KR102617866B1 - Curent Collector, Electrode and Lithium Secondary Battery Comprising the Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 집전체, 이를 포함하는 리튬 전극 및 리튬 이차전지에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 기공이 형성된 3차원 구조 집전체에서 분리막과 마주보는 상면과 반대편인 하면에 시드 금속을 증착시켜 상기 하면이 하면에 비해 낮은 환원 전위를 갖게 함으로써, 리튬 이온이 상기 3차원 구조 집전체의 하면으로 이동하게 하여 리튬 덴드라이트의 성장을 방지할 수 있다. The present invention relates to a current collector, a lithium electrode containing the same, and a lithium secondary battery. More specifically, in a three-dimensional structure current collector with pores, a seed metal is deposited on the lower surface opposite to the upper surface facing the separator so that the lower surface has a lower reduction potential compared to the lower surface, so that lithium ions are collected in the three-dimensional structure. The growth of lithium dendrites can be prevented by moving them to the bottom of the whole.
Description
본 발명은 집전체, 이를 포함하는 전극 및 리튬 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a current collector, an electrode containing the same, and a lithium secondary battery.
최근 에너지 저장 기술에 대한 관심이 갈수록 높아지고 있다. 휴대폰, 캠코더 및 노트북 PC, 나아가서는 전기 자동차의 에너지까지 적용분야가 확대되면서 전기화학소자의 연구와 개발에 대한 노력이 점점 구체화되고 있다. 전기화학소자는 이러한 측면에서 가장 주목을 받고 있는 분야이고 그 중에서도 충방전이 가능한 이차전지의 개발은 관심의 초점이 되고 있으며, 최근에는 이러한 전지를 개발함에 있어서 용량 밀도 및 비에너지를 향상시키기 위하여 새로운 전극과 전지의 설계에 대한 연구개발로 진행되고 있다.Recently, interest in energy storage technology has been increasing. Efforts to research and develop electrochemical devices are becoming more concrete as their application areas expand to include mobile phones, camcorders, laptop PCs, and even electric vehicles. Electrochemical devices are the field that is receiving the most attention in this respect, and among them, the development of secondary batteries capable of charging and discharging has become the focus of attention. Recently, in the development of such batteries, new technologies have been introduced to improve capacity density and specific energy. Research and development is underway on the design of electrodes and batteries.
현재 적용되고 있는 이차전지 중에서 1990 년대 초에 개발된 리튬 이차전지는 수용액 전해액을 사용하는 Ni-MII, Ni-Cd, 황산-납 전지 등의 재래식 전지에 비해서 작동 전압이 높고 에너지 밀도가 월등히 크다는 장점으로 각광을 받고 있다.Among the secondary batteries currently in use, the lithium secondary battery developed in the early 1990s has the advantage of having a higher operating voltage and significantly higher energy density than conventional batteries such as Ni-MII, Ni-Cd, and lead sulfate batteries that use aqueous electrolyte solutions. is in the spotlight.
일반적으로, 리튬 이차전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체가 적층 또는 권취된 구조로 전지케이스에 내장되며, 그 내부에 비수 전해액이 주입됨으로써 구성된다.Generally, a lithium secondary battery is constructed by embedding an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode in a stacked or wound battery case, and injecting a non-aqueous electrolyte solution into the battery case.
이때 상기 음극으로서 리튬 전극을 사용하는 경우, 일반적으로 평면상의 집전체 상에 리튬 호일을 부착시킴으로써 형성된 리튬 전극을 사용하여 왔다. 그러나, 리튬 이차전지의 고용량 및 장기 수명화가 요구됨에 따라, 리튬 이차전지의 용량을 향상시킬 수 있고, 충방전 사이클 반복시 용량 저하 현상을 억제할 수 있도록 3차원 구조의 집전체가 개발된 바 있다.At this time, when using a lithium electrode as the negative electrode, a lithium electrode formed by attaching a lithium foil to a planar current collector has been generally used. However, as higher capacity and longer lifespan of lithium secondary batteries are required, a current collector with a three-dimensional structure has been developed to improve the capacity of lithium secondary batteries and suppress capacity degradation during repeated charge and discharge cycles. .
한국공개특허 제2002-0088417호는 다공성의 3차원 구조 집전체를 이용한 리튬전극에 관한 것으로, 상기 다공성의 3차원 구조 집전체의 기공 내에 리튬 또는 리튬 합금을 균일하게 분포시킴으로써, 이를 이용한 리튬 전지의 성능을 향상시킬 수 있음이 기재되어 있다.Korean Patent Publication No. 2002-0088417 relates to a lithium electrode using a porous three-dimensional structure current collector. By uniformly distributing lithium or lithium alloy within the pores of the porous three-dimensional structure current collector, a lithium battery using the same is produced. It is stated that performance can be improved.
그러나, 이와 같은 종래 3차원 구조 집전체는 리튬이 집전체 표면에서 환원되어 표면의 기공이 막히고, 이에 따라 3차원 구조 집전체의 내부를 사용하지 못하게 되어, 3차원 구조의 장점을 활용할 수 없다는 문제점이 있었다.However, in such a conventional three-dimensional structure current collector, lithium is reduced on the surface of the current collector, clogging the pores on the surface, and as a result, the inside of the three-dimensional structure current collector cannot be used, so the advantage of the three-dimensional structure cannot be utilized. There was this.
따라서, 기공이 형성된 3차원 구조 집전체를 리튬 이차전지에 적용할 경우, 상기 3차원 구조 집전체 표면에 분포하는 기공이 막혀 리튬 덴드라이트가 성장하는 문제점을 해결할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다.Therefore, when applying a three-dimensional current collector with pores to a lithium secondary battery, there is a need to develop a technology that can solve the problem of lithium dendrites growing due to the pores distributed on the surface of the three-dimensional current collector being blocked.
