KR19990057611A - Lithium-ion Secondary Battery - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리튬이온의 인터컬레이션과 디인터컬레이션이 가능한 탄소입자에 구리이온을 함유하는 화합물을 혼합하여 화학반응시켜 탄소입자의 전부 또는 일부의 표면위에 산화동을 생성시키는 방법으로 제조된 산화동 부착 탄소복합체와 결착제로 구성되는 음극을 갖는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지를 제공하는 것으로 본 발명에 따라 전지전압이 높은 고용량의 리튬이온 이차전지를 수득할 수 있게 된다.The present invention provides copper oxide adhesion prepared by a method of producing copper oxide on the surface of all or part of the carbon particles by chemically mixing a compound containing copper ions with carbon particles capable of intercalation and deintercalation of lithium ions. According to the present invention, a lithium ion secondary battery having a high battery voltage can be obtained by providing a lithium ion secondary battery having a negative electrode composed of a carbon composite and a binder.
Description
본 발명은 고용량의 음극을 갖는 리튬이온 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium ion secondary battery having a high capacity negative electrode.
전자기기 등이 소형, 포터블화됨에 따라 리튬 등 알카리금속을 이용한 이차전지가 주목되고 있다. 그러나 이들 알카리금속이용이차전지는 특히 음극으로 리튬금속을 단독으로 이용할 경우, 충방전이 반복됨에 따라, 금속이 용해되고 석출면 위로 덴드라이트가 생성, 성장하여 세퍼레이타를 관통함으로써 결국 양극과의 접촉으로 인해 전지내부 단락을 유발하는 문제가 있다. 이를 피하기 위하여 리튬금속 대신 리튬금속합금을 이차전지용 음극으로 사용하는 경우가 있는데 이 경우 리튬금속을 단독으로 이용하는 것보다 덴드라이트의 발생이 제어되어 충방전사이클 수명이 향상되지만 완전히 덴드라이트 생성을 억제하지는 못하여 종종 내부단락을 일으키게 된다. 따라서, 최근에는 리튬이온의 인터컬레이션과 디인터컬레이션 반응시 덴드라이트의 생성이 없는 탄소재료를 음극으로 사용하는 이차전지가 주류를 이루고 있다.As electronic devices and the like become small and portable, secondary batteries using alkaline metals such as lithium have been attracting attention. However, these lithium metal secondary batteries, in particular, when lithium metal is used alone as a negative electrode, as charging and discharging are repeated, the metal dissolves and dendrite is formed and grown on the precipitation surface, thereby penetrating the separator and eventually, There is a problem that causes a short circuit inside the battery due to contact. In order to avoid this, a lithium metal alloy may be used as a negative electrode for a secondary battery instead of lithium metal. In this case, the generation of dendrite is controlled rather than the use of lithium metal alone to improve the charge / discharge cycle life, but it does not completely suppress the production of dendrite. It often leads to internal short circuits. Therefore, in recent years, secondary batteries using a carbon material that does not generate dendrite as a negative electrode in the intercalation and deintercalation reaction of lithium ions have become mainstream.
