KR101435212B1 - Multilayered-Secondary battery including electrodes with different thickness - Google Patents
Multilayered-Secondary battery including electrodes with different thickness Download PDFInfo
- Publication number
- KR101435212B1 KR101435212B1 KR1020080091010A KR20080091010A KR101435212B1 KR 101435212 B1 KR101435212 B1 KR 101435212B1 KR 1020080091010 A KR1020080091010 A KR 1020080091010A KR 20080091010 A KR20080091010 A KR 20080091010A KR 101435212 B1 KR101435212 B1 KR 101435212B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- active material
- secondary battery
- electrode
- positive electrode
- negative
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
본 발명은 서로 다른 두께를 가지는 2종 이상의 음극과 양극을 포함하는 이차전지로서, 두께가 얇은 전극은 급속 충방전에서 효과적이고, 상대적으로 두께가 두꺼운 전극은 용량을 증대시킬 수 있어 급속 충전 및 방전 특성을 향상시킬 수 있는 이차전지를 제공한다. The present invention relates to a secondary battery comprising two or more kinds of cathodes and anodes having different thicknesses, wherein a thin electrode is effective in rapid charge and discharge, and a relatively thick electrode can increase the capacity, A secondary battery capable of improving characteristics is provided.
이차전지*두께차이*충방전*음극*양극*다층 Secondary Battery * Thickness Difference * Charge / Discharge * Cathode * Anode * Multi Layer
Description
본 발명은 두께가 상이한 전극을 포함하는 다층 구조의 이차전지에 관한 것으로서, 상세하게는 각각 음극과 양극을 서로 다른 두께를 가지는 2종 이상의 구조를 가지도록 설계함으로써 각 전극의 얇은 층은 급속 충방전에서 효과적이고, 상대적으로 두께가 두꺼운 층은 용량을 증대시킬 수 있어 급속 충전 및 방전 특성을 향상시킬 수 있는 이차전지를 제공한다.The present invention relates to a multi-layered secondary battery including electrodes having different thicknesses, and more particularly, to a secondary battery having a structure in which a cathode and an anode are configured to have two or more structures having different thicknesses, And a layer with a relatively thick thickness can increase the capacity, thereby providing a secondary battery capable of improving rapid charging and discharging characteristics.
전기, 전자, 통신 및 컴퓨터 산업 등이 급속히 발전함에 따라 고성능, 고안정성 이차전지에 대한 수요는 점차 증가되어 왔고, 특히 정밀 전기·전자 제품의 경박 단소화 및 휴대화 추세에 따라 이 분야의 핵심 부품인 이차전지도 박막화·소형화가 요구되어지고 있다.As the electric, electronic, communication and computer industries rapidly develop, the demand for high performance and high stability secondary batteries has been gradually increasing. In particular, due to the thinness and compactness of precision electric and electronic products, A secondary battery such as a lithium secondary battery has been required to be thinned and miniaturized.
이와 같은 요구에 부응하여 최근 가장 많은 각광을 받고 있는 전지 중의 하나가 리튬이차전지(Lithium Secondary Battery)이다. 상기 리튬이차전지는 일반적으로 양극(Cathode), 분리막(Separator) 및 음극(Anode)으로 이루어지는데, 이들의 재료는 전지수명, 충방전용량, 온도특성 및 안정성 등을 고려하여 선택된다.In response to this demand, a lithium secondary battery is one of the most popular batteries in recent years. The lithium secondary battery generally comprises a cathode, a separator, and an anode. These materials are selected in consideration of battery life, charge / discharge capacity, temperature characteristics, stability, and the like.
리튬 이차전지는 리튬 이온전지와 리튬 고분자전지로 대별되는데, 리튬 이온전지는 다공성 폴리에틸렌, 폴리프로필렌을 분리막으로 양 전극 사이에 넣고 여기에 액체 전해질을 채워넣은 형태이고, 리튬 고분자전지는 분리막으로 사용되는 고분자막이 액체전해질을 흡수하거나 자체적으로 이온전도성을 갖는 형태의 것이다.The lithium secondary battery is divided into a lithium ion battery and a lithium polymer battery. The lithium ion battery is formed by putting porous polyethylene and polypropylene as separation membranes between both electrodes and filling a liquid electrolyte therein. The lithium polymer battery is used as a separator The polymer membrane absorbs the liquid electrolyte or has a self-ionic conductivity.