이에 본 발명자들은 상기한 문제점을 해결하고자 다각적으로 연구를 수행한 결과, 기공이 형성된 3차원 구조 집전체의 하면(bottom)에 시드 금속을 증착시켜 상기 3차원 구조 집전체의 상면(top)에 비해 하면이 낮은 환원 전위를 나타내도록 3차원 구조 집전체를 제조하였다. 이와 같은 3차원 구조 집전체는 상면과 하면의 환원 전위차로 인하여 리튬 이온이 상기 3차원 구조 집전체의 하면으로 움직이게 되어 리튬 덴드라이트의 성장이 방지됨을 확인하였다.Accordingly, the present inventors conducted various studies to solve the above problems, and as a result, seed metal was deposited on the bottom of the three-dimensional structure current collector with pores, compared to the top of the three-dimensional structure current collector. A three-dimensional structure current collector was manufactured so that the lower surface showed a low reduction potential. It was confirmed that the reduction potential difference between the upper and lower surfaces of such a three-dimensional current collector causes lithium ions to move to the lower surface of the three-dimensional structured current collector, thereby preventing the growth of lithium dendrites.
따라서, 본 발명의 목적은 리튬 덴드라이트의 성장이 방지될 수 있는 집전체 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the purpose of the present invention is to provide a current collector in which the growth of lithium dendrites can be prevented and a method of manufacturing the same.
본 발명의 다른 목적은 상기 집전체를 포함하는 전극을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an electrode including the current collector.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 집전체를 포함하는 전극을 포함하는 리튬 이차전지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a lithium secondary battery including an electrode including the current collector.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 3차원 구조를 가지며, 일면에 금속이 형성된 집전체를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a current collector having a three-dimensional structure and having metal formed on one side.
상기 금속은 금속 입자일 수 있다.The metal may be a metal particle.
상기 금속은 Au, Zn, Mg, Ag, Al, Pt, Si, Ca 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.The metal may be one or more selected from the group consisting of Au, Zn, Mg, Ag, Al, Pt, Si, Ca, and alloys thereof.
상기 금속은 상기 집전체의 일면에 증착된 것일 수 있다.The metal may be deposited on one surface of the current collector.
상기 집전체는 분리막과 마주보는 상면 및 상기 상면의 반대편에 위치한 하면을 포함하되, 상기 금속은 상기 하면에 형성된 것일 수 있다.The current collector includes an upper surface facing the separator and a lower surface located opposite to the upper surface, and the metal may be formed on the lower surface.
상기 집전체는 Al, Cu, Zn, Au, Ag, In, Mg, Ni 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.The current collector may include one or more selected from the group consisting of Al, Cu, Zn, Au, Ag, In, Mg, Ni, and alloys thereof.
상기 집전체의 기공도는 50 내지 90% 일 수 있다.The porosity of the current collector may be 50 to 90%.
상기 집전체의 두께는 20 내지 200 μm 일 수 있다.The thickness of the current collector may be 20 to 200 μm.
본 발명은 또한, 상기 집전체를 포함하는 전극을 제공한다.The present invention also provides an electrode including the current collector.
본 발명은 또한, 양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 및 전해질을 포함하는 리튬 이차전지에 있어서, 상기 음극은 상기 집전체를 포함하되, 상기 집전체는 분리막과 마주보는 상면과 반대편에 위치한 하면에 금속이 형성된 것인, 리튬 이차전지를 제공한다.The present invention also relates to a lithium secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolyte, wherein the negative electrode includes the current collector, and the current collector is opposite to the upper surface facing the separator. It provides a lithium secondary battery in which metal is formed on the lower surface located at.
본 발명에 따르면, 기공이 형성된 3차원 구조 집전체에서, 분리막과 마주보는 상면과 반대편에 위치한 하면에 증착된 시드 금속으로 인해, 상기 하면은 상면에 비해 낮은 환원 전위를 가지게 된다. 이에 따라 형성되는 상기 3차원 구조 집전체의 상면과 하면의 전위차로 인하여, 리튬 이온이 집전체의 하면으로 이동하게 되어 리튬 덴드라이트의 성장을 방지할 수 있다.According to the present invention, in a three-dimensional current collector with pores, the seed metal deposited on the lower surface located opposite to the upper surface facing the separator causes the lower surface to have a lower reduction potential than the upper surface. Due to the potential difference between the upper and lower surfaces of the three-dimensional current collector formed accordingly, lithium ions move to the lower surface of the current collector, thereby preventing the growth of lithium dendrites.
또한, 본 발명에 따른 3차원 구조 집전체에서 리튬 덴드라이트의 성장이 방지됨에 따라, 상기 3차원 구조 집전체를 리튬 이차전지에 적용시 사이클 수명과 같은 전지 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, as the growth of lithium dendrites is prevented in the three-dimensional structure current collector according to the present invention, battery performance such as cycle life can be improved when the three-dimensional structure current collector is applied to a lithium secondary battery.
도 1은 본 발명에 따른 집전체의 모식도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 리튬 이차전지 내부의 일부 구조를 나타낸 모식도이다.Figure 1 shows a schematic diagram of a current collector according to the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing a partial structure inside a lithium secondary battery according to the present invention.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 명세서에서 사용된 3차원 구조 집전체의 상면(top)은 상기 3차원 구조 집전체의 일면으로서, 분리막과 마주보는 면을 의미한다.The top of the three-dimensional structure current collector used in this specification refers to one side of the three-dimensional structure current collector and the side facing the separator.
본 명세서에서 사용된 3차원 구조 집전체의 하면(bottom)은 상기 3차원 구조 집전체의 다른 일면으로서, 분리막과 마주보는 면, 즉, 상면의 반대면을 의미한다.The bottom of the three-dimensional structure current collector used in this specification is the other side of the three-dimensional structure current collector, and refers to the side facing the separator, that is, the opposite side of the top surface.
