KR101826250B1 - Electrode for Secondary Battery Having Current Corrector with Improved Structural Stability - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차전지용 전극으로서, 전극 활물질와 바인더 및 선택적으로 도전재를 포함하는 전극 합제; 및 상기 전극 합제와의 접착력 및 도전성 향상을 위한 도전성 점착부가 표면에 코팅되어 있는 집전체;를 포함하며, 상기 도전성 점착부는 집전체의 일면의 면적 대비 20% 내지 50%의 면적으로 집전체의 일면 또는 양면에 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극을 제공한다.The present invention relates to an electrode for a secondary battery, comprising: an electrode mixture comprising an electrode active material, a binder and optionally a conductive material; And a current collector on the surface of which a conductive adhesive portion for improving adhesion and conductivity is coated on the surface of the current collector, wherein the conductive adhesive portion has an area of 20% to 50% Or an electrode for a secondary battery, which is coated on both sides.

Description

구조적 안정성이 향상된 집전체를 포함하는 이차전지용 전극 {Electrode for Secondary Battery Having Current Corrector with Improved Structural Stability}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an electrode for a secondary battery including a current collector having improved structural stability,

본 발명은 구조적 안정성이 향상된 집전체를 포함하는 이차전지용 전극에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode for a secondary battery including a current collector having improved structural stability.

최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원 또는 보조 전력장치 등으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-In HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다. BACKGROUND ART [0002] In recent years, rechargeable secondary batteries have been extensively used as an energy source or an auxiliary power device for wireless mobile devices. In addition, the secondary battery is an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (HEV), and the like, which are proposed as solutions for air pollution of existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels (Plug-In HEV) and the like.

이러한 이차전지는 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되는 형태로 제조된다. 상기 전극조립체는 양극, 음극 및 분리막으로 이루어진 구조체로서, 제조 방법에 따라 스택형, 폴딩형 및 스택-폴딩형 등으로 구분된다.Such a secondary battery is manufactured such that the electrode assembly is embedded in the battery case together with the electrolyte solution. The electrode assembly is a structure made up of an anode, a cathode, and a separator. The electrode assembly is classified into a stack, a folding, and a stack-folding type according to a manufacturing method.

전극조립체의 양극과 음극은 금속 집전체의 일면 또는 양면에 전극 활물질을 포함하는 전극 합제 유기 용매와 혼합하여 슬러리화 한 후, 이를 도포하고 이를 건조하는 과정으로 제조된다.The positive electrode and the negative electrode of the electrode assembly are mixed with an electrode material organic solvent containing an electrode active material on one surface or both surfaces of a metal current collector, slurrying the coated material, applying the slurry, and drying the coated material.

일반적으로, 전극 합제는 전극 활물질과 전도성 향상을 위한 도전재등의 기타 첨가제, 이들 물질들의 응집시키고, 전극 집전체 상에 첩착시키기 위한 바인더를 포함하며, 이러한 전극 합제는, 전극 활물질을 분산시키며, 고함량의 전극 활물질을 집전체에 도포할 수 있도록, 전극 합제에 점도를 제공하는 용매에 의해 전극 형성용 슬러리로 제조될 수 있다.In general, the electrode mixture includes an electrode active material and other additives such as a conductive material for improving conductivity, a binder for aggregating these materials, and adhering the electrode active material on the electrode current collector. The electrode mixture disperses the electrode active material, It can be made into a slurry for electrode formation by a solvent which provides viscosity to the electrode mixture so that a high content of electrode active material can be applied to the current collector.

여기서, 전극 합제는 바인더의 함량에 비례하여 접착성이 증가하는 동시에, 전극 활물질의 저항이 증가하는 단점이 있으며, 그에 따라 전극 합제에 함유되어야 하는 바인더는 제한적이다. Here, the electrode compounding agent has a disadvantage in that the adhesiveness is increased in proportion to the content of the binder, and the resistance of the electrode active material is increased. Accordingly, the binder to be contained in the electrode compounding agent is limited.

그러나, 전극의 저항을 고려하여, 바인더를 매우 제한적으로 사용하는 경우, 전극 합제의 낮은 접착력으로 인하여, 전극 활물질 입자가 전극 집전체로부터 떨어질 수 있어, 전극의 품질을 저하될 수 있는 바, 바인더만으로는 고 품질의 전극 제조에 한계가 있다. However, when the binder is used in a very limited manner in consideration of the resistance of the electrode, the electrode active material particles can be separated from the electrode current collector due to the low adhesive force of the electrode mixture, and the quality of the electrode can be deteriorated. There is a limit in manufacturing high quality electrodes.

또한, 이차전지의 반복되는 충방전시 부피 변화로 인하여, 집전체의 표면에 부착되어 있는 합제가 박리될 수 있는 바, 전극 합제와 집전체와의 물리적 접착은 고품질의 이차전지 제조를 위해서 매우 중요한 요인으로 대두되고 있다.Also, since the mixture adhering to the surface of the current collector can be peeled off due to the volume change during repeated charging and discharging of the secondary battery, the physical bonding between the electrode mixture and the current collector is very important for the production of a high quality secondary battery. .