상기 리튬전지에 사용되는 전극들은 통상 니켈, 알루미늄, 구리 또는 스테인레스강 호일 또는 메쉬와 같은 전도성 금속으로 된 집전체에 활물질을 결합시켜 제조되는데, 이들은 금속성 집전체의 무게 때문에 상기 활물질층과 집전체간의 접착력이 낮아 전지의 충방전 사이클이 진행됨에 따라 활물질 층의 팽창 및 수축에 의하여 활물질층이 집전체층으로부터 점차 박리되어 전지의 특성을 잃게 된다는 문제점이 있어 왔다. The electrodes used in the lithium battery are generally manufactured by bonding an active material to a current collector made of a conductive metal such as nickel, aluminum, copper or stainless steel foil or mesh. These electrodes are formed between the active material layer and the current collector There has been a problem that the active material layer gradually peels off from the current collector layer due to the expansion and contraction of the active material layer as the charge and discharge cycle of the battery progresses due to the low adhesive force.
일반적으로 리튬 이차 전지는 양극/분리막/음극의 3층 구조를 가지거나, 또는 양극/분리막/음극/분리막/음극의 5층 구조로 설계되어 왔다. 또한, 상기 구조에서 음극 또는 양극의 각 층은 전극활물질의 양이 동일하게 도포되어 적층되어 각 음극과 양극은 동일한 두께를 가진다. Generally, a lithium secondary battery has a three-layered structure of a cathode / separator / cathode, or a five-layer structure of a cathode / separator / cathode / separator / cathode. In the above structure, each layer of the cathode or the anode is coated with the same amount of the electrode active material, and each cathode and anode have the same thickness.
즉, 지금까지의 이차전지의 구조는 전극 제조시 집전체 위의 활물질 코팅량을 일정하게 함으로써 저용량-고출력 또는 저출력-고용량 중 단 하나의 특성을 갖는 전지의 제조만이 가능하였다. That is, the structure of the secondary battery up to now has been able to manufacture only one of the characteristics of low capacity-high output or low output-high capacity by making the coating amount of the active material on the current collector constant during electrode production.
이에, 본 발명에서는 상기와 같은 종래 동일한 두께를 가지는 음극과 양극으로 이루어진 이차전지의 전지 특성을 향상시키고, 급속 충전 및 방전 특성을 향상시키고자 안출된 것이다.Accordingly, the present invention has been made to improve the battery characteristics of the secondary battery including the negative electrode and the positive electrode having the same thickness and improve the rapid charging and discharging characteristics.
따라서, 본 발명은 전극 제조시 집전체 위에 코팅되는 음극/양극의 활물질 의 함량비(ratio)는 일정하게 유지하면서 두께가 서로 다른 각각 2종 이상의 음극과 양극 구조를 도입함으로써 고용량, 고출력을 가진 이차전지를 제공하는 데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention provides a positive electrode structure having two or more different cathodes with different thicknesses while maintaining the ratio of the active material of the negative electrode / positive electrode coated on the current collector during the production of the electrode, The purpose is to provide a battery.