집전체whole house
본 발명은 3차원 구조를 가지며, 일면에 금속이 형성된 집전체에 관한 것이다. 상기 3차원 구조는 기공에 의해 형성된 것일 수 있다.The present invention relates to a current collector having a three-dimensional structure and having metal formed on one side. The three-dimensional structure may be formed by pores.
도 1은 본 발명에 따른 집전체의 모식도를 나타낸 것이다.Figure 1 shows a schematic diagram of a current collector according to the present invention.
도 1을 참조하면, 3차원 구조 집전체(10)는 양면, 즉, 상면(11)과 하면(12)을 포함하며, 하면(12)에 금속(13)이 형성될 수 있다. 이때, 상면(11)과 하면(12)은 앞서 정의한 바와 같이, 집전체(10)를 전지에 적용시 분리막과 마주보는지 여부에 따라 구분한 것이다. Referring to FIG. 1, the three-dimensional structure current collector 10 includes two sides, that is, an upper side 11 and a lower side 12, and a metal 13 may be formed on the lower side 12. At this time, as previously defined, the upper surface 11 and the lower surface 12 are divided depending on whether the current collector 10 faces the separator when applied to the battery.
금속(13)이 3차원 구조 집전체(10)의 하면(12)에만 형성되고, Li 이 환원되어 핵성장 시 집전체보다 금속(13)에서 생성될 때 필요한 에너지가 적음으로써, 금속(13)에서 Li이 먼저 환원되게 된다. 이때 하면에 생성된 Li과 상면과의 전위차가 발생되며, 상면(11)과 하면(12)의 전위차에 의해 리튬 이온은 3차원 구조 집전체(10)의 하면(12)으로 보다 이동하게 되므로, 금속(13)은 리튬 이온의 이동 및 성장을 유도하는 시드 금속이라고 할 수 있다. 예를 들어, 상기 전위차는 하면에 생성된 Li를 기준으로 할 때 3V 내지 3.5V 일 수 있다.The metal 13 is formed only on the lower surface 12 of the three-dimensional current collector 10, and less energy is required when Li is reduced and generated in the metal 13 than in the current collector during nuclear growth, so that the metal 13 Li is reduced first. At this time, a potential difference occurs between the Li generated on the lower surface and the upper surface, and the potential difference between the upper surface 11 and the lower surface 12 causes lithium ions to move further to the lower surface 12 of the three-dimensional structure current collector 10. The metal 13 can be said to be a seed metal that induces the movement and growth of lithium ions. For example, the potential difference may be 3V to 3.5V based on Li generated on the lower surface.
금속(13)은 3차원 구조 집전체(10)의 하면(12)에 증착된 금속 입자의 형태일 수 있다.The metal 13 may be in the form of metal particles deposited on the lower surface 12 of the three-dimensional structure current collector 10.
금속(13)은 전극 집전체에 비해 전극 활물질과의 과전압이 작은 금속; 또는 전극 활물질과 다층상(multiphase)을 갖는 금속;일 수 있다.The metal 13 is a metal that has a smaller overvoltage with the electrode active material than the electrode current collector; Alternatively, it may be a metal having an electrode active material and a multiphase phase.
예컨대, 전극 활물질이 리튬 금속일 경우, 리튬 금속 형성시 Cu(집전체)에 비해 과전압이 작은 금속은 리튬 금속과 반응시 계면 에너지가 낮은 금속 또는 금속 표면에서의 Li 이온의 확산 에너지 장벽의 크기가 Li과 동등 또는 그 이하인 금속으로서, Au, Zn, Mg, Ag, Al, Pt, In, Co, Ni, Mn 및 Si으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있고, 상기 리튬 금속과 다층상(multiphase)를 갖는 금속은 리튬 금속과 반응할 수 있는 사이트(site)가 복수 개인 금속으로서 Ca일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 금속(13)은 Au일 수 있다.For example, when the electrode active material is lithium metal, a metal with a smaller overvoltage compared to Cu (current collector) when forming lithium metal is a metal with low interfacial energy when reacting with lithium metal, or the size of the diffusion energy barrier of Li ions on the metal surface is small. As a metal equivalent to or lower than Li, it may be one or more types selected from the group consisting of Au, Zn, Mg, Ag, Al, Pt, In, Co, Ni, Mn, and Si, and may be in a multiphase phase with the lithium metal. ) The metal having a plurality of sites capable of reacting with lithium metal may be Ca, but is not limited thereto. Preferably, the metal 13 may be Au.
금속(23)은, 금속(23)이 형성된 음극(20)의 전체 중량을 기준으로 적정 중량이 포함될 수 있다. 금속(23)의 함량이 과도하게 적으면 음극(20)의 전위차를 유도할 수 없어 리튬 이온 이동에 의한 리튬 덴드라이트 성장 억제 효과가 미미하고, 금속(23)의 함량이 과도하게 많으면 금속(23)에 의해 음극(20)의 기공이 막혀버려 음극(20)의 한쪽 면을 사용하기가 어려우므로 기공이 형성된 음극의 3차원 구조의 장점을 활용할 수 없을 수 있다.The metal 23 may be included in an appropriate amount based on the total weight of the cathode 20 on which the metal 23 is formed. If the content of the metal 23 is excessively small, the potential difference of the cathode 20 cannot be induced, so the effect of inhibiting lithium dendrite growth due to lithium ion movement is minimal, and if the content of the metal 23 is excessively large, the metal 23 ), the pores of the cathode 20 are blocked, making it difficult to use one side of the cathode 20, so it may not be possible to take advantage of the three-dimensional structure of the cathode with pores.
