KR100431459B1 - Negative active plate for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery comprising thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리튬 2차 전지용 음극 조성물 및 이를 포함하는 리튬 2차 전지에 관한 것으로, 특히 음극 활물질, 도전제, 결착제로 스티렌-부타디엔계 고분자 수지, 증점분산제로 아크릴계 고분자, 및 용매로 물을 포함하는 음극 조성물을 음극으로 포함하여 전지의 파열위험성이 없고, 도포막 접착 강도가 우수하며, 용매로 물을 사용함으로서 환경친화적이고, 전지의 성능 및 용량이 현저히 향상시킬 수 있는 리튬 2차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a negative electrode composition for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery including the same, and particularly, to a negative electrode active material, a conductive agent, a styrene-butadiene-based polymer resin as a binder, an acrylic polymer as a thickening agent, and water as a solvent. It includes a negative electrode composition as a negative electrode, there is no risk of rupture of the battery, excellent adhesion strength of the coating film, environmentally friendly by using water as a solvent, and a lithium secondary battery that can significantly improve the performance and capacity of the battery. .
Description
본 발명은 리튬 2차 전지용 음극 조성물 및 이를 포함하는 리튬 2차 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 결착제로 스티렌-부타디엔계 고분자 수지, 및 증점분산제로 아크릴계 고분자를 사용하여 전지의 파열위험성이 없고, 도포막 박리 강도가 우수하며, 생산단가를 절약할 수 있을 뿐만 아니라, 환경친화적이고, 전지의 성능 및 용량을 현저히 향상시킬 수 있는 리튬 2차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a negative electrode composition for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery comprising the same, and more particularly, there is no risk of rupture of a battery using a styrene-butadiene-based polymer resin as a binder and an acrylic polymer as a thickener. The present invention relates to a lithium secondary battery having excellent coating film peeling strength, not only saving production cost but also being environmentally friendly, and which can significantly improve battery performance and capacity.
일반적으로 비수계 전해액을 이용한 리튬 2차 전지는 음극, 양극, 비수전해질층으로 구성된다. 상기 양극의 경우, 양극 활물질로 리튬전이금속 산화물을 사용하고, 결착제로 폴리불화비닐리덴(PVdF)을 사용하며, 유기용매로 N-메틸2-피롤리돈(NMP)을 사용하여 슬러리를 형성한다. 이와 같이 형성된 슬러리를 금속박으로 된 집전체에 도포, 및 건조한 후, 프레스, 성형하여 양극을 제조한다. 또한 음극의 경우, 리튬이온을 흡장, 방출할 수 있는 카본 또는 카본 복합체로 된 음극 활물질과 결착제로 폴리불화비닐리덴(PVdF), 유기용매로 N-메틸2-피롤리돈(NMP)을 사용하여 양극과 동일한 방법으로 제조한다.In general, a lithium secondary battery using a non-aqueous electrolyte is composed of a negative electrode, a positive electrode, and a nonaqueous electrolyte layer. In the case of the positive electrode, a lithium transition metal oxide is used as a positive electrode active material, polyvinylidene fluoride (PVdF) is used as a binder, and N-methyl2-pyrrolidone (NMP) is used as an organic solvent to form a slurry. . The slurry thus formed is applied to a current collector made of metal foil and dried, and then pressed and molded to prepare a positive electrode. In the case of the negative electrode, polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder and a negative electrode active material made of carbon or carbon composite capable of occluding and releasing lithium ions and N-methyl2-pyrrolidone (NMP) as an organic solvent are used. Manufactured in the same manner as the positive electrode.
그러나, 결착제로 폴리불화비닐리덴을 일정량 이하로 사용할 경우 집전체와 전극 활물질과의 계면접착성 및 전극 활물질 간의 낮은 밀착성으로 코팅된 전극을 제품폭에 맞게 재단공정(슬리팅 등)할 경우, 집전체에 프레싱되어 붙어있는 전극 활물질이 집전체로부터 박리, 탈락하고, 이로 인해 공칭 전압의 저하나 전지용량의 불규칙성을 일으키게 된다.However, when the polyvinylidene fluoride is used in a predetermined amount or less as a binder, when the cutting process (slitting, etc.) of the coated electrode according to the product width is carried out at the interface adhesion between the current collector and the electrode active material and the low adhesion between the electrode active material, The electrode active material pressed and stuck to the whole peels and falls off from an electrical power collector, and this causes the fall of a nominal voltage and the irregularity of a battery capacity.
