KR101846727B1

KR101846727B1 - Electrode current collector and lithium-ion secondary battery with the same

Info

Publication number: KR101846727B1
Application number: KR1020160141358A
Authority: KR
Inventors: 김정석; 이순석; 박상일
Original assignee: 동원시스템즈 주식회사
Priority date: 2016-10-27
Filing date: 2016-10-27
Publication date: 2018-04-06

Abstract

Provided are a carbon composite material-coated electrode collector, and a lithium ion secondary battery having the same. To this end, the electrode collector comprises: a base layer having a thin film made of metal; and a coating layer in which a carbon composite material is coated on a surface of the base layer in a thickness of 1-1.5 μm. The carbon composite material-coated electrode collector reduces interfacial resistance electrode active materials, and improves charging and discharging characteristics of lithium ion secondary batteries.

Description

전극집전체 및 이를 구비하는 리튬이온 2차 전지{ELECTRODE CURRENT COLLECTOR AND LITHIUM-ION SECONDARY BATTERY WITH THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a lithium secondary battery,

본 발명은 전극집전체 및 이를 구비하는 리튬이온 2차 전지에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 탄소복합물질을 코팅한 전극집전체 및 이를 구비하는 리튬이온 2차 전지에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode current collector and a lithium ion secondary battery having the electrode current collector. More particularly, the present invention relates to an electrode current collector coated with a carbon composite material and a lithium ion secondary battery having the electrode current collector.

과거에는 수소, 리튬 일차전지를 이용함으로써 단 수명 및 폐기물 처리에 따른 비용과 제조 비용증가 등의 비용적인 문제점을 대두하게 되었다. 이러한 문제점을 개선하고 전 세계적으로 이슈가 되고 있는 저탄소 녹색 성장 및 자원의 재활용을 통한 지구 환경 지키기를 위해 대표적인 화석연료를 통한 환경주범인 자동차, 중장비, IT기기 등에 2차 전지를 에너지원으로 한 시장형성이 활발히 이루어지고 있다. 특히 휴대폰, 노트북, 정보소자 등과 같은 휴대용 IT기기와 자동차 분야에 있어서 리튬 2차 전지의 수요가 계속하여 증가할 것으로 예상된다. In the past, the use of hydrogen and lithium primary batteries has led to cost problems such as shortened life span and waste treatment costs and increased manufacturing costs. In order to improve these problems and to protect the global environment through low carbon green growth and recycling of resources, which is becoming a global issue, we have developed a market that uses secondary batteries as an energy source for automobiles, heavy equipment, And the like. In particular, demand for lithium secondary batteries is expected to continue to increase in portable IT devices such as mobile phones, notebooks, information devices, and automobiles.

2차 전지는 외부 전원으로 공급받은 전류가 양극과 음극 사이에서 물질의 산화ㆍ환원 반응을 일으키는 과정에서 생성된 전기를 충전하는 방식으로 반영구적 사용이 가능한 전지를 말한다.The secondary battery means a battery which can be used semi-permanently in such a manner that the electric current supplied from the external power source charges electricity generated in the process of causing the oxidation / reduction reaction of the material between the anode and the cathode.

일반적으로 리튬이온 2차 전지는 양극, 세퍼레이터 및 음극을 포함하여 이루어 진다. 리튬이온 2차 전지는 각각의 전극집전체에 활물질이 도포된 양극과 음극이 세퍼레이터로 절연되어 있으며, 양극과 음극을 전해액에 함침시켜 제조할 수 있다. 또한, 이렇게 제조된 파우치와 같은 외장재를 이용하여 포장하여 리튬이온 2차 전지를 제작할 수 있다.Generally, a lithium ion secondary battery includes a positive electrode, a separator, and a negative electrode. In a lithium ion secondary battery, a positive electrode and a negative electrode coated with an active material are each insulated with a separator, and the positive electrode and the negative electrode are impregnated with an electrolytic solution. In addition, a lithium ion secondary battery can be manufactured by packaging using the outer material such as the pouch thus manufactured.

하지만, 이러한 방법으로 형성된 리튬이온 2차 전지는 전극집전체와 각각의 활물질층 사이의 계면 저항이 상승되어 충방전 특성저하와 배터리의 수명저하가 발생할 수 있다. However, in the lithium ion secondary battery formed by this method, the interfacial resistance between the electrode current collector and each of the active material layers is increased, resulting in a decrease in charge / discharge characteristics and a decrease in the life of the battery.

본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 전극집전체와 활물질층과의 계면저항을 감소시켜 리튬이온 2차 전지의 충방전 특성 및 배터리의 수명을 개선할 수 있는 전극집전체 및 이를 구비하는 리튬이온 2차 전지에 관한 것이다. An object of an embodiment of the present invention is to provide an electrode collector capable of reducing the interfacial resistance between the electrode current collector and the active material layer to improve the charging and discharging characteristics of the lithium ion secondary battery and the life of the battery, Ion secondary battery.

본 발명의 실시예에 따른 전극집전체에 대해 설명한다. 전극집전체는 금속 재질의 박막을 구비하는 베이스층 및 상기 베이스층의 표면에 탄소복합물질이 1㎛ 내지 1.5㎛의 두께로 코팅되는 코팅층을 포함할 수 있다. An electrode current collector according to an embodiment of the present invention will be described. The electrode current collector may include a base layer having a thin metal film and a coating layer on the surface of the base layer coated with the carbon composite material to a thickness of 1 탆 to 1.5 탆.

일측에 따르면, 상기 베이스층은, 음극집전체를 형성하기 위한 구리재질 또는 양극집전체를 형성하기 위한 알루미늄재질 중에 하나일 수 있다. According to one aspect, the base layer may be a copper material for forming the anode current collector or an aluminum material for forming the anode current collector.

일측에 따르면, 상기 코팅층은, 상기 베이스층의 일면의 중심부를 길이방향으로 코팅하는 것을 특징으로 할 수 있다. According to one aspect of the present invention, the coating layer may be formed by coating a center portion of one surface of the base layer in the longitudinal direction.

일측에 따르면, 상기 탄소복합물질은, 흑연, 코크스, 활성탄, 카본블랙 및 카본나노튜브 중에서 선택된 탄소도전제와 솔벤트와 바인더와 가교제와 분산제 및 증점제를 포함하고, 상기 탄소도전제 : 상기 솔벤트 : 상기 바인더 : 상기 가교제와 분산제 및 증점제의 중량비가 (1 ~ 10) : (85 ~ 90) : (5) : (3 ~ 5) 비율일 수 있다.According to one aspect of the present invention, the carbon composite material includes a carbon-based precursor selected from graphite, coke, activated carbon, carbon black and carbon nanotubes, a solvent, a binder, a crosslinking agent, a dispersing agent and a thickening agent, Binder: The weight ratio of the crosslinking agent to the dispersant and the thickener may be in the range of (1 to 10): (85 to 90): (5): (3 to 5).

일측에 따르면, 상기 바인더는, 폴리비닐리덴플루오라이드(Polyvinylidene Fluoride, PVDF)계와 아크릴산 및 스타이렌뷰타다이엔고무 (Styrene Butadiene Rubber, SBR)중에 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. According to one aspect, the binder may include at least one of polyvinylidene fluoride (PVDF), acrylic acid, and styrene butadiene rubber (SBR).

일측에 따르면, 상기 탄소도전제는, 입자가 5 내지 200nm의 입경인 카본블랙입자를 포함할 수 있다. According to one aspect, the carbon-based precursor may include carbon black particles having a particle size of 5 to 200 nm.

일측에 따르면, 상기 증점제는 카복시메틸셀룰로스(Carboxylmethyl Cellulose, CMC)를 포함할 수 있다. According to one aspect, the thickener may include Carboxylmethyl Cellulose (CMC).

일측에 따르면, 상기 코팅층은, 그라비아 코트방법, 마이크로 그라비아 방법 및 Mayer Bar 코트법 중에 적어도 하나의 방법으로 상기 탄소복합물질이 코팅될 수 있다.According to one aspect, the coating layer may be coated with the carbon composite material by at least one of a gravure coating method, a micro gravure method, and a Mayer Bar coating method.

본 발명에 실시예들에 따른 리튬이온 2차 전지에 대해 설명한다. 리튬이온 2차 전지는 구리재질의 제 1베이스층을 포함하는 음극집전체에 활물질을 도포하여 형성하는 음극, 알루미늄 재질의 제 2베이스층을 포함하는 양극집전체에 활물질을 도포하여 형성하는 양극, 상기 음극 및 상기 양극 사이에 개재되는 세퍼레이터 및 상기 음극 및 양극이 함침되는 전해액을 포함하고, 상기 제 1베이스층에 탄소복합물질이 1㎛ 내지 1.5㎛의 두께로 코팅되는 제 1코팅층을 구비하는 상기 음극 또는 상기 제 2베이스층에 탄소복합물질이 1㎛ 내지 1.5㎛의 두께로 코팅되는 제 2코팅층을 구비하는 상기 양극 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. A lithium ion secondary battery according to embodiments of the present invention will be described. The lithium ion secondary battery includes a negative electrode formed by applying an active material to a negative electrode current collector including a first base layer made of copper, a positive electrode formed by applying an active material to a positive electrode current collector including a second base layer made of aluminum, And a first coating layer including a separator interposed between the cathode and the anode, and an electrolyte solution impregnated with the cathode and the anode, wherein the first coating layer is coated with the carbon composite material to a thickness of 1 탆 to 1.5 탆, And a second coating layer coated on the cathode or the second base layer to a thickness of 1 탆 to 1.5 탆.

일측에 따르면, 상기 탄소복합물질은, 상기 제 1베이스층 및 제 2베이스층의 일면의 중심부를 길이방향으로 코팅하는 것을 특징으로 할 수 있다. According to one aspect of the present invention, the carbon composite material may be formed by coating a center portion of one surface of the first base layer and a surface of the second base layer in a longitudinal direction.

본 발명에 따르면, 탄소복합물질을 각각의 전극집전체에 코팅하여, 전극집전체와 활물질층과의 계면저항을 감소시켜 리튬이온 2차 전지의 충방전 특성 및 배터리의 수명을 개선시킬 수 있다.According to the present invention, the carbon composite material is coated on each current collector to reduce the interfacial resistance between the current collector and the active material layer, thereby improving the charge / discharge characteristics of the lithium ion secondary battery and the life of the battery.

도 1은 실시예들에 따른 탄소복합물질이 코팅된 전극집전체의 구성을 모식적으로 나타내는 사시도 이다.
도 2는 일 실시예에 따른 탄소복합물질이 코팅된 음극집전체의 구성을 모식적으로 나타내는 개략도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 탄소복합물질이 코팅된 음극집전체가 구비되는 리튬이온 2차 전지의 구성을 모식적으로 나타내는 개략도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 탄소복합물질이 코팅된 양극집전체의 구성을 모식적으로 나타내는 개략도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 탄소복합물질이 코팅된 양극집전체가 구비되는 리튬이온 2차 전지의 구성을 모식적으로 나타내는 개략도이다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 탄소복합물질이 코팅된 음극집전체 및 양극집전체가 구비되는 리튬이온 2차 전지의 구성을 모식적으로 나타내는 개략도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지의 5회의 충전 및 방전테스트 결과를 종래의 기술과 비교하여 보여주는 그래프이다.
도 8은 일 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지의 충전을 50회 실시하였을 경우에 대한 전기용량을 종래의 기술과 비교하여 보여주는 그래프이다.
도 9는 일 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지의 충전을 50회 실시하였을 경우에 대한 전기용량과 전압의 관계를 종래의 기술과 비교하여 보여주는 그래프이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지의 10000분간의 충전 및 방전테스트 결과를 종래의 기술과 비교하여 보여주는 그래프이다. BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of an electrode current collector coated with a carbon composite material according to an embodiment. FIG.
FIG. 2 is a schematic view schematically showing a structure of an anode current collector coated with a carbon composite material according to an embodiment. FIG.
FIG. 3 is a schematic view schematically showing a configuration of a lithium ion secondary battery having an anode current collector coated with a carbon composite material according to an embodiment.
4 is a schematic view schematically showing a structure of a cathode current collector coated with a carbon composite material according to another embodiment.
5 is a schematic view schematically showing a configuration of a lithium ion secondary battery having a cathode current collector coated with a carbon composite material according to another embodiment.
FIG. 6 is a schematic view schematically showing a configuration of a lithium ion secondary battery including a cathode current collector coated with a carbon composite material according to another embodiment and a cathode current collector.
FIG. 7 is a graph showing the results of five charging and discharging tests of a lithium ion secondary battery according to an embodiment in comparison with a conventional technique.
FIG. 8 is a graph showing the capacitance of a lithium ion secondary cell according to an embodiment of the present invention, when the charging is performed 50 times in comparison with a conventional technique.
FIG. 9 is a graph showing a relationship between a capacitance and a voltage for 50 times charging of a lithium ion secondary battery according to an embodiment, in comparison with a conventional technique.
FIG. 10 is a graph showing the results of charging and discharging tests for 10,000 minutes of a lithium ion secondary battery according to another embodiment, in comparison with the conventional art.

이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the embodiments, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the best of an understanding clear.

또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; may be "connected," "coupled," or "connected. &Quot;

통상 충방전이 가능한 리튬이온 2차 전지는 음극집전체를 포함하는 음극과 양극집전체를 포함하는 양극을 전해액에 함침시켜, 전해액이 용해되어 있는 리튬이온이 음극에서 양극으로 이동하면서 방전이 되고, 양극에서 음극으로 이동하면서 충전이 되는 충전 및 방전 동작이 연속적으로 일어날 수 있다. A lithium ion secondary battery, which is usually chargeable and dischargeable, includes a negative electrode including a negative electrode collector and a positive electrode containing a positive electrode collector impregnated with an electrolytic solution, discharging lithium ions dissolved in the electrolyte from the negative electrode to the positive electrode, Charging and discharging operations to be charged while moving from the anode to the cathode may occur consecutively.

이러한 충전 및 방전이 화학적으로 안정되고, 고온에서도 리튬이온의 전달을 방해하지 않도록, 빠른 이온전도도 이동과 동시에 리튬이온의 이동이 균형 있게 일어나야 전지의 효율과 전지의 수명향상을 도모할 수 있다.In order for the charge and discharge to be chemically stable and to prevent the lithium ion from interfering with the transfer of the lithium ion even at a high temperature, it is necessary to perform the movement of the lithium ion in a balanced manner simultaneously with the rapid ionic conductivity shift, so that the efficiency of the battery and the life of the battery can be improved.

이를 구현하기 위해 기술되는 실시예들에서 탄소복합물질이 코팅된 전극집전체와 이를 구비하는 리튬이온 2차 전지를 제공한다. The present invention provides an electrode current collector coated with a carbon composite material and a lithium ion secondary battery having the electrode current collector.

도 1은 실시예들에 따른 탄소복합물질이 코팅된 전극집전체(10)의 구성을 모식적으로 나타내는 사시도 이다. 1 is a perspective view schematically showing the structure of an electrode current collector 10 coated with a carbon composite material according to the embodiments.

도 1을 참조하면, 전극집전체(10)는 베이스층(11)과 코팅층(12)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the electrode current collector 10 may include a base layer 11 and a coating layer 12.

예를 들어, 전극집전체(10)는 음극집전체 또는 양극집전체로 구분될 수 있다. 또한, 음극집전체 또는 양극집전체의 구분에 따라, 베이스층(11)이 각각 다른 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 구리재질의 박막을 포함하는 베이스층(11)은 음극 집전체로 형성될 수 있으며, 알루미늄 재질의 박막을 포함하는 베이스층(11)은 양극 집전체로 형성될 수 있다. For example, the electrode current collector 10 may be divided into a negative electrode collector or a positive electrode collector. Further, the base layer 11 may be formed of a different material according to the division of the negative electrode current collector or the positive electrode current collector. For example, the base layer 11 including a thin film of copper may be formed of a negative electrode collector, and the base layer 11 including a thin film of aluminum may be formed of a positive electrode collector.

코팅층(12)은 베이스층(11)의 일면의 중심부를 길이방향으로 1㎛ 내지 1.5㎛두께로 코팅하여 형성될 수 있다. 코팅층(12)은 베이스층(11)의 길이방향의 횡 방향의 단부와 소정간격을 형성할 수 있다. 또한, 코팅층(12)의 코팅의 방법으로는 그라비아 코트방법, 마이크로 그라비아 방법 및 Mayer Bar 코트방법 중에 한가지가 선택되어 실시될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.The coating layer 12 may be formed by coating a center portion of one surface of the base layer 11 to a thickness of 1 탆 to 1.5 탆 in the longitudinal direction. The coating layer 12 may form a predetermined distance from the transverse end of the base layer 11 in the longitudinal direction. As a coating method of the coating layer 12, one of gravure coating method, micro gravure method and Mayer Bar coating method can be selected and carried out, but it is not limited thereto.

탄소복합물질이 코팅된 전극집전체의 두께는 12㎛ 내지 14㎛ 인 것이 바람직하다.Carbon composite material is preferably 12 占 퐉 to 14 占 퐉.

또한, 코팅층(12)은 일면에 탄소복합물질이 소정두께로 코팅되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 코팅층(12)에 코팅되는 탄소복합물질은 흑연, 코크스, 활성탄, 카본블랙 및 카본나노튜브 중에서 선택된 탄소도전제와 솔벤트와 바인더와 가교제와 분산제 및 증점제를 포함하고, 탄소도전제 : 솔벤트 : 바인더 : 가교제와 분산제 및 증점제의 중량비가 (1 ~ 10) : (85 ~ 90) : (5) : (3 ~ 5) 비율일 수 있다.In addition, the coating layer 12 may be formed by coating a carbon composite material to a predetermined thickness on one surface. For example, the carbon composite material coated on the coating layer 12 may include a carbon-based precursor selected from graphite, coke, activated carbon, carbon black and carbon nanotubes, a solvent, a binder, a crosslinking agent, a dispersing agent and a thickener, Solvent: Binder: The ratio by weight of the crosslinking agent, the dispersant and the thickener may be (1 to 10): (85 to 90): (5): (3 to 5).

탄소복합물질에 사용하는 탄소도전제의 입자는 선택의 범위가 넓은 5 내지 200nm의 입경의 카본블랙을 사용하는 것이 바람직하다. It is preferable to use a carbon black having a particle diameter of 5 to 200 nm which has a wide range of selectivity for carbon-based particles used for the carbon composite material.

탄소복합물질에 포함되는 바인더는 폴리비닐리덴플루오라이드(Polyvinylidene Fluoride, PVDF)계와 아크릴산 및 스타이렌뷰타다이엔고무 (Styrene Butadiene Rubber, SBR)중에 한가지가 선택되어 사용될 수 있다. 폴리비닐리덴플루오라이드는 소수성을 지니고 있어서, 수분에 의한 전지의 성능 열화 문제점이 예방되고, 가소제 추출용매인 메탄올에 대하여 용해되지 않으므로 전지의 수명열화의 문제점이 전혀 발생되지 않는다. 따라서 바인더로 폴리비닐리덴플루오라이드계를 사용하는 것이 바람직하다.The binder contained in the carbon composite material may be selected from polyvinylidene fluoride (PVDF), acrylic acid, and styrene butadiene rubber (SBR). Polyvinylidene fluoride has a hydrophobic property, so that the problem of deterioration of performance of the battery due to moisture is prevented, and the problem of deterioration of life of the battery is not caused at all because it is not dissolved in methanol which is a plasticizer extracting solvent. Therefore, it is preferable to use a polyvinylidene fluoride system as the binder.