본 발명에 있어서, 집전체(10)의 기공도는 50 내지 90%, 바람직하게는 60 내지 80%, 보다 바람직하게는 65 내지 75% 일 수 있다. 상기 기공도가 상기 범위 미만이면 집전체(10)를 적용한 리튬 이차전지에서 리튬 덴드라이트 성장 억제 효과가 미미하고, 상기 범위 초과이면 집전체(10)의 기계적 물성이 저하될 수 있다.In the present invention, the porosity of the current collector 10 may be 50 to 90%, preferably 60 to 80%, and more preferably 65 to 75%. If the porosity is less than the above range, the effect of inhibiting lithium dendrite growth in a lithium secondary battery using the current collector 10 is minimal, and if it exceeds the above range, the mechanical properties of the current collector 10 may be reduced.
본 발명에 있어서, 집전체(10)의 두께는 20 내지 200 ㎛, 바람직하게는 50 내지 150 ㎛, 보다 바람직하게는 80 내지 120 ㎛ 일 수 있다. 집전체(10)의 두께가 상기 범위 미만이면 집전체(10)의 내구성이 저하될 수 있고, 상기 범위 초과이면 전지가 두꺼워질 수 있다.In the present invention, the thickness of the current collector 10 may be 20 to 200 ㎛, preferably 50 to 150 ㎛, and more preferably 80 to 120 ㎛. If the thickness of the current collector 10 is less than the above range, the durability of the current collector 10 may decrease, and if it exceeds the above range, the battery may become thick.
본 발명에 있어서, 집전체(10)는 전기 전도성 금속으로 이루어진 것일 수 있으며, 상기 전기 전도성 금속은 Al, Cu, Au, Ag, In, Mg, Ni 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 상기 금속의 산화환원 전위에 따라 양극 집전체 또는 음극 집전체로 사용될 수 있다. 바람직하게는, 집전체(10)는 Cu로 이루어진 것일 수 있다.In the present invention, the current collector 10 may be made of an electrically conductive metal, and the electrically conductive metal is one selected from the group consisting of Al, Cu, Au, Ag, In, Mg, Ni, and alloys thereof. It could be more than that. Depending on the redox potential of the metal, it can be used as a positive electrode current collector or a negative electrode current collector. Preferably, the current collector 10 may be made of Cu.
집전체의 제조방법Manufacturing method of current collector
본 발명은 또한, 3차원 구조 집전체의 일면에 금속을 형성하는 단계를 포함하는 집전체의 제조방법에 관한 것이다.The present invention also relates to a method of manufacturing a current collector including the step of forming a metal on one surface of a three-dimensional structure current collector.
상기 금속은 증착에 의해 상기 집전체의 일면에 형성될 수 있으며, 구체적으로는 열 증착(thermal evaporation)법, 이-빔 증착(e-beam evaporation)법, 화학기상증착(CVD)법 및 물리기상증착(PVD)법으로 이루어진 군에서 선택되는 증착 방법에 의해 형성될 수 있다.The metal may be formed on one side of the current collector by deposition, specifically thermal evaporation, e-beam evaporation, chemical vapor deposition (CVD), and physical vapor deposition. It may be formed by a deposition method selected from the group consisting of vapor deposition (PVD) method.
전극electrode
본 발명은 또한, 전술한 바와 같은 집전체를 포함하는 전극에 관한 것이다.The present invention also relates to an electrode comprising a current collector as described above.
상기 집전체는 바인더와 함께 포함되어 있는 금속의 산화환원전위에 따라 양극 집전체 또는 음극 집전체로 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 집전체가 Al 금속을 포함한다면 양극 집전체로 사용될 수 있고, 상기 집전체가 Cu 금속을 포함한다면 음극 집전체로 사용될 수 있다. The current collector may be used as a positive electrode current collector or a negative electrode current collector depending on the redox potential of the metal included with the binder. For example, if the current collector contains Al metal, it can be used as a positive electrode current collector, and if the current collector contains Cu metal, it can be used as a negative electrode current collector.
본 발명에 따른 집전체가 리튬 이차전지의 음극에 사용될 경우, 상기 음극은 상기 음극 집전체의 적어도 일면에 형성된 리튬 금속을 포함하는 리튬 전극일 수 있다.When the current collector according to the present invention is used in the negative electrode of a lithium secondary battery, the negative electrode may be a lithium electrode containing lithium metal formed on at least one surface of the negative electrode current collector.
또한, 본 발명에 따른 집전체가 리튬 이차전지의 양극에 사용될 경우, 상기 양극은 상기 양극 집전체의 적어도 일면에 형성된 양극 활물질층을 포함할 수 있다. 이때, 상기 양극은, 양극 집전체와 그의 일면 또는 양면에 도포된 양극 활물질층으로 구성될 수 있다. 상기 양극 활물질층에 포함된 양극 활물질은, LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4, LiCoPO4, LiFePO4, LiNiMnCoO2 및 LiNi1 -x-y- zCoxM1yM2zO2(M1 및 M2는 서로 독립적으로 Al, Ni, Co, Fe, Mn, V, Cr, Ti, W, Ta, Mg 및 Mo로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, x, y 및 z는 서로 독립적으로 산화물 조성 원소들의 원자 분율로서 0 ≤ x < 0.5, 0 ≤ y < 0.5, 0 ≤ z < 0.5, x+y+z ≤ 1임)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 슬러리일 수 있다.Additionally, when the current collector according to the present invention is used in the positive electrode of a lithium secondary battery, the positive electrode may include a positive electrode active material layer formed on at least one side of the positive electrode current collector. At this time, the positive electrode may be composed of a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer applied to one or both sides of the positive electrode current collector. The positive electrode active materials included in the positive electrode active material layer are LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , LiCoPO 4 , LiFePO 4 , LiNiMnCoO 2 and LiNi 1 -xy- z Co x M1 y M2 z O 2 (M1 and M2 are is independently selected from the group consisting of Al, Ni, Co, Fe, Mn, V, Cr, Ti, W, Ta, Mg and Mo, and x, y and z are independently of each other the atomic fraction of the oxide composition elements It may be any one selected from the group consisting of 0 ≤ x < 0.5, 0 ≤ y < 0.5, 0 ≤ z < 0.5, and x+y+z ≤ 1, or two or more types of slurries thereof.