또 전지가 충·방전 사이클을 반복함에 따라 전극의 수축, 팽창에 의한 전극 활물질의 박리, 탈락을 유발시킬 수도 있다. 이러한 박리, 탈락의 결과 충·방전을 거듭할수록 집전체로부터 전극 활물질의 탈락이 가속화되고, 그로 인해 전지의 용량 저하를 초래하게 된다. 더욱이 과충전과 같은 고전압화나 이로 인한 온도상승의 결과 폴리불화비닐리덴의 분해로 불화수소의 발생을 야기하며, 이러한 불화수소의 발생은 집전체 표면에서의 활물질이나 미량의 석출 금속 리튬과 부반응을 일으킬 수 있다.In addition, as the battery repeats the charge / discharge cycle, the electrode active material may be peeled off or dropped due to shrinkage or expansion of the electrode. As a result of such peeling and dropping, as the charge and discharge are repeated, dropping of the electrode active material from the current collector is accelerated, thereby causing a decrease in capacity of the battery. Furthermore, as a result of high voltage such as overcharging or temperature rise, the decomposition of polyvinylidene fluoride causes the generation of hydrogen fluoride. The generation of hydrogen fluoride can cause side reaction with active material or trace amount of lithium metal on the surface of the current collector. have.
또한 폴리불화비닐리덴은 결정화도가 크기 때문에 음극 활물질 총 중량에 대하여 6 중량% 이상 첨가하여야 제단이나 펀칭과 같은 공정시 활물질의 탈리 등이 발생하지 않는다. 이러한 음극 활물질 총 중량당 바인더 비율은 활물질 비율의 감소를 가져오며, 전체 전지의 용량을 저하시키는 원인이 된다.In addition, since polyvinylidene fluoride has a large crystallinity, the polyvinylidene fluoride has to be added in an amount of 6% by weight or more based on the total weight of the negative electrode active material so that desorption of the active material does not occur during a process such as cutting and punching. The binder ratio per total weight of the negative electrode active material results in a decrease in the active material ratio, which causes a decrease in the capacity of the entire battery.
따라서, 충분한 접착력을 가지면서도 음극내 결착제의 함량을 줄이면서 전지의 성능, 및 용량을 향상시킬 수 있는 전지에 대한 연구가 더욱 요구되고 있다.Therefore, there is a further demand for research on a battery capable of improving the performance and capacity of the battery while reducing the content of the binder in the negative electrode while having sufficient adhesion.
상기와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명은 스티렌-부타디엔계 결착제 및 아크릴계 고분자 증점분산제를 사용하여 음극내 결착제의 함량을 줄임으로써 전지의 성능, 및 용량을 향상시킬 수 있는 리튬 2차 전지용 음극 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention uses a styrene-butadiene-based binder and acrylic polymer thickener dispersant to reduce the content of the binder in the negative electrode to improve the performance and capacity of the battery negative electrode for lithium secondary battery It is an object to provide a composition.
본 발명의 다른 목적은 상기 음극 조성물을 음극으로 포함하여 전지의 파열위험성이 없고, 도포막 박리 강도가 우수하며, 물을 용매로 사용하여 환경친화적이고, 전지의 성능 및 용량이 우수한 리튬 2차 전지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to include a negative electrode composition as a negative electrode, there is no risk of rupture of the battery, excellent peeling strength of the coating film, environmentally friendly using water as a solvent, excellent performance and capacity of the lithium secondary battery To provide.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 리튬 2차 전지용 음극 조성물에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention is a negative electrode composition for a lithium secondary battery,
a) 음극 활물질;a) a negative active material;
b) 도전제b) conductive agent
c) 결착제로 스티렌-부타디엔계 고분자 수지;c) styrene-butadiene-based polymer resin as a binder;
d) 증점분산제로 아크릴계 고분자; 및d) acrylic polymer as a thickener; And
e) 용매로 물e) water as solvent
을 포함하는 리튬 2차 전지용 음극 조성물을 제공한다.It provides a negative electrode composition for a lithium secondary battery comprising a.
