KR101626190B1 - Activation method of secondary battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차전지의 활성화 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양극 활물질을 포함하는 양극, 음극 활물질을 포함하는 음극, 상기 양극 및 음극 사이에 개재된 분리막 및 전해질을 포함하는 이차전지를 상온에서 에이징하는 제1 상온 에이징 단계; 상기 상온 에이징된 이차전지를 충전하는 제1 충전 단계; 상기 제1 충전된 이차전지를 고온에서 에이징하는 고온 에이징 단계; 상기 고온에서 에이징된 이차전지를 상온에서 에이징하는 제2 상온 에이징 단계; 상기 제2 상온 에이징된 이차전지를 충전하는 제2 충전 단계; 및 상기 제2 충전된 이차전지를 방전하는 출하방전 단계를 포함하는 이차전지의 활성화 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for activating a secondary battery, and more particularly, to a method for activating a secondary battery including a cathode including a cathode active material, a cathode including a cathode active material, a separator interposed between the anode and the cathode, A first room temperature aging step; A first charging step of charging the room temperature aged secondary battery; A high-temperature aging step of aging the first charged secondary battery at a high temperature; A second room temperature aging step of aging the secondary battery aged at the high temperature at room temperature; A second charging step of charging the second room temperature aged secondary battery; And a shipment discharge step of discharging the second charged secondary battery.

Description

이차전지의 활성화 방법{Activation method of secondary battery}Activation method of secondary battery [0002]

본 발명은 방전 및 출하충전 단계를 출하방전 단계로 간소화시킨 이차전지의 활성화 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of activating a secondary battery in which discharge and discharge charge steps are simplified to shipment and discharge steps.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 이러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압을 갖는 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 수행되었으며, 현재 상용화되어 널리 사용되고 있다. As technology development and demand for mobile devices have increased, the demand for secondary batteries as energy sources has been rapidly increasing. Many researches have been conducted on lithium secondary batteries having high energy density and discharge voltage among these secondary batteries. And is widely used.

이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극 조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다. The secondary battery is classified into a cylindrical battery and a prismatic battery in which the electrode assembly is housed in a cylindrical or rectangular metal can according to the shape of the battery case, and a pouch-shaped battery in which the electrode assembly is housed in a pouch-shaped case of an aluminum laminate sheet .

또한, 전지케이스에 내장되는 전극 조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막에 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다.Also, the electrode assembly embedded in the battery case is a chargeable power generation element having a laminated structure of a positive electrode / separator / negative electrode. The electrode assembly includes a jelly-roll type in which a separator is interposed between a positive electrode and a negative electrode coated with an active material, A stacked type in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes of a predetermined size are sequentially stacked in a state interposed in the separator is classified.

일반적으로 리튬 이차전지를 제조함에 있어서, 먼저 활물질과 바인더 및 가소제를 혼합한 물질을 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극과 음극을 제조하고, 이를 분리막의 양측에 적층함으로써 소정 형상의 전지셀을 형성한 다음에, 이 전지셀을 전지 케이스에 삽입하고 밀봉한다. 그리고, 이차전지의 불량 여부를 판정하고 성능, 특히 수명의 안정성을 확보하기 위해서, 제품 출하 전에 반드시 활성화 공정을 수행한다. 활성화 공정은 충전과 방전을 되풀이하여 전지를 활성화하고 가스를 제거하는 것으로서, 충전시 양극으로 사용되는 리튬 금속 산화물로부터 나온 리튬 이온이 음극으로 사용되는 카본(결정질 또는 비결정질) 전극으로 이동하여 삽입되는데, 이때 리튬은 반응성이 강하므로 카본 음극에서 반응하여 Li2CO3, LiO, LiOH 등의 화합물을 만들어내고, 이것들은 음극 표면에 고체 전해질 계면(solid electrolyte interface: SEI) 피막을 형성하게 된다.Generally, in manufacturing a lithium secondary battery, a material in which an active material, a binder and a plasticizer are mixed is applied to a positive electrode current collector and a negative electrode current collector to prepare a positive electrode and a negative electrode, and the positive electrode and the negative electrode are laminated on both sides of the separator, And then the battery cell is inserted into the battery case and sealed. In order to determine whether or not the secondary battery is defective and to secure the performance, particularly the stability of the life span, the activation step is necessarily performed before shipping the product. The activation process is to repeatedly perform charging and discharging to activate the cell and to remove the gas. The lithium ion from the lithium metal oxide used as an anode during charging is transferred to and inserted into a carbon (crystalline or amorphous) electrode used as a cathode, Since lithium reacts strongly at this time, it reacts at the carbon anode to produce compounds such as Li 2 CO 3 , LiO, and LiOH, which form a solid electrolyte interface (SEI) coating on the surface of the cathode.