본 발명과 같이 서로 다른 두께의 2종 이상의 음극과 양극을 가지는 이차전지는 두께가 얇은 전극은 급속 충방전에서 효과적이고, 상대적으로 두꺼운 전극은 용량을 증대시킬 수 있어 방전 특성이 우수하다.As described in the present invention, a secondary battery having two or more kinds of cathodes and anodes having different thicknesses is effective in rapid charging and discharging, and the electrode having a relatively thin thickness can increase the capacity, so that the discharge characteristic is excellent.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이차전지는 각각 서로 다른 두께를 가지는 2종 이상의 음극 및 양극을 포함하는 다층 구조인 것을 그 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the secondary battery of the present invention is a multi-layer structure including two or more kinds of cathodes and anodes having different thicknesses.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 이차전지는 음극 및 양극의 활물질을 음극/양극 활물질의 방전 용량비(N/P ratio)가 110 내지 130의 범위 내에서, 음극 및 양극이 각각 두께가 서로 다른 2종 이상의 음극과 두께가 서로 다른 2종 이상의 양극 구조를 가지도록 한 것이다.The secondary battery of the present invention is characterized in that the cathode and anode active materials are used in such a manner that the cathode / anode active material has a discharge capacity ratio (N / P ratio) of 110 to 130, And have two or more different anode structures.
전류 집전체 위에 각 전극의 활물질을 도포시킴으로써 제조되는 음극과 양극은, 요구되는 전지의 용량에 따라 두께의 차이가 있을 수 있으나, 하나의 이차전지에 사용되는 각 음극 및 양극은 동일한 두께를 갖는 것으로 이루어졌다. 그러나, 이 경우 원하는 특성을 가진 이차전지의 제조가 어려운 문제가 있다.Although the thicknesses of the negative electrode and the positive electrode manufactured by applying the active material of each electrode on the current collector may vary according to the capacity of the required battery, each of the negative and positive electrodes used in one secondary battery has the same thickness . However, in this case, there is a problem that it is difficult to manufacture a secondary battery having desired characteristics.
이에, 본 발명에서는 음극과 양극에서 전극활물질의 함량비는 일정하게 유지하면서, 각 음극과 양극이 두께가 다른 2종 이상의 구조를 가지도록 설계한 데 특징이 있다.Thus, the present invention is characterized in that the cathode and anode are designed so as to have two or more kinds of structures having different thicknesses while keeping the content ratio of the electrode active material in the cathode and the anode constant.
구체적으로, 상기 각 음극과 양극의 두께 차이는 전극에 도포되는 전극활물질의 양으로 조절할 수 있다. 이때, 음극/양극의 활물질의 방전 용량비(N/P ratio)는 110 내지 130의 범위로 일정하게 유지시킨다. 따라서, 본 발명에서는 상기 방전 용량비 범위내에서 전극활물질의 양을 조절함으로써 양극과 음극의 두께를 조절한다. Specifically, the thickness difference between the cathodes and the anodes can be controlled by the amount of the electrode active material applied to the electrodes. At this time, the discharge capacity ratio (N / P ratio) of the anode / anode active material is kept constant in the range of 110 to 130. Accordingly, in the present invention, the thickness of the anode and the cathode is controlled by adjusting the amount of the electrode active material within the discharge capacity ratio range.
예를 들어, 음극의 경우, 얇은 층에는 통상 음극에 도포되는 전극 활물질 함 량의 -25% 내지 -50%, 바람직하기로는 -10% 내지 -25%로 감소된 양의 전극 활물질을 도포하고, 두꺼운 층에는 통상 음극에 도포되는 전극 활물질 함량의 +50 내지 +25%로 증가된 양의 전극 활물질을 도포하면, 전자의 경우 얇은 층의 음극이, 후자의 경우 두꺼운 층의 음극이 형성된다. 따라서, 최종 전극에서는 두께가 서로 상이한 2종의 음극을 포함하는 것이다. For example, in the case of a negative electrode, the thin layer is applied with a reduced amount of the electrode active material to -25% to -50%, preferably -10% to -25% of the electrode active material content normally applied to the negative electrode, When a thicker layer is coated with an electrode active material in an amount of +50 to +25% of that of the electrode active material applied to the negative electrode, a negative electrode of a thin layer is formed in the former case and a negative electrode of the thicker layer is formed in the latter case. Therefore, the final electrode includes two kinds of cathodes having different thicknesses from each other.