또한 본 발명은 상기 음극 조성물을 음극으로 포함하는 리튬 2차 전지를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a lithium secondary battery comprising the negative electrode composition as a negative electrode.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명자들은 리튬 2차 전지용 음극 조성물에 있어서, 음극내 결착제의 함량을 줄임으로써 전지의 성능, 및 용량을 향상시킬 수 있는 방법에 대하여 연구하던 중, 결착제로 폴리불화비닐리덴을 대신하여 스티렌-부타디엔계 고분자 수지를 사용하고, 증점분산제로 아크릴계 고분자를 사용한 결과, 전지의 용량이 향상될 뿐만 아니라, 물을 용매로 사용하여 환경친화성이 우수함을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.In the negative electrode composition for a lithium secondary battery, the present inventors studied a method of improving the performance and capacity of a battery by reducing the content of a binder in a negative electrode, and instead of polyvinylidene fluoride as a binder, As a result of using butadiene-based polymer resin and using an acrylic polymer as a thickening agent, not only the capacity of the battery was improved, but also water was used as a solvent, and it was confirmed that the environmental friendliness was excellent.
본 발명은 리튬 2차 전지용 음극 조성물에 있어서, 음극 활물질, 도전제, 결착제로 스티렌-부타디엔계 고분자 수지, 증점분산제로 아크릴계 고분자, 및 용매로 물을 포함하는 리튬 2차 전지용 음극 조성물, 및 이를 음극으로 포함하는 리튬 2차 전지를 제공하는 것이다.In the negative electrode composition for a lithium secondary battery, a negative electrode active material, a conductive agent, a negative electrode composition for a lithium secondary battery comprising a styrene-butadiene-based polymer resin as a binder, an acrylic polymer as a thickener, and water as a solvent, and a negative electrode thereof It is to provide a lithium secondary battery comprising.
본 발명에 사용되는 상기 a)의 음극 활물질은 리튬 이온을 흡장, 방출할 수 있는 카본 또는 카본 복합체로 된 인조흑연, 천연흑연, 섬유(fiber)상 흑연, 결정질 카본, 또는 비정질 카본 등을 사용할 수 있다. 상기 음극 활물질은 음극 조성물 총 중량에 대하여 80 내지 97 중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 92 내지 97 중량%로 포함되는 것이다.As the negative electrode active material of a) used in the present invention, artificial graphite, natural graphite, fiber graphite, crystalline carbon, amorphous carbon, or the like made of carbon or carbon composite capable of occluding and releasing lithium ions may be used. have. The negative electrode active material is preferably contained in an amount of 80 to 97% by weight, more preferably 92 to 97% by weight based on the total weight of the negative electrode composition.
본 발명에 사용되는 상기 b)의 도전제는 아세틸렌블랙, 또는 흑연를 사용할 수 있다.As the conductive agent of b) used in the present invention, acetylene black or graphite may be used.
본 발명에 사용되는 상기 c)의 결착제인 스티렌-부타디엔계 고분자 수지는 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 2∼10의 시안기가 카르복실기로 치환된 변성 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 폴리클로로프론, 폴리이소부틸렌부틸 고무, 에틸렌-프로필렌메틸에테르, 폴리퍼플루오로부틸아크릴레이트, 및 폴리헥사플루오로프로필렌옥사이드로 이루어지는 군으로 1 종 이상 선택되는 것이 바람직하다.The styrene-butadiene-based polymer resin as the binder of c) used in the present invention is a styrene-butadiene rubber (SBR), a modified acrylonitrile-butadiene rubber in which a cyan group of 2 to 10 is substituted with a carboxyl group, polychloroprene, polyiso It is preferable that 1 or more types are selected from the group which consists of butylene butyl rubber, ethylene propylene methyl ether, polyperfluoro butyl acrylate, and polyhexafluoro propylene oxide.
상기 스티렌-부타디엔계 고분자 수지는 음극 조성물 총 중량에 대하여 0.5 내지 10 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 5 중량%로 포함되는 것이다.The styrene-butadiene-based polymer resin is preferably included in 0.5 to 10% by weight, more preferably 1.5 to 5% by weight based on the total weight of the negative electrode composition.