리튬 이차전지Lithium secondary battery
본 발명은 또한, 양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 및 전해질을 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것으로서, 상기 음극은 전술한 바와 같은 집전체를 포함하되, 상기 집전체는 분리막과 마주보는 상면과 반대편에 위치한 하면에 금속이 형성된 것일 수 있다.The present invention also relates to a lithium secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolyte, wherein the negative electrode includes a current collector as described above, and the current collector faces the separator. Metal may be formed on the lower surface located opposite to the upper surface of the beam.
도 2는 본 발명에 따른 리튬 이차전지 내부의 일부 구조를 나타낸 모식도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing a partial structure inside a lithium secondary battery according to the present invention.
도 2를 참조하면, 양극(20)과 음극(30) 사이에 분리막(40)이 개재된 구조를 가지는 리튬 이차전지(100)에서, 음극(30)에는 전술한 바와 같이 일면에 금속(13)이 형성된 3차원 구조 집전체(10)가 포함될 수 있다.Referring to FIG. 2, in a lithium secondary battery 100 having a structure in which a separator 40 is interposed between the positive electrode 20 and the negative electrode 30, the negative electrode 30 has metal 13 on one side as described above. This formed three-dimensional structure current collector 10 may be included.
3차원 구조 집전체(10)는 분리막(40)과 마주는 상면(11) 및 하면(12)을 포함하며, 상면(11) 및 하면(12) 중 하면(12)에 금속(13)이 형성된 것일 수 있다.The three-dimensional structure current collector 10 includes an upper surface 11 and a lower surface 12 facing the separator 40, and a metal 13 is formed on the lower surface 12 of the upper surface 11 and the lower surface 12. It may be.
이와 같은 구조적인 특징으로 인하여, 리튬 이온이 3차원 구조 집전체(10)의 하면(12)에 형성된 금속(13)으로 이동하여 성장하므로, 리튬 덴드라이트의 성장을 억제할 수 있다.Due to this structural feature, lithium ions move to and grow on the metal 13 formed on the lower surface 12 of the three-dimensional current collector 10, thereby suppressing the growth of lithium dendrites.
본 발명에 따른 리튬 이차전지에 있어서, 상기 양극 및 음극은 앞서 설명한 바와 같다.In the lithium secondary battery according to the present invention, the positive and negative electrodes are as described above.
상기 분리막은 다공성 기재로 이루어질 수 있으며, 상기 다공성 기재는, 통상적으로 전기화학소자에 사용되는 다공성 기재라면 모두 사용이 가능하고, 예를 들면 폴리올레핀계 다공성 막(membrane) 또는 부직포를 사용할 수 있으나, 이에 특별히 한정되는 것은 아니다.The separator may be made of a porous substrate, and the porous substrate may be any porous substrate commonly used in electrochemical devices. For example, a polyolefin-based porous membrane or non-woven fabric may be used. There is no particular limitation.
상기 폴리올레핀계 다공성 막의 예로는, 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리펜텐 등의 폴리올레핀계 고분자를 각각 단독으로 또는 이들을 혼합한 고분자로 형성한 막(membrane)을 들 수 있다.Examples of the polyolefin-based porous membrane include polyethylene such as high-density polyethylene, linear low-density polyethylene, low-density polyethylene, and ultra-high molecular weight polyethylene, polyolefin-based polymers such as polypropylene, polybutylene, and polypentene, each singly or a mixture thereof. One membrane can be mentioned.
상기 부직포로는 폴리올레핀계 부직포 외에 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르 (polyester), 폴리아세탈 (polyacetal), 폴리아미드 (polyamide), 폴리카보네이트 (polycarbonate), 폴리이미드 (polyimide), 폴리에테르에테르케톤 (polyetheretherketone), 폴리에테르설폰 (polyethersulfone), 폴리페닐렌 옥사이드 (polyphenyleneoxide), 폴리페닐렌 설파이드 (polyphenylenesulfide) 및 폴리에틸렌 나프탈렌 (polyethylenenaphthalene) 등을 각각 단독으로 또는 이들을 혼합한 고분자로 형성한 부직포를 들 수 있다. 부직포의 구조는 장섬유로 구성된 스폰본드 부직포 또는 멜트 블로운 부직포일 수 있다.The nonwoven fabric includes, in addition to polyolefin-based nonwoven fabric, for example, polyethylene terephthalate, polybutyleneterephthalate, polyester, polyacetal, polyamide, and polycarbonate. ), polyimide, polyetheretherketone, polyethersulfone, polyphenyleneoxide, polyphenylenesulfide, and polyethylenenaphthalene, respectively, individually or Examples include nonwoven fabrics formed from polymers that are a mixture of these. The structure of the nonwoven fabric may be a sponbond nonwoven fabric composed of long fibers or a melt blown nonwoven fabric.