양극 역시, 얇은 층에는 통상 양극에 도포되는 전극 활물질 함량의 -25% 내지 -50%, 바람직하기로는 -10% 내지 -25%로 감소된 양으로 전극 활물질을 도포하고, 두꺼운 층에는 통상 양극에 도포되는 전극 활물질 함량의 +50 내지 +25 %로 증가된 양으로 전극 활물질을 도포하면, 전자의 경우 얇은 층의 양극이, 후자의 경우 두꺼운 층의 양극이 형성되어 2종의 양극을 제조할 수 있다. The anode also has an electrode active material applied to the thin layer in an amount reduced to -25% to -50%, preferably -10% to -25% of the electrode active material content applied to the anode, When the electrode active material is applied in an amount increased to +50 to +25% of the electrode active material content to be applied, a positive electrode of a thin layer is formed in the former case and a positive electrode of the thicker layer is formed in the latter case, have.
구체적으로는 통상의 전극 Loading량(g/25㎠)을 1g/25㎠이라고 가정할 경우, 두꺼운 전극층은 25% 정도로 증가시킬 경우 그 로딩량이 1.25g/25㎠가 되고, 반대로 얇은 전극층을 25% 정도로 감소시킬 경우 그 로딩량은 0.75g/25㎠가 된다. 따라서, 상기와 같이 얇은 층과 두꺼운 층을 그 로딩량을 변화시킴에 따라 두께가 상이한 2종의 전극을 다양하게 설계할 수 있다. Specifically, assuming that the normal electrode loading amount (g / 25 cm 2) is 1 g / 25 cm 2, when the thickness of the thick electrode layer is increased to about 25%, the loading amount becomes 1.25 g / 25 cm 2, , The loading amount is 0.75 g / 25 cm < 2 >. Accordingly, by varying the loading amount of the thin layer and the thick layer as described above, it is possible to design various kinds of electrodes having different thicknesses.
상기와 같이 상이한 두께를 가지는 전극의 제조는 전극 활물질 전체 중량 중 10 내지 25중량%로 활물질을 포함하는 얇은 층의 전극과, 전극 활물질 전체 중량 중 90 내지 75중량%로 활물질을 포함하는 두꺼운 층의 전극으로 설계할 수 있다. As described above, the electrode having different thicknesses can be manufactured by using a thin layer electrode containing the active material in an amount of 10 to 25% by weight of the total weight of the electrode active material, and a thick layer containing the active material in an amount of 90 to 75% It can be designed as an electrode.
이 경우, 각 음극과 양극에서 두께가 얇은 층의 경우 급속 충방전에 효과적이어서 전지의 초기 성능을 발휘하는 데 효과적이고, 두께가 두꺼운 층의 경우 시 간이 지남에 따라 전극 용량을 증대시킬 수 있어 효과적이다. In this case, a layer having a thin thickness at each of the negative electrode and the positive electrode is effective for rapid charge and discharge, and is effective for exhibiting the initial performance of the battery. In the case of a thick layer, the electrode capacity can be increased over time to be.
본 발명은 또한, 상기 2종의 두께 차이를 가지는 음극과 양극뿐만 아니라, 필요에 따라 두께 차이를 가지는 2종 이상의 음극과 양극을 포함할 수 있음은 물론이며, 이때의 두께 차이 역시 도포되는 각 전극 활물질의 함량에 의해 조절할 수 있고, 상이한 두께를 가지는 전극의 갯수는 전극의 요구에 따라 다양하게 설계할 수 있으며 특별히 한정되지 않는다. The present invention can also include not only the negative electrode and the positive electrode having the two different thicknesses but also the negative electrode and the positive electrode of two or more kinds having a thickness difference according to need, And the number of electrodes having different thicknesses can be variously designed according to the requirements of the electrode and is not particularly limited.
본 발명의 이차전지는 집전체에 전극활물질을 함유하는 용액을 코팅하여 전류집전체 상에 전극활물질의 코팅층을 형성하고, 이를 일정한 크기로 절단하여 얻어진다. The secondary battery of the present invention is obtained by coating a current collector with a solution containing an electrode active material, forming a coating layer of the electrode active material on the current collector, and cutting the coating layer to a predetermined size.
