KR101846727B1 - 전극집전체 및 이를 구비하는 리튬이온 2차 전지 - Google Patents

전극집전체 및 이를 구비하는 리튬이온 2차 전지 Download PDF

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Abstract

탄소복합물질이 코팅되는 전극집전체 및 이를 구비하는 리튬이온 2차 전지를 제공한다. 전극집전체는 금속 재질의 박막을 구비하는 베이스층 및 베이스층의 표면에 탄소복합물질이 1㎛ 내지 1.5㎛의 두께로 코팅되는 코팅층을 포함할 수 있다. 탄소복합물질이 코팅되는 전극집전체는 전극활물질과의 계면 저항을 감소시켜 리튬이온 2차 전지의 충전 및 방전 특성을 개선할 수 있다.

Description

전극집전체 및 이를 구비하는 리튬이온 2차 전지{ELECTRODE CURRENT COLLECTOR AND LITHIUM-ION SECONDARY BATTERY WITH THE SAME}
본 발명은 전극집전체 및 이를 구비하는 리튬이온 2차 전지에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 탄소복합물질을 코팅한 전극집전체 및 이를 구비하는 리튬이온 2차 전지에 관한 것이다.
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.
2차 전지는 외부 전원으로 공급받은 전류가 양극과 음극 사이에서 물질의 산화ㆍ환원 반응을 일으키는 과정에서 생성된 전기를 충전하는 방식으로 반영구적 사용이 가능한 전지를 말한다.
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.
하지만, 이러한 방법으로 형성된 리튬이온 2차 전지는 전극집전체와 각각의 활물질층 사이의 계면 저항이 상승되어 충방전 특성저하와 배터리의 수명저하가 발생할 수 있다.
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.
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.
일측에 따르면, 상기 베이스층은, 음극집전체를 형성하기 위한 구리재질 또는 양극집전체를 형성하기 위한 알루미늄재질 중에 하나일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 코팅층은, 상기 베이스층의 일면의 중심부를 길이방향으로 코팅하는 것을 특징으로 할 수 있다.
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.
일측에 따르면, 상기 바인더는, 폴리비닐리덴플루오라이드(Polyvinylidene Fluoride, PVDF)계와 아크릴산 및 스타이렌뷰타다이엔고무 (Styrene Butadiene Rubber, SBR)중에 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 탄소도전제는, 입자가 5 내지 200nm의 입경인 카본블랙입자를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 증점제는 카복시메틸셀룰로스(Carboxylmethyl Cellulose, CMC)를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 코팅층은, 그라비아 코트방법, 마이크로 그라비아 방법 및 Mayer Bar 코트법 중에 적어도 하나의 방법으로 상기 탄소복합물질이 코팅될 수 있다.
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.
일측에 따르면, 상기 탄소복합물질은, 상기 제 1베이스층 및 제 2베이스층의 일면의 중심부를 길이방향으로 코팅하는 것을 특징으로 할 수 있다.
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.
일측에 따르면, 상기 탄소도전제는, 입자가 5 내지 200nm의 입경인 카본블랙입자를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 탄소복합물질을 각각의 전극집전체에 코팅하여, 전극집전체와 활물질층과의 계면저항을 감소시켜 리튬이온 2차 전지의 충방전 특성 및 배터리의 수명을 개선시킬 수 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
이를 구현하기 위해 기술되는 실시예들에서 탄소복합물질이 코팅된 전극집전체와 이를 구비하는 리튬이온 2차 전지를 제공한다.
도 1은 실시예들에 따른 탄소복합물질이 코팅된 전극집전체(10)의 구성을 모식적으로 나타내는 사시도 이다.
도 1을 참조하면, 전극집전체(10)는 베이스층(11)과 코팅층(12)을 포함할 수 있다.
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.
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.
탄소복합물질이 코팅된 전극집전체의 두께는 12㎛ 내지 14㎛ 인 것이 바람직하다.
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.
탄소복합물질에 사용하는 탄소도전제의 입자는 선택의 범위가 넓은 5 내지 200nm의 입경의 카본블랙을 사용하는 것이 바람직하다.
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.
증점제는 점도를 올리기 위해 사용되며, 카복시메틸셀룰로스(Carboxylmethyl Cellulose, CMC)를 사용할 수 있다.
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.
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.
도 2는 일 실시예에 따른 탄소복합물질이 코팅된 음극집전체(110)의 구성을 모식적으로 나타내는 개략도이다.
도 2를 참조하면, 음극집전체(110)는 제 1베이스층(111) 및 제 1코팅층(112)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제 1베이스층(111)은 구리재질의 박막으로 형성될 수 있다. 제 1베이스층의 표면에는 제 1코팅층(112)이 코팅될 수 있다.
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.
탄소복합물질의 구성은 도 1에서 탄소복합물질이 코팅된 전극집전체(10)를 설명하며 기술된 바와 동일하다.
이하에서는 본 발명의 따른 이하에서는 본 발명에 따른 탄소복합물질을 음극집전체(110)에 코팅하는 방법에 대해 설명하도록 하겠다.
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.
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.
이와는 별도로 탄소복합물질을 준비할 수 있다.
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.
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.