상기 다공성 기재의 두께는 특별히 제한되지 않으나, 1 ㎛ 내지 100 ㎛, 바람직하게는 3 ㎛ 내지 50 ㎛이다, 보다 바람직하게는 5 ㎛ 내지 30 ㎛ 일 수 있다. 상기 다공성 기재에 존재하는 기공의 크기 및 기공도 역시 특별히 제한되지 않으나 각각 0.001㎛ 내지 50㎛ 및 10% 내지 95%일 수 있다.The thickness of the porous substrate is not particularly limited, but may be 1 ㎛ to 100 ㎛, preferably 3 ㎛ to 50 ㎛, more preferably 5 ㎛ to 30 ㎛. The size and pore size of the pores present in the porous substrate are also not particularly limited, but may be 0.001 ㎛ to 50 ㎛ and 10% to 95%, respectively.
또한, 본 발명에서 사용될 수 있는 비수 전해액에 포함되는 전해질 염은 리튬염이다. 상기 리튬염은 리튬 이차전지용 전해액에 통상적으로 사용되는 것들 것 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들어 상기 리튬염은 LiFSI, LiPF6, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiPF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬 및 4-페닐 붕산 리튬으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.Additionally, the electrolyte salt contained in the non-aqueous electrolyte solution that can be used in the present invention is a lithium salt. The lithium salt may be used without limitation to those commonly used in electrolytes for lithium secondary batteries. For example, the lithium salt is LiFSI, LiPF 6 , LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4 , LiBF 4 , LiB 10 Cl 10 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiPF 6 , LiAlCl 4 , CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, lithium chloroborane, and lithium 4-phenyl borate.
전술한 비수 전해액에 포함되는 유기용매로는 리튬 이차전지용 전해액에 통상적으로 사용되는 것들을 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면 에테르, 에스테르, 아미드, 선형 카보네이트, 환형 카보네이트 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 그 중에서 대표적으로는 환형 카보네이트, 선형 카보네이트, 또는 이들의 슬러리인 카보네이트 화합물을 포함할 수 있다.Organic solvents included in the above-mentioned non-aqueous electrolyte solution can be used without limitation those commonly used in electrolyte solutions for lithium secondary batteries, for example, ether, ester, amide, linear carbonate, cyclic carbonate, etc., individually or in combination of two or more types. Can be used by mixing. Among them, representative examples may include carbonate compounds that are cyclic carbonates, linear carbonates, or slurries thereof.
상기 환형 카보네이트 화합물의 구체적인 예로는 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate, EC), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 1,2-부틸렌 카보네이트, 2,3-부틸렌 카보네이트, 1,2-펜틸렌 카보네이트, 2,3-펜틸렌 카보네이트, 비닐렌 카보네이트, 비닐에틸렌 카보네이트 및 이들의 할로겐화물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 슬러리가 있다. 이들의 할로겐화물로는 예를 들면, 플루오로에틸렌 카보네이트(fluoroethylene carbonate, FEC) 등이 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.Specific examples of the cyclic carbonate compound include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), 1,2-butylene carbonate, 2,3-butylene carbonate, 1,2-pentylene carbonate, There is any one or two or more slurries selected from the group consisting of 2,3-pentylene carbonate, vinylene carbonate, vinylethylene carbonate, and halogenates thereof. Examples of these halides include, but are not limited to, fluoroethylene carbonate (FEC).
또한, 상기 선형 카보네이트 화합물의 구체적인 예로는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트(EMC), 메틸프로필 카보네이트 및 에틸프로필 카보네이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 슬러리 등이 대표적으로 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 특히, 상기 카보네이트계 유기용매 중 환형 카보네이트인 에틸렌 카보네이트 및 프로필렌 카보네이트는 고점도의 유기용매로서 유전율이 높아 전해질 내의 리튬염을 보다 더 잘 해리시킬 수 있으며, 이러한 환형 카보네이트에 디메틸 카보네이트 및 디에틸 카보네이트와 같은 저점도, 저유전율 선형 카보네이트를 적당한 비율로 혼합하여 사용하면 보다 높은 전기 전도율을 갖는 전해액을 만들 수 있다.In addition, specific examples of the linear carbonate compound include any one selected from the group consisting of dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate, ethylmethyl carbonate (EMC), methylpropyl carbonate, and ethylpropyl carbonate. Among these, two or more types of slurries may be typically used, but are not limited thereto. In particular, among the carbonate-based organic solvents, ethylene carbonate and propylene carbonate, which are cyclic carbonates, are high viscosity organic solvents and have a high dielectric constant, so they can better dissociate lithium salts in the electrolyte. These cyclic carbonates include dimethyl carbonate and diethyl carbonate. By mixing low-viscosity, low-dielectric constant linear carbonate in an appropriate ratio, an electrolyte solution with higher electrical conductivity can be made.
또한, 상기 유기 용매 중 에테르로는 디메틸 에테르, 디에틸 에테르, 디프로필 에테르, 메틸에틸 에테르, 메틸프로필 에테르 및 에틸프로필 에테르로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 슬러리를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, as the ether in the organic solvent, any one selected from the group consisting of dimethyl ether, diethyl ether, dipropyl ether, methyl ethyl ether, methyl propyl ether, and ethyl propyl ether, or a slurry of two or more of these may be used. , but is not limited to this.
또한, 상기 유기 용매 중 에스테르로는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 프로필 프로피오네이트, γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, γ-카프로락톤, α-발레로락톤 및 ε-카프로락톤으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 슬러리를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, esters in the organic solvent include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-caprolactone, Any one or two or more slurries selected from the group consisting of α-valerolactone and ε-caprolactone may be used, but the slurry is not limited thereto.
상기 비수 전해액의 주입은 최종 제품의 제조 공정 및 요구 물성에 따라, 전기화학소자의 제조 공정 중 적절한 단계에서 행해질 수 있다. 즉, 전기화학소자 조립 전 또는 전기화학소자 조립 최종 단계 등에서 적용될 수 있다.Injection of the non-aqueous electrolyte may be performed at an appropriate stage during the manufacturing process of the electrochemical device, depending on the manufacturing process and required physical properties of the final product. In other words, it can be applied before electrochemical device assembly or at the final stage of electrochemical device assembly.