따라서, 낮은 저항과 전극 슬러리가 전극 집전체에 공고히 접착된 구조의 전극에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for an electrode having a structure in which a low resistance and an electrode slurry are firmly adhered to an electrode current collector.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 전극 합제와의 접착력 및 도전성 향상을 위한 도전성 점착부가 표면에 코팅되어 있는 집전체를 이용하는 경우, 소망하는 효과를 달성할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application have conducted intensive research and various experiments and have confirmed that the desired effect can be achieved when a current collector having a surface coated with a conductive adhesive portion for improving the adhesive strength and conductivity of the electrode mixture is used And completed the present invention.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지용 전극은 전극 활물질와 바인더 및 선택적으로 도전재를 포함하는 전극 합제; 및To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, there is provided an electrode for a secondary battery comprising: an electrode assembly comprising an electrode active material, a binder, and optionally a conductive material; And

상기 전극 합제와의 접착력 및 도전성 향상을 위한 도전성 점착부가 표면에 코팅되어 있는 집전체;A collector on which a conductive adhesive portion for improving adhesion and conductivity is coated on the surface of the electrode assembly;

를 포함하며,/ RTI >

상기 도전성 점착부는 집전체의 일면의 면적 대비 20% 내지 50%의 면적으로 집전체의 일면 또는 양면에 코팅되어 있는 것을 특징으로 한다. The conductive adhesive portion is coated on one surface or both surfaces of the current collector in an area of 20% to 50% of an area of one surface of the current collector.

즉, 본 발명에 따른 이차전지용 전극은, 집전체 상에, 전극 합제와의 접착력 및 도전성을 향상시킬 수 있는 도전성 점착부가 표면에 코팅되어 있어, 전극 합제가 저 함량의 바인더를 포함하는 경우에도, 도전성 점착부에 의해 전극 합제가 공고히 집전체 상에 코팅될 수 있다. That is, the electrode for a secondary battery according to the present invention is characterized in that the surface of the current collector is coated with a conductive adhesive portion capable of improving the adhesive force and conductivity with the electrode mixture, and even when the electrode mixture contains a low- The electrode mixture can be uniformly coated on the current collector by the conductive adhesive.

일반적으로, 전극 합제의 전극 활물질이 집전체 표면과 직접 접촉하는 경우, 저항이 가장 낮고, 높은 전도도를 가지지만, 도전성 점착제 또는 바인더와 같은 접착 물질의 함량과 접촉 면적이 증가할수록 저항이 증가하게 된다. 따라서, 본 발명에서는, 도전성 점착부가 집전체의 전체 표면이 아닌, 집전체의 일면의 면적 대비 20% 내지 50%의 면적에만 형성되어 있는 바, 집전체의 대면적에서 전극 합제의 접착력을 증가시키는 동시에, 집전체 일부 표면에서는 전극 활물질이 집전체 표면과 직접 접촉함에 따라 전극이 높은 전도도를 가질 수 있다. In general, when the electrode active material of the electrode mixture contacts directly with the surface of the current collector, the resistance is the lowest and the conductivity is high. However, the resistance increases as the content of the adhesive material such as the conductive adhesive or the binder and the contact area increase . Therefore, in the present invention, the conductive adhesive portion is formed not only on the entire surface of the current collector but only in an area of 20% to 50% of the area of one surface of the current collector. As a result, At the same time, on some surfaces of the current collector, the electrode can have high conductivity as the electrode active material directly contacts the current collector surface.

하나의 구체적인 예에서, 상기 도전성 점착부는 점착 물질 및 도전성 물질을 포함할 수 있다. In one specific example, the conductive adhesive may comprise an adhesive material and a conductive material.

상기 상기 점착 물질은 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 및 불소 고무로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.Wherein the adhesive material is selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, And may be at least one selected from the group consisting of polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, and fluorine rubber.

상기 도전성 물질은 흑연, 카본블랙; 탄소 섬유, 금속 섬유, 불화 카본, 알루미늄 분말, 니켈 분말, 산화아연, 티탄산 칼륨, 산화 티탄 또는 폴리페닐렌 유도체에서 선택되는 하나 이상일 수 있고, 상세하게는 흑연 또는 카본블랙일 수 있다.The conductive material may be graphite, carbon black, And may be at least one selected from carbon fiber, metal fiber, fluorocarbon, aluminum powder, nickel powder, zinc oxide, potassium titanate, titanium oxide or polyphenylene derivative, and may be graphite or carbon black in detail.

상기 도전성 점착부의 두께는 0.1 마이크로미터 내지 10 마이크로미터 일 수 있다. The thickness of the conductive adhesive portion may be 0.1 micrometer to 10 micrometer.

상기 도전성 점착부의 두께가 0.1 마이크로미터 이하인 경우, 접착력 및 도전성 향상의 효과를 기대할 수 없고, 10 마이크로미터 이상인 경우, 도전성 점착부의 총 면적이 넓은 바, 저항이 증가할 수 있다. When the thickness of the conductive adhesive portion is 0.1 micrometer or less, the effect of improving the adhesion and conductivity can not be expected. When the thickness of the conductive adhesive portion is 10 micrometers or more, the resistance can be increased as the total area of the conductive adhesive portion is large.

상기 점착 물질 및 도전성 물질은 3 : 7 내지 7 : 3의 중량 비로 혼합될 수 있다. The adhesive material and the conductive material may be mixed at a weight ratio of 3: 7 to 7: 3.