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.
이하에서는 탄소복합물질이 코팅된 음극집전체(110)가 포함된 리튬이온 2차 전지(1)에 대하여 설명한다.
도 3은 일 실시예에 따른 탄소복합 물질이 코팅된 음극집전체(110)가 구비되는 리튬이온 2차 전지(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 개략도이다.
도 3을 참조하면, 리튬이온 2차 전지(1)는 음극(100), 양극(200), 세퍼레이터(300) 및 전해액(400)을 포함할 수 있다.
음극(100)은 제 1베이스층(111), 제 1코팅층(112) 및 음극활물질층(120)을 포함할 수 있다.
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.
탄소복합물질의 구성은 도 1에서 탄소복합물질이 코팅된 전극집전체(10)를 설명하며 기술된 바와 동일하다.
이러한 음극집전체(100)의 제 1코팅층(112)이 구비되는 면에 음극활물질을 도포하여 음극활물질층(220)을 형성할 수 있다.
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.
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.
이렇게 형성된 음극(100)의 표면은 요철형상의 패턴이 생성될 수 있고, 이 패턴은 활물질 입자의 크기에 따라 다르게 형성될 수 있다.
양극(200)은 양극집전체(210) 및 양극활물질층(220)을 포함할 수 있다.
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.
양극활물질은 코발트산리튬계, 니켈산리튬계, 망간산리튬계 등의 리튬 함유 복합 산화물 중에 한가지가 선택되는 재질일수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
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.
이렇게 형성된 양극(200)의 표면은 요철형상의 패턴이 생성될 수 있고, 이 패턴은 양극활물질 입자의 크기에 관련되어 있다.
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.
전해액(400)은 비수용매와 비수용매에 용해된 리튬염으로 이루어 질 수 있다.
리튬염은 리튬헥사플루오르포스페이트(LiPF6), 리튬헥사플루오르아르센네이트(LiAsF6), 리튬퍼클로라이트(LiClO4), 리튬테트라플루오르보레이트(LiBF4), 리튬트리플로오르메탄술포네이트(LiCF3SO3) 등의 각종 리튬 화합물 중 한가지를 사용할 수 있다.
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.
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.
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.
도 4는 다른 실시예에 따른 탄소복합물질이 코팅된 양극집전체(210)의 구성을 모식적으로 나타내는 개략도이다.
도 4를 참조하면, 양극집전체(210)는 제 2베이스층(211) 및 제 2코팅층(212)을 포함할 수 있다.
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.
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.
탄소복합물질의 구성은 도 1에서 탄소복합물질이 코팅된 전극집전체(10)를 설명하며 기술된 바와 동일하다.
이하에서는 본 발명의 따른 이하에서는 본 발명에 따른 탄소복합물질을 양극집전체(210)에 코팅하는 방법에 대해 설명하도록 하겠다.
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.
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.
이와는 별도로 탄소복합물질을 준비할 수 있다.
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.
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.
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.
이하에서는 탄소복합물질이 코팅된 양극집전체(210)가 포함된 리튬이온 2차 전지(2)에 대하여 설명한다.
도 5는 다른 실시예에 따른 탄소복합물질이 코팅된 양극집전체(210)가 구비되는 리튬이온 2차 전지(2)의 구성을 모식적으로 나타내는 개략도이다.
도 5를 참조하면, 리튬이온 2차 전지(2)는 음극(100), 양극(200), 세퍼레이터(300) 및 전해액(400)을 포함할 수 있다.
음극(100)은 음극집전체(110) 및 음극활물질층(120)을 포함할 수 있다.
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.
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.
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.
이렇게 형성된 음극(100)의 표면은 요철형상의 패턴이 생성될 수 있고, 이 패턴은 활물질 입자의 크기에 따라 다르게 형성될 수 있다.
양극(200)은 양극집전체(210) 및 양극활물질(220)을 포함할 수 있다.
양극집전체(210)는 제 2베이스층(211) 및 제 2코팅층(212)을 포함할 수 있다.
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.
탄소복합물질의 구성은 도 1에서 탄소복합물질이 코팅된 전극집전체(10)를 설명하며 기술된 바와 동일하다.
양극집전체(210)의 제 2코팅층(212)이 형성된 면에 양극활물질을 도포시켜 양극활물질층(220)을 형성하여 양극(200)을 형성 할 수 있다.
양극활물질은 코발트산리튬계, 니켈산리튬계, 망간산리튬계 등의 리튬 함유 복합 산화물 중에 한가지가 선택되는 재질일수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
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.
이렇게 형성된 양극의 표면은 요철형상의 패턴이 생성될 수 있고, 이 패턴은 활물질 입자의 크기에 관련되어 있다.
세퍼레이트(300) 및 전해액(400)의 구성은 도 3의 설명에 기술된 바와 동일하다.
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.
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.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 탄소복합물질이 코팅된 음극집전체 및 양극집전체가 모두 구비되는 리튬이온 2차 전지의 구성을 모식적으로 나타내는 개략도이다.
도 6을 참조하면, 리튬이온 2차 전지(3)는 음극(100), 양극(200), 세퍼레이터(300) 및 전해액(400)을 포함할 수 있다.
음극(100)은 음극집전체(110) 및 음극활물질(120)을 포함할 수 있다.
음극집전체(110)는 제 1베이스층(111) 및 제 1코팅층(112)을 포함할 수 있다.
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.
이러한 음극집전체(110)의 제 1코팅층(112)이 구비되는 면에 음극활물질(120)이 도포하여 음극(100)을 형성할 수 있다.
양극(200)은 양극집전체(210) 및 양극활물질(220)을 포함할 수 있다.
양극집전체(210)는 제 2베이스층(211) 및 제 2코팅층(212)을 포함할 수 있다.
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.
이러한 양극집전체(210)의 탄소복합물질이 코팅된 일면에 양극활물질(220)이 도포하여 양극(200)을 형성할 수 있다.
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.
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.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 리튬이온 2차 전지(1)와 일반적으로 사용하는 리튬이온 2차 전지를 비교하여 설명하겠다.
도 7은 일 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지(1)의 5회의 충전 및 방전테스트 결과를 종래의 기술과 비교하여 보여주는 그래프이다.
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.
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.
도 8은 일 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지(1)의 충전을 50회 실시하였을 경우에 대한 전기용량을 종래의 기술과 비교하여 보여주는 그래프이다.
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.
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.
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.
도 9는 일 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지(1)의 충전을 50회 실시하였을 경우에 대한 전기용량과 전압의 관계를 종래의 기술과 비교하여 보여주는 그래프이다.
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.
기존의 리튬이온 2차 전지는 계속되는 충전에 있어서, 전압값이 감소할수록 전기용량의 차이에 있어서 노이즈가 많이 발생하는 것을 보였다.
하지만, 일 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지(1)의 경우, 계속되는 충전에 있어서, 전압값이 감소함에 따라 전기용량의 차이에 있어서, 노이즈가 현저히 감소하는 모습을 보여준다.
이는 충전 및 방전 시, 일 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지(1)의 충전 특성이 개선되었다는 것을 보여준다.
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.
구분 고형분 10% 고형분 17% 고형분 19% 고형분 21%
코팅 작업성 우수 우수 우수 우수
외관 전체코팅 전체코팅 변부 미코팅 변부 미코팅
저항 2mΩ 2mΩ 2mΩ 2mΩ
접착력 100/100 100/100 100/100 100/100
패턴성 균일 균일 일부 불균일 일부 불균일
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.
이하에서는, 일 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지의 탄소복합물질에 포함된 카본블랙입자의 함량과 고형분 함량에 따른 저항특성을 표2에 정리한다.
구분 카본블랙 5% 카본블랙 7% 카본블랙 10% 카본블랙 15%
저항 2mΩ 3.5mΩ 1.8mΩ 1.3mΩ
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.
이하에서는, 다른 실시예에 따라 제조된 리튬이온 2차 전지(2)와 기존의 리튬이온 2차 전지를 비교하여 설명하겠다.
도 10은 다른 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지(2)의 10000분간의 충전 및 방전테스트 결과를 종래의 기술과 비교하여 보여주는 그래프이다.
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.
(a) 그래프와 (b) 그래프를 비교하면 기존의 리튬이온 2차 전지에 비하여 다른 실시예에 따른 리튬이온 2차 전지(2)의 전압의 유지특성이 개선되었음을 보여준다.
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.
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.
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.
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.
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.
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 : 전해액

Claims (13)

  1. 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.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 탄소도전제는,
    입자가 5 내지 200nm의 입경인 카본블랙입자를 포함하는 전극집전체.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 코팅층은,
    그라비아 코트방법, 마이크로 그라비아 방법 및 Mayer Bar 코트법 중에 적어도 하나의 방법으로 상기 탄소복합물질이 코팅되는 전극집전체.
  9. 제 1항에 있어서,
    두께가12㎛ 내지 14㎛인 전극집전체.
  10. 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.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 탄소도전제는,
    입자가 5 내지 200nm의 입경인 카본블랙입자를 포함하는 리튬이온 2차 전지.

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