KR100447791B1 - A lithium-metal composite electrode, its preparation method and lithium secondary battery - Google Patents

A lithium-metal composite electrode, its preparation method and lithium secondary battery

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KR100447791B1 KR10-2002-7013108A KR20027013108A KR100447791B1 KR 100447791 B1 KR100447791 B1 KR 100447791B1 KR 20027013108 A KR20027013108 A KR 20027013108A KR 100447791 B1 KR100447791 B1 KR 100447791B1
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Abstract

본 발명은 리튬-금속 복합전극, 그 제조 방법 및 리튬 전지에 관한 것이다. 상기 리튬-금속 복합전극은 리튬 입자 또는 금속과 혼합된 리튬 합금 입자를 포함하며, 박막 제조 기술을 이용하여 집전제 상에 리튬 또는 리튬 합금과 금속을 박막 제조 기술로 동시에 증착시키고, 이를 압착하는 방법으로 제조된다.The present invention relates to a lithium-metal composite electrode, a manufacturing method thereof and a lithium battery. The lithium-metal composite electrode includes lithium particles or lithium alloy particles mixed with a metal, and simultaneously deposits lithium or lithium alloy and metal on a current collector using a thin film manufacturing technology by using a thin film manufacturing technology and compresses the same. Is prepared.

Description

리튬-금속 복합전극, 그 제조방법 및 리튬전지{A LITHIUM-METAL COMPOSITE ELECTRODE, ITS PREPARATION METHOD AND LITHIUM SECONDARY BATTERY}Lithium-metal composite electrode, manufacturing method and lithium battery {A LITHIUM-METAL COMPOSITE ELECTRODE, ITS PREPARATION METHOD AND LITHIUM SECONDARY BATTERY}

리튬전지는 재충전 여부에 따라 리튬 일차전지와 리튬 이차전지로 대별할 수 있는 바, 리튬 일차전지의 경우 음극으로 리튬을 사용하고 양극의 종류에 따라서 Li-MnO2, Li-(CF)n, Li-SOCl2등으로 나누어지며, 이들은 현재 상용화되어 있다(J. O. Besenhard, Handbook of Battery Materials, WILEY-VCH, Weinheim (1999)). 그러나, 리튬일차전지는 리튬 전극의 국부적인 용해반응에 의한 전위분포의 불균일화가 일어나 전극의 이용율이 저하되는 단점이 있다.Lithium batteries can be classified into lithium primary batteries and lithium secondary batteries according to whether they are recharged. In the case of lithium primary batteries, lithium is used as a negative electrode, and Li-MnO 2 , Li- (CF) n , Li, depending on the type of positive electrode. -SOCl 2 and the like, which are currently commercially available (JO Besenhard, Handbook of Battery Materials, WILEY-VCH, Weinheim (1999)). However, the lithium primary battery has a disadvantage in that the dislocation of the potential distribution due to the local dissolution reaction of the lithium electrode occurs and the utilization rate of the electrode is lowered.

한편, 리튬이차전지의 경우, 음극으로 탄소계 물질을 사용하고 양극으로 LiCoO2또는 LiMn2O4를 사용하는 전지가 현재 상용화되었으나, 전지의 에너지 밀도를 높이기 위한 리튬 음극에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다(D. Linden, Handbook of Batteries, McGRAW-HILL INC., New York (1995)).Meanwhile, in the case of a lithium secondary battery, a battery using a carbon-based material as a negative electrode and LiCoO 2 or LiMn 2 O 4 as a positive electrode has been commercialized at present, but much research has been made on lithium negative electrodes to increase energy density of the battery. (D. Linden, Handbook of Batteries, McGRAW-HILL INC., New York (1995)).