본 발명에 사용되는 상기 d)의 증점분산제인 아크릴계 고분자는 검화된 아크릴계 고분자인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 검화된 폴리(아크릴-아크릴산) 공중합체인 것이다. 상기 아크릴계 고분자의 검화제로는 NaOH(소디움 히드록사이드), KOH(포타슘 히드록사이드), 또는 LiOH(리튬 히드록사이드) 등의 무기 히드록사이드(inorganic hydroxide), 또는 무기 음이온(inorganic anion), 트리에탄올아민(TEA), 다이이소프로판올아민(DIPA), 아미노메틸프로판올(AMP-952), 트로메타아민, 테트라히드록시프로필에틸렌디아민과 같은 아민류를 사용할 수 있다.The acrylic polymer which is the thickening agent of d) used in the present invention is preferably a saponified acrylic polymer, and more preferably a saponified poly (acrylic-acrylic acid) copolymer. As the saponifying agent of the acrylic polymer, inorganic hydroxides such as NaOH (sodium hydroxide), KOH (potassium hydroxide), or LiOH (lithium hydroxide), or inorganic anions, Amines such as triethanolamine (TEA), diisopropanolamine (DIPA), aminomethylpropanol (AMP-952), tromethamine, and tetrahydroxypropylethylenediamine can be used.
상기 증점분산제인 아크릴계 고분자는 음극 조성물 총 중량에 대하여 0.05 내지 10 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 3 중량%로 포함되는 것이다. 또한 증점분산제의 pH는 4∼11의 범위인 것이 바람직하다.The thickening agent acrylic polymer is preferably contained in an amount of 0.05 to 10% by weight, more preferably 0.5 to 3% by weight based on the total weight of the negative electrode composition. Moreover, it is preferable that the pH of a thick-dispersant is 4-11.
또한 본 발명은 음극 활물질, 결착제로 스티렌-부타디엔계 고분자 수지, 및 증점분산제로 아크릴계 고분자를 포함하는 리튬 2차 전지용 음극, 양극, 분리막, 및 전해질을 포함하는 리튬 2차 전지에 관한 것이다.The present invention also relates to a lithium secondary battery comprising a negative electrode, a positive electrode, a separator, and an electrolyte for a lithium secondary battery comprising a negative electrode active material, a styrene-butadiene polymer resin as a binder, and an acrylic polymer as a thickener.
상기 양극은 양극 활물질, 도전제, 및 결착제를 혼합한 슬러리를 집전체 위에 도포, 및 건조하여 제조할 수 있다. 상기 양극 활물질은 리튬을 가역적으로 충·방전할 수 있는 물질인 금속산화물, 금속황화물, 또는 특정 고분자 재료 등을 사용하는 것이 바람직하며, 그 예로는 LiNiO2, LiNiCoO2, LiCoO2, LiMn2O4, TiS2, 또는 MoS2등을 사용할 수 있다.The positive electrode may be prepared by applying and drying a slurry in which a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder are mixed on a current collector. The cathode active material may be a metal oxide, a metal sulfide, or a specific polymer material, which is a material capable of reversibly charging and discharging lithium, and examples thereof include LiNiO 2 , LiNiCoO 2 , LiCoO 2 , and LiMn 2 O 4. , TiS 2 , or MoS 2 can be used.
또한 상기 분리막은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 또는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 다공성 막으로 구성된 것을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to use the separator consisting of polyethylene (PE), polypropylene (PP), or a porous membrane of polyethylene and polypropylene.
상기 전해액으로는 유기용매에 리튬염을 용해한 액체 전해액을 사용하는 것이 바람직하며, 카보네이트계 전해액을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 유기용매는 N-메틸피롤리돈(NMP, N-methylpyrrolidone), 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 감마-뷰틸로락톤(GBL), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸 카보네이트(DMC), 또는 에틸메틸 카르보네이트(EMC, ethylmethyl carbonate) 등의 혼합 용매를 사용할 수 있고, 리튬염은 LiClO4, LiAsF6, LiPF6, LiBF4, 또는 CF3SO3Li 등을 사용할 수 있다.It is preferable to use the liquid electrolyte which melt | dissolved lithium salt in the organic solvent as said electrolyte solution, and it is preferable to use a carbonate type electrolyte solution. The organic solvent is N-methylpyrrolidone (NMP, N-methylpyrrolidone), ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), gamma-butylolactone (GBL), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC ), Or a mixed solvent such as ethyl methyl carbonate (EMC, ethylmethyl carbonate) may be used, and the lithium salt may be LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiBF 4 , or CF 3 SO 3 Li.
본 발명의 리튬 2차 전지는 우수한 전극의 유연성 및 결착성으로 전극 활물질 제조시 셀룰로우즈계 증점제에 비해 결착제의 함량을 줄일 수 있으며, 이로부터 전지의 용량을 증대시킬 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명에서 사용되는 증점분산제는 종래의 셀룰로우즈계 증점제를 사용하였을 때와 비교하여 전극 슬러리의 온도에 따른 점도 변화가 민감하지 않기 때문에 공정상의 조절이 용이하며, 물을 용매로 사용하여 환경친화적이고, 도포막 박리 강도가 우수하다는 장점이 있다.The lithium secondary battery of the present invention can reduce the content of the binder compared to the cellulose-based thickener in the preparation of the electrode active material due to the excellent flexibility and binding properties of the electrode, thereby increasing the capacity of the battery. In addition, the thickener dispersant used in the present invention is easy to control in the process because the viscosity change according to the temperature of the electrode slurry is not sensitive compared to when using a conventional cellulose thickener, it is easy to control the environment, using water as a solvent It has the advantage of being friendly and having excellent coating film peel strength.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are provided to help understanding of the present invention, but the following examples are merely to illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.
[실시예]EXAMPLE
실시예 1Example 1
(음극 제조)(Cathode production)
아크릴계 고분자로 검화되지 않은 폴리(아크릴-아크릴산) 공중합체 0.5 중량%를 증류수에 분산시키고, 기포가 생기지 않도록 교반하였다. 여기에 검화제로 리튬 히드록사이드(10% LiOH) 용액 0.2 중량%를 넣고 계속 교반하였다. 이때 pH는 7.5 정도였다.0.5% by weight of a poly (acrylic-acrylic acid) copolymer, which was not saponified with an acrylic polymer, was dispersed in distilled water and stirred to prevent bubbles from forming. 0.2 wt% of a lithium hydroxide (10% LiOH) solution was added thereto as a calibrator and the stirring was continued. At this time, pH was about 7.5.
상기 제조된 증점분산제 용액에 결착제로 스티렌-부타디엔 고무 수용액 5 중량%(40% SBR 용액)을 첨가한 후, 여기에 도전제로 아세틸블랙 1.1 중량%와 천연 흑연 96.2 중량%를 조금씩 넣으면서 교반하여 음극 활물질 슬러리를 제조하였다.After adding 5% by weight of a styrene-butadiene rubber aqueous solution (40% SBR solution) as a binder to the thickener solution prepared above, 1.1% by weight of acetyl black and 96.2% by weight of natural graphite were added to the negative electrode active material. Slurry was prepared.
상기 제조된 음극 활물질 슬러리를 구리 포일(Cu foil)에 코팅하고, 120∼140 ℃에서 열풍건조하여 음극코팅 전극을 제조하였다. 이를 다시 50 ℃에서 진공으로 12 시간 이상 건조하고, 프레스하여 전극을 제조한 후, 일정 크기로 제단하여 음극을 제조하였다.The prepared negative electrode active material slurry was coated on a copper foil, and hot-air dried at 120 to 140 ° C. to prepare a negative electrode coated electrode. This was again dried at 50 ° C. in vacuum for at least 12 hours, and pressed to prepare an electrode, followed by cutting to a predetermined size to prepare a negative electrode.
(양극 제조)(Anode manufacturing)
양극 활물질로 LiCoO2(C5H), 결착제로 폴리불화비닐리덴(PVdF) 수지(Solef사), 도전제로 슈퍼-플러스 카본(super-plus carbon)을 95 : 2.5 : 2.5의 중량비로 혼합하였다. 상기 혼합물을 N-메틸 2-피롤리돈을 용매로 사용하여 용해시켜 음극활물질 슬러리를 제조한 후, 알루미늄 포일(Al foil)에 코팅하고, 프레스하여 전극을 제조한 후, 일정크기로 제단하여 양극을 제조하였다.LiCoO 2 (C 5 H) as a positive electrode active material, polyvinylidene fluoride (PVdF) resin (Solef) as a binder, and super-plus carbon as a conductive agent were mixed in a weight ratio of 95: 2.5: 2.5. The mixture was dissolved by using N-methyl 2-pyrrolidone as a solvent to prepare a negative electrode active material slurry, coated on an aluminum foil, and pressed to prepare an electrode, followed by cutting into a predetermined size to give a positive electrode. Was prepared.
(전지 제조)(Battery manufacturing)
상기와 같이 일정 크기로 제단된 음극 및 양극을 분리막(PP/EP/PP)과 함께 젤리 롤(jelly roll) 형태로 제작하고, 외경 18 ㎜, 높이 65 ㎜인 전지 캔 속에 적절하게 내장되도록 길이와 폭을 조절하였다. 이렇게 제작된 젤리 롤을 전지 캔에 수납하고 전극소자의 상하 양면에 절연판을 배치하고 집전체로부터 니켈로 된 음극 리드를 도출하고 전지 캔에 용접하였으며 양극 집전체로부터 알루미늄으로 된 양극 리드를 도출하여 전지 덮개에 장착된 알루미늄 압력개방밸브에 용접하여 전지를 제조하였다. 이렇게 제조된 전지에 전해액(EC/EMC=1:2, LiPF61M)을 주입하여 리튬 2차 전지를 제조하였다.As described above, the cathode and the anode, which are cut to a certain size, are manufactured in the form of a jelly roll together with a separator (PP / EP / PP), and have a length and a length so as to be properly embedded in a battery can having an outer diameter of 18 mm and a height of 65 mm. The width was adjusted. The jelly roll thus prepared was stored in a battery can, an insulating plate was placed on both sides of the electrode element, and a negative electrode lead made of nickel was drawn from the current collector and welded to the battery can, and a positive electrode lead made of aluminum was drawn from the positive electrode current collector. A battery was manufactured by welding to an aluminum pressure release valve mounted on a cover. An electrolyte solution (EC / EMC = 1: 2, LiPF 6 1M) was injected into the battery thus prepared, thereby preparing a lithium secondary battery.
실시예 2Example 2
상기 실시예 1에서 음극 활물질 슬러리의 증점분산제로 폴리(아크릴-아크릴산) 공중합체 1.0 중량%를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.Except for using a poly (acrylic-acrylic acid) copolymer 1.0% by weight as a thickener in the negative electrode active material slurry in Example 1 was carried out in the same manner as in Example 1.
실시예 3Example 3
상기 실시예 1에서 음극 활물질 슬러리의 증점분산제로 폴리(아크릴-아크릴산) 공중합체 1.5 중량%를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.Except for using the poly (acrylic-acrylic acid) copolymer 1.5% by weight as a thickener in the negative electrode active material slurry in Example 1 was carried out in the same manner as in Example 1.
비교예 1Comparative Example 1
상기 실시예 1의 음극제조에서 결착제로 스티렌-부타디엔계 고분자 대신 폴리불화비닐리덴(PVdF) 2.5 중량%를 N-메틸 2-피롤리돈을 용매로 하여 용해시킨 후, 흑연 96.5 중량%와 아세틸렌블렉 1 중량%를 상기 용액에 조금씩 넣어가면서 교반한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.In the preparation of the negative electrode of Example 1, 2.5 wt% of polyvinylidene fluoride (PVdF) was dissolved in N-methyl 2-pyrrolidone as a solvent instead of styrene-butadiene-based polymer as a binder, followed by 96.5 wt% of graphite and acetylene block. It carried out in the same manner as in Example 1, except that 1% by weight was added to the solution little by little.
비교예 2Comparative Example 2
상기 실시예 1의 음극제조에서 결착제로 폴리불화비닐리덴 5 중량%를 사용하고, 흑연 96.5 중량%, 아세틸렌블렉 1 중량%를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예Except that 5% by weight of polyvinylidene fluoride was used as a binder in the negative electrode preparation of Example 1, 96.5% by weight of graphite and 1% by weight of acetylene block were used.
비교예 3Comparative Example 3
상기 실시예 1에서 증점분산제로 폴리(아크릴-아크릴산) 공중합체를 대신하여 카르복시메틸 셀룰로우즈(CMC) 0.5 중량%를 사용하고, 활물질로 흑연 98.5 중량%와 도전제로 아세틸렌블렉 1 중량%를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.In Example 1, 0.5% by weight of carboxymethyl cellulose (CMC) was used instead of the poly (acrylic-acrylic acid) copolymer as the thickener, 98.5% by weight of graphite as the active material and 1% by weight of acetylene block as the conductive agent. Except that was carried out in the same manner as in Example 1.
비교예 4Comparative Example 4
상기 실시예 1에서 증점분산제로 폴리(아크릴-아크릴산) 공중합체를 대신하여 카르복시메틸 셀룰로우즈(CMC) 1.5 중량%를 사용하고, 활물질로 흑연 97.5 중량%와 도전제로 아세틸렌블렉 1 중량%를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.In Example 1, 1.5% by weight of carboxymethyl cellulose (CMC) was used instead of the poly (acrylic-acrylic acid) copolymer as the thickener, 97.5% by weight of graphite as the active material and 1% by weight of acetylene block as the conductive agent. Except that was carried out in the same manner as in Example 1.
실험예Experimental Example
상기 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 음극 슬러리의 점착강도, 침전특성, 및 점도를 하기의 방법으로 측정하고, 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 전지의 충·방전시 용량을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The adhesion strength, precipitation characteristics, and viscosity of the negative electrode slurry prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 were measured by the following method, and prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 Capacity during charging and discharging of the battery was measured by the following method, and the results are shown in Table 1 below.
ㄱ) 점착강도 - Brookfield 점도계를 이용하여 온도(10∼60 ℃)에 따른 점도A) Adhesive strength-viscosity according to temperature (10 ~ 60 ℃) using Brookfield viscometer
변화를 측정하였다.The change was measured.
ㄴ) 침전특성 - 250 mL 메스실린더에 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1 내지 4B) Precipitation characteristics-Examples 1 to 3, and Comparative Examples 1 to 4 in a 250 mL measuring cylinder
에 의해 제조된 음극 활물질 슬러리를 200 mL씩 넣고 12 시간 경과 후200 mL each of the negative electrode active material slurry prepared by
침강되는 높이를 측정하였다.The settling height was measured.
ㄷ) 점도 - 전극을 일정한 면적으로 자르고 이를 ASTM D4541의 방법으로 제C) Viscosity—Cut the electrode to a constant area and obtain it by the method of ASTM D4541.
작한 점착력 측정기를 사용하여 측정하였다.It measured using the small adhesive force meter.
ㄹ) 용량 - 상기 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 전지를D) Capacity-the batteries prepared in Examples 1 to 3, and Comparative Examples 1 to 4
정전류 0.4 ㎃/㎠으로 4.2 V까지 충전하고, 4.2 V에서 3 V까지 정전류로Charge to 4.2 V at constant current 0.4 mA / cm2, and constant current from 4.2 V to 3 V
500 ㎃/h의 속도로 방전하여 용량 및 효율을 측정하였다.Capacity and efficiency were measured by discharging at a rate of 500 mA / h.
상기 표 1을 통하여, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 음극 조성물을 음극으로 포함하는 리튬 2차 전지는 비교예 1 내지 4의 전지에 비하여 점착강도, 침전특성, 점도, 및 충·방전시 용량이 우수함을 알 수 있었다.Through the above Table 1, the lithium secondary battery including the negative electrode composition of Examples 1 to 3 according to the present invention as a negative electrode compared to the batteries of Comparative Examples 1 to 4 when the adhesive strength, precipitation characteristics, viscosity, and charge and discharge The capacity was found to be excellent.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따라 음극 활물질, 결착제로 스티렌-부타디엔계 고분자 수지, 및 증점분산제로 아크릴계 고분자를 포함하는 음극 조성물을 음극으로 포함하는 리튬 2차 전지는 도포막 접착 강도가 우수하며, 종래의 셀룰로우즈계 증점제를 사용하였을 때와 비교하여 전극 슬러리의 온도에 따른 점도 변화가 작아 공정제어가 쉽고, 물을 용매로 사용하여 환경친화적이고, 전극 활물질 제조시 결착제 및 증점분산제의 함량을 줄일 수 있어 전지의 용량을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the present invention, a lithium secondary battery including a negative electrode active material, a styrene-butadiene-based polymer resin as a binder, and a negative electrode composition containing an acrylic polymer as a thickener as a negative electrode has excellent coating film adhesion strength. In comparison with the conventional cellulose thickener, the viscosity change according to the temperature of the electrode slurry is small, and the process is easy to control, and it is environmentally friendly using water as a solvent. Since the content can be reduced, there is an advantage that can increase the capacity of the battery.
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Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPH097597A (en) * | 1995-06-22 | 1997-01-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
| JPH11354126A (en) * | 1998-06-09 | 1999-12-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Nonaqueous electrolyte battery negative electrode and battery using it |
| KR20000014672A (en) * | 1998-08-24 | 2000-03-15 | 손욱 | Electrode manufacturing method of lithium ion secondary battery |
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