또한, 본 발명의 이차전지는 상기와 같은 상이한 두께를 가지는 각 전극을 필요에 따라 여러 장을 적층하여 구성할 수 있으며, 이는 각 전극 활물질의 종류, 전해질의 종류 및 전지의 방전 용량 등을 고려하여 선택할 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니다.In addition, the secondary battery of the present invention can be constructed by stacking a plurality of electrodes having different thicknesses as described above, if necessary, in consideration of the type of each electrode active material, the type of electrolyte, and the discharge capacity of the battery And is not particularly limited.
상기 전류집전체에 코팅되는 전극활물질의 예로는 특별히 한정되지 아니하며, 리튬이차전지에 사용되는 통상의 물질이 널리 사용될 수 있다. Examples of the electrode active material coated on the current collector are not particularly limited, and common materials used in lithium secondary batteries can be widely used.
특별히 양극 활물질로는 리튬이온의 삽입/탈리가 가능한 물질이면 특별히 제한되지 아니하며, 구체적인 예로는, LiCoO2, LiNiO2, LiNiCoO2, LiMn2O4, V2O5 및 V6O13 으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 리튬 전이금속 산화물을 들 수 있다. Particularly, the positive electrode active material is not particularly limited as long as it is a material capable of intercalating / deintercalating lithium ions. Specific examples thereof include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , V 2 O 5 and V 6 O 13 At least one lithium transition metal oxide selected from the group consisting of lithium,
또한, 음극 활물질은 흑연, 코크스, 하드카본, 주석 산화물, 그들의 리튬화시킨 것, 리튬 및 리튬 합금으로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the negative electrode active material includes, but is not limited to, graphite, coke, hard carbon, tin oxide, lithiated lithium, lithium and lithium alloy.
상기와 같은 전극활물질은 일반적으로 전도성을 향상시키는 도전재 및 상기 전극 활물질과 도전재를 전류집전체에 접착시키는 결합제와 함께 전류집전체에 피복된다. 상기 도전재 및 결합제의 선택은 사용되는 전극활물질의 종류에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 이러한 사항은 전지 분야의 당업자들에게 널리 공지되어 있다. 또한, 필요할 경우 기타의 첨가제들(예를 들면, 산화방지제, 난연제 등)을 추가할 수 있다.The electrode active material is generally coated with a current collector together with a conductive material for improving conductivity and a binder for bonding the electrode active material and the conductive material to the current collector. The selection of the conductive material and the binder may be appropriately selected depending on the kind of the electrode active material used, and such matters are well known to those skilled in the art of the battery. In addition, other additives (for example, antioxidants, flame retardants, etc.) can be added if necessary.
또한, 전해질은 액체형 전해질, 젤형 폴리머 전해질 또는 고체형 폴리머 전해질이 널리 사용될 수 있다. The electrolyte may be a liquid electrolyte, a gel polymer electrolyte or a solid polymer electrolyte.
또한, 전해액에 사용되는 유기용매의 예를 들면, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트 및 이의 혼합 용매가 있으며, 이들 용매 이외에도 메틸 아세테이트, 메틸프로피오네이트, 에틸아세테이트, 에틸 프로피오네이트, 부틸렌카보네이트, γ-부티로락톤, 1,2-디메톡시에탄, 디메틸아세테이트아미드, 테트라하이드로퓨란 및 이의 혼합 용매를 더 포함할 수도 있다. 그러나, 상기 재료 이외에도 리튬이차전지의 재료로 사용될 수 있는 물질이면 어느 것이든 가능하다.Examples of the organic solvent used in the electrolytic solution include ethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate and mixed solvents thereof. In addition to these solvents, methyl acetate, methyl propionate, ethyl acetate, Ethyl propionate, butylene carbonate,? -Butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, dimethylacetamide, tetrahydrofuran and a mixed solvent thereof. However, any material that can be used as a material for a lithium secondary battery other than the above-described materials is also possible.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited thereto.