본 발명에 따른 리튬 이차전지는, 일반적인 공정인 권취(winding) 이외에도 세퍼레이터와 전극의 적층(lamination, stack) 및 접음(folding) 공정이 가능하다.The lithium secondary battery according to the present invention is capable of lamination (stack) and folding processes of separators and electrodes in addition to the general winding process.
그리고, 상기 전지케이스의 형상은 특별히 제한되지 않으며, 원통형, 적층형, 각형, 파우치(pouch)형 또는 코인(coin)형 등 다양한 형상으로 할 수 있다.Additionally, the shape of the battery case is not particularly limited, and may be of various shapes such as cylindrical, stacked, prismatic, pouch-shaped, or coin-shaped.
본 발명은 또한, 상기 리튬 이차전지를 단위전지로 포함하는 전지모듈을 제공한다.The present invention also provides a battery module including the lithium secondary battery as a unit cell.
상기 전지모듈은 고온 안정성, 긴 사이클 특성 및 높은 용량 특성 등이 요구되는 중대형 디바이스의 전원으로 사용될 수 있다.The battery module can be used as a power source for medium to large-sized devices that require high temperature stability, long cycle characteristics, and high capacity characteristics.
상기 중대형 디바이스의 예로는 전지적 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(electric vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(hybrid electric vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(plug-in hybrid electric vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart); 전력저장용 시스템 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the medium-to-large devices include power tools that are powered by an omni-electric motor; Electric vehicles, including electric vehicles (EV), hybrid electric vehicles (HEV), plug-in hybrid electric vehicles (PHEV), etc.; Electric two-wheeled vehicles, including electric bicycles (E-bikes) and electric scooters (E-scooters); electric golf cart; Examples include, but are not limited to, power storage systems.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Preferred examples are presented below to aid understanding of the present invention. However, the following examples are merely illustrative of the present invention, and it is clear to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope and spirit of the present invention. It is natural that changes and modifications fall within the scope of the attached patent claims.
실시예 1: 하면에 Au 금속이 형성된 3차원 구조 집전체 및 반쪽 전지 제조Example 1: Manufacturing of a three-dimensional current collector and half cell with Au metal formed on the lower surface
(1) 일면에 금속이 형성된 3차원 구조 집전체 제조(1) Manufacture of a three-dimensional structure current collector with metal formed on one side
3차원 폼(foam) 형태의 Cu 집전체의 일면에 Au 금속을 열 증착시켰다. Au metal was thermally deposited on one side of a Cu current collector in the form of a three-dimensional foam.
(2) 전극 제조(2) Electrode manufacturing
음극은, 상기 3차원 구조 집전체의 일면에 5 ㎛의 리튬 금속층을 증착시켜 리튬 금속 음극을 제조하였다.The negative electrode was manufactured by depositing a 5 ㎛ lithium metal layer on one side of the three-dimensional structure current collector.
양극은, 양극 활물질로서 LiCoO2 96 중량%, Denka black(도전재) 2 중량% 및 PVdF(Polyvinylidene fluoride, 결합재) 2 중량%를 NMP(N-Methyl-2-pyrrolidone)에 첨가하여 양극 슬러리를 제조한 후, 알루미늄 집전체의 일면에 상기 제조된 양극 슬러리를 65㎛의 두께로 코팅하고, 이를 건조 및 압연한 후 일정크기로 펀칭하여 양극을 제조하였다.The positive electrode slurry was prepared by adding 96% by weight of LiCoO 2 as a positive electrode active material, 2% by weight of Denka black (conductive material), and 2% by weight of PVdF (polyvinylidene fluoride, binder) to NMP (N-Methyl-2-pyrrolidone). After that, the prepared positive electrode slurry was coated to a thickness of 65㎛ on one side of the aluminum current collector, dried and rolled, and then punched to a certain size to prepare a positive electrode.
(3)코인형 반쪽 전지 제조(3)Manufacture of coin-type half cells
전술한 바와 같이 제조된 음극 및 양극 사이에 폴리올레핀 세퍼레이터를 개재시킨 후, 에틸렌 카보네이트(EC), 에틸메틸 카보네이트(DEC)를 50:50의 부피비로 혼합한 용매에 1M LiPF6가 용해된 전해액을 주입하여 코인형 반쪽 전지를 제조하였다.After interposing a polyolefin separator between the cathode and anode prepared as described above, an electrolyte solution containing 1M LiPF 6 dissolved in a solvent mixed with ethylene carbonate (EC) and ethylmethyl carbonate (DEC) at a volume ratio of 50:50 was injected. A coin-type half cell was manufactured.
이때, 상기 음극의 3차원 구조 집전체에서 Au 금속이 증착된 면을 하면이라고 하고, 상기 하면의 반대편을 상면이라고 했을 때, 상기 상면과 분리막이 마주보도록 배치하여 코인형 반쪽 전지를 제조하였다.At this time, when the surface on which Au metal was deposited in the three-dimensional structure current collector of the negative electrode was referred to as the lower surface, and the opposite side of the lower surface was referred to as the upper surface, a coin-type half cell was manufactured by arranging the upper surface and the separator to face each other.
실시예 2: 하면에 Ag 금속이 형성된 3차원 구조 집전체 및 반쪽 전지 제조Example 2: Manufacturing of a three-dimensional current collector and half cell with Ag metal formed on the lower surface
실시예 1과 동일하게 실시하되, Au 금속 대신 Ag 금속을 사용하여 3차원 구조 집전체 및 반쪽 전지를 제조하였다. A three-dimensional current collector and half cell were manufactured in the same manner as in Example 1, except that Ag metal was used instead of Au metal.