상기 점착 물질이 중량비로 30% 미만으로 도전성 점착부에 포함되는 경우, 접착력 저하 및 점착 물질에서 도전성 물질의 분산성이 저하될 수 있고, 70%를 초과하여 포함되는 경우, 저항이 크게 증가하므로, 바람직하지 않다. When the adhesive material is contained in the conductive adhesive material in a weight ratio of less than 30%, the adhesive strength may be lowered and the dispersibility of the conductive material in the adhesive material may be lowered. When the adhesive material is contained in excess of 70% It is not preferable.

본 발명의 출원인이 확인한 바에 따르면, 점착 물질 및 도전성 물질이 3.5 : 6.5의 중량비로 혼합된 도전성 점착부의 경우, 전극 합제에 높은 접착력을 제공함과 동시에, 저항이 낮고, 도전성 물질의 상기 특정 함량에 따라 높은 도전성을 나타낼 수 있다.According to the applicant of the present invention, it has been found that, in the case of the conductive adhesive portion in which the adhesive material and the conductive material are mixed at a weight ratio of 3.5: 6.5, a high adhesive force is provided to the electrode material mixture, High conductivity can be exhibited.

하나의 구체적인 예에서, 상기 도전성 점착부는 집전체의 표면으로부터 돌출된 둘 이상의 양각 패턴들로 이루어질 수 있다. In one specific example, the conductive adhesive may comprise two or more positive patterns protruding from the surface of the current collector.

이러한 패턴은 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 일정 면적을 가지는 단위체들이 배열된 구조 또는 단위 라인들이 배열되어 특정 형태를 이루는 구조일 수 있다.Such a pattern may be formed in various shapes, for example, a structure in which unit pieces having a certain area are arranged, or a structure in which unit lines are arranged to form a specific shape.

이러한 양각 패턴의 하나의 예로서, 상기 양각 패턴은 평면상으로 다각형 단위체 또는 원형 단위체일 수 있고, 상기 단위체는 집전체의 일면의 면적 대비 1% 내지 10%의 면적을 가질 수 있다. As one example of such a relief pattern, the relief pattern may be a planar polygonal unit body or a circular unit body, and the unit body may have an area of 1% to 10% of the area of one surface of the current collector.

상기 면적이 1 % 미만인 경우, 단위체를 집전체 표면에 코팅시키기 어려울 뿐만 아니라, 단위체의 좁은 면적으로 인하여, 도전성 점착부에 따른 접착력을 기대하기 어렵다. 또한, 상기 면적이 10 %를 초과하는 경우, 전극 합제와 단위체의 접촉 면적이 넓어지게 되어, 오히려 접촉저항이 증가할 수 있다.If the area is less than 1%, it is difficult to coat the unit body on the surface of the current collector, and it is difficult to expect an adhesive force due to the conductive adhesive portion due to the narrow area of the unit body. If the area exceeds 10%, the contact area between the electrode mixture and the unit body is widened, and the contact resistance may increase.

상기 단위체는 집전체의 각 단부로부터 집전체 일면의 총 면적 대비 1% 내지 40%의 면적을 제외한 나머지 집전체의 표면에 분포되어 있을 수 있다. 즉, 단위체들은 전극 단자가 형성될 수 있는 집전체의 각 단부 부위로부터 일정 거리 이격된 상태로 배치될 수 있다. The unit body may be distributed on the surface of the current collector excluding the area of 1% to 40% of the total area of one surface of the current collector from each end of the current collector. That is, the unit bodies may be disposed at a certain distance from the end portions of the current collector where the electrode terminals may be formed.

이러한 구조는, 전하가 집중되는 집전체의 단부에 인접한 부위에 도전성 점착부를 배치하지 않음으로써, 단부 부위의 저항이 증가하는 것을 최소화 할 수 있다. Such a structure can minimize the increase in resistance at the end portions by disposing the conductive adhesive portion in a portion adjacent to the end portion of the current collector in which charges are concentrated.

또한, 상기 단위체들은 그것을 이루는 폭(width)들 중에서, 가장 넓은 폭 대비 10% 내지 500%의 간격으로 이격된 상태로, 집전체의 표면에 규칙적으로 배열되어 있을 수 있다. In addition, the unit bodies may be regularly arranged on the surface of the current collector with a spacing of 10% to 500% with respect to the widest width among the widths thereof.

즉, 각 단위체는 상호간에 일정 거리로 이격된 상태로 배열되며, 이격 간격은 일정할 수 있다. 이격 간격이 상기한 10 % 미만인 경우, 단위체들이 과도하게 근접한 상태로 배열되어야 하므로, 집전체 상에 단위체를 형성시키기 용이하지 않으며, 500 %를 초과하는 경우, 집전체의 한정된 면적에 배열될 수 있는 단위체의 수가 감소하므로 바람직하지 않다. That is, each of the unit bodies is arranged in a state of being spaced apart from each other by a predetermined distance, and the spacing distance may be constant. When the spacing distance is less than 10%, it is difficult to form the unit body on the current collector because the unit bodies are arranged in an excessively close state. When the spacing distance is more than 500% It is not preferable because the number of the unit is reduced.

한편 양각 패턴의 또 다른 예로서, 상기 양각 패턴들은 둘 이상의 양각 라인들이 상호 연결된 형태로 패턴을 이루는 구조일 수 있다. As another example of the relief pattern, the relief patterns may be a structure in which two or more relief lines form a pattern in a mutually connected manner.

상기 양각 라인들은 평면상으로 곡선 또는 직선의 형태로 이루어질 수 있으며, 이러한 둘 이상의 양각 라인들이 상호 연결되어 다양한 형상의 패턴을 형성할 수 있다. The embossing lines may be curved or straight in a plane, and the two or more embossing lines may be interconnected to form a pattern of various shapes.

예를 들어, 상기 패턴은, 평면상으로, 세개 이상의 양각 라인들이 상호 연결된 다각형 형태, 또는 곡선의 양각 라인들이 상호 연결된 원형 구조일 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다. For example, the pattern may be, but is not limited to, a planar shape, a polygonal shape in which three or more relief lines are connected to each other, or a curved relief line.

상기 양각 라인들의 폭은 5 마이크로미터 이상 내지 10 밀리미터 이하이고, 상기 양각 라인들의 길이는 상기 폭 대비 5배 내지 1000배의 크기일 수 있다. The width of the relief lines may be greater than or equal to 5 micrometers and less than or equal to 10 millimeters, and the length of the relief lines may be between 5 times and 1000 times greater than the width.

상기 양각 라인들의 폭이 5 마이크로미터 미만인 경우, 양각 라인의 면적이 작기 때문에, 전극 활물질의 접착이 용이하지 않고, 10 밀리미터를 초과하는 경우에는 양각 라인들이 이루는 패턴의 표면적이 넓어지게되어 저항이 증가할 수 있다. When the width of the embossed lines is less than 5 micrometers, the area of the embossed lines is not so easy to adhere, and when the width exceeds 10 millimeters, the surface area of the embossed lines becomes wider, can do.

본 발명은 또한, 상기 이차전지용 전극을 제조하는 방법을 제공한다. 구체적으로, 상기 방법은, The present invention also provides a method for manufacturing the electrode for a secondary battery. Specifically, the method comprises:

집전체의 일면 또는 양면에 도전성 점착부를 형성시키는 과정; Forming a conductive adhesive on one surface or both surfaces of the current collector;

b) 도전성 점착부가 형성된 집전체의 표면에 전극 합제를 포함하는 슬러리를 도포하는 과정; 및b) applying a slurry containing an electrode mixture to a surface of a current collector having a conductive adhesive portion; And

c) 집전체에 도포된 전극 합제용 슬러리를 건조하고 압연하는 과정;c) drying and rolling the slurry for the electrode material mixture applied to the current collector;

을 포함할 수 있다. . ≪ / RTI >

여기서, 상기 과정 a)는 미세한 패턴을 형성시키는 공정이라면 크게 한정되는 것은 아니나, 상세하게는 하기와 같은 패턴 형성 방법을 포함할 수 있다.Here, the step a) is not limited as long as it is a step of forming a fine pattern, but it may include the following pattern forming method in detail.

하나의 예로서, 상기 과정 a)는 도전성 점착부의 형태에 대응하는 양각 패턴이 각인되어 있는 마스터 몰드를 제조하는 단계;As an example, the step a) includes the steps of: preparing a master mold in which a relief pattern corresponding to the shape of the conductive adhesive portion is stamped;

상기 마스터 몰드의 양각 표면에 점착 물질, 도전성 물질 및 용매를 포함하는 도전성 점착부 형성용 페이스트를 접촉에 의해 묻히는 단계; Placing a conductive adhesive portion forming paste including an adhesive material, a conductive material and a solvent on the relief surface of the master mold by contact;

상기 페이스트를 건조시켜 용매를 증발시키는 단계;Drying the paste to evaporate the solvent;

상기 마스터 몰드에서 양각의 표면의 페이스트를 집전체 표면에 전사하는 단계; 및Transferring the paste of the embossed surface to the surface of the current collector in the master mold; And

전사된 페이스를 건조시켜, 도전성 점착부를 형성시키는 단계;Drying the transferred face to form a conductive adhesive;

를 포함할 수 있다.. ≪ / RTI >

상기 패턴 형성 방법은, 패턴 형성 과정이 간편하고, 공정의 자동화가 용이한 장점이 있다.The pattern forming method is advantageous in that the pattern forming process is simple and the process automation is easy.

또 다른 예로서, 상기 과정 a)는 도전성 점착부의 형태에 대응하는 음각 패턴이 각인되어 있는 실리콘 몰드를 제조하는 단계; As another example, the step a) includes the steps of: preparing a silicone mold imprinted with an engraved pattern corresponding to the shape of the conductive adhesive;

평판형의 마스터 몰드 표면 전체에 점착 물질, 도전성 물질 및 용매를 포함하는 도전성 점착부 형성용 페이스트를 접촉에 의해 묻히는 단계;Burying a conductive adhesive portion forming paste including an adhesive material, a conductive material and a solvent on the entire surface of the master mold of the plate type by contact;

상기 페이스트를 건조시켜 용매를 증발시키는 단계; Drying the paste to evaporate the solvent;

상기 페이스트가 건조된 마스터 몰드를 실리콘 몰드에 접촉시켜, 페이스트를 실리콘 몰드의 양각에 전사하고, 실리콘 몰드의 음각에 대응하는 위치의 마스터 몰드의 페이스트는 마스터 몰드의 표면에 유지시키는 단계;Contacting the dried master mold with the silicon mold to transfer the paste to the embossed angle of the silicon mold and holding the paste of the master mold at the position corresponding to the engraved angle of the silicon mold on the surface of the master mold;

상기 마스터 몰드를 실리콘 몰드로부터 제거한 후, 마스터 몰드에 남아 있는 페이스트를 집전체 표면에 전사하는 단계;Removing the master mold from the silicon mold, and transferring the paste remaining in the master mold to the surface of the current collector;

를 포함할 수 있다.. ≪ / RTI >

이러한 패턴 형성 방법은, 매우 정밀하고 정교한 패턴의 형성이 용이한 장점이 있다.Such a pattern forming method has an advantage that it is easy to form a very precise and precise pattern.