실시예Example 1 One
음극활물질로서 분말상태의 흑연 100g, 바인더로서 폴리비닐리덴 플로라이드 10g을 균일하게 혼합하여, 이들 혼합물을 NMP 100ml에 첨가하여 페이스트를 제조한 후, 집전체인 두께 15㎛의 구리 호일에 0.1875g/25㎠ 과, 0.3125g/25㎠ 으로 각각 도포하여, 두께가 서로 상이한 음극을 제조하고, 이를 압착시켜 110㎛와 175㎛의 서로 다른 두께를 가지는 2종의 음극을 얻었다. 100 g of powdery graphite as a negative electrode active material and 10 g of polyvinylidene fluoride as a binder were uniformly mixed and 100 ml of NMP was added to the paste to prepare a paste. The copper foil having a thickness of 15 mu m as a current collector was coated with 0.1875 g / 25 cm < 2 > and 0.3125 g / 25 cm < 2 >, respectively, to produce negative electrodes having different thicknesses, and pressed to obtain two kinds of negative electrodes having different thicknesses of 110 mu m and 175 mu m.
또한, 양극활물질로서 분말 상태의 LiCoO2 90g, 도전제로서 카본블랙 5g, 바인더로서 폴리비닐리덴 플로라이드 5g을 균일하게 혼합하고, 이들 혼합물을 NMP 100ml에 첨가하여 페이스트를 제조하여, 전류집전체인 두께 15㎛의 알루미늄 호일에 0.45g/25㎠, 0.75g/25㎠ 으로 각각 도포하여, 두께가 서로 상이한 양극을 제조하고, 이를 압착시켜 145㎛와 225㎛의 서로 다른 두께를 가지는 2종의 양극을 얻었다. Further, 90 g of LiCoO 2 in powder form as a positive electrode active material, 5 g of carbon black as a conductive agent, and 5 g of polyvinylidene fluoride as a binder were uniformly mixed, and the mixture was added to 100 ml of NMP to prepare a paste, And 0.75 g / 25 cm < 2 > respectively on an aluminum foil having a thickness of 15 [micro] m to manufacture a positive electrode having different thicknesses, and pressing them to form two positive electrodes having different thicknesses of 145 [ ≪ / RTI >
다공성 폴리에틸렌 필름을 분리막으로 사용하여 상기 각각 2종의 음극과 양극이 다수의 층으로 적층된 리튬 이온 이차 전지를 제조하였다.A porous polyethylene film was used as a separator to fabricate a lithium ion secondary battery in which the above two types of cathodes and anodes were stacked in a plurality of layers.
비교예 1Comparative Example 1
집전체인 두께 15㎛의 알루미늄 호일에 상기 실시예 1과 같은 양극 활물질을 0.60g/25㎠로 도포하고, 음극 활물질을 0.25g/25㎠로 도포하여 각각 양극 185㎛와 음극 143㎛의 두께를 가지도록 하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이온 이차 전지를 제조하였다.The same positive electrode active material as in Example 1 was applied to an aluminum foil having a thickness of 15 mu m as a current collector at 0.60 g / 25 cm < 2 >, and the negative active material was applied at 0.25 g / 25 cm & A lithium ion secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1 above.
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 이차 전지의 급속 충방전 및 저온 방전 특성을 다음과 같이 측정하였으며, 그 결과를 다음 표 1과 도면에 나타내었다. The rapid charge-discharge and low-temperature discharge characteristics of the secondary batteries prepared in the above Examples and Comparative Examples were measured as follows. The results are shown in Table 1 and the following Table.
-급속 충방전 실험 : 1C-rate의 전류로 4.2V까지 정전류로 충전한 후 4.2V 도달 후 정전위에서 전류가 0.02C-rate에 도달할 때까지 충전한다. 이 때의 충전 상태를 SOC(State of Charge) 100이라 한다. 이 상태에서 1C-rate로 30분간 방전하여 SOC50을 맞춘다. 이 상태에서 휴지기(Rest)를 1시간 정도 주어 전위가 안정화되도록 한다. 이 때의 전위를 초기전위라 한다. 초기 전위에서 3C-rate의 전류로 방전한 후 도달 전위를 나중전압이라 한다. 이 두 전위차를 비교한다. 이 결과를 표1에 나타내었다. - Rapid charge-discharge test: Charge with constant current up to 4.2V with 1C-rate current, reach 4.2V and charge until the current reaches 0.02C-rate. The state of charge at this time is referred to as SOC (State of Charge) 100. In this state, the SOC50 is adjusted by discharging at 1C-rate for 30 minutes. In this state, a rest is given for about 1 hour to stabilize the potential. The potential at this time is referred to as an initial potential. After discharging at a current of 3C-rate at the initial potential, the reaching potential is called the latter voltage. Compare these two potentials. The results are shown in Table 1.
- 저온 방전 특성 실험 : SOC35인 충전 상태에서 온도 -30℃에서 동일 정전력으로 2초간 3회 연속 방전하여 마지막 전위가 2V에 도달하는 최대 정전력을 비교한다. 아래 표2에는 이렇게 정전력을 변경하며 3회 연속 2초 동안 방전한 후 종료 전위를 나타내었다. - Low Temperature Discharge Characteristics Experiment: In the SOC35 charged state, discharge 3 times continuously for 2 seconds at the same constant power at -30 ℃ to compare the maximum static power at which the final electric potential reaches 2V. Table 2 below shows the termination potential after changing the electrostatic force and discharging for 3 consecutive 2 seconds.
상기 표 1에 의하면, 실시예는 저항 = (3.851-3.905)/(6.02 X 3)=3.0mOhm, 비교예는 저항=(3.832-3.904)/(6.03 X 3)=3.98 mOhm을 보이고 있으므로, 실시예는 비교예에 비하여 약 25% 정도 개선되었음을 확인할 수 있다.According to Table 1, the resistance of the embodiment is 3.851-3.905 / 6.02 X 3 = 3.0 mOhm, and the resistance of the comparative example is 3.832-3.904 / 6.03 X 3 = 3.98 mOhm. It can be confirmed that the example is improved by about 25% as compared with the comparative example.
상기 표 2와 같이, 선형 내삽을 통하여 2V 도달 정전력은 실시예는 105.5W, 비교예는 99.4W로서, 실시예는 비교예보다 약 6% 증가되었다.As shown in Table 2, the linear attained 2 V attained electrostatic force was 105.5 W for the embodiment and 99.4 W for the comparative example, and the example was increased about 6% compared with the comparative example.
따라서, 양극과 음극의 활물질 양을 달리한 전지의 경우 급속 충방전 실험이나 정전력 등에서 모두 우수한 결과를 보임을 확인할 수 있다.Therefore, it can be confirmed that the battery having different anode and cathode active materials exhibits excellent results in both rapid charge-discharge tests and static electricity tests.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080091010A KR101435212B1 (en) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | Multilayered-Secondary battery including electrodes with different thickness |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080091010A KR101435212B1 (en) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | Multilayered-Secondary battery including electrodes with different thickness |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20100032053A KR20100032053A (en) | 2010-03-25 |
| KR101435212B1 true KR101435212B1 (en) | 2014-08-28 |
Family
ID=42181398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020080091010A KR101435212B1 (en) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | Multilayered-Secondary battery including electrodes with different thickness |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101435212B1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101202334B1 (en) | 2010-07-20 | 2012-11-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | Positive electrode and Lithium battery comprising the same |
| CN104205425A (en) | 2012-04-18 | 2014-12-10 | 株式会社Lg化学 | Electrode having multi-layer structure and manufacturing method therefor |
| KR102256302B1 (en) | 2017-03-09 | 2021-05-26 | 삼성에스디아이 주식회사 | Electrode assembly and lithium battery including the same |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10154526A (en) * | 1996-11-21 | 1998-06-09 | Sanyo Electric Co Ltd | Rectangular alkaline storage battery |
| JPH11144764A (en) * | 1997-11-06 | 1999-05-28 | Toshiba Corp | Lithium ion secondary battery and battery assembly using the lithium ion secondary battery |
| JP2002203607A (en) | 2000-11-17 | 2002-07-19 | Wilson Greatbatch Ltd | Electrochemical cell consisting of alkaline metal cell or ion electrochemical cell including double collector cathode structure using same active material of different thicknesses |
| KR20080036250A (en) * | 2006-10-23 | 2008-04-28 | 주식회사 엘지화학 | Hybrid-typed stack and folding electrode assembly and secondary battery containing the same |
-
2008
- 2008-09-17 KR KR1020080091010A patent/KR101435212B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10154526A (en) * | 1996-11-21 | 1998-06-09 | Sanyo Electric Co Ltd | Rectangular alkaline storage battery |
| JPH11144764A (en) * | 1997-11-06 | 1999-05-28 | Toshiba Corp | Lithium ion secondary battery and battery assembly using the lithium ion secondary battery |
| JP2002203607A (en) | 2000-11-17 | 2002-07-19 | Wilson Greatbatch Ltd | Electrochemical cell consisting of alkaline metal cell or ion electrochemical cell including double collector cathode structure using same active material of different thicknesses |
| KR20080036250A (en) * | 2006-10-23 | 2008-04-28 | 주식회사 엘지화학 | Hybrid-typed stack and folding electrode assembly and secondary battery containing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20100032053A (en) | 2010-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3469648B1 (en) | High energy density, high power density, high capacity, and room temperature capable "anode-free" rechargeable batteries | |
| KR101387424B1 (en) | Electrode assembly composed of electrode units with equal widths and different lengths, battery cell and device including the same | |
| JP5292676B2 (en) | Bipolar battery electrode | |
| KR100413608B1 (en) | Separator for lithium ion secondary batteries, method for producing the same, and lithium ion secondary batteries using the same | |
| KR101454372B1 (en) | Silicon Negative Active Material with lithium film, Manufacturing Method thereof And Lithium Secondary Battery Comprising The Same | |
| US11901122B2 (en) | Hybrid lithium-ion battery-capacitor (H-LIBC) energy storage devices | |
| US7157184B2 (en) | Method for producing electrode sheets for electrochemical elements | |
| KR20160068464A (en) | Organic/inorganic composite electrolyte, electrode-electrolyte assembly and lithium secondary battery containing the same, and manufacturing method of the electrode-electrolyte assembly | |
| JPH09213338A (en) | Battery and lithium ion secondary battery | |
| JP2018181539A (en) | Negative electrode for lithium ion secondary battery | |
| US11990581B2 (en) | Battery including member having end region with Young's modulus smaller than Young's modulus of central region | |
| KR20150003665A (en) | Lithium secondary battery | |
| US20130157126A1 (en) | Electrode assembly of lithium secondary battery | |
| KR20190077319A (en) | Porous silicon material and conductive polymeric binder electrode | |
| KR20190053130A (en) | Strip-type electrode using in a cylindrical jelly roll and lithium secondary battery including the same | |
| JP6656370B2 (en) | Lithium ion secondary battery and battery pack | |
| KR20110100301A (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery, and method for charging same | |
| EP3723165A1 (en) | Cathode slurry composition, cathode manufactured using same, and battery including same | |
| KR101435212B1 (en) | Multilayered-Secondary battery including electrodes with different thickness | |
| CN110444817B (en) | Lithium battery | |
| US20020172868A1 (en) | Cathode with performance enhancing additive | |
| US20070266554A1 (en) | Electrochemical cell with moderate-rate discharging capability and method of production | |
| KR20170125229A (en) | Energy storage capacitor with composite electrode structure | |
| KR20200050627A (en) | Composite Electrode Including Gel-Type Polymer Electrolyte for All-Solid-State Battery, Method Of Manufacturing The Same, And All-Solid-State Lithium Battery Comprising The Same | |
| CN108023092B (en) | Battery cell and battery comprising electroactive material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170718 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180619 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190625 Year of fee payment: 6 |