실시예 3: 하면에 Au 금속이 형성된 3차원 구조 집전체 및 반쪽 전지 제조Example 3: Manufacturing of a three-dimensional current collector and half cell with Au metal formed on the lower surface
실시예 1과 동일하게 실시하되, 3차원 구조 집전체의 하면에 형성되는 Au 금속의 양을 감소시켜, 3차원 구조 집전체 및 반쪽 전지를 제조하였다.A three-dimensional structure current collector and a half cell were manufactured in the same manner as in Example 1, but by reducing the amount of Au metal formed on the lower surface of the three-dimensional structure current collector.
실시예 4: 하면에 Au 금속이 형성된 3차원 구조 집전체 및 반쪽 전지 제조Example 4: Manufacturing of a three-dimensional current collector and half cell with Au metal formed on the lower surface
실시예 1과 동일하게 실시하되, 3차원 구조 집전체의 하면에 형성되는 Au 금속의 양을 증가시켜, 3차원 구조 집전체 및 반쪽 전지를 제조하였다.A three-dimensional structure current collector and a half cell were manufactured in the same manner as in Example 1, but by increasing the amount of Au metal formed on the lower surface of the three-dimensional structure current collector.
비교예 1: 2차원 구조 Cu 집전체 및 이를 이용한 반쪽 전지 제조Comparative Example 1: Two-dimensional Cu current collector and half-cell manufacturing using the same
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 금속이 형성된 3차원 구조 집전체 대신 2차원 구조 Cu 집전체로서, Cu 포일을 이용하여 반쪽 전지를 제조하였다. A half cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a Cu foil was used as a two-dimensional Cu current collector instead of a three-dimensional metal current collector.
비교예Comparative example 2: Au 금속이 형성된 2차원 구조 Cu 2: Two-dimensional structure of Cu formed with Au metal 집전체whole house 및 이를 이용한 반쪽 전지 제조 and half-cell manufacturing using the same
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 3차원 구조 집전체 대신 2차원 구조 Cu 집전체에 Ag 금속을 형성한 후 이를 이용하여 반쪽 전지를 제조하였다.The same method as Example 1 was performed, except that Ag metal was formed on a two-dimensional Cu current collector instead of a three-dimensional current collector, and then a half cell was manufactured using this.
비교예Comparative example 3: 3: Au금속이Au metal 형성되지 않은 3차원 구조 Unformed three-dimensional structure 집전체whole house 및 이를 이용한 반쪽 전지 제조 and half-cell manufacturing using the same
실시예 1과 동일하게 실시하되, 3차원 폼(foam) 형태의 Cu 집전체에 금속을 형성하지 않은 채 반쪽 전지를 제조하였다.A half battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that no metal was formed on the Cu current collector in the form of a three-dimensional foam.
비교예Comparative example 4: 양면에 Au 금속이 형성된 3차원 구조 4: Three-dimensional structure with Au metal formed on both sides 집전체whole house 및 이를 이용한 반쪽 전지 제조 and half-cell manufacturing using the same
실시예 1과 동일하게 실시하되, 3차원 폼(foam) 형태의 Cu 집전체의 양면, 즉, 상면과 하면 모두에 Au 금속을 형성하여 반쪽 전지를 제조하였다. A half cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Au metal was formed on both sides of a Cu current collector in the form of a three-dimensional foam, that is, both the upper and lower surfaces.
비교예Comparative example 5: Au 금속이 형성된 3차원 구조 5: Three-dimensional structure formed of Au metal 집전체whole house 및 이를 이용한 반쪽 전지 제조 and half-cell manufacturing using the same
실시예 1과 동일하게 실시하되, 3차원 폼(foam) 형태의 Cu 집전체의 상면에 Au 금속을 형성하여 반쪽 전지를 제조하였다.A half cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Au metal was formed on the upper surface of a Cu current collector in the form of a three-dimensional foam.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above with limited examples and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the following description will be provided by those skilled in the art in the technical field to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalence of the patent claims.
10: 집전체
11: 상면(top) 12: 하면(bottom)
13: 금속
20: 양극 30: 음극
31: 음극 활물질층
40: 분리막
100: 리튬 이차전지10: Current collector
11: top 12: bottom
13: metal
20: anode 30: cathode
31: Negative active material layer
40: Separator
100: Lithium secondary battery
Claims (10)
상기 음극은 집전체 및 상기 집전체의 일 면에 형성된 음극 활물질층을 포함하고,
상기 집전체는 3차원 구조를 가지며, 상기 집전체의 다른 일 면에 형성된 금속 입자를 포함하고,
상기 음극 활물질층은 분리막과 인접하고,
상기 음극 활물질층은 리튬 금속을 포함하고,
상기 집전체는 Cu를 포함하고,
상기 금속 입자는 Au, Zn, Mg, Ag, Al, Pt, Si, Ca 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인, 리튬 이차전지.In a lithium secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolyte,
The negative electrode includes a current collector and a negative electrode active material layer formed on one side of the current collector,
The current collector has a three-dimensional structure and includes metal particles formed on another side of the current collector,
The negative active material layer is adjacent to the separator,
The negative electrode active material layer contains lithium metal,
The current collector includes Cu,
A lithium secondary battery wherein the metal particles include at least one selected from the group consisting of Au, Zn, Mg, Ag, Al, Pt, Si, Ca, and alloys thereof.
상기 집전체의 기공도는 50 내지 90% 인, 리튬 이차전지.According to paragraph 1,
A lithium secondary battery wherein the current collector has a porosity of 50 to 90%.
상기 집전체의 두께는 20 내지 200 μm 인, 리튬 이차전지.
According to paragraph 1,
A lithium secondary battery wherein the current collector has a thickness of 20 to 200 μm.
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Legal Events
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |