메틸카보네이트:디에틸카보네이트=3:3:4) 100g에는 탄산나트륨 0.1g이 부가된 상태이다.
실시예 2
탄산나트륨(Na2CO3) 대신 탄산리튬(Li2CO3)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 리튬 2차전지를 완성하였다.
실시예 3
탄산나트륨(Na2CO3) 대신 탄산칼륨(K2CO3)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 리튬 2차전지를 완성하였다.
실시예 4
세퍼레이타 형성용 조성물이 다음과 같은 제조과정에 따라 제조된 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 리튬 2차전지를 완성하였다.
비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머 30g, 실리카 34g 및 및 DBP 40g을 아세톤 200g에 용해한 다음, 이를 충분히 혼합하여 세퍼레이타 형성용 조성물을 형성하였다. 이 세퍼레이타 형성용 조성물을 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 극판에 캐스팅 및 건조한 다음, 이 PET 극판으로부터 박리하여 세퍼레이타 필름을 얻었다.
실시예 5
탄산나트륨(Na2CO3) 대신 탄산리튬(Li2CO3)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법에 따라 실시하여 리튬 2차전지를 완성하였다.
실시예 6
탄산나트륨(Na2CO3) 대신 탄산칼륨(K2CO3)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법에 따라 실시하여 리튬 2차전지를 완성하였다.
실시예 7
비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머 8g, LiCoO265g, 슈퍼피 10g 및 DBP 25g을 NMP 200g에 용해한 다음, 이를 충분히 혼합하여 캐소드 활물질 조성물을 준비하였다.
상기 캐소드 활물질 조성물을 전처리된 알루미늄 익스팬디드 메탈상에 코팅 및 건조하여 캐소드 전극판을 만들었다.
비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머 8g, 메조카본파이버(MCF) 65g과 슈퍼피 8g 및 DBP 27g을 NMP 180g에 용해한 다음, 이를충분히 혼합하여 애노드 활물질 조성물을 형성하였다.
상기 애노드 활물질 조성물 구리 익스팬디드 메탈상에 코팅 및 건조하여 애노드 전극판을 만들었다.
이와 별도로, 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머 30g, 실리카 34g 및 및 DBP 40g을 Acetone 200g에 용해한 다음, 이를 충분히 혼합하여 세퍼레이타 형성용 조성물을 형성하였다. 이 세퍼레이타 형성용 조성물을 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 극판에 캐스팅 및 건조한 다음, 이 PET 극판으로부터 박리하여 세퍼레이타 필름을 얻었다.
상기 과정에 따라 얻어진 캐소드 극판과 애노드 극판과 세퍼레이타를 캐소드/세퍼레이타/애노드/세퍼레이타/캐소드의 순서대로 라미네이션하여 바이셀 구조를 만들었다. 이어서, 에테르를 이용하여 이렇게 얻어진 바이셀 구조의 전지 구조체로부터 가소제를 추출, 제거하였다. 이어서, 상기 결과물에 알루미늄 탭, 구리 탭을 용접시켰다.
이후, 전해액(Merck사, 1.5M LiPF6in 에틸렌카보네이트:디메틸카보네이트:디에틸카보네이트=3:3:4) 100g에 탄산나트륨 0.1g을 부가한 다음, 여기에 상기 결과물을 3시간동안 함침시킴으로써 리튬 2차 전지를 완성하였다.
실시예 8
탄산나트륨(Na2CO3) 대신 탄산리튬(Li2CO3)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 7과 동일한 방법에 따라 실시하여 리튬 2차전지를 완성하였다.
실시예 9
탄산나트륨(Na2CO3) 대신 탄산칼륨(K2CO3)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 7과 동일한 방법에 따라 실시하여 리튬 2차전지를 완성하였다.
비교예 1
전해액에 탄산나트륨 0.1g을 부가하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 7과 동일한 방법에 따라 실시하여 리튬 2차전지를 완성하였다.
상기 실시예 1-9 및 비교예에 따라 제조된 리튬 2차전지에 있어서, 1차 화성후 진공조건하에서 가스제거과정을 실시하였다. 그리고 나서 HF 가스 발생으로 인하여 파우치가 부푸는 현상을 조사하였다.
그 결과, 상기 실시예 1-9에 따른 리튬 2차전지는 비교예의 경우와는 달리, 전지 내부압력이 상승되는 것이 억제됨으로써 파우치가 부푸는 현상을 거의 나타나지 않았다.
본 발명에 따르면, 전극, 세퍼레이타 및 전해액중의 적어도 하나에 불화수소 가스를 포착할 수 있는 무기염기를 부가함으로서 불화수소 가스로 인한 부반응을 효과적으로 억제시킴으로써 전지의 비가역 반응을 줄이면서 전지의 내부 압력 상승을 효과적으로 억제시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 전극, 양 전극간에 삽입되는 세퍼레이타 및 유기용매와 리튬염으로 구성된유기 전해액을 포함하는 리튬 2차전지에 있어서,
    상기 전극, 상기 세퍼레이타 및 상기 전해액중의 어느 하나 이상이 불소 함유 화합물을 포함하며,
    상기 전극, 상기 세퍼레이타 및 상기 전해액중의 어느 하나 이상이, 상기 불소 함유 화합물로부터 비롯된 불화수소(HF) 가스를 포착할 수 있는 무기 염기를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무기염기가 탄산리튬(Li2CO3), 탄산나트륨(Na2CO3) 및 탄산칼륨(K2CO3)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 무기염기가 전해액에 부가하는 경우, 그 함량이 전해액 총중량 100 중량부를 기준으로 하여 0.1 내지 0.5 중량부인 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지.
  4. 제1항에 있어서, 상기 무기염기가 전극에 부가되는 경우, 그 함량이 전극 활물질 형성용 조성물내의 전극 활물질 100 중량부를 기준으로 하여 0.01 내지 1.0 중량부인 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지.
  5. 제1항에 있어서, 상기 무기염기가 세퍼레이타에 부가되는 경우, 그 함량이 세퍼레이타 형성용 조성물내의 고분자 수지 100 중량부를 기준으로 하여 0.01 내지 2.0 중량부인 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지.
KR1020000000666A 2000-01-07 2000-01-07 리튬 2차 전지 KR100325864B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000000666A KR100325864B1 (ko) 2000-01-07 2000-01-07 리튬 2차 전지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000000666A KR100325864B1 (ko) 2000-01-07 2000-01-07 리튬 2차 전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010068650A KR20010068650A (ko) 2001-07-23
KR100325864B1 true KR100325864B1 (ko) 2002-03-07

Family

ID=19637018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000000666A KR100325864B1 (ko) 2000-01-07 2000-01-07 리튬 2차 전지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100325864B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014088188A1 (ko) * 2012-12-06 2014-06-12 삼성정밀화학 주식회사 리튬 이차전지용 전해액

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100793606B1 (ko) * 2006-02-20 2008-01-10 주식회사 엘지화학 전극 첨가제 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
KR102113299B1 (ko) 2017-03-13 2020-05-20 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 이차 전지용 외장재 및 이를 포함하는 이차 전지

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014088188A1 (ko) * 2012-12-06 2014-06-12 삼성정밀화학 주식회사 리튬 이차전지용 전해액

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010068650A (ko) 2001-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100362283B1 (ko) 리튬 2차 전지의 제조방법
EP2645463B1 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery and anode for secondary battery
JP4151060B2 (ja) 非水系二次電池
JP3665544B2 (ja) リチウム2次電池のセパレータ形成用組成物及びこれを用いたリチウム2次電池の製造方法
EP3944391A1 (en) Electrolyte solution, lithium-ion battery, and device containing lithium-ion battery
US8603682B2 (en) Secondary battery and manufacturing method of the same
US20050186474A1 (en) Positive electrodes for lithium batteries and their methods of fabrication
JP4012174B2 (ja) 効率的な性能を有するリチウム電池
US20040013944A1 (en) Lithium secondary battery and a method for preparing the same
JP4972915B2 (ja) 非水電解質電池
JP2004103573A (ja) リチウム電池用電解質及びこれを含むリチウム電池
JP4819409B2 (ja) 非水電解液二次電池の充放電方法
JP5050404B2 (ja) 非水電解液二次電池
US7183019B2 (en) Negative active material composition for a rechargeable lithium battery, method of producing a negative electrode for a rechargeable lithium battery using the same, and rechargeable lithium battery fabricated using the same
JP2002352852A (ja) 非水系電解液二次電池
CN112928328A (zh) 一种含有硅烷基磺酰胺化合物的锂离子电池电解液和锂离子二次电池
KR100325864B1 (ko) 리튬 2차 전지
KR100591616B1 (ko) 임피던스 특성이 개선된 고분자 전해질, 이의 제조방법 및이를 채용한 리튬 전지
KR100362282B1 (ko) 애노드 활물질 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 리튬2차 전지
KR100456648B1 (ko) 리튬 이온 폴리머 2차 전지의 제조방법
JP2005166553A (ja) リチウムイオン二次電池用非水系電解液およびリチウムイオン二次電池
KR20050041513A (ko) 리튬 전지의 제조방법
KR100329569B1 (ko) 리튬 2차 전지
US20230318037A1 (en) Method for preparing a lithium ion secondary battery and a lithium ion secondary battery prepared therefrom
JPH0922737A (ja) ポリマー電解質二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130122

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140123

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150120

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160119

Year of fee payment: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170119

Year of fee payment: 16

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180122

Year of fee payment: 17

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190117

Year of fee payment: 18