증점제는 점도를 올리기 위해 사용되며, 카복시메틸셀룰로스(Carboxylmethyl Cellulose, CMC)를 사용할 수 있다. The thickening agent is used to increase the viscosity, and carboxymethyl cellulose (CMC) may be used.

또한, 탄소도전제와 바인더와 가교제와 분산제 및 증점제로 이루어진 고형분은 탄소복합물질 내에서 10 내지 21%의 함량을 가지는 것이 바람직하다. 또한 탄소도전제는 1 내지 10%의 함량을 가지는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the solid content of the carbon-based conductive agent, the binder, the cross-linking agent, the dispersing agent and the thickening agent has a content of 10 to 21% in the carbon composite material. Also, it is preferable that the carbon black prerequisite has a content of 1 to 10%.

이하에서는, 전극집전체(10)를 발명의 실시예에 따라 음극집전체 및 양극집전체로 구분하여 기술한다. 또한, 음극집전체에 포함되는 베이스층(11)은 제 1베이스층으로 기술하고, 코팅층(12)은 제 1코팅층으로 기술한다. 또한, 양극집전체에 포함되는 베이스층(11)은 제 1베이스층으로 기술하고, 코팅층(12)은 제 2코팅층으로 기술한다.Hereinafter, the electrode current collector 10 will be described as an anode current collector and a cathode current collector according to an embodiment of the present invention. The base layer 11 included in the negative electrode collector is described as a first base layer, and the coating layer 12 is described as a first coating layer. The base layer 11 included in the positive electrode collector is described as a first base layer, and the coating layer 12 is described as a second coating layer.

도 2는 일 실시예에 따른 탄소복합물질이 코팅된 음극집전체(110)의 구성을 모식적으로 나타내는 개략도이다. 2 is a schematic view schematically showing the structure of an anode current collector 110 coated with a carbon composite material according to an embodiment.

도 2를 참조하면, 음극집전체(110)는 제 1베이스층(111) 및 제 1코팅층(112)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the anode current collector 110 may include a first base layer 111 and a first coating layer 112.

예를 들어, 제 1베이스층(111)은 구리재질의 박막으로 형성될 수 있다. 제 1베이스층의 표면에는 제 1코팅층(112)이 코팅될 수 있다. For example, the first base layer 111 may be formed of a thin film of copper. The first coating layer 112 may be coated on the surface of the first base layer.

제 1코팅층(112)은 제 1베이스층(111)의 일면의 중심부를 길이방향으로 소정두께 코팅되어 형성될 수 있다. 제 1코팅층(112)은 1㎛ 내지 1.5㎛의 두께로 코팅되는 것이 바람직하다. 제 1코팅층(112)의 코팅의 방법으로는 그라비아 코트방법, 마이크로 그라비아 방법 및 Mayer Bar 코트방법 중에 한가지가 선택되어 실시될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제 1코팅층(112)은 탄소복합 물질을 포함할 수 있다. The first coating layer 112 may be formed by coating a center portion of one surface of the first base layer 111 with a predetermined thickness in the longitudinal direction. The first coating layer 112 is preferably coated to a thickness of 1 탆 to 1.5 탆. As the coating method of the first coating layer 112, one of gravure coating method, micro gravure method and Mayer Bar coating method may be selected and carried out, but it is not limited thereto. In addition, the first coating layer 112 may include a carbon composite material.

탄소복합물질의 구성은 도 1에서 탄소복합물질이 코팅된 전극집전체(10)를 설명하며 기술된 바와 동일하다. The composition of the carbon composite material is the same as that described and illustrated for the electrode current collector 10 coated with the carbon composite material in FIG.

이하에서는 본 발명의 따른 이하에서는 본 발명에 따른 탄소복합물질을 음극집전체(110)에 코팅하는 방법에 대해 설명하도록 하겠다. Hereinafter, a method of coating the carbon composite material according to the present invention on the anode current collector 110 will be described.

먼저 구리박막으로 구비된 제 1베이스층(111)을 산 수용액으로 세정한다. 예를 들어 세정 시 사용되는 산 수용액은 2M HCL 수용액이 사용될 수 있다. 제 1베이스층으로는 박막, 익스팬디드 메탈(expanded metal), 펀치드 메탈(punched metal) 등을 사용될 수 있다.First, the first base layer 111 made of a copper thin film is cleaned with an aqueous acid solution. For example, a 2 M HCl aqueous solution may be used as the acid aqueous solution used for cleaning. As the first base layer, a thin film, an expanded metal, a punched metal, or the like can be used.

산 수용액으로 세정된 제 1베이스층(111)을 증류수로 세척한 후, 아세톤등과 같은 유기용매를 이용하여 재세척될 수 있다. 세척과정이 완료된 제 1베이스층(111)은 통상적으로 공기를 사용하여 건조할 수 있다. The first base layer 111 washed with an aqueous acid solution may be washed with distilled water and then washed again with an organic solvent such as acetone. The first base layer 111, which has been cleaned, is typically dried using air.

이와는 별도로 탄소복합물질을 준비할 수 있다. Apart from this, a carbon composite material can be prepared.

제 1코팅층(112)을 형성하기 위한 탄소복합물질은 솔벤트를 준비하여 여기에 흑연, 코크스, 활성탄, 카본블랙 및 카본나노튜브 중에서 선택된 탄소도전제를 솔벤트와 탄소도전제의 중량비 (85~90) : (1~10) 비율로 분산제와 교반한다. 이후, 폴리비닐리덴플루오라이드(Polyvinylidene Fluoride, PVDF)계와 아크릴산 및 스타이렌뷰타다이엔고무 (Styrene Butadiene Rubber, SBR)중에 한가지가 선택된 바인더를 탄소도전제와 중량비 (5) : (1~10) 비율로 혼합하고 최종적으로 가교제 및 증점제를 혼합한다.The carbon composite material for forming the first coating layer 112 may be prepared by preparing a solvent and then adding a carbon precursor selected from graphite, coke, activated carbon, carbon black and carbon nanotube to a solvent (85 to 90 weight ratio) : (1 to 10). Thereafter, a binder selected from one of polyvinylidene fluoride (PVDF), acrylic acid and styrene butadiene rubber (SBR) was mixed with a carbon-based precursor and a weight ratio (5): (1 to 10) And finally the cross-linking agent and the thickening agent are mixed.

이렇게 혼합된 탄소복합물질을 세정과정을 거친 제 1베이스층(111)의 중앙부에 길이방향으로 코팅할 수 있다. 코팅의 방법으로는 그라비아 코트방법, 마이크로 그라비아 방법 및 Mayer Bar 코트방법 중에 한가지가 선택되어 실시될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.The mixed carbon composite material may be longitudinally coated on the central portion of the first base layer 111 that has undergone the cleaning process. As the coating method, one of gravure coating method, micro gravure method and Mayer Bar coating method can be selected and carried out, but is not limited thereto.

탄소복합물질이 도포된 제 1베이스층(111)을 열처리하여 코팅층(112)이 형성된 음극집전체를 형성할 수 있다. 열처리과정은 열풍기 등을 이용하여 소정온도를 유지하여 열처리 한다. 음극집전체(110)의 열처리온도가 200℃를 초과하는 경우에는 구리박막에 연성이 생길 수 있다. 따라서 열처리과정은 최대온도가 200℃를 초과하지 않도록 구성될 수 있다. The first base layer 111 coated with the carbon composite material may be thermally treated to form a negative electrode collector having the coating layer 112 formed thereon. The heat treatment process is performed by keeping the predetermined temperature using a hot air blower or the like. If the annealing temperature of the anode current collector 110 exceeds 200 캜, ductility may occur in the copper thin film. Thus, the heat treatment process can be configured so that the maximum temperature does not exceed 200 占 폚.

이하에서는 탄소복합물질이 코팅된 음극집전체(110)가 포함된 리튬이온 2차 전지(1)에 대하여 설명한다. Hereinafter, a lithium ion secondary battery 1 including an anode current collector 110 coated with a carbon composite material will be described.

도 3은 일 실시예에 따른 탄소복합 물질이 코팅된 음극집전체(110)가 구비되는 리튬이온 2차 전지(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 개략도이다. 3 is a schematic view schematically showing a configuration of a lithium ion secondary battery 1 having an anode current collector 110 coated with a carbon composite material according to an embodiment.

도 3을 참조하면, 리튬이온 2차 전지(1)는 음극(100), 양극(200), 세퍼레이터(300) 및 전해액(400)을 포함할 수 있다. 3, the lithium ion secondary battery 1 may include a cathode 100, an anode 200, a separator 300, and an electrolyte 400.

음극(100)은 제 1베이스층(111), 제 1코팅층(112) 및 음극활물질층(120)을 포함할 수 있다. The cathode 100 may include a first base layer 111, a first coating layer 112, and a cathode active material layer 120.

제 1베이스층(111) 및 제 1코팅층(112)은 상기와 동일하게 구리재질의 박막을 구비하는 제 1베이스층(111)의 일면의 중심부를 길이방향으로 1㎛ 내지 1.5㎛의 두께로 탄소복합물질이 코팅된 제1 코팅층(112)을 형성하여 음극집전체(110)로 형성될 수 있다. The first base layer 111 and the first coating layer 112 may have a structure in which a central portion of one surface of a first base layer 111 having a copper thin film is formed in a thickness of 1 to 1.5 μm in the longitudinal direction, The first coating layer 112 coated with the composite material may be formed to be formed into the anode current collector 110.

탄소복합물질의 구성은 도 1에서 탄소복합물질이 코팅된 전극집전체(10)를 설명하며 기술된 바와 동일하다.The composition of the carbon composite material is the same as that described and illustrated for the electrode current collector 10 coated with the carbon composite material in FIG.

이러한 음극집전체(100)의 제 1코팅층(112)이 구비되는 면에 음극활물질을 도포하여 음극활물질층(220)을 형성할 수 있다.The negative electrode active material layer 220 may be formed by applying a negative electrode active material to the surface of the negative electrode collector 100 on which the first coating layer 112 is formed.

음극활물질은 각종 천연흑연 및 인조흑연, 실리사이드 등의 실리콘계 복합재료, 및 각종 합금조성재료 등 중에 적어도 하나를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 음극 활물질의 입자 지름은, 일반적으로 2㎛∼15㎛정도인 것이 바람직하다.The negative electrode active material may include at least one of various natural graphite, silicon-based composite materials such as artificial graphite and silicide, and various alloy composition materials, but is not limited thereto. The particle diameter of the negative electrode active material is preferably about 2 mu m to 15 mu m.

상기와 같은 음극활물질, 폴리비닐리덴플루오라이드(PDVF)계 등의 각종바인더 및 N-메틸피롤리돈 등의 용제를 혼합하여, 음극집전체(110)의 코팅면에 도포하고, 건조하고, 압연하여, 음극활물질층(120)을 구비한 음극(100)을 제작할 수 있다. Various binders such as the above-mentioned negative electrode active material, polyvinylidene fluoride (PDVF) and the like and a solvent such as N-methylpyrrolidone are mixed and applied on the coated surface of the negative electrode collector 110, dried, The negative electrode 100 having the negative electrode active material layer 120 can be manufactured.

이렇게 형성된 음극(100)의 표면은 요철형상의 패턴이 생성될 수 있고, 이 패턴은 활물질 입자의 크기에 따라 다르게 형성될 수 있다. The surface of the cathode 100 thus formed may have a concave-convex pattern, and the pattern may be formed differently depending on the size of the active material particles.

양극(200)은 양극집전체(210) 및 양극활물질층(220)을 포함할 수 있다. The anode 200 may include a cathode current collector 210 and a cathode active material layer 220.

양극집전체(210)는 알루미늄 재질의 박막으로 형성된 제 2베이스층(211)을 포함할 수 있다. 양극집전체(210)에 양극활물질을 도포시켜 양극활물질층(220)을 형성하여 양극을 형성할 수 있다. The anode current collector 210 may include a second base layer 211 formed of a thin film of aluminum. The positive electrode current collector 210 may be coated with the positive electrode active material layer 220 to form the positive electrode.

양극활물질은 코발트산리튬계, 니켈산리튬계, 망간산리튬계 등의 리튬 함유 복합 산화물 중에 한가지가 선택되는 재질일수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The cathode active material may be a material selected from lithium-containing complex oxides such as lithium cobaltate, lithium nickelate, and lithium manganate, but is not limited thereto.

상기와 같은 양극활물질, 폴리비닐리덴플루오라이드(PDVF)계 등의 각종바인더 및 N-메틸피롤리돈 등의 용제를 혼합하여, 양극집전체에 도포하고, 건조하고, 압연하여, 양극활물질층(220)을 구비한 양극(200)을 제작할 수 있다. Various kinds of binders such as the above-mentioned cathode active material, polyvinylidene fluoride (PDVF) system, and solvents such as N-methylpyrrolidone are mixed and applied to the positive electrode current collector, dried and rolled to form a positive electrode active material layer 220 can be manufactured.

이렇게 형성된 양극(200)의 표면은 요철형상의 패턴이 생성될 수 있고, 이 패턴은 양극활물질 입자의 크기에 관련되어 있다.The surface of the anode 200 thus formed can be formed with a concave-convex pattern, and this pattern is related to the size of the cathode active material particle.

세퍼레이터(300)의 재료로는 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)계, 나일론, 폴리우레탄, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크리로니트릴, 폴리비닐알콜, 테프론 수지, 폴리아미트 및 에틸메틸셀롤로우즈 등의 재질로부터 한가지가 선택될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the material of the separator 300 include polyvinylidene fluoride (PVDF), nylon, polyurethane, polymethyl methacrylate, polyacrylonitrile, polyvinyl alcohol, Teflon resin, polyamide and ethyl methylcellulose One of which can be selected from the materials of. However, the present invention is not limited thereto.

전해액(400)은 비수용매와 비수용매에 용해된 리튬염으로 이루어 질 수 있다. The electrolyte solution 400 may be composed of a lithium salt dissolved in a non-aqueous solvent and a non-aqueous solvent.

리튬염은 리튬헥사플루오르포스페이트(LiPF6), 리튬헥사플루오르아르센네이트(LiAsF6), 리튬퍼클로라이트(LiClO4), 리튬테트라플루오르보레이트(LiBF4), 리튬트리플로오르메탄술포네이트(LiCF3SO3) 등의 각종 리튬 화합물 중 한가지를 사용할 수 있다. The lithium salt is a lithium salt such as lithium hexafluorophosphate (LiPF6), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF6), lithium perchlorite (LiClO4), lithium tetrafluoroborate (LiBF4), lithium triflouromethane sulfonate (LiCF3SO3) One of the compounds may be used.

비수용매는 에틸렌카보네이트(EC), 디메틸카보네이트(DMC), 디에틸카보네이트(DEC), 에틸메틸카보네이트(EMC) 등에서 선택되는 한 가지를 단독으로 사용할 수 있고, 복수의 용매를 조합하여 사용할 수도 있다. 또한, 양극 또는 음극상에 양호한 피막을 형성시켜, 과충전시의 안정성을 향상시키기 위하여, 비닐렌카보네이트(VC)나 시클로헥실벤젠(CHB) 등을 비수용매에 첨가하여 사용할 수 있다. As the non-aqueous solvent, one selected from ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC) and the like can be used singly or a plurality of solvents can be used in combination. Further, vinylene carbonate (VC), cyclohexylbenzene (CHB), or the like may be added to a nonaqueous solvent in order to form a good film on the positive electrode or the negative electrode and improve the stability at the time of overcharging.

일 실시예에 따라 제조되는 리튬이온 2차 전지(1)는 탄소복합물질이 코팅된 음극집전체(110)에 음극활물질층(120)을 형성시킨 음극(100)과 양극집전체(210)의 일면에 양극활물질층(220)을 형성시킨 양극(200)을 세퍼레이터(300)로 절연하고, 음극(100)과 양극(200)을 전해액(400)에 함침한 후, 파우치와 같은 외장재를 이용하여 포장하여 제조될 수 있다.A lithium ion secondary battery 1 manufactured according to an embodiment includes a cathode 100 having a cathode active material layer 120 formed on a cathode current collector 110 coated with a carbon composite material and a cathode 100 having a cathode active material layer 120 The anode 200 having the cathode active material layer 220 formed on one side thereof is insulated with the separator 300 and the cathode 100 and the anode 200 are impregnated with the electrolyte solution 400 and then, And can be manufactured by packaging.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극집전체 및 이를 구비하는 리튬이온 2차 전지에 대하여 도 4 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 다만, 본 발명의 다른 실시예는 일 실시예와 비교하여 양극집전체에 탄소복합물질이 코팅되는 점에 있어서 차이가 있으므로, 차이점을 위주로 설명하며, 동일한 부분에 대하여는 일 실시예의 설명과 도면 부호를 원용한다.Hereinafter, an electrode current collector according to another embodiment of the present invention and a lithium ion secondary battery having the same will be described with reference to FIGS. 4 to 5. FIG. However, the other embodiment of the present invention differs from the embodiment in that a carbon composite material is coated on a cathode current collector. Therefore, differences will be mainly described, and the same parts will be described with reference to an embodiment and reference numerals I will.

도 4는 다른 실시예에 따른 탄소복합물질이 코팅된 양극집전체(210)의 구성을 모식적으로 나타내는 개략도이다. 4 is a schematic view schematically showing the structure of a cathode current collector 210 coated with a carbon composite material according to another embodiment.

도 4를 참조하면, 양극집전체(210)는 제 2베이스층(211) 및 제 2코팅층(212)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, the cathode current collector 210 may include a second base layer 211 and a second coating layer 212.

예를 들어, 제 2베이스층(211)은 알루미늄 재질의 박막으로 형성될 수 있다. 제 2베이스층(211)의 표면에는 탄소복합물질을 포함하는 제 2코팅층(212)이 코팅될 수 있다. For example, the second base layer 211 may be formed of a thin film of aluminum. A second coating layer 212 including a carbon composite material may be coated on the surface of the second base layer 211.

제 2코팅층(212)은 제 2베이스층(211)의 일면의 중심부를 길이방향으로 소정두께 코팅되어 형성될 수 있다. 제 2코팅층(212)은 1㎛ 내지 1.5㎛의 두께로 코팅되는 것이 바람직하다. 제 2코팅층(212)의 코팅의 방법으로는 그라비아 코트방법, 마이크로 그라비아 방법 및 Mayer Bar 코트방법 중에 한가지가 선택되어 실시될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. The second coating layer 212 may be formed by coating the center portion of one surface of the second base layer 211 with a predetermined thickness in the longitudinal direction. The second coating layer 212 is preferably coated to a thickness of 1 탆 to 1.5 탆. As the coating method of the second coating layer 212, one of gravure coating method, micro gravure method and Mayer Bar coating method may be selected and carried out, but it is not limited thereto.

이하에서는 본 발명의 따른 이하에서는 본 발명에 따른 탄소복합물질을 양극집전체(210)에 코팅하는 방법에 대해 설명하도록 하겠다. Hereinafter, a method of coating the carbon composite material according to the present invention on the cathode current collector 210 will be described.

먼저 알루미늄박막으로 구비된 제 2베이스층(211)을 알칼리 수용액으로 세정한다. 예를 들어 세정 시 사용되는 알칼리 수용액은 5% NaOH수용액 또는 KOH 수용액이 사용될 수 있다. 제 2베이스층(211)으로는 박막, 익스팬디드 메탈(expanded metal), 펀치드 메탈(punched metal) 등을 사용될 수 있다.First, the second base layer 211 made of an aluminum thin film is washed with an aqueous alkaline solution. For example, a 5% NaOH aqueous solution or an aqueous KOH solution may be used as the alkali aqueous solution used for cleaning. As the second base layer 211, a thin film, an expanded metal, a punched metal, or the like can be used.

알칼리 수용액으로 세정된 제 2베이스층(211)을 증류수로 세척한 후, 아세톤등과 같은 유기용매를 이용하여 재세척될 수 있다. 세척과정이 완료된 제 2베이스층(211)은 통상적으로 공기를 사용하여 건조할 수 있다. The second base layer 211 washed with an alkaline aqueous solution may be washed with distilled water and then washed again with an organic solvent such as acetone. The second base layer 211, which has been cleaned, is typically dried using air.

제 2코팅층(212) 형성을 위해 사용하는 탄소복합물질은 솔벤트를 준비하여 여기에 흑연, 코크스, 활성탄, 카본블랙 및 카본나노튜브 중에서 선택된 탄소도전제를 솔벤트와 탄소도전제의 중량비 (85~90) : (1~10) 비율로 분산제와 교반한다. 이후, 폴리비닐리덴플루오라이드(Polyvinylidene Fluoride, PVDF)계와 아크릴산 및 스타이렌뷰타다이엔고무 (Styrene Butadiene Rubber, SBR)중에 한가지가 선택된 바인더를 탄소도전제와 중량비 (5) : (1~10) 비율로 혼합하고 최종적으로 가교제 및 증점제를 혼합한다.The carbon composite material used for forming the second coating layer 212 may be prepared by preparing a solvent and then adding a carbon precursor selected from graphite, coke, activated carbon, carbon black, and carbon nanotubes to a solvent- ): (1 to 10). Thereafter, a binder selected from one of polyvinylidene fluoride (PVDF), acrylic acid and styrene butadiene rubber (SBR) was mixed with a carbon-based precursor and a weight ratio (5): (1 to 10) And finally the cross-linking agent and the thickening agent are mixed.

이렇게 혼합된 탄소복합물질을 세정과정을 거친 제 2베이스층(211)의 중앙부에 길이방향으로 코팅할 수 있다. 코팅의 방법으로는 그라비아 코트방법, 마이크로 그라비아 방법 및 Mayer Bar 코트방법 중에 한가지가 선택되어 실시될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.The mixed carbon composite material may be longitudinally coated on the central portion of the second base layer 211 after the cleaning process. As the coating method, one of gravure coating method, micro gravure method and Mayer Bar coating method can be selected and carried out, but is not limited thereto.

탄소복합물질이 도포된 제 2베이스층(211)을 열처리하여 제 2코팅층(212)이 형성된 양극집전체(210)를 형성할 수 있다. 열처리과정은 열풍기 등을 이용하여 소정온도를 유지하여 열처리 한다. The second base layer 211 coated with the carbon composite material may be thermally treated to form the cathode current collector 210 having the second coating layer 212 formed thereon. The heat treatment process is performed by keeping the predetermined temperature using a hot air blower or the like.

이하에서는 탄소복합물질이 코팅된 양극집전체(210)가 포함된 리튬이온 2차 전지(2)에 대하여 설명한다. Hereinafter, a lithium ion secondary battery 2 including a cathode current collector 210 coated with a carbon composite material will be described.

도 5는 다른 실시예에 따른 탄소복합물질이 코팅된 양극집전체(210)가 구비되는 리튬이온 2차 전지(2)의 구성을 모식적으로 나타내는 개략도이다. 5 is a schematic view schematically showing a configuration of a lithium ion secondary battery 2 having a cathode current collector 210 coated with a carbon composite material according to another embodiment.

도 5를 참조하면, 리튬이온 2차 전지(2)는 음극(100), 양극(200), 세퍼레이터(300) 및 전해액(400)을 포함할 수 있다. 5, the lithium ion secondary battery 2 may include a cathode 100, an anode 200, a separator 300, and an electrolyte 400.

음극(100)은 음극집전체(110) 및 음극활물질층(120)을 포함할 수 있다. The cathode 100 may include a cathode current collector 110 and a cathode active material layer 120.

음극집전체(110)는 제 1베이스층(111)을 포함할 수 있다. 제 1베이스층(111)은 구리재질의 박막을 구비할 수 있다. 이러한 제 1베이스층(111)을 포함하는 음극집전체(110)에 음극활물질이 도포되어 음극활물질층(120)을 형성할 수 있다.The anode current collector 110 may include a first base layer 111. The first base layer 111 may include a thin film of copper. The negative electrode active material layer 120 may be formed by applying a negative electrode active material to the negative electrode collector 110 including the first base layer 111.

상기와 같은 음극활물질, 폴리비닐리덴플루오라이드(PDVF)계 등의 각종바인더 및 N-메틸피롤리돈 등의 용제를 혼합하여, 음극집전체의 코팅면에 도포하고, 건조하고, 압연하여, 음극활물질층(120)을 구비한 음극(100)을 제작할 수 있다. Various binders such as the above-mentioned negative electrode active material, polyvinylidene fluoride (PDVF) and the like and a solvent such as N-methylpyrrolidone are mixed and coated on the coated surface of the negative electrode current collector, dried and rolled, The cathode 100 having the active material layer 120 can be manufactured.

양극(200)은 양극집전체(210) 및 양극활물질(220)을 포함할 수 있다. The anode 200 may include a cathode current collector 210 and a cathode active material 220.

양극집전체(210)는 제 2베이스층(211) 및 제 2코팅층(212)을 포함할 수 있다. The anode current collector 210 may include a second base layer 211 and a second coating layer 212.

제 2 베이스층(211)은 알루미늄 재질의 박막으로 형성될 수 있다. 제 2베이스층(211)의 일면의 중심부에 길이방향으로 탄소복합물질이 1㎛ 내지 1.5㎛의 두께로 코팅되어 형성되는 제 2코팅층(212)을 포함하는 양극집전체(210)를 형성할 수 있다. The second base layer 211 may be formed of a thin film of aluminum. The positive electrode collector 210 including the second coating layer 212 formed by coating a carbon composite material with a thickness of 1 占 퐉 to 1.5 占 퐉 in the longitudinal direction at the center of one surface of the second base layer 211 can be formed have.

양극집전체(210)의 제 2코팅층(212)이 형성된 면에 양극활물질을 도포시켜 양극활물질층(220)을 형성하여 양극(200)을 형성 할 수 있다. The cathode 200 may be formed by applying the cathode active material on the surface of the cathode current collector 210 on which the second coating layer 212 is formed to form the cathode active material layer 220.

상기와 같은 양극활물질, 폴리비닐리덴플루오라이드(PDVF)계 등의 각종바인더 및 N-메틸피롤리돈 등의 용제를 혼합하여, 양극집전체(210)에 도포하고, 건조하고, 압연하여, 양극활물질층(220)을 구비한 양극(200)을 제작할 수 있다. Various kinds of binders such as the above-mentioned cathode active material, polyvinylidene fluoride (PDVF), and solvents such as N-methylpyrrolidone are mixed and applied to the cathode current collector 210, dried and rolled, The anode 200 having the active material layer 220 can be manufactured.

이렇게 형성된 양극의 표면은 요철형상의 패턴이 생성될 수 있고, 이 패턴은 활물질 입자의 크기에 관련되어 있다.The surface of the anode thus formed can be patterned with concavo-convex shapes, which are related to the size of the active material particles.

세퍼레이트(300) 및 전해액(400)의 구성은 도 3의 설명에 기술된 바와 동일하다.The configurations of the separator 300 and the electrolyte 400 are the same as those described in the description of Fig.

상기와 같이 다른 실시예에 따라 제조되는 리튬이온 2차 전지(2)는 음극집전체(110)에 음극활물질층(120)을 형성시킨 음극(100)과 탄소복합물질이 코팅된 양극집전체(210)의 일면에 양극활물질층(220)을 형성시킨 양극(200)을 세퍼레이터(300)로 절연하고, 음극(100)과 양극(200)을 전해액에 함침하고, 파우치와 같은 외장재를 이용하여 포장하여 제조될 수 있다.The lithium ion secondary battery 2 manufactured according to another embodiment of the present invention has a structure in which the cathode 100 having the anode active material layer 120 formed on the anode current collector 110 and the anode collector 100 having the carbon composite material coated thereon The positive electrode 200 having the positive electrode active material layer 220 formed on one surface thereof is insulated with the separator 300 and the negative electrode 100 and the positive electrode 200 are impregnated with the electrolytic solution, .

이하에서는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극집전체 및 이를 구비하는 리튬이온 2차 전지에 대하여 도 6를 참조하여 설명한다. 다만, 본 발명의 다른 실시예는 일 실시예 및 다른 실시예와 비교하여 음극집전체 및 양극집전체 모두에 탄소복합물질이 코팅되는 점에 있어서 차이가 있으므로, 차이점을 위주로 설명하며, 동일한 부분에 대하여는 일 실시예의 설명과 도면 부호를 원용한다.Hereinafter, an electrode current collector and a lithium ion secondary battery having the electrode current collector according to still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. However, the other embodiment of the present invention differs from the embodiment and the other embodiments in that a carbon composite material is coated on both the anode current collector and the cathode current collector, so that the differences will be mainly described. The description of the embodiment and the reference numerals are used.

도 6은 또 다른 실시예에 따른 탄소복합물질이 코팅된 음극집전체 및 양극집전체가 모두 구비되는 리튬이온 2차 전지의 구성을 모식적으로 나타내는 개략도이다.FIG. 6 is a schematic view schematically showing a configuration of a lithium ion secondary battery including both a negative electrode current collector coated with a carbon composite material according to another embodiment and a positive electrode current collector.

도 6을 참조하면, 리튬이온 2차 전지(3)는 음극(100), 양극(200), 세퍼레이터(300) 및 전해액(400)을 포함할 수 있다. 6, the lithium ion secondary battery 3 may include a cathode 100, an anode 200, a separator 300, and an electrolyte 400.

음극(100)은 음극집전체(110) 및 음극활물질(120)을 포함할 수 있다. The cathode 100 may include a cathode current collector 110 and a cathode active material 120.

음극집전체(110)는 제 1베이스층(111) 및 제 1코팅층(112)을 포함할 수 있다. The anode current collector 110 may include a first base layer 111 and a first coating layer 112.

제 1베이스층(111) 및 제 1코팅층(112)은 구리재질의 박막을 구비하는 제 1베이스층(111)의 일면의 중심부를 길이방향으로 1㎛ 내지 1.5㎛의 두께로 탄소복합물질이 코팅된 제1 코팅층(112)을 형성하여 음극집전체(110)로 형성될 수 있다. The first base layer 111 and the first coating layer 112 are formed by coating a center part of one surface of the first base layer 111 having a thin copper film with a carbon composite material in a thickness of 1 탆 to 1.5 탆 in the longitudinal direction The first coating layer 112 may be formed as an anode current collector 110.

이러한 음극집전체(110)의 제 1코팅층(112)이 구비되는 면에 음극활물질(120)이 도포하여 음극(100)을 형성할 수 있다.The anode active material 120 may be applied to the surface of the anode current collector 110 on which the first coating layer 112 is formed to form the cathode 100.

제 2 베이스층(211)은 알루미늄 재질의 박막으로 형성될 수 있다. 제 2베이스층(211)의 일면의 중심부에 길이방향으로 탄소복합물질을 1㎛ 내지 1.5㎛의 두께로 코팅하여 제 2코팅층(212)을 포함하는 양극집전체(210)를 형성할 수 있다. The second base layer 211 may be formed of a thin film of aluminum. The cathode collector 210 including the second coating layer 212 may be formed by coating a carbon composite material with a thickness of 1 탆 to 1.5 탆 in the longitudinal direction at the center of one surface of the second base layer 211.

이러한 양극집전체(210)의 탄소복합물질이 코팅된 일면에 양극활물질(220)이 도포하여 양극(200)을 형성할 수 있다.The positive electrode active material 220 may be coated on one side of the positive electrode collector 210 coated with the carbon composite material to form the positive electrode 200.

탄소복합물질의 구성은 도 1에서 탄소복합물질이 코팅된 전극집전체(10)를 설명하며 기술된 바와 동일하다. 또한, 음극활물질(120) 및 양극활물질(220)은 도 3 및 도 5를 설명하며 기술된 바와 동일하다. 또한, 세퍼레이트(300) 및 전해액(100)의 구성은 도 3의 설명에 기술된 바와 동일하다.The composition of the carbon composite material is the same as that described and illustrated for the electrode current collector 10 coated with the carbon composite material in FIG. The negative electrode active material 120 and the positive electrode active material 220 are the same as those described and described with reference to FIGS. The configurations of the separator 300 and the electrolyte 100 are the same as those described in the description of Fig.

상기와 같이 다른 실시예에 따라 제조되는 리튬이온 2차 전지(3)는 탄소복합물질이 코팅된 음극집전체(110)의 일면에 음극활물질층(120)을 형성시킨 음극(100)과 탄소복합물질이 코팅된 양극집전체(210)의 일면에 양극활물질층(220)을 형성시킨 양극(200)을 세퍼레이터(300)로 절연하고, 음극(200)과 양극(300)을 전해액(400)에 함침하고, 파우치와 같은 외장재를 이용하여 포장하여 제조될 수 있다.As described above, the lithium ion secondary battery 3 manufactured according to another embodiment includes the cathode 100 having the anode active material layer 120 formed on one surface of the anode current collector 110 coated with the carbon composite material, The anode 200 having the cathode active material layer 220 formed on one surface of the cathode current collector 210 coated with the material is insulated with the separator 300 and the cathode 200 and the anode 300 are connected to the electrolyte 400 Impregnated, and packaged using exterior materials such as pouches.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 리튬이온 2차 전지(1)와 일반적으로 사용하는 리튬이온 2차 전지를 비교하여 설명하겠다.Hereinafter, a lithium ion secondary battery 1 manufactured in accordance with an embodiment of the present invention will be described in comparison with a lithium ion secondary battery generally used.

도 7은 일 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지(1)의 5회의 충전 및 방전테스트 결과를 종래의 기술과 비교하여 보여주는 그래프이다.FIG. 7 is a graph showing the results of five charging and discharging tests of the lithium ion secondary battery 1 according to an embodiment in comparison with the conventional technology.

도 7을 참조하면, (a) 그래프는 기존의 구리재질의 박막을 구비하는 음극집전체와 알루미늄 재질의 박막을 구비하는 양극집전체를 포함하는 리튬이온 2차 전지에 대해 5회의 충방전테스트를 실시한 결과이며, (b) 그래프는 일 실시예에 따라, 구리재질의 박막을 구비하는 제 1베이스층(111)에 입자가 5 내지 200nm의 입경인 카본블랙입자를 탄소도전제로 이용하는 탄소복합물질을 코팅하여 제 1코팅층(112)을 형성하는 음극집전체(110)와 기존의 알루미늄 재질의 박막을 구비하는 양극집전체(210)를 포함하는 리튬이온 2차 전지(1)에 대해 5회의 충방전테스트를 실시한 결과이다.Referring to FIG. 7, (a) is a graph showing the results of five charge / discharge tests on a lithium ion secondary battery including a cathode current collector having a conventional copper thin film and a cathode current collector having a thin aluminum film (B) is a graph showing a carbon composite material in which carbon black particles having particle diameters of 5 to 200 nm are used as a carbon conductive material in a first base layer 111 having a copper thin film according to an embodiment The lithium ion secondary battery 1 including the negative electrode current collector 110 forming the first coating layer 112 and the positive electrode current collector 210 having the thin film of the conventional aluminum material is coated and discharged five times This is the result of the test.

기존의 리튬이온 2차 전지의 경우 5회의 충전 및 방전시 걸리는 시간이 600초를 초과하였지만 일 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지(1)는 충전 및 방전에 걸리는 시간이 500초가 초과 되지 않았다. 일 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지(1)는 5회의 충방전에 걸리는 시간이 약 100초가 단축되는 모습을 보였다. 이는, 탄소복합물질이 음극집전체(110)의 표면과 음극활물질(120) 사이에 발생하는 계면저항이 감소시킬 수 있다는 것을 의미할 수 있다. In the conventional lithium ion secondary battery, the time required for charging and discharging five times exceeded 600 seconds, but the time required for charging and discharging of the lithium ion secondary battery 1 according to one embodiment did not exceed 500 seconds. In the lithium ion secondary battery 1 according to the embodiment, the time required for charging and discharging five times was shortened by about 100 seconds. This may mean that the carbon composite material can reduce the interfacial resistance generated between the surface of the anode current collector 110 and the anode active material 120.

도 8은 일 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지(1)의 충전을 50회 실시하였을 경우에 대한 전기용량을 종래의 기술과 비교하여 보여주는 그래프이다.FIG. 8 is a graph showing the capacitance of the lithium ion secondary battery 1 according to an embodiment of the present invention in comparison with the conventional technology when the charging is performed 50 times.

도 8을 참조하면, (a) 그래프는 기존의 구리재질의 박막을 구비하는 음극집전체와 알루미늄 재질의 박막을 구비하는 양극집전체를 포함하는 리튬이온 2차 전지에 대해 50회의 충 충전테스트를 실시한 결과이며, (b) 그래프는 일 실시예에 따라, 구리재질의 박막을 구비하는 제 1베이스층(111)에 입자가 5 내지 200nm의 입경인 카본블랙입자를 탄소도전제로 이용하는 탄소복합물질을 코팅하여 제 1코팅층(112)을 형성하는 음극집전체(110)와 기존의 알루미늄 재질의 박막을 구비하는 양극집전체(210)를 포함하는 리튬이온 2차 전지(1)에 대해 50회의 충전테스트를 실시한 결과이다.Referring to FIG. 8, (a) is a graph showing the results of 50 charge-and-hold tests for a lithium ion secondary battery including a cathode current collector having a copper thin film and a cathode current collector having a thin aluminum film (B) is a graph showing a carbon composite material in which carbon black particles having particle diameters of 5 to 200 nm are used as a carbon conductive material in a first base layer 111 having a copper thin film according to an embodiment A lithium ion secondary battery 1 including a cathode current collector 110 forming a first coating layer 112 and a cathode current collector 210 comprising a thin aluminum film of the present invention is subjected to 50 charge tests .

기존의 리튬이온 2차 전지의 경우 초기의 충전시의 전기 용량의 비해 계속되는 충전시의 전기용량이 감소되는 결과가 확연히 나타나며, 충전의 횟수가 50회가 들어서자 전기용량이 급격하게 떨어지는 모습을 보였다.In the case of the conventional lithium ion secondary battery, the capacity of the battery at the time of charging was markedly decreased compared with the capacity at the initial charging, and the capacity of the battery dropped rapidly at 50 times of charging .

하지만, 일 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지(1)의 경우, 충전 시 전기용량이 기존의 리튬이온 2차 전지(1)에 비해 계속되는 충전에 전기용량의 감소가 완화되었으며, 50회에 들어섰을 경우에 전기용량이 급격하게 감소하지 않았다. 이는 탄소복합물질을 코팅한 음극집전체(110)를 사용하는 리튬이온 2차 전지(1)의 수명이 증가하였다는 것을 반증할 수 있다. However, in the case of the lithium ion secondary battery 1 according to the embodiment, the reduction in the electric capacity has been alleviated in the continuous charging compared to the conventional lithium ion secondary battery 1 in the case of charging, The electric capacity did not decrease sharply. This can disprove that the lifetime of the lithium ion secondary battery 1 using the anode current collector 110 coated with the carbon composite material is increased.

도 9는 일 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지(1)의 충전을 50회 실시하였을 경우에 대한 전기용량과 전압의 관계를 종래의 기술과 비교하여 보여주는 그래프이다.FIG. 9 is a graph showing the relationship between the capacitance and the voltage when the lithium ion secondary battery 1 is charged 50 times according to one embodiment, in comparison with the conventional art.

도 9를 참조하면, (a) 그래프는 기존의 구리재질의 박막을 구비하는 음극집전체와 알루미늄 재질의 박막을 구비하는 양극집전체를 포함하는 리튬이온 2차 전지에 대해 50회의 충 충전테스트를 실시한 결과이며, (b) 그래프는 일 실시예에 따라, 구리재질의 박막을 구비하는 제 1베이스층(111)에 입자가 5 내지 200nm의 입경인 카본블랙입자를 탄소도전제로 이용하는 탄소복합물질을 코팅하여 제 1코팅층(112)을 형성하는 음극집전체(110)와 기존의 알루미늄 재질의 박막을 구비하는 양극집전체(210)를 포함하는 리튬이온 2차 전지(1)에 대해 50회의 충전테스트를 실시한 결과이다.Referring to FIG. 9, (a) is a graph showing the results of 50 fill-up tests on a lithium ion secondary battery including a cathode current collector having a copper thin film and a cathode current collector having a thin aluminum film (B) is a graph showing a carbon composite material in which carbon black particles having particle diameters of 5 to 200 nm are used as a carbon conductive material in a first base layer 111 having a copper thin film according to an embodiment A lithium ion secondary battery 1 including a cathode current collector 110 forming a first coating layer 112 and a cathode current collector 210 comprising a thin aluminum film of the present invention is subjected to 50 charge tests .

기존의 리튬이온 2차 전지는 계속되는 충전에 있어서, 전압값이 감소할수록 전기용량의 차이에 있어서 노이즈가 많이 발생하는 것을 보였다. The conventional lithium ion secondary battery showed a large amount of noise in the difference of electric capacity as the voltage value was decreased in the subsequent charging.

하지만, 일 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지(1)의 경우, 계속되는 충전에 있어서, 전압값이 감소함에 따라 전기용량의 차이에 있어서, 노이즈가 현저히 감소하는 모습을 보여준다.However, in the case of the lithium ion secondary battery 1 according to the embodiment, the noise is remarkably reduced in the capacitance difference as the voltage value is decreased in the subsequent charging.

이는 충전 및 방전 시, 일 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지(1)의 충전 특성이 개선되었다는 것을 보여준다.This shows that charging characteristics of the lithium ion secondary battery 1 according to one embodiment are improved upon charging and discharging.

이하에서는, 일 실시예에 따라 탄소복합물질의 고형분 함량을 변화하여 제작된 리튬이온 2차 전지(1)에 관하여, 코팅작업성, 외관, 저항, 접착력 및 패턴성을 표 1에 정리한다. 여기서 고형분은 탄소복합물질에서 탄소도전제와 바인더와 가교제와 분산제 및 증점제의 합을 지칭한다. Table 1 below shows the coating workability, appearance, resistance, adhesion, and patternability of the lithium ion secondary battery 1 manufactured by changing the solid content of the carbon composite material according to one embodiment. Here, the solid content refers to the sum of the carbon-based conductive agent, the binder, the cross-linking agent, the dispersant, and the thickener in the carbon composite material.

구분division 고형분 10%Solid content 10% 고형분 17%Solid content 17% 고형분 19%Solid content 19% 고형분 21%Solid content 21% 코팅 작업성Coating workability 우수Great 우수Great 우수Great 우수Great 외관Exterior 전체코팅Whole coating 전체코팅Whole coating 변부 미코팅Unexposed coating 변부 미코팅Unexposed coating 저항resistance 2mΩ2mΩ 2mΩ2mΩ 2mΩ2mΩ 2mΩ2mΩ 접착력Adhesion 100/100100/100 100/100100/100 100/100100/100 100/100100/100 패턴성Pattern property 균일Uniformity 균일Uniformity 일부 불균일Some nonuniformity 일부 불균일Some nonuniformity

일 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지는 탄소복합물질의 고형분 함량에 관계없이 코팅 작업성, 저항 및 접착력은 동일하게 나타났으며, 탄소복합물질의 고형분 함량이 19%인 리튬이온 2차 전지와 탄소복합물질의 고형분 함량이 21%인 리튬이온 2차 전지에서 외관에 변부를 미코팅하여 패턴성이 일부 분균일 하게 나타남을 확인할 수 있다. 음극집전체의 변부를 미코팅 하더라도 패턴성에 차이가 있을 뿐 나머지 사항에 대하여 변화가 없으므로, 음극집전체의 변부를 미코팅하고 고형분 함량을 줄여서 사용하는 리튬이온 2차 전지가 재료를 절감차원에서는 바람직하다.The lithium ion secondary battery according to one embodiment showed the same coating workability, resistance and adhesive force regardless of the solid content of the carbon composite material, and the lithium ion secondary battery having the solid content of the carbon composite material of 19% Carbon composite material having a solid content of 21% was uncoated on the outer surface of the lithium ion secondary battery. The lithium ion secondary battery which is used by uncoating the edges of the negative electrode collector and reducing the solid content is preferable in terms of reducing the material because there is no difference in the pattern properties even when the edges of the negative electrode collector are uncoated Do.

이하에서는, 일 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지의 탄소복합물질에 포함된 카본블랙입자의 함량과 고형분 함량에 따른 저항특성을 표2에 정리한다. Table 2 summarizes the content of carbon black particles contained in the carbon composite material of the lithium ion secondary battery according to one embodiment and the resistance characteristics according to the solid content.

구분division 카본블랙 5%Carbon black 5% 카본블랙 7%Carbon black 7% 카본블랙 10%Carbon black 10% 카본블랙 15%Carbon black 15% 저항resistance 2mΩ2mΩ 3.5mΩ3.5mΩ 1.8mΩ1.8mΩ 1.3mΩ1.3mΩ

일 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지는 카본블랙의 함량이 5%일 때, 저항값은 2mΩ, 카본블랙의 함량이 7%일 때 3.5mΩ, 카본블랙의 함량이 10%일 때 저항 값은 1.8mΩ으로 나타났다. 또한 카본블랙의 함량이 15%일 경우에 저항값은 1.3mΩ으로 나타났다. 이는 탄소복합물질이 코팅된 음극집전체를 사용하는 리튬이온 2차 전지의 경우 탄소복합물질의 카본블랙입자의 함량에 따라 저항값을 변경할 수 있으며, 탄소복합물질에서 카본 블랙의 함량을 15%를 사용했을 경우 저항값을 낮추는데 있어서 효과적임을 보여줄 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지의 음극집전체를 탄소복합물질로 코팅함에 있어 카본블랙의 함량을 조절하여 원하는 저항값을 선택할 수 있다.The lithium ion secondary battery according to one embodiment has a resistance value of 2 m? When the content of carbon black is 5%, 3.5 m? When the content of carbon black is 7%, and a resistance value of 10% when the content of carbon black is 10% 1.8 mΩ. When the content of carbon black was 15%, the resistance value was 1.3 mΩ. This is because, in the case of a lithium ion secondary battery using an anode current collector coated with a carbon composite material, the resistance value can be changed according to the content of the carbon black particles of the carbon composite material, and the content of carbon black in the carbon composite material is 15% If used, it can be shown to be effective in lowering the resistance value. Therefore, in coating the anode current collector of the lithium ion secondary battery according to one embodiment with the carbon composite material, the desired resistance value can be selected by controlling the content of carbon black.

이하에서는, 다른 실시예에 따라 제조된 리튬이온 2차 전지(2)와 기존의 리튬이온 2차 전지를 비교하여 설명하겠다.Hereinafter, the lithium ion secondary battery 2 manufactured according to another embodiment will be compared with a conventional lithium ion secondary battery.

도 10은 다른 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지(2)의 10000분간의 충전 및 방전테스트 결과를 종래의 기술과 비교하여 보여주는 그래프이다. FIG. 10 is a graph showing the result of charging and discharging test for 10,000 minutes of the lithium ion secondary battery 2 according to another embodiment, in comparison with the conventional technology.

도 10을 참조하면, (a) 그래프는 기존의 구리재질의 박막을 구비하는 음극집전체와 알루미늄 재질의 박막을 구비하는 양극집전체를 포함하는 리튬이온 2차 전지에 대해 10000분간 충전 및 방전테스트를 실시한 결과이며, (b) 그래프는 일 실시예에 따라, 기존의 구리재질의 박막을 구비하는 음극집전체(110)와 알루미늄 재질의 박막을 구비하는 제 2베이스층(211)에 입자가 5 내지 200nm의 입경인 카본블랙입자를 탄소도전제로 이용하는 탄소복합물질을 코팅하여 제 2코팅층(212)을 형성하는 양극집전체(210)를 포함하는 리튬이온 2차 전지(2)에 대해 10000분간 충전 및 방전 테스트를 실시한 결과이다. 10 (a) is a graph showing a lithium ion secondary battery including a cathode current collector having a conventional copper-based thin film and a cathode current collector having a thin aluminum film, charging and discharging tests for 10,000 minutes (B) is a graph showing a graph showing the relationship between the number of particles 5 in the second base layer 211 including the anode current collector 110 having the conventional copper thin film and the aluminum thin film, The lithium ion secondary battery 2 including the positive electrode collector 210 coating the carbon composite material using the carbon black particles having particle diameters of 200 nm to 200 nm to form the second coating layer 212 was charged for 10,000 minutes And a discharge test.