상기 방법들에서, 몰드는 유연성이 매우 높은PDMS(Polydimethylsiloxane) 몰드일 수 있다. In these methods, the mold may be a highly flexible PDMS (Polydimethylsiloxane) mold.

또한, 상기 용매는 자기조립 단분자막(self-assembled monolayers)를 형성하는 알칸티올(alkanethiol)일 수 있다. In addition, the solvent may be an alkanethiol to form self-assembled monolayers.

본 발명은 또한, 상기 이차전지용 전극을 포함하는 이차전지를 제공하며, 상기 이차전지는 리튬 이온(ion) 전지 또는 리튬 폴리머(polymer) 전지일 수 있다. The present invention also provides a secondary battery comprising the secondary battery electrode, wherein the secondary battery may be a lithium ion battery or a lithium polymer battery.

본 발명은 또한, 상기 이차전지를 단위전지로서 하나 이상으로 포함하는 전지모듈 및 전지모듈을 동력원으로 사용하는 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a battery module including the secondary battery as one or more unit cells and a device using the battery module as a power source.

상기 디바이스는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드, 태플릿 PC, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치 등으로부터 선택되는 것일 수 있다. 이들 디바이스의 구조 및 그것의 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.The device may be one selected from a cell phone, a portable computer, a smart phone, a smart pad, a tablet PC, a netbook, a LEV (Light Electronic Vehicle), an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, . The structure of these devices and their fabrication methods are well known in the art, and a detailed description thereof will be omitted herein.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지용 전극은 집전체 상에, 전극 합제와의 접착력 및 도전성을 향상시킬 수 있는 도전성 점착부가 표면에 코팅되어 있어, 전극 합제가 저 함량의 바인더를 포함하는 경우에도, 도전성 점착부에 의해 전극 합제가 공고히 집전체 상에 코팅될 수 있다. INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the electrode for a secondary battery according to the present invention is characterized in that the surface of the current collector is coated with a conductive adhesive portion capable of improving the adhesive force and conductivity with the electrode mixture, and the electrode mixture contains a low- Even in this case, the electrode mixture can be solidly coated on the current collector by the conductive adhesive.

도 1은 본 발명에 따른 전극의 모식도이다;
도 2는 도 1에 도시된 집전체의 사시도이다;
도 3은 하나의 실시예에 따른 집전체의 모식도이다;
도 4는 도 3의 양각 패턴의 확대도이다;
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 도전성 점착부 형성과정을 나타낸 모식도이다;
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도전성 점착부 형성과정을 나타낸 모식도이다.1 is a schematic view of an electrode according to the present invention;
2 is a perspective view of the current collector shown in Fig. 1;
3 is a schematic diagram of a current collector according to one embodiment;
Figure 4 is an enlarged view of the relief pattern of Figure 3;
5 is a schematic view illustrating a process of forming a conductive adhesive according to an embodiment of the present invention;
6 is a schematic view illustrating a process of forming a conductive adhesive according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited by the scope of the present invention.

도 1에는 본 발명에 따른 전극이 모식적으로 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시된 집전체의 사시도가 도시되어 있다. FIG. 1 schematically shows an electrode according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of the current collector shown in FIG.

이들 도면을 참조하면, 전극(100)은 집전체(110), 집전체(110)의 표면 일부에 코팅된 도전성 점착부(130) 및 집전체(110)의 표면과 도전성 점착부(130)에 코팅되어 있는 전극 합제(120)를 포함하며, 집전체(110)의 일측 단부에는 전극 단자(111)가 형성되어 있다. Referring to these figures, the electrode 100 includes a current collector 110, a conductive adhesive 130 coated on a part of the surface of the current collector 110, and a conductive adhesive 130 on the surface of the current collector 110, And an electrode terminal 111 is formed at one end of the current collector 110. [

도전성 점착부(130)는 집전체 일면에 6 개의 단위체들이 상호 이격된 상태로 규칙적으로 배열되어 있으며, 집전체(110)의 각 단부로부터 일정 거리만큼 이격되어 있다. The conductive adhesive part 130 is regularly arranged in a state where six unit pieces are spaced apart from each other on a surface of the current collector and is separated from each end of the current collector 110 by a certain distance.

도전성 점착부(130)는 전극 합제(120)가 집전체(110) 표면 뿐만 아니라, 도전성 점착부(130)가 집전체(110)로부터 두께 만큼 돌출되어 있는 부위에도 접착되므로, 전극 합제(120)의 접착 면적을 증가시킬 뿐만 아니라, 도전성 점착부(130)에 포함된 접착성분이 전극 합제(120)를 집전체(110)상에 공고히 유지시킬 수 있다. 또한, 도전성 점착부(130)에 포함된 도전성 물질로 전극(100)의 도전성을 향상시킨다. The conductive adhesive 130 is adhered not only to the surface of the current collector 110 but also to a portion where the conductive adhesive 130 protrudes from the current collector 110 by a thickness, The adhesive agent included in the conductive adhesive part 130 can firmly hold the electrode material mixture 120 on the current collector 110. In addition, Further, the conductivity of the electrode 100 is improved by the conductive material included in the conductive adhesive portion 130.

한편, 도 3에는 도 2의 집전체와 다른 형태의 도전성 점착부가 표면에 코팅된 집전체가 도시되어 있고, 도 4에는 도전성 점착부를 확대한 모식도가 도시되어 있다. FIG. 3 is a view showing a current collector coated on a surface of a conductive adhesive portion different from the current collector of FIG. 2, and FIG. 4 is an enlarged schematic view of the conductive adhesive portion.

이들 도면을 참조하면, 집전체(150)의 표면에는 양각 라인들(161)이 상호 결합된 형태의 양각 패턴 형태의 도전성 점착부들(160)이 형성되어 있다. Referring to these drawings, the conductive adhesive portions 160 in the form of a relief pattern in which the relief lines 161 are coupled to each other are formed on the surface of the current collector 150.

이들 도전성 점착부(160)는 여섯 개의 양각 라인들(161)이 상호간에 연결된 형태로 육각형의 패턴을 형성하며, 양각 라인(161)들 각각을 제외한 그것들 사이에 내부 공간(170)을 형성한다. These conductive adhesive portions 160 form a hexagonal pattern in which six relief lines 161 are connected to each other and form an inner space 170 therebetween except for each of the relief lines 161. [

여기서 양각 라인(161)의 외면은 폭(W) 및 폭(W) 대비 대략 10배인 길이(L)를 가지며, 폭(W) 및 길이(L)가 형성하는 양각 라인(161)의 외면 상에 전극 합제가 도포될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 양각 라인(161)들의 사이에 형성된 내부 공간(170)에도 전극 합제가 도포될 수 있음은 물론이다.Wherein the outer surface of the embossed line 161 has a length L that is approximately ten times the width W and the width W and is formed on the outer surface of the embossed line 161 formed by the width W and the length L Electrode mixture can be applied. Needless to say, the electrode mixture may be applied to the inner space 170 formed between the embossed lines 161, though not shown.

도 5에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 도전성 점착부 형성과정이 모식적으로 도시되어 있다. FIG. 5 schematically shows a process of forming a conductive adhesive portion according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 단계 (a)에서, 도전성 점착부의 형태에 대응하는 양각 패턴(210)이 각인되어 있는 마스터 몰드(200)를 준비한다. Referring to Fig. 5, in step (a), a master mold 200 in which a relief pattern 210 corresponding to the shape of a conductive adhesive portion is stamped is prepared.

단계 (b)에서, 마스터 몰드(200)의 양각 표면(210)에 도전성 점착부 형성용 페이스트(220)를 묻힌 후, 페이스트(220)를 건조시켜, 단계 (c)와 같이 마스터 몰드(200)의 양각 표면(210)에 소망하는 도전성 점착부 형성용 페이스트(221)를 형성시킨다. 그 후, 상기 마스터 몰드(220)에서 양각 표면(210)의 페이스트(211)를 집전체(110) 표면에 전사하여, 집전체(110) 표면에 도전성 점착부(130)를 형성시킨다. In step (b), the conductive adhesive portion forming paste 220 is applied to the embossed surface 210 of the master mold 200, and then the paste 220 is dried to form the master mold 200 as shown in step (c) A desired conductive adhesive portion forming paste 221 is formed on the embossed surface 210 of the conductive adhesive portion. The paste 211 of the relief surface 210 is transferred to the surface of the current collector 110 in the master mold 220 to form the conductive adhesive 130 on the surface of the current collector 110.

한편, 도 6에는 또 다른 실시예에 따른 도전성 점착부 형성과정이 모식적으로 도시되어 있다.Meanwhile, FIG. 6 schematically shows a process of forming a conductive adhesive portion according to another embodiment.

도 6을 참조하면, 단계 (a)에서 평판형의 마스터 몰드(300) 표면 전체에 도전성 점착부 형성용 페이스트(320)를 접촉에 의해 묻힌다. 그 후, 단계 (b)에서와 같이, 페이스트(320)를 건조시켜, 용매를 증발시킨 도전성 점착부 형성용 페이스트(321)를 마스터 몰드(300) 표면 전체에 형성시킨다. Referring to FIG. 6, in step (a), the conductive adhesive portion forming paste 320 is applied to the entire surface of the master mold 300 of the planar type by contact. Thereafter, as in step (b), the paste 320 is dried to form a conductive adhesive portion forming paste 321 on the entire surface of the master mold 300 by evaporating the solvent.

단계 (c)에서는 도전성 점착부의 형태에 대응하는 음각 패턴이 각인되어 있는 실리콘 몰드(330)에 마스터 몰드(300)를 접촉시킨다. 이 때, 단계 (d)에서와 같이, 마스터 몰드(300)의 페이스트(332)가 실리콘 몰드의 양각에 전사되며, 실리콘 몰드(330)의 음각에 대응하는 위치의 마스터 몰드(300)의 페이스트(331)는 마스터 몰드(300)의 표면에 유지된다. In step (c), the master mold 300 is brought into contact with the silicon mold 330 on which the engraved pattern corresponding to the shape of the conductive adhesive portion is impressed. At this time, as in step (d), the paste 332 of the master mold 300 is transferred to the embossing of the silicon mold 300, and the paste 332 of the master mold 300 at the position corresponding to the engraved angle of the silicon mold 330 331 are held on the surface of the master mold 300.

그 후, 단계 (e)에서 마스터 몰드(300)를 실리콘 몰드(330)로부터 제거한 후, 마스터 몰드(300)에 남아 있는 페이스트(331)를 집전체(400) 표면에 전사하여, 단계 (f)에서와 같이 도전성 점착부(430)가 표면에 형성된 집전체(400)를 제작한다.
Thereafter, in step (e), the master mold 300 is removed from the silicon mold 330, the paste 331 remaining in the master mold 300 is transferred to the surface of the current collector 400, A current collector 400 having a conductive adhesive portion 430 formed on its surface is manufactured.

본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 가하는 것이 가능할 것이다.It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (24)

이차전지용 전극으로서,
전극 활물질와 바인더 및 선택적으로 도전재를 포함하는 전극 합제; 및
상기 전극 합제와의 접착력 및 도전성 향상을 위한 도전성 점착부가 표면에 코팅되어 있는 집전체;
를 포함하며,
상기 도전성 점착부는 집전체의 일면의 면적 대비 20% 내지 50%의 면적으로 집전체의 일면 또는 양면에 코팅되어 있고,
상기 도전성 점착부는 집전체의 표면으로부터 돌출된 둘 이상의 양각 패턴들로 이루어져 있으며,
상기 양각 패턴은 평면상으로 다각형 단위체 또는 원형 단위체이고, 둘 이상의 양각 라인들이 상호 연결된 형태로 패턴을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.An electrode for a secondary battery,
An electrode mixture comprising an electrode active material and a binder and optionally a conductive material; And
A collector on which a conductive adhesive portion for improving adhesion and conductivity is coated on the surface of the electrode assembly;
/ RTI >
Wherein the conductive adhesive portion is coated on one surface or both surfaces of the current collector in an area of 20% to 50% of an area of one surface of the current collector,
Wherein the conductive adhesive portion comprises two or more positive patterns protruding from the surface of the current collector,
Wherein the embossed pattern is a polygonal unit or a circular unit in a planar shape, and the two or more embossed lines form a pattern in a mutually connected state. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 단위체는 집전체의 일면의 면적 대비 5% 내지 10%의 면적을 가지는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.The electrode for a secondary battery according to claim 1, wherein the unit body has an area of 5% to 10% of an area of one surface of the current collector. 제 1 항에 있어서, 상기 단위체는 집전체의 각 단부로부터 집전체 일면의 총 면적 대비 1% 내지 40%의 면적을 제외한 나머지 집전체의 표면에 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.The electrode for a secondary battery according to claim 1, wherein the unit body is distributed on the surface of the current collector excluding the area of 1% to 40% of the total area of one surface of the current collector from each end of the current collector. 제 1 항에 있어서, 상기 단위체들은 그것을 이루는 폭(width)들 중에서, 가장 넓은 폭 대비 10% 내지 500%의 간격으로 이격된 상태로, 집전체의 표면에 규칙적으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.The secondary unit according to claim 1, wherein the unit bodies are regularly arranged on the surface of the current collector with a spacing of 10% to 500% Electrode for battery. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 양각 라인들은 평면상으로 곡선 또는 직선의 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.The electrode for a secondary battery according to claim 1, wherein the relief lines are formed in a curved or straight line shape in a plane. 제 1 항에 있어서, 상기 양각 라인들의 폭은 5 마이크로미터 이상 내지 10 밀리미터 이하이고, 상기 양각 라인들의 길이는 상기 폭 대비 5배 내지 1000배의 크기인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.The electrode for a secondary battery according to claim 1, wherein the width of the relief lines is 5 micrometers or more and 10 millimeters or less, and the length of the relief lines is 5 to 1000 times the width. 제 1 항에 있어서, 평면상으로 상기 패턴은 다각형 또는 원형 구조인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.The electrode for a secondary battery according to claim 1, wherein the pattern is a polygonal or circular structure in plan view. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 점착부의 두께는 0.1 마이크로미터 내지 10 마이크로미터 인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극. The electrode for a secondary battery according to claim 1, wherein the thickness of the conductive adhesive portion is 0.1 micrometer to 10 micrometer. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 점착부는 점착 물질 및 도전성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.The electrode for a secondary battery according to claim 1, wherein the conductive adhesive comprises an adhesive material and a conductive material. 제 12 항에 있어서, 상기 점착 물질은 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 및 불소 고무로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.The method of claim 12, wherein the adhesive material is selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene Wherein at least one selected from the group consisting of ethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, and fluorine rubber. 제 12 항에 있어서, 상기 도전성 물질은 흑연, 카본블랙; 탄소 섬유, 금속 섬유, 불화 카본, 알루미늄 분말, 니켈 분말, 산화아연, 티탄산 칼륨, 산화 티탄 또는 폴리페닐렌 유도체에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.13. The method of claim 12, wherein the conductive material is graphite, carbon black; Wherein the electrode is at least one selected from carbon fiber, metal fiber, carbon fluoride, aluminum powder, nickel powder, zinc oxide, potassium titanate, titanium oxide or polyphenylene derivative. 제 12 항에 있어서, 상기 점착 물질 및 도전성 물질은 3 : 7 내지 7 : 3의 중량 비로 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.13. The electrode for a secondary battery according to claim 12, wherein the adhesive material and the conductive material are mixed at a weight ratio of 3: 7 to 7: 3. 제 1 항에 따른 이차전지용 전극을 제조하는 방법으로서,
집전체의 일면 또는 양면에 도전성 점착부를 형성시키는 과정;
b) 도전성 점착부가 형성된 집전체의 표면에 전극 합제를 포함하는 슬러리를 도포하는 과정; 및
c) 집전체에 도포된 전극 합제용 슬러리를 건조하고 압연하는 과정;
을 포함하는 방법.A method of manufacturing an electrode for a secondary battery according to claim 1,
Forming a conductive adhesive on one surface or both surfaces of the current collector;
b) applying a slurry containing an electrode mixture to a surface of a current collector having a conductive adhesive portion; And
c) drying and rolling the slurry for the electrode material mixture applied to the current collector;
≪ / RTI > 제 16 항에 있어서, 상기 집전체의 일면 또는 양면에 도전성 점착부를 형성시키는 과정은 도전성 점착부의 형태에 대응하는 양각 패턴이 각인되어 있는 마스터 몰드를 제조하는 단계;
상기 마스터 몰드의 양각 표면에 점착 물질, 도전성 물질 및 용매를 포함하는 도전성 점착부 형성용 페이스트를 접촉에 의해 묻히는 단계;
상기 페이스트를 건조시켜 용매를 증발시키는 단계;
상기 마스터 몰드에서 양각의 표면의 페이스트를 집전체 표면에 전사하는 단계; 및
전사된 페이스를 건조시켜, 도전성 점착부를 형성시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 16, wherein the step of forming the conductive adhesive on one side or both sides of the current collector includes the steps of: preparing a master mold having a relief pattern corresponding to the shape of the conductive adhesive;
Placing a conductive adhesive portion forming paste including an adhesive material, a conductive material and a solvent on the relief surface of the master mold by contact;
Drying the paste to evaporate the solvent;
Transferring the paste of the embossed surface to the surface of the current collector in the master mold; And
Drying the transferred face to form a conductive adhesive;
≪ / RTI > 제 16 항에 있어서, 상기 집전체의 일면 또는 양면에 도전성 점착부를 형성시키는 과정은 도전성 점착부의 형태에 대응하는 음각 패턴이 각인되어 있는 실리콘 몰드를 제조하는 단계;
평판형의 마스터 몰드 표면 전체에 점착 물질, 도전성 물질 및 용매를 포함하는 도전성 점착부 형성용 페이스트를 접촉에 의해 묻히는 단계;
상기 페이스트를 건조시켜 용매를 증발시키는 단계;
상기 페이스트가 건조된 마스터 몰드를 실리콘 몰드에 접촉시켜, 페이스트를 실리콘 몰드의 양각에 전사하고, 실리콘 몰드의 음각에 대응하는 위치의 마스터 몰드의 페이스트는 마스터 몰드의 표면에 유지시키는 단계;
상기 마스터 몰드를 실리콘 몰드로부터 제거한 후, 마스터 몰드에 남아 있는 페이스트를 집전체 표면에 전사하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 16, wherein the step of forming the conductive adhesive on one side or both sides of the current collector includes the steps of: preparing a silicon mold having an engraved pattern corresponding to the shape of the conductive adhesive;
Burying a conductive adhesive portion forming paste including an adhesive material, a conductive material and a solvent on the entire surface of the master mold of the plate type by contact;
Drying the paste to evaporate the solvent;
Contacting the dried master mold with the silicon mold to transfer the paste to the embossed angle of the silicon mold and holding the paste of the master mold at the position corresponding to the engraved angle of the silicon mold on the surface of the master mold;
Removing the master mold from the silicon mold, and transferring the paste remaining in the master mold to the surface of the current collector;
≪ / RTI > 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 상기 몰드는 PDMS(Polydimethylsiloxane) 몰드인 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 17 or 18, wherein the mold is a PDMS (Polydimethylsiloxane) mold. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 상기 용매는 자기조립 단분자막(self-assembled monolayers)를 형성하는 알칸티올(alkanethiol)인 것을 특징으로 하는 방법. 19. The method of claim 17 or 18, wherein the solvent is an alkanethiol to form self-assembled monolayers. 제 1 항, 제 4 항 내지 제 6 항, 제 8 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 이차전지용 전극을 포함하는 이차전지.15. A secondary battery comprising the electrode for a secondary battery according to any one of claims 1, 4 to 6, and 8 to 15. 제 21 항에 있어서, 상기 이차전지는 리튬 이온(ion) 전지 또는 리튬 폴리머(polymer) 전지인 것을 특징으로 하는 이차전지. The secondary battery according to claim 21, wherein the secondary battery is a lithium ion battery or a lithium polymer battery. 제 21 항에 따른 이차전지를 하나 이상 포함하는 전지모듈.A battery module comprising at least one secondary battery according to claim 21. 제 23 항에 따른 전지모듈을 동력원으로 사용하는 디바이스.A device using the battery module according to claim 23 as a power source.
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