이러한, 이차전지의 활성화 공정은 실제로 많은 시간 동안 주기적으로 충전 및 방전이 수행되며, 이때 발생하는 열로 인해 이차전지의 정확한 용량을 측정하기 어렵고, 활성화를 위한 공정 시간이 길어지는 문제가 있다.
In the activation process of the secondary battery, charging and discharging are periodically performed for a substantial period of time. It is difficult to accurately measure the capacity of the secondary battery due to heat generated at this time, and the process time for activation is long.

본 발명은 종래 활성화 방법의 방전 및 출하충전 단계를 출하방전 단계로 간소화시킨 이차전지의 활성화 방법을 제공한다.
The present invention provides a method of activating a secondary battery in which the discharging and shipment charging steps of the conventional activation method are simplified to shipment and discharge steps.

본 발명은 양극 활물질을 포함하는 양극, 음극 활물질을 포함하는 음극, 상기 양극 및 음극 사이에 개재된 분리막 및 전해질을 포함하는 이차전지를 상온에서 에이징하는 제1 상온 에이징 단계; 상기 제1 상온 에이징된 이차전지를 충전하는 제1 충전 단계; 상기 제1 충전된 이차전지를 고온에서 에이징하는 고온 에이징 단계; 상기 고온 에이징된 이차전지를 상온에서 에이징하는 제2 상온 에이징 단계; 상기 제2 상온 에이징된 이차전지를 충전하는 제2 충전 단계; 및 상기 제2 충전된 이차전지를 방전하는 출하방전 단계를 포함하는 이차전지의 활성화 방법을 제공한다.
The present invention provides a method for producing a secondary battery, comprising the steps of: aging a secondary battery comprising a positive electrode containing a positive electrode active material, a negative electrode including a negative electrode active material, a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolyte at room temperature; A first charging step of charging the first room temperature aged secondary battery; A high-temperature aging step of aging the first charged secondary battery at a high temperature; A second room temperature aging step of aging the high temperature aged secondary battery at room temperature; A second charging step of charging the second room temperature aged secondary battery; And a discharge discharge step of discharging the second charged secondary battery.

본 발명은 종래 활성화 방법의 방전 및 출하충전 단계를 출하방전 단계로 간소화시켜 이차전지의 활성화 공정 시간이 단축되고, 출하방전 후 전압이 실제 용량과의 상관성이 높아 이차전지의 용량 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 이차전지의 내부 온도 변화가 적어 온도에 따른 용량 저하를 방지할 수 있다.
The present invention simplifies the discharging and shipment charging steps of the conventional activation method to the shipment and discharge step, shortens the activation process time of the secondary battery, and increases the capacity reliability of the secondary battery because the voltage after discharge is highly correlated with the actual capacity And it is possible to prevent a decrease in capacity due to temperature due to a small change in the internal temperature of the secondary battery.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 활성화 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2(a)는 종래 활성화 방법에서 이차전지의 실제용량과 공정용량의 분포를 나타낸 그래프이다.
도 2(b)은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 활성화 방법에서 이차전지의 실제용량과 공정용량의 분포를 나타낸 그래프이다.
도 3(a)은 종래 활성화 방법에서 이차전지의 내부 온도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 활성화 방법 및 이차전지의 내부 온도 변화를 나타낸 그래프이다. 1 is a flowchart illustrating a method of activating a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
2 (a) is a graph showing the distribution of the actual capacity and the process capacity of the secondary battery in the conventional activation method.
FIG. 2 (b) is a graph showing the distribution of the actual capacity and the process capacity of the secondary battery in the method of activating the secondary battery according to the embodiment of the present invention.
3 (a) is a graph showing changes in the internal temperature of the secondary battery in the conventional activation method.
FIG. 3 (b) is a graph illustrating changes in internal temperature of the secondary battery and a method of activating the secondary battery according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 양극 활물질을 포함하는 양극, 음극 활물질을 포함하는 음극, 상기 양극 및 음극 사이에 개재된 분리막 및 전해질을 포함하는 이차전지를 상온에서 에이징하는 제1 상온 에이징 단계; 상기 제1 상온 에이징된 이차전지를 충전하는 제1 충전 단계; 상기 제1 충전된 이차전지를 고온에서 에이징하는 고온 에이징 단계; 상기 고온 에이징된 이차전지를 상온에서 에이징하는 제2 상온 에이징 단계; 상기 제2 상온 에이징된 이차전지를 충전하는 제2 충전 단계; 및 상기 제2 충전된 이차전지를 방전하는 출하방전 단계를 포함하는 이차전지의 활성화 방법을 제공한다.
The present invention provides a method for producing a secondary battery, comprising the steps of: aging a secondary battery comprising a positive electrode containing a positive electrode active material, a negative electrode including a negative electrode active material, a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolyte at room temperature; A first charging step of charging the first room temperature aged secondary battery; A high-temperature aging step of aging the first charged secondary battery at a high temperature; A second room temperature aging step of aging the high temperature aged secondary battery at room temperature; A second charging step of charging the second room temperature aged secondary battery; And a discharge discharge step of discharging the second charged secondary battery.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 활성화 방법은 종래 방전 후 출하충전 단계를 출하방전 단계로 간소화시킴으로써 이차전지의 활성화 공정 시간이 단축되고, 출하방전 후 전압이 실제 용량과의 상관성이 높아 이차전지의 용량 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 이차전지의 내부 온도 변화가 적어 온도에 따른 용량 저하를 방지할 수 있다. The method of activating the secondary battery according to an embodiment of the present invention shortens the activation process time of the secondary battery by simplifying the shipping charge stage after discharging to the discharge stage of the conventional discharge and the voltage after the discharge is highly correlated with the actual capacity, It is possible to improve the capacity reliability of the battery and to prevent a decrease in capacity due to temperature due to a small change in the internal temperature of the secondary battery.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 활성화 방법은 이차전지의 양극 활물질을 코발트계 양극재와 사용할 경우 상기 효과가 더욱 발현될 수 있고, 실제용량과 높은 관련성을 나타낼 수 있다. 상기 양극 활물질은 LiCoO2, LiCoPO4, LiNi0 .5Co0 .2O2, Li1+aNixCoyO2(-0.5<a<0.5, 0<x<1, 0<y<1) 및 Lia(CobNicMnd)O2(0<a=1.2, 0.4=b=0.8, 0.1=c=0.3, 0.1=d=0.3, b+c+d=1)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. In addition, when the cathode active material of the secondary battery is used with the cathode material of the cobalt type, the effect of the activation of the secondary battery according to an embodiment of the present invention can be further manifested and exhibit a high correlation with the actual capacity. The positive electrode active material is LiCoO 2, LiCoPO 4, LiNi 0 .5 Co 0 .2 O 2, Li 1 + a Ni x Co y O 2 (-0.5 <a <0.5, 0 <x <1, 0 <y <1 ) And Li a (Co b Ni c Mn d ) O 2 (0 <a = 1.2, 0.4 = b = 0.8, 0.1 = c = 0.3, 0.1 = d = 0.3, b + c + d = 1) And the like.

본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 활성화 방법에서 이차전지는 양극 활물질을 포함하는 양극, 음극 활물질을 포함하는 음극, 상기 양극 및 음극 사이에 개재된 분리막 및 전해질을 포함한다. 더욱 구체적으로 양극 활물질을 포함하는 양극 합제를 양극 집전체에 도포하여 양극을 제조하고, 음극 활물질을 포함하는 음극 합제를 음극 집전체에 도포하여 음극을 제조한다. 상기 양극 및 음극 사이에 분리막을 개재하여 전극 조립체를 제조할 수 있으며, 당업계에 공지된 다양한 방법에 의해 전극 조립체를 제조할 수 있으나, 특별히 제한되는 것은 아니다. In the method of activating a secondary battery according to an embodiment of the present invention, the secondary battery includes a cathode including a cathode active material, a cathode including a cathode active material, a separator interposed between the anode and the cathode, and an electrolyte. More specifically, a positive electrode mixture containing a positive electrode active material is applied to a positive electrode collector to prepare a positive electrode, and a negative electrode mixture containing a negative electrode active material is applied to the negative electrode collector to produce a negative electrode. The electrode assembly may be manufactured through a separation membrane between the anode and the cathode, and the electrode assembly may be manufactured by various methods known in the art, but is not particularly limited.

상기 전극 조립체는 양극과 음극 및 그 사이에 개재되어 있는 분리막으로 이루어진 구조라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 젤리-롤형, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조일 수 있다. The electrode assembly is not particularly limited as long as it is composed of an anode, a cathode, and a separator interposed therebetween, and may be, for example, a jelly-roll type, a stack type, or a stack / folding type.

상기에서 제조된 전극 조립체는 전지케이스에 삽입된 후 전해질을 투입하여 이차전지를 제조하고, 제조된 이차전지는 에이징, 충전, 방전 등의 일련의 공정을 통해 전지구조를 안정화시키고 사용가능한 상태가 되도록 활성화 방법이 수행될 수 있다. The electrode assembly manufactured as described above is inserted into a battery case and then charged with an electrolyte to manufacture a secondary battery. The manufactured secondary battery is stabilized through a series of processes such as aging, charging, and discharging, An activation method can be performed.

상기 활성화 방법은 제1 상온 에이징(Aging) 단계, 제1 충전 단계, 고온 에이징 단계, 제2 상온 에이징 단계, 제2 충전 단계를 포함할 수 있고, 상기 활성화 방법은 탈가스(degassing) 단계를 더 포함할 수 있다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 활성화 방법을 나타낸 순서도이다. 도 1을 참고하여 각각의 단계에 대해서는 구체적으로 기술한다. The activation method may include a first room temperature aging step, a first charging step, a high temperature aging step, a second room temperature aging step, and a second charging step, wherein the activation method further comprises a degassing step . 1 is a flowchart illustrating a method of activating a secondary battery according to an embodiment of the present invention. Each step will be described in detail with reference to Fig.

본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 활성화 방법은 양극, 음극, 분리막 및 전해질을 포함하는 이차전지는 전해질이 투입된 후 전해질이 상기 양극 및 음극에 잘 스며들 수 있도록 상기 이차전지를 상온, 상압 조건에서 0.5 시간 내지 3 시간 동안 보관하는 제1 에이징 단계(S1)를 포함할 수 있다. The method for activating a secondary battery according to an embodiment of the present invention is a method for activating a secondary battery in which a secondary battery including a cathode, a cathode, a separator, and an electrolyte includes a cathode, And a first aging step (S1) in which the composition is stored under the condition for 0.5 to 3 hours.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 활성화 방법은 전해질이 함침된 상기 이차전지를 제1 충전하는 단계(S2)를 포함할 수 있다. 상기 제1 충전 단계(S2)를 통해 양극으로 사용되는 리튬 전이금속 산화물로부터 나온 리튬 이온이 음극의 탄소 전극으로 이동하는데, 이때 리튬 이온은 반응성이 강하므로 탄소 음극과 반응하여 Li2CO3, LiO, LiOH 등의 화합물을 만들어내고, 이러한 화합물에 의해 음극 표면에 SEI 막이 형성된다. SEI 막은 전지의 이온 이동량이 많아질 때 형성되는 부도체이며, SEI 막이 형성되면 추후 이차전지 충전시 음극에서 리튬 이온과 다른 물질이 반응하는 것을 막아준다. 또한, SEI 막은 일종의 이온 터널의 기능을 수행할 수 있으며, 리튬 이온만을 통과시키는 역할을 한다. SEI 막이 형성되고 나면 리튬 이온은 음극이나 다른 물질과 반응하지 않으므로, 리튬 이온의 양이 가역적으로 유지되고 리튬 이차전지의 충방전이 가역적으로 유지되어 전지 수명이 향상된다. 그리고, SEI 막이 고온에서 방치되거나 충방전이 반복적으로 수행되는 경우에도 쉽게 붕괴되지 않기 때문에 전지의 두께 변화도 덜 발생하게 된다. In addition, the method of activating the secondary battery according to an embodiment of the present invention may include a step S2 of charging the secondary battery impregnated with the electrolyte. The lithium ions from the lithium transition metal oxide used as the positive electrode are transferred to the carbon electrode of the negative electrode through the first charging step S2. Since the lithium ions are highly reactive, they react with the carbon negative electrode to generate Li 2 CO 3 , LiO , LiOH, and the like, and an SEI film is formed on the surface of the negative electrode by such a compound. The SEI film is an insulator formed when the amount of ion movement of the battery is increased. When the SEI film is formed, it prevents lithium ions from reacting with other materials in the cathode when the secondary battery is charged. In addition, the SEI film can perform a function of an ion tunnel and pass only lithium ions. Since the lithium ion does not react with the negative electrode or other materials after the SEI film is formed, the amount of lithium ions is reversibly maintained and the charging / discharging of the lithium secondary battery is reversibly maintained to improve battery life. Also, even when the SEI film is left at a high temperature or repeatedly charged / discharged, it is not easily collapsed, so that the thickness of the battery is less changed.

상기 제1 충전 단계(S2)에서 충전 전압은 3.0-3.8V이고, 충전 전류는 0.045-0.6C일 수 있다. 상기 충전 전압을 3.0V 또는 충전 전류를 0.045C 미만에서 제1 충전 단계(S2)를 수행하면 충분한 SEI 막이 형성되지 않고 제1 충전 단계(S2)에 장시간이 소요되므로 양산 공정에 적합하지 않은 문제가 있고, 충전 전압을 3.8V 또는 충전 전류를 0.6C를 초과하는 경우에는 고율로 충전하게 되어 전지에 과부하가 걸려 과전압이 생기기 쉽고 균일한 SEI 막을 형성할 수 없으며 전지가 부풀어 형상이 변형되는 문제가 있다.In the first charging step S2, the charging voltage may be 3.0-3.8V, and the charging current may be 0.045-0.6C. If the first charging step (S2) is performed with the charging voltage of 3.0 V or the charging current of less than 0.045C, a sufficient SEI film is not formed and a long time is required in the first charging step (S2) When the charging voltage is higher than 3.8 V or the charging current is higher than 0.6 C, the battery is charged at a high rate, which results in an overvoltage due to overloading, a uniform SEI film can not be formed, .

또한, 상기 제1 충전 단계(S2)는 이차전지 용량의 10-40% 범위에서 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 제1 충전 단계(S2)가 이차전지 용량의 10% 미만으로 수행되는 경우에는 SEI 막이 형성되지 않는 문제가 있고, 이차전지 용량의 40%를 초과하여 수행되는 경우에는 부반응 가스가 과도하게 생성되는 문제가 있다. It is preferable that the first charging step S2 is performed in a range of 10-40% of the capacity of the secondary battery. In the case where the first charging step S2 is performed with less than 10% of the secondary battery capacity, there is a problem that the SEI film is not formed. In the case where the secondary battery charging capacity is more than 40% of the secondary battery capacity, there is a problem.

본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 활성화 방법은 상기 제1 충전된 이차전지를 고온에서 에이징하는 고온 에이징 단계(S3)를 포함할 수 있다. The method of activating the secondary battery according to an embodiment of the present invention may include a high temperature aging step (S3) of aging the first charged secondary battery at a high temperature.

상기 고온 에이징 단계(S3)는 열에너지와 전기화학 에너지에 의해 SEI 막이 보다 안정화되고 부분적으로 치우침이 없이 고르고 균일한 두께로 재형성되게 한다. 상기 고온 에이징 단계(S3)는 40-70℃에서 수행될 수 있다. 상기 온도가 40℃ 미만인 경우에는 SEI 막의 안정화가 확보될 수 없고, 70℃를 초과하는 경우에는 전지 성능, 예컨대 용량 및 수명이 저하되는 문제가 있다.The high-temperature aging step (S3) allows the SEI film to be more stabilized by heat energy and electrochemical energy, and to be reformed to a uniform and uniform thickness without partial deviations. The high temperature aging step (S3) may be performed at 40-70 &lt; 0 &gt; C. If the temperature is lower than 40 DEG C, the SEI film can not be stabilized. If the temperature is higher than 70 DEG C, there is a problem that battery performance, such as capacity and life span, is lowered.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 활성화 방법은 상기 제1 충전 단계(S2) 및 상기 고온 에이징 단계(S3)에 의해 이차전지 내부에서 생성된 부반응 가스는 전지의 부풀음(swelling) 현상을 초래할 수 있으므로, 탈가스 단계(S4)를 포함할 수 있고, 상기 탈가스 단계를 통해 이차전지 내부에서 발생된 부반응 가스를 제거할 수 있다. Also, in the method of activating a secondary battery according to an embodiment of the present invention, the side reaction gas generated in the secondary battery by the first charging step (S2) and the high temperature aging step (S3) may cause a swelling phenomenon Degassing step (S4), and the side reaction gas generated inside the secondary battery can be removed through the degassing step.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 활성화 방법은 상기 고온 에이징 단계(S1) 후에 이차전지를 가압하는 가압 단계를 포함할 수 있다. 상기 가압 단계는 부반응 가스 등에 의해 이차전지의 두께가 팽창되므로, 이차전지의 두께를 개선하는 단계이다. 상기 가압 단계는 680-820 kgf로 4-6초 동안 수행될 수 있으나, 경우에 따라 상기 가압 단계는 생략될 수 있다. Also, the method of activating the secondary battery according to an embodiment of the present invention may include a step of pressing the secondary battery after the high-temperature aging step (S1). The pressing step is a step of improving the thickness of the secondary battery because the thickness of the secondary battery is expanded by a side reaction gas or the like. The pressurization step may be performed at 680-820 kgf for 4-6 seconds, but the pressurization step may be omitted in some cases.

본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 활성화 방법은 탈가스 단계(S4) 이후에 이차전지를 상온에서 에이징하는 제2 상온 에이징 단계(S5)를 포함할 수 있다. 상기 제2 상온 에이징 단계(S5)는 미충전 영역을 개선하고, SEI 막을 안정화시킬 수 있다. The method of activating the secondary battery according to an embodiment of the present invention may include a second room temperature aging step S5 of aging the secondary battery at room temperature after the degassing step S4. The second room temperature aging step (S5) can improve the uncharged area and stabilize the SEI film.

본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 활성화 방법은 상기 제2 상온 에이징된 이차전지를 충전하는 제2 충전 단계(S6)를 포함할 수 있다. 상기 제2 충전 단계(S6)는 충전 전압이 3.8-4.6V, 충전 전류가 0.5-1C일 수 있다. 상기 충전 전압이 3.8V 미만 또는 충전 전류가 0.5C 미만인 경우에는 제조 생산성이 저하되고, 충전 전압이 4.6V 또는 충전 전류가 1C를 초과하는 경우에는 용량 및 수명과 같은 전지 성능이 저하하는 문제가 있다.The method of activating the secondary battery according to an embodiment of the present invention may include a second charging step (S6) of charging the secondary room temperature aged secondary battery. In the second charging step S6, the charging voltage may be 3.8-4.6V and the charging current may be 0.5-1C. If the charging voltage is less than 3.8 V or the charging current is less than 0.5 C, the productivity of production is decreased. If the charging voltage is 4.6 V or the charging current is more than 1 C, there is a problem that battery performance such as capacity and service life is deteriorated .

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 활성화 방법은 제1 상온 에이징 단계(S1), 제1 충전 단계(S2), 고온 에이징 단계(S3), 제2 상온 에이징 단계(S5), 제2 충전 단계(S6) 이후에 제3 상온 에이징 단계(S7) 및 제3 충전 단계(S8)를 더 포함할 수 있다. 상기 제3 상온 에이징 공정(S7)은 기간에 따라 자가 방전량이 비이상적으로 큰 전지를 선별하기 위하여 수행되는 공정이며, 제3 충전 공정(S8)은 충전 전압이 3.8-4.6V, 충전 전류가 0.5-1C일 수 있다. 상기 충전 전류가 0.5C 미만인 경우에는 제조 생산성이 저하되고, 1C를 초과하는 경우에는 용량 및 수명과 같은 전지 성능이 저하하는 문제가 있다.The method for activating the secondary battery according to an embodiment of the present invention may include a first room temperature aging step S1, a first charging step S2, a high temperature aging step S3, a second room temperature aging step S5, The second room temperature aging step (S7) and the third charging step (S8) after the second charging step (S6). The third room temperature aging step (S7) is a step performed to select a battery having a self-discharge amount that is unexpectedly large in accordance with the period. The third charging step (S8) -1C. &Lt; / RTI &gt; When the charging current is less than 0.5C, the productivity of production is lowered, and when the charging current is more than 1C, battery performance such as capacity and life span deteriorates.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 활성화 방법은 제2 충전된 이차전지를 방전하는 출하방전 단계를 포함할 수 있다. Also, the method of activating the secondary battery according to an embodiment of the present invention may include a discharging discharge step of discharging the second charged secondary battery.

상기 출하방전은 0.1 내지 1 C-rate로 수행될 수 있으며, 상기 출하방전이 0.1 C-rate 미만인 경우에는 제조 생산성이 저하는 문제가 있고, 1 C-rate를 초과하는 경우에는 전지 전압 산포가 증가하는 문제가 있다.The shipment discharge can be performed at a rate of 0.1 to 1 C-rate. If the shipment discharge is less than 0.1 C-rate, there is a problem of lowering productivity. If the discharge rate exceeds 1 C-rate, There is a problem.

또한, 상기 출하방전은 이차전지 용량의 40 내지 90%로 방전될 수 있다. 상기 출하방전이 이차전지 용량의 40% 미만으로 방전되는 경우에는 용량이 낮은 전지에 대한 선별력이 저하하는 문제가 있고, 90%를 초과하여 방전되는 경우에는 제조 생산성이 저하하는 문제가 있다.
Also, the discharge discharge may be discharged to 40 to 90% of the capacity of the secondary battery. When the discharge discharge is discharged to less than 40% of the secondary battery capacity, there is a problem that the screening force for a battery having a low capacity is lowered, and when the discharge exceeds 90%, the productivity is lowered.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.

먼저, 본 발명에 따른 이차전지의 활성화 방법은 종래 방전 및 출하충전 단계를 출하방전 단계로 단축하여 종래 1 C-rate로 만방전하는 것보다 0.5 C-rate로 이차전지 용량의 60%로 출하방전하면 전압값의 변화가 감소하였다.First, the method of activating the secondary battery according to the present invention shortens the conventional discharging and shipment charging steps to the shipment discharging step, discharging to 60% of the secondary battery capacity at 0.5 C-rate rather than discharging to the conventional 1 C-rate The change of the voltage value was decreased.

또한, 도 2은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 활성화 방법(도2(b)) 및 종래 활성화 방법(도 2(a))에서 이차전지의 실제용량과 측정용량의 분포를 나타낸 그래프이다. 2 is a graph showing the distribution of the actual capacity and the measured capacity of the secondary battery in the activation method (FIG. 2 (b)) and the conventional activation method (FIG. 2 (a)) according to an embodiment of the present invention. to be.

도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지의 활성화 방법에서 출하방전 후 전압을 측정한 결과 실제용량(0.2 C-rate에서의 방전용량)과의 상관성이 66%로 높은 것을 알 수 있다. 여기서 전압을 측정한 이유는 0.5 C-rate로 출하방전할 경우 이차전지의 용량을 측정할 수 없으므로 측정용량과의 긴밀한 상관성을 가지는 전압을 측정하여 이를 실제용량과 비교하였다. 한편, 종래 활성화 방법에서는 실제용량과 측정용량(1 C-rate 및 0.2 C-rate에서의 방전 용량)과의 상관성이 24%로 나타나 종래 활성화 방법에서는 실제용량과 측정용량과의 편차가 높은 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 2, in the method of activating the secondary battery according to the present invention, the voltage after discharging discharge measurement shows that the correlation with the actual capacity (discharging capacity at 0.2 C-rate) is as high as 66%. The reason for measuring the voltage here is that since the capacity of the secondary battery can not be measured when discharging at 0.5 C-rate, the voltage having a close correlation with the measured capacity is measured and compared with the actual capacity. On the other hand, in the conventional activation method, the correlation between the actual capacity and the measured capacity (discharge capacity at 1 C-rate and 0.2 C-rate) was 24%, indicating that the deviation between the actual capacity and the measured capacity .

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 활성화 방법(도 3(b)) 및 종래 활성화 방법(도 3(a))에서 이차전지의 내부 온도 변화를 나타낸 그래프이다. 3 is a graph showing changes in the internal temperature of the secondary battery in the activation method (FIG. 3 (b)) and the conventional activation method (FIG. 3 (a)) according to an embodiment of the present invention.

도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 활성화 방법(0.5 C-rate에서 이차전지 용량의 60%로 방전)을 이용하면 이차전지 내부의 온도 변화가 약 ±1.9℃인 것을 알 수 있고(도 3(b) 참조), 종래 활성화 방법을 이용하면 이차전지 내부의 온도 변화가 약 ±7.0℃인 것을 알 수 있다(도 3(a) 참조). 이는 코발트계 양극 활물질의 경우 내부 온도 변화 1℃의 차이에 따라 이차전지의 용량이 7 mAh로 변화하므로, 7.0℃의 차이로 인해 약 98 mAh의 용량 차이가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명의 활성화 방법은 이차전지의 내부 온도 변화를 저하시켜 이차전지의 용량 감소를 방지할 수 있다.
As shown in FIG. 3, when the activation method of the secondary battery according to the embodiment of the present invention (discharge at 60% of the capacity of the secondary battery at 0.5 C-rate) is used, the temperature change inside the secondary battery is about 1.9 ° C (See Fig. 3 (b)). It can be seen that the temperature change inside the secondary battery is about ± 7.0 ° C by using the conventional activation method (see Fig. 3 (a)). In the case of the cobalt-based cathode active material, the capacity of the secondary battery is changed to 7 mAh according to the internal temperature change of 1 ° C. Therefore, a difference of about 98 mAh may occur due to the difference of 7.0 ° C. Therefore, the activation method of the present invention can reduce the internal temperature change of the secondary battery, thereby preventing the capacity of the secondary battery from being reduced.

Claims (11)

양극 활물질을 포함하는 양극, 음극 활물질을 포함하는 음극, 상기 양극 및 음극 사이에 개재된 분리막 및 전해질을 포함하는 이차전지를 상온에서 에이징하는 제1 상온 에이징 단계;
상기 제1 상온 에이징된 이차전지를 충전하는 제1 충전 단계;
상기 제1 충전된 이차전지를 고온에서 에이징하는 고온 에이징 단계;
상기 고온에서 에이징된 이차전지를 상온에서 에이징하는 제2 상온 에이징 단계;
상기 제2 상온 에이징된 이차전지를 충전하는 제2 충전 단계;
상기 제2 충전된 이차전지를 방전하는 출하방전 단계를 포함하는 이차전지의 활성화 방법으로서,
상기 제1 충전 단계는 충전 전압이 3.0-3.8V, 충전 전류가 0.045-0.6C 이고, 이차전지 용량의 10-40%로 수행되며,
상기 고온 에이징 단계는 40-70℃에서 수행되고
상기 출하방전은 0.1 내지 0.5 C-rate에서 수행되며 이차전지 용량의 40 내지 90%로 방전되고,
상기 활성화 방법에 의하는 경우 이차전지 내부의 온도 변화가 ±1.9℃인 것을 특징으로 하는 이차전지의 활성화 방법.
A first room temperature aging step of aging a secondary battery including a cathode including a cathode active material, a cathode including a cathode active material, a separator interposed between the anode and the cathode, and an electrolyte at room temperature;
A first charging step of charging the first room temperature aged secondary battery;
A high-temperature aging step of aging the first charged secondary battery at a high temperature;
A second room temperature aging step of aging the secondary battery aged at the high temperature at room temperature;
A second charging step of charging the second room temperature aged secondary battery;
And discharging the second charged secondary battery, the method comprising the steps of:
The first charging step may be performed at a charging voltage of 3.0 to 3.8 V, a charging current of 0.045 to 0.6 C, 10 to 40% of the capacity of the secondary battery,
The high temperature aging step is performed at 40-70 &lt; RTI ID = 0.0 &gt;
The discharge discharge is performed at a rate of 0.1 to 0.5 C-rate and is discharged to 40 to 90% of the capacity of the secondary battery,
Wherein a temperature change inside the secondary battery is ± 1.9 ° C when the activation method is used.
청구항 1에 있어서,
상기 양극 활물질은 LiCoO2, LiCoPO4, LiNi0 .5Co0 .2O2, Li1 +aNixCoyO2(-0.5<a<0.5, 0<x<1, 0<y<1) 및 Lia(CobNicMnd)O2(0<a=1.2, 0.4=b=0.8, 0.1=c=0.3, 0.1=d=0.3, b+c+d=1)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 활성화 방법.
The method according to claim 1,
The positive electrode active material is LiCoO 2, LiCoPO 4, LiNi 0 .5 Co 0 .2 O 2, Li 1 + a Ni x Co y O 2 (-0.5 <a <0.5, 0 <x <1, 0 <y <1 ) And Li a (Co b Ni c Mn d ) O 2 (0 <a = 1.2, 0.4 = b = 0.8, 0.1 = c = 0.3, 0.1 = d = 0.3, b + c + d = 1) And a second electrode layer formed on the second electrode layer.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제2 충전 단계는 충전 전압이 3.8-4.6V, 충전 전류가 0.5-1C인 것을 특징으로 하는 이차전지의 활성화 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the second charging step has a charging voltage of 3.8-4.6V and a charging current of 0.5-1C.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 고온 에이징 단계 후 탈가스(degassing) 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 활성화 방법.
The method according to claim 1,
Further comprising a degassing step after the high-temperature aging step.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 충전 단계 이후에 제3 상온 에이징 단계 및 제3 충전 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 활성화 방법.
The method according to claim 1,
Further comprising a third room temperature aging step and a third charging step after the second charging step.
청구항 10에 있어서,
상기 제3 충전 단계는 충전 전압이 3.8-4.6V, 충전 전류가 0.5-1C 인 것을 특징으로 하는 이차전지의 활성화 방법.
The method of claim 10,
Wherein the third charging step has a charging voltage of 3.8-4.6V and a charging current of 0.5-1C.
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