(a) 그래프와 (b) 그래프를 비교하면 기존의 리튬이온 2차 전지에 비하여 다른 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지(2)의 전압의 유지특성이 개선되었음을 보여준다.Comparing the graph (a) and the graph (b) shows that the voltage holding characteristics of the lithium ion secondary battery 2 according to another embodiment are improved as compared with the conventional lithium ion secondary battery.

또한, 10000분간의 테스트 결과, 기존의 리튬이온 2차 전지는 약 18회의 충방전 횟수를 보였으며, 다른 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지(2)의 경우 약 45회의 충방전 횟수를 보였다. Also, as a result of the test for 10000 minutes, the conventional lithium ion secondary battery showed about 18 charging / discharging times, and the lithium ion secondary battery 2 according to another embodiment showed about 45 charging / discharging times.

다른 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지(2) 반해, 기존의 리튬이온 2차 전지의 실측저항이 다소 낮게 나타났으나, 충전의 속도가 증가된 점으로 보았을 때, 양극집전체(210)의 표면과 양극활물질간(220)의 계면 저항은 감소된 것을 확인할 수 있다.In contrast to the lithium ion secondary battery 2 according to another embodiment, the actual resistance of the conventional lithium ion secondary battery is slightly lower than that of the conventional lithium ion secondary battery 2, The interface resistance between the surface and the cathode active material 220 is reduced.

도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 실시예들에 따른 리튬이온 2차 전지는 탄소복합물질을 전극집전체에 코팅함으로써, 전극집전체와 각각의 활물질간의 계면저항이 감소되어 충전 및 방전 특성이 개선되었음을 반증할 수 있다. 7 to 10, in the lithium ion secondary battery according to the embodiments, the carbon composite material is coated on the electrode current collector so that the interface resistance between the electrode current collector and each of the active materials is reduced and the charging and discharging characteristics Can be seen.

본 발명의 실시예들에 따르면, 탄소복합물질을 코팅한 음극집전체 및 양극집전체를 사용하는 리튬이온 2차 전지는, 전극집전체와 활물질층간의 계면저항을 감소시켜, 충방전 특성을 상승시키고 리튬이온 2차 전지의 수명을 개선할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지는 배터리의 출력 시, 전압을 2.7 내지 3.5V로 유지시켜 줄 수 있다.According to embodiments of the present invention, a lithium ion secondary battery using a negative electrode current collector coated with a carbon composite material and a positive electrode current collector reduces the interfacial resistance between the electrode current collector and the active material layer, And the lifetime of the lithium ion secondary battery can be improved. In addition, the lithium ion secondary battery according to the embodiment of the present invention can maintain the voltage at 2.7 to 3.5 V when the battery is output.

이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다. Although the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And various modifications and changes may be made thereto without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

10 : 전극집전체
11 : 베이스층
12 : 코팅층
100 : 음극
110 : 음극집전체
111 : 제 1베이스층
112 : 제 1코팅층
120 : 음극활물질층
200 : 양극
210 : 양극집전체
211 : 제 2베이스층
212 : 제 2코팅층
220 : 양극활물질층
300 : 세퍼레이터
400 : 전해액10: electrode collector
11: base layer
12: Coating layer
100: cathode
110: cathode collector
111: first base layer
112: first coating layer
120: anode active material layer
200: anode
210: positive collector
211: second base layer
212: Second coating layer
220: cathode active material layer
300: separator
400: electrolyte

Claims

금속 재질의 박막을 구비하는 베이스층; 및
상기 베이스층의 표면에 탄소복합물질이 1㎛ 내지 1.5㎛의 두께로 코팅되되, 길이방향의 횡 방향의 단부가 상기 베이스층의 길이방향의 횡 방향의 단부와 소정간격 이격되도록 상기 베이스 층의 일면의 중심부에 길이방향으로 코팅된 코팅층;
을 포함하고,
상기 탄소복합물질은,
흑연, 코크스, 활성탄, 카본블랙 및 카본나노튜브 중에서 선택된 탄소도전제와 솔벤트와 바인더와 가교제와 분산제 및 증점제를 포함하고,
상기 탄소도전제 : 상기 솔벤트 : 상기 바인더 : 상기 가교제와 분산제 및 증점제의 중량비가 (1 ~ 10) : (85 ~ 90) : (5) : (3 ~ 5) 비율인 전극집전체.A base layer having a thin film of a metal material; And
A carbon composite material is coated on the surface of the base layer to a thickness of 1 to 1.5 占 퐉 so that a transverse end in the longitudinal direction is spaced apart from a transverse end in the longitudinal direction of the base layer by a predetermined distance, A coating layer coated in the longitudinal direction at the center of the coating layer;
/ RTI >
In the carbon composite material,
Carbon black selected from graphite, coke, activated carbon, carbon black and carbon nanotubes, a solvent, a binder, a crosslinking agent, a dispersing agent, and a thickener,
Wherein the weight ratio of the crosslinking agent to the dispersing agent and the thickening agent is in the range of (1 to 10): (85 to 90): (5): (3 to 5).

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제 1항에 있어서,
상기 탄소도전제는,
입자가 5 내지 200nm의 입경인 카본블랙입자를 포함하는 전극집전체.The method according to claim 1,
The above-
An electrode collector comprising carbon black particles having a particle size of 5 to 200 nm.

삭제delete

제 1항에 있어서,
상기 코팅층은,
그라비아 코트방법, 마이크로 그라비아 방법 및 Mayer Bar 코트법 중에 적어도 하나의 방법으로 상기 탄소복합물질이 코팅되는 전극집전체.The method according to claim 1,
Wherein the coating layer comprises:
Wherein the carbon composite material is coated by at least one of a gravure coating method, a micro gravure method, and a Mayer Bar coating method.

제 1항에 있어서,
두께가12㎛ 내지 14㎛인 전극집전체.The method according to claim 1,
The electrode collector has a thickness of 12 탆 to 14 탆.

구리재질의 제 1베이스층을 포함하는 음극집전체에 활물질을 도포하여 형성하는 음극;
알루미늄 재질의 제 2베이스층을 포함하는 양극집전체에 활물질을 도포하여 형성하는 양극;
상기 음극 및 상기 양극 사이에 개재되는 세퍼레이터; 및
상기 음극 및 양극이 함침되는 전해액;
을 포함하고,
상기 제 1베이스층에 탄소복합물질이 1㎛ 내지 1.5㎛의 두께로 코팅되되 길이방향의 횡 방향의 단부가 상기 베이스층의 길이방향의 횡 방향의 단부와 소정간격 이격되도록 상기 베이스 층의 일면의 중심부에 길이방향으로 코팅된 제 1코팅층을 구비하는 상기 음극 또는 상기 제 2베이스층에 탄소복합물질이 1㎛ 내지 1.5㎛의 두께로 코팅되되 길이방향의 횡 방향의 단부가 상기 베이스층의 길이방향의 횡 방향의 단부와 소정간격 이격되도록 상기 베이스 층의 일면의 중심부에 길이방향으로 코팅된 제 2코팅층을 구비하는 상기 양극 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
상기 탄소복합물질은,
흑연, 코크스, 활성탄, 카본블랙 및 카본나노튜브 중에서 선택된 탄소도전제와 솔벤트와 바인더와 가교제와 분산제 및 증점제를 포함하고,
상기 탄소도전제 : 상기 솔벤트 : 상기 바인더 : 상기 가교제와 분산제 및 증점제의 중량비가 (1 ~ 10) : (85 ~ 90) : (5) : (3 ~ 5) 비율인 리튬이온 2차 전지.A negative electrode formed by applying an active material to an anode current collector including a first base layer made of a copper material;
A positive electrode formed by applying an active material to a positive electrode current collector including a second base layer made of an aluminum material;
A separator interposed between the cathode and the anode; And
An electrolyte in which the negative electrode and the positive electrode are impregnated;
/ RTI >
The carbon composite material is coated on the first base layer to a thickness of 1 占 퐉 to 1.5 占 퐉 so that the transverse end in the longitudinal direction is spaced from the transverse end in the longitudinal direction of the base layer by a predetermined distance, A carbon composite material is coated to a thickness of 1 탆 to 1.5 탆 in the negative electrode or the second base layer having a first coating layer coated in the longitudinal direction at its center, And at least one of the anode and the cathode having a second coating layer longitudinally coated at a central portion of one surface of the base layer so as to be spaced apart from a lateral end of the base layer,
In the carbon composite material,
Carbon black selected from graphite, coke, activated carbon, carbon black and carbon nanotubes, a solvent, a binder, a crosslinking agent, a dispersing agent, and a thickener,
Wherein the weight ratio of the carbon-based conductive agent: the solvent: the binder: the crosslinking agent, the dispersant, and the thickener is (1 to 10) :( 85 to 90): (5): (3 to 5).

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제 10항에 있어서,
상기 탄소도전제는,
입자가 5 내지 200nm의 입경인 카본블랙입자를 포함하는 리튬이온 2차 전지.

11. The method of claim 10,
The above-
A lithium ion secondary battery comprising carbon black particles having a particle size of 5 to 200 nm.