리튬 전극은 이론적 용량이 3,860 mAh/g으로 매우 높지만 충방전 효율이 낮고 충전시 리튬 전극 표면에 수지상(dendrite)이 석출되며, 이러한 수지상은 내부 단락을 일으켜서 폭발의 위험성이 있다. 근래 이러한 문제점을 해결하기 위해 전해액 중에 첨가물을 첨가하여 충방전 효율을 증대시키고 리튬 석출형태를 변화시키는 연구, Ni과 Cu 등의 금속 미립자를 혼합하는 연구, 리튬 합금 조성물을 변화시키는 연구 등으로 상기의 문제점을 해결하려는 시도가 이루어지고 있으나(제35회 전지토론회 강연요지집 103(1994), 제36회 전지토론회 강연요지집 147(1995), J. O. Besenhard, Handbook of Battery Materials, WILEY-VCH, Weinheim (1999)), 아직까지 별다른 해결책이 제시되고 있지 않다.The lithium electrode has a very high theoretical capacity of 3,860 mAh / g, but the charge and discharge efficiency is low, and dendrite precipitates on the surface of the lithium electrode during charging, and this resin phase causes an internal short circuit, which may cause an explosion. Recently, in order to solve these problems, the addition of additives in the electrolyte solution to increase the charge and discharge efficiency, to change the lithium deposition form, the study of mixing the metal fine particles such as Ni and Cu, the study of changing the lithium alloy composition, etc. Attempts have been made to resolve the problem (35th Battery Discussion Abstracts Collection 103 (1994), 36th Battery Discussion Abstracts Collection 147 (1995), JO Besenhard, Handbook of Battery Materials, WILEY-VCH, Weinheim (1999)). ), There is no solution yet.

본 발명은 박막 제조 기술 및 압착법을 이용한 리튬-금속 복합전극, 그 제조 방법 및 상기 복합전극을 포함하는 리튬 전지에 관한 것으로, 집전제 상에 리튬 또는 리튬 합금과 금속을 박막 제조 기술로 동시에 증착시키고, 필요에 따라 압착하여 리튬 또는 리튬 합금과 금속이 혼합되어 있는 리튬-금속 복합 전극을 제조함으로써, 리튬 전극의 전도도를 증대시키고, 전극 표면의 전위 분포도를 일정하게 유지시켜 줌으로써 리튬의 이용률 및 싸이클 수명을 증대시키고 고율 충방전 특성을 향상시키는 박막 제조 기술 및 압착법을 이용한 리튬-금속 복합 전극 및 그 제조방법과 이를 이용한 리튬전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium-metal composite electrode using a thin film manufacturing technique and a crimping method, a method for manufacturing the same, and a lithium battery including the composite electrode, and simultaneously depositing lithium or a lithium alloy and a metal on a current collector by a thin film manufacturing technique. And a lithium-metal composite electrode in which lithium or a lithium alloy and a metal are mixed by pressing as necessary, thereby increasing the conductivity of the lithium electrode and keeping the potential distribution on the surface of the electrode constant. The present invention relates to a lithium-metal composite electrode using a thin film manufacturing technique and a compression method for increasing the lifespan and improving high rate charge / discharge characteristics, a method of manufacturing the same, and a lithium battery using the same.

도 1은 본 발명의 리튬-금속 복합전극의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a lithium-metal composite electrode of the present invention.

도 2는 실시예 1-5에서 얻어진 본 발명의 리튬 이차전지와 비교예에서 얻어진 리튬 전지를 사용한 전극 용량 및 싸이클 특성의 시험 결과를 도시한 그래프이다.2 is a graph showing test results of electrode capacity and cycle characteristics using the lithium secondary battery of the present invention obtained in Example 1-5 and the lithium battery obtained in Comparative Example.

도 3은 실시예 1 및 비교예에서 얻어진 리튬 전지를 사용한 고율 방전 특성의 시험 결과를 도시한 그래프이다.3 is a graph showing test results of high rate discharge characteristics using the lithium batteries obtained in Example 1 and Comparative Examples.

발명의 요약Summary of the Invention

본 발명의 목적은 전극의 이용율 및 싸이클 수명이 증대되고, 고율 충방전 특성이 향상된 새로운 리튬 전극을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a novel lithium electrode with improved electrode utilization and cycle life and improved high rate charge and discharge characteristics.

본 발명의 또 다른 목적은 리튬 또는 리튬 합금이 금속과 서로 혼합되어 있는 리튬 전극을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a lithium electrode in which lithium or a lithium alloy is mixed with a metal.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 리튬 전극을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the lithium electrode.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 리튬 전극을 포함하는 리튬 전지를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a lithium battery including the lithium electrode.

발명의 상세한 설명Detailed description of the invention

본 발명은 박막 제조 기술 및 압착법을 이용한 리튬-금속 복합 전극, 그 제조 방법 및 상기 복합 전극을 포함하는 리튬 전지에 관한 것으로, 집전체 상에 리튬 또는 리튬 합금과 금속을 박막 제조 기술로 동시에 형성하여 전체 두께를 수 Å - 수백 ㎛의 두께로 입히고, 필요에 따라 압착하여 리튬 또는 리튬 합금과 금속이 혼합되어 있는 리튬-금속 복합 전극을 제조함으로써, 리튬 전극의 전도도를 증대시키고, 전극 표면의 전위 분포도를 일정하게 유지시켜 줌으로써 리튬의 이용률 및 싸이클 수명을 증대시키고 고율 충방전 특성을 향상시키는 박막 제조 기술 및 압착법을 이용한 리튬-금속 복합 전극 및 그 제조방법과 이를 이용한 리튬전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium-metal composite electrode using a thin film manufacturing technique and a crimping method, a method for manufacturing the same, and a lithium battery including the composite electrode, and simultaneously forming lithium or a lithium alloy and a metal on a current collector using a thin film manufacturing technique. The total thickness of the film is several Å to several hundred μm, and if necessary, it is compressed to produce a lithium-metal composite electrode in which lithium or a lithium alloy and a metal are mixed, thereby increasing the conductivity of the lithium electrode and increasing the potential of the electrode surface. The present invention relates to a lithium-metal composite electrode and a method of manufacturing the same, and a lithium battery using the same, using a thin film manufacturing technique and a pressing method for increasing the utilization and cycle life of lithium and improving high rate charge and discharge characteristics by maintaining a constant distribution.

도 1은 본 발명의 리튬-금속 복합전극의 단면도를 도시한 것이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 리튬 전극(100)은 리튬 또는 리튬 합금(101)과 금속(102)이 집전체(103) 상에서 균일하게 혼합되어 있는 구조를 갖는다. 리튬 전극의 제조에 사용되는 리튬 금속 또는 리튬 합금(101)과 금속은 통상 나노크기 이하의 입경을 갖는 것이 바람직하다. 집전체의 예로는 구리, 니켈, 은 집전체 등을들 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 전지에 통상 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 금속의 예로는 Ni, Cu, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Zn, Mo, W, Ag, Au, Ru, Pt, Ir, Al, Sn, Bi, Si, Sb 또는 이들의 합금을 들 수 있다. 리튬 합금의 예로는 리튬 합금이 Al, Sn, Bi, Si, Sb, B 및 이들의 합금으로 구성되는 군에서 선택되는 금속과 리튬의 합금을 들 수 있다.1 is a cross-sectional view of a lithium-metal composite electrode of the present invention. As shown in FIG. 1, the lithium electrode 100 of the present invention has a structure in which lithium or a lithium alloy 101 and a metal 102 are uniformly mixed on the current collector 103. It is preferable that the lithium metal or lithium alloy 101 and the metal used for the production of the lithium electrode have a particle size of usually nano size or less. Examples of the current collector include copper, nickel, a silver current collector, and the like, and are not necessarily limited thereto, and are not particularly limited as long as they are commonly used in batteries. Examples of metals include Ni, Cu, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Zn, Mo, W, Ag, Au, Ru, Pt, Ir, Al, Sn, Bi, Si, Sb or their alloys. Can be mentioned. Examples of the lithium alloy include an alloy of lithium and metal selected from the group consisting of Al, Sn, Bi, Si, Sb, B, and alloys thereof.

본 발명의 리튬 전극은 전극의 전기 전도성이 향상되어 전류 및 전위분포도가 일정하게 되어 국부적인 과충전 반응을 억제하게 되므로 전극의 이용율 및 싸이클 수명이 증대되며, 전극층이 다공성이기 때문에 리튬의 이동속도를 저하시키지 않는 장점이 있으며, 특히 대형 전지에는 그 효과가 증대하게 된다.In the lithium electrode of the present invention, the electrical conductivity of the electrode is improved, so that the current and potential distribution are constant to suppress local overcharge reactions, thereby increasing the utilization rate and cycle life of the electrode, and decreasing the movement speed of lithium because the electrode layer is porous. There is an advantage not to do, especially the effect is increased in large batteries.

상기 본 발명의 리튬 전극은 전극 제조공정에서 통상 채용되는 박막제조기술 및 임의의 압착기술에 의해서 제조된다. 본 명세서에서 "박막제조기술"이라 함은 수분이 없는 분위기 하에서 물리적으로 증착하는 기술을 말하며, 이러한 박막제조기술의 예로는 가열 증착법, 전자선 증착법, 이온선 증착법, 스퍼터링법, 아크 증착법 및 레이저 어블레이션 증착법 등을 들 수 있다. 가열 증착법, 전자선 증착법, 이온선 증착법, 스퍼터링법, 아크 증착법 및 레이저 어블레이션 증착법 등을 포함한 박막 제조 기술은 원하는 단일 금속이나 합금을 자유롭게 피복시킬 수 있으며, 외부의 오염 없이 순수한 다공성 금속 혹은 다공성 탄소를 피복시킬 수 있고, 피막의 균일성을 성취할 수 있으며, 증착속도를 자유롭게 조절하여 증착두께 및 시간을 임의로 조절할 수 있다는 장점이 있다.The lithium electrode of the present invention is produced by a thin film manufacturing technique and any crimping technique commonly employed in the electrode manufacturing process. As used herein, the term "thin film manufacturing technique" refers to a technique for physically depositing in an atmosphere without moisture, and examples of the thin film manufacturing technique include a heat deposition method, an electron beam deposition method, an ion beam deposition method, a sputtering method, an arc deposition method, and a laser ablation. Vapor deposition method, and the like. Thin film fabrication techniques, including thermal evaporation, electron beam evaporation, ion beam evaporation, sputtering, arc evaporation and laser ablation deposition, can freely coat a single metal or alloy of interest and provide pure porous metal or porous carbon without external contamination. It is advantageous in that it can coat, achieve uniformity of the film, and can arbitrarily adjust the deposition thickness and time by freely adjusting the deposition rate.

박막 제조 기술에 의해 집전체 상에 증착된 리튬 또는 리튬 합금과 금속은압착되는 것이 바람직하다. 본 명세서에서 압착이라 함은 압력을 가해 고밀도화하는 것을 말하며, 압착에 사용되는 수단으로는 롤프레스 또는 판상프레스를 들 수 있으며, 이 때 가해지는 압력은 통상 10 kg/cm2- 100 ton/cm2이다.The lithium or lithium alloy and the metal deposited on the current collector by the thin film manufacturing technique is preferably compressed. Referred to herein crimp also refers to applying pressure higher density, the means used for compression may be a roll press or a plate press, the pressure applied at this time is usually 10 kg / cm 2 - 100 ton / cm 2 to be.

본 발명의 리튬 전극의 제조 방법을 보다 구체적으로 살펴보면, 리튬 전극은:Looking at the manufacturing method of the lithium electrode of the present invention in more detail, the lithium electrode:

a) 가열 증착법, 전자선 증착법, 이온선 증착법, 스퍼터링법, 아크 증착법 및 레이저 어블레이션 증착법을 포함하는 박막 제조 기술을 이용하여 집전체 상에 리튬 또는 리튬 합금과 금속을 박막제조기술로 동시에 형성하여 수 ㎛ - 수백 ㎛의 두께로 입히고,a) Lithium or lithium alloys and metals may be simultaneously formed on a current collector using thin film manufacturing techniques including heat deposition, electron beam deposition, ion beam deposition, sputtering, arc deposition, and laser ablation deposition. Μm-coated to a thickness of several hundred μm,

b) 필요한 경우, 여기에 롤프레스 또는 판상프레스를 사용하여 10 kg/cm2- 100 ton/cm2의 압력으로 압착함에 의해 완성된다.b) if necessary, where the press roll or plate using a press 10 kg / cm 2 on - is completed By pressing at a pressure of 100 ton / cm 2.

본 발명의 구체예에 따르면, 본 발명의 리튬 전극은 리튬전극의 전도도를 증대시키고 전극 표면의 전위 분포도를 일정하게 유지시켜 줌으로써 리튬전극의 이용율 및 싸이클 수명을 증대시키고, 고율 충방전 특성을 향상시켰다.According to an embodiment of the present invention, the lithium electrode of the present invention increases the conductivity and cycle life of the lithium electrode and improves the high rate charge / discharge characteristics by increasing the conductivity of the lithium electrode and keeping the potential distribution on the electrode surface constant. .

본 발명의 리튬 전극은 리튬 일차전지 및 리튬 이차전지를 포함한 다양한 리튬 전지의 제조에 널리 사용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 리튬 전극과 MnO2, (CF)n또는 SOCl2를 양극으로 사용한 리튬 일차전지, 본 발명의 리튬 전극과 LiCoO2, LiNiO2, LiNiCoO2, LiMn2O4, V2O5또는 V6O13등을 양극으로 사용한 리튬 이차전지를 들 수 있다. 또한, 본 발명의 리튬 전극은 리튬 이차전지 중에서 PP(폴리프로필렌), PE(폴리에틸렌) 등의 분리막을 사용한 리튬이온전지, 고분자 전해질을 사용하는 리튬 고분자 전지, 및 고체전해질을 사용하는 전고체형 리튬 전지의 음극으로 사용될 수 있다는 장점이 있다.The lithium electrode of the present invention can be widely used in the manufacture of various lithium batteries, including lithium primary battery and lithium secondary battery. For example, a lithium primary battery using the lithium electrode of the present invention and MnO 2 , (CF) n or SOCl 2 as a positive electrode, the lithium electrode of the present invention and LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , V 2 O 5 or V 6 O 13, etc. may be mentioned lithium secondary battery using the positive electrode. In addition, the lithium electrode of the present invention is a lithium ion battery using a separator such as PP (polypropylene), PE (polyethylene) in the lithium secondary battery, a lithium polymer battery using a polymer electrolyte, and an all-solid-type lithium battery using a solid electrolyte There is an advantage that can be used as the cathode of.

다음의 실시예들은 본 발명의 리튬 전극의 제조 및 이를 이용한 리튬 전지의 제조 및 리튬 전지의 우수성을 보다 구체적으로 설명할 것이나, 이들 실시예는 본 발명의 예시에 불과할 뿐 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.The following examples will explain in more detail the manufacturing of the lithium electrode of the present invention, the manufacturing of a lithium battery using the same, and the superiority of the lithium battery, but these examples are merely illustrative of the present invention, and the scope of the present invention is the practice of these. It is not limited to the example.

실시예 1Example 1

1-a) 리튬 전극의 제조1-a) Preparation of Lithium Electrode

확장된 구리 박판 위에 진공 증착법으로 리튬과 금속 은을 중량비 2:1 비율로 50 ㎛ 정도의 두께로 피복시킨 후, 롤프레스를 사용하여 100 kg/cm2- 300 kg/m2의 압력으로 압착시켜 리튬 전극을 제조하였다.By pressing with a pressure of 300 kg / m 2 - 1 ratio was coated to a thickness of about 50 ㎛, by using the roll press 100 kg / cm 2: lithium metal as a vacuum deposition method over the expanded copper sheet has a weight ratio of 2 A lithium electrode was prepared.

1-b) 리튬 이차전지의 제조1-b) Fabrication of Lithium Secondary Battery

LiCoO25.7 g, AB(아세틸렌 블랙) 0.6 g, PVdF 0.4 g을 NMP 및 아세톤에 첨가하고, 적당한 점도가 얻어졌을 때 알루미늄 박판 위에 캐스팅하여 건조시킨 후 압연하여 양극을 얻었다. 리튬 이차전지는 실시예 1-a에서 얻어진 리튬 전극, PP 분리막, 상기 LiCoO2양극을 적층하여 구성하고, 1M LiPF6가 용해된 PC:EMC 용액을 주입하여 얻었다.5.7 g of LiCoO 2 , 0.6 g of AB (acetylene black) and 0.4 g of PVdF were added to NMP and acetone, and when appropriate viscosity was obtained, cast on aluminum sheet, dried, and rolled to obtain a positive electrode. The lithium secondary battery was constructed by laminating the lithium electrode, the PP separator and the LiCoO 2 anode obtained in Example 1-a, and obtained by injecting a PC: EMC solution in which 1M LiPF 6 was dissolved.

실시예 2Example 2

확장된 구리 박판 위에 진공 증착법으로 리튬과 금속 금을 중량비 2:1 비율로 50 ㎛ 정도의 두께로 피복시킨 후, 판상 프레스를 사용하여 적당한 압력으로 압착시켜 리튬 전극을 제조하였다. 제조된 리튬-금속 복합전극을 사용하여 실시예 1-b와 동일한 방식으로 리튬 전지를 제조하였다.Lithium and metal gold were coated on the expanded copper sheet by vacuum deposition to a thickness of about 50 μm in a weight ratio of 2: 1, and then pressed to a suitable pressure using a plate-shaped press to prepare a lithium electrode. A lithium battery was manufactured in the same manner as in Example 1-b, using the prepared lithium-metal composite electrode.

실시예 3Example 3

확장된 구리 박판 위에 진공 증착법으로 리튬과 금속 티타늄을 중량비 2:1 비율로 50 ㎛ 정도의 두께로 피복시킨 후, 판상 프레스를 사용하여 적당한 압력으로 압착시켜 리튬 전극을 제조하였다. 제조된 리튬-금속 복합전극을 사용하여 실시예 1-b와 동일한 방식으로 리튬 전지를 제조하였다.Lithium and metal titanium were coated on the expanded copper sheet by vacuum deposition to a thickness of about 50 μm in a weight ratio of 2: 1, and then pressed to a suitable pressure using a plate-shaped press to prepare a lithium electrode. A lithium battery was manufactured in the same manner as in Example 1-b, using the prepared lithium-metal composite electrode.

실시예 4Example 4

확장된 구리 박판 위에 진공 증착법으로 리튬-알루미늄 합금과 금속 은을 중량비 2:1 비율로 50 ㎛ 정도의 두께로 피복시킨 후, 롤 프레스를 사용하여 적당한 압력으로 압착시켜 리튬 전극을 제조하였다. 제조된 리튬-금속 복합전극을 사용하여 실시예 1-b와 동일한 방식으로 리튬 전지를 제조하였다.Lithium-aluminum alloy and metal silver were coated on the expanded copper sheet by vacuum deposition to a thickness of about 50 μm in a weight ratio of 2: 1, and then pressed to an appropriate pressure using a roll press to prepare a lithium electrode. A lithium battery was manufactured in the same manner as in Example 1-b, using the prepared lithium-metal composite electrode.

실시예 5Example 5

확장된 구리 박판 위에 진공 증착법으로 리튬과 금속 주석을 중량비 2:1 비율로 50 ㎛ 정도의 두께로 피복시킨 후, 판상 프레스를 사용하여 적당한 압력으로 압착시켜 리튬 전극을 제조하였다. 제조된 리튬-금속 복합전극을 사용하여 실시예 1-b와 동일한 방식으로 리튬 전지를 제조하였다.Lithium and metal tin were coated on the expanded copper sheet by vacuum deposition to a thickness of about 50 μm in a weight ratio of 2: 1, and then pressed to a suitable pressure using a plate press to prepare a lithium electrode. A lithium battery was manufactured in the same manner as in Example 1-b, using the prepared lithium-metal composite electrode.

비교예 1Comparative Example 1

확장된 구리 박판 위에 100 ㎛ 두께의 리튬 박판을 80 ㎛ 두께로 압착하여 리튬 음극을 제조하였다. LiCoO25.7 g, AB(아세틸렌 블랙) 0.6 g, PVdF 0.4 g을 NMP 및 아세톤에 첨가하고, 적당한 점도가 얻어졌을 때 알루미늄 박판 위에 캐스팅하여 건조시킨 후 압연하여 양극을 제조하였다. 얻어진 리튬 전극, PP 분리막, LiCoO2양극을 적층하여 구성하고, 1M LiPF6가 용해된 PC:EMC 용액을 주입하여 리튬 이차전지를 얻었다.A lithium negative electrode was prepared by pressing a 100 μm thick lithium plate on an expanded copper plate to 80 μm thick. 5.7 g of LiCoO 2 , 0.6 g of AB (acetylene black) and 0.4 g of PVdF were added to NMP and acetone, and when appropriate viscosity was obtained, cast on aluminum sheet, dried and rolled to prepare a positive electrode. The obtained lithium electrode, the PP separator, and the LiCoO 2 anode were laminated | stacked, and the PC: EMC solution which melt | dissolved 1M LiPF 6 was inject | poured, and the lithium secondary battery was obtained.

실시예 6Example 6

실시예 1-5에서 제조한 리튬 이차전지와 비교예에서 얻어진 리튬 이차전지의 전극용량 및 수명 특성(충방전율 C/2)을 측정하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 리튬전극을 포함하는 리튬전지는계속적인 충방전에도 안정한 방전 용량을 나타내었으며, 종래의 리튬 전지에 비해 향상된 수명 특성을 나타내었다.The electrode capacity and lifespan characteristics (charge / discharge rate C / 2) of the lithium secondary battery prepared in Example 1-5 and the lithium secondary battery obtained in the comparative example were measured, and the results are shown in FIG. 2. As can be seen in Figure 2, the lithium battery including the lithium electrode of the present invention showed a stable discharge capacity even in the continuous charging and discharging, and showed improved life characteristics compared to the conventional lithium battery.

실시예 7Example 7

실시예 1에서 제조한 본 발명의 리튬 이차전지와 비교예에서 제조한 리튬이차전지의 고율 방전 특성을 측정하였으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다. 도 3은 본 발명의 리튬전극을 포함하는 리튬전지가 비교예에서 얻어진 리튬 전지에 비해 현저히 우수한 고율 방전 특성을 나타냄을 보여준다.High rate discharge characteristics of the lithium secondary battery of the present invention prepared in Example 1 and the lithium secondary battery prepared in Comparative Example were measured, and the results are shown in FIG. 3. 3 shows that the lithium battery including the lithium electrode of the present invention exhibits significantly higher discharge rate characteristics than the lithium battery obtained in the comparative example.

Claims (9)

리튬 입자 또는 리튬 합금 입자와 금속이 서로 혼합되어 있는 리튬-금속 복합전극.A lithium-metal composite electrode in which lithium particles or lithium alloy particles and metal are mixed with each other. 제1항에 있어서, 상기 금속이 Ni, Cu, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Zn, Mo, W, Ag, Au, Ru, Pt, Ir, Al, Sn, Bi, Si, Sb 및 이들의 합금으로 구성되는 군에서 선택되는 것이 특징인 리튬-금속 복합전극.The method of claim 1, wherein the metal is Ni, Cu, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Zn, Mo, W, Ag, Au, Ru, Pt, Ir, Al, Sn, Bi, Si, Sb And a lithium-metal composite electrode selected from the group consisting of alloys thereof. 제1항에 있어서, 상기 리튬 합금이 Al, Sn, Bi, Si, Sb, B 및 이들의 합금으로 구성되는 군에서 선택되는 금속과 리튬의 합금인 것이 특징인 리튬-금속 복합전극.The lithium-metal composite electrode according to claim 1, wherein the lithium alloy is an alloy of lithium and metal selected from the group consisting of Al, Sn, Bi, Si, Sb, B, and alloys thereof. 박막 제조 기술을 이용하여 리튬 또는 리튬 합금과 금속을 집전체 상에 동시에 증착시키고, 압착하는 단계를 포함하는 제1항에 따른 리튬-금속 복합 전극의 제조방법.A method of manufacturing a lithium-metal composite electrode according to claim 1, comprising simultaneously depositing and compressing lithium or a lithium alloy and a metal on a current collector using a thin film manufacturing technique. 제4항에 있어서, 상기 박막 제조 기술이 가열 증착법, 전자선 증착법, 이온선 증착법, 스퍼터링법, 아크 증착법 및 레이저 어블레이션 증착법으로 구성되는 군에서 선택되는 방법.The method of claim 4, wherein the thin film manufacturing technique is selected from the group consisting of a heat deposition method, an electron beam deposition method, an ion beam deposition method, a sputtering method, an arc deposition method, and a laser ablation deposition method. 제5항에 있어서, 상기 압착이 10 kg/cm2- 100 ton/cm2의 압력으로 롤프레스 또는 판상프레스에 의해 행해지는 방법.The method of claim 5, wherein the compression is 10 kg / cm 2 - method is performed by a roll press or the press plate at a pressure of 100 ton / cm 2. 양극, 음극 및 전해질을 포함하는 리튬전지에 있어서, 상기 음극이 제1항에 따른 리튬-금속 복합전극인 리튬전지.A lithium battery comprising a positive electrode, a negative electrode and an electrolyte, wherein the negative electrode is a lithium-metal composite electrode according to claim 1. 제7항에 있어서, 상기 양극이 MnO2, (CF)n및 SOCl2로 구성되는 군에서 선택되는 것이 특징인 리튬전지.The lithium battery according to claim 7, wherein the positive electrode is selected from the group consisting of MnO 2 , (CF) n and SOCl 2 . 제7항에 있어서, 상기 양극이 LiCoO2, LiNiO2, LiNiCoO2, LiMn2O4, V2O5및 V6O13로 구성되는 군에서 선택되는 것이 특징인 리튬전지.The lithium battery according to claim 7, wherein the positive electrode is selected from the group consisting of LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , V 2 O 5, and V 6 O 13 .
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