탄소를 음극활물질로 이용하는 경우, 탄소의 층간으로 삽입되는 리튬의 양은 탄소 6원자에 대해 리튬 1원자, 즉 LiC6가 상한이고, 이 경우의 탄소의 단위중량당 이론용량은 372mAh/g이 된다. 탄소는 무정형탄소부터 흑연까지 다양한 구조를 가지고 있고, 또한 탄소의 육각망면의 크기 및 방향, 출발원료, 제조방법 등에 따라 많은 종류가 있다. 지금까지 음극활물질로 이용되는 탄소재료로는 여러 종류가 있지만, 이론용량에 도달하는 것은 거의 없고, 어느 정도 크기의 용량에 도달하면 리튬의 디인터컬레이션시 Li/Li＋전위가 직선적으로 상승하여 실제로 전지의 음극으로 구성될 경우 사용가능한 전위범위에서 충분한 용량을 나타내지 않는다. 또한 음극으로 만들 경우 탄소재료의 진밀도를 고려해야 한다. 제한된 부피내에서 고용량화를 목적으로 할 경우, 단위 체적당 충진밀도, 즉 탭밀도(Tab density)가 중요한 인자가 된다. 현재 여러 종류의 탄소를 이용하여 음극으로 사용되고 있지만 이론용량에 도달하는 탄소재료는 없다.When carbon is used as a negative electrode active material, the amount of lithium inserted into the interlayer of carbon is the upper limit of one atom of lithium, that is, LiC 6 , relative to six atoms of carbon, and the theoretical capacity per unit weight of carbon in this case is 372 mAh / g. Carbon has a variety of structures from amorphous carbon to graphite, and also there are many kinds according to the size and direction of the hexagonal mesh surface of carbon, starting materials, manufacturing methods and the like. Until now, there are many kinds of carbon materials used as the negative electrode active material, but the theoretical capacity is rarely reached, and when a certain amount of capacity is reached, the Li / Li + potential increases linearly during deintercalation of lithium. Indeed, when constituted with the negative electrode of a cell, it does not exhibit sufficient capacity in the usable potential range. In addition, the true density of the carbon material should be considered when making the cathode. For the purpose of high capacity within a limited volume, the filling density per unit volume, ie the tab density, is an important factor. Although it is currently used as a cathode using various kinds of carbon, no carbon material reaches the theoretical capacity.
따라서, 탄소재료의 이론용량 근처까지 향상시키고, 전지의 사이클 특성과 충방전 효율의 향상을 위해 니켈이나 구리 등의 금속을 탄소재료의 표면에 도금하는 방법이 제안되고 있다.Therefore, a method of plating a surface of the carbon material with a metal such as nickel or copper has been proposed to improve the carbon material near the theoretical capacity and to improve the cycle characteristics and the charge and discharge efficiency of the battery.
여러 종류의 탄소재료를 음극활물질로 이용하는 경우, 이론용량에 도달하지 않기 때문에 전지를 만듬에 따른 음극용량으로 만족할 만한 음극을 제작하는 것은 불가능하다. 이에 따라 다공질 탄소의 표면에 리튬이나 리튬합금을 도포한 복합음극이 제안되고 있는 것이나 충방전시 덴드라이트가 생성되는 문제점이 발생한다. 또한, 도전성이 높은 금속으로 피복된 탄소재료를 소성하여 만든 탄소전극을 음극으로 사용하는 이차전지는 석출되는 전류가 크지 않기 때문에 음극용량으로 만족할 만한 음극을 제작할 수 없다는 문제가 있다. 그리고 탄소재료와 산화동을 혼합한 음극과 탄소재료에 구리도금을 하여 산화시켜 제작한 탄소-산화동복합체를 이용한 음극 등이 있는데, 산화동을 단독으로 혼합하여 전극으로 이용하는 경우는 혼합된 산화동의 전부가 반응에 관여하지 않고, 구리도금한 탄소재료를 산화처리한 산화동복합체를 이용한 경우는 제조공정이 복잡하다는 결점이 있다.When various kinds of carbon materials are used as the negative electrode active material, it is impossible to produce a negative electrode that satisfies the negative electrode capacity according to the battery production because the theoretical capacity is not reached. As a result, a composite cathode coated with lithium or a lithium alloy on the surface of the porous carbon has been proposed, and there is a problem in that dendrites are generated during charging and discharging. In addition, a secondary battery using a carbon electrode made by firing a carbon material coated with a highly conductive metal as a negative electrode has a problem in that a negative electrode satisfactory with a negative electrode capacity cannot be manufactured because the current deposited is not large. And a cathode using a carbon-copper oxide composite prepared by oxidizing a carbon material by copper plating on a carbon material and a copper material. In the case of mixing copper oxide alone as an electrode, all of the mixed copper oxide reacts. In the case of using a copper oxide complex obtained by oxidizing a copper-plated carbon material irrespective of, the manufacturing process is complicated.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 개선키 위하여 안출된 것으로 리튬의 인터컬레이션과 디인터컬레이션이 가능한 탄소재료에 산화동을 접속존재시키고, 결착제와 혼합하여 제조한 전극을 제공함으로써 고용량 및 전극제조공정이 간단한 복합탄소음극 및 이를 이용한 고전압 리튬이온 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to improve the above-mentioned problems. The present invention provides an electrode manufactured by mixing copper oxide in a carbon material capable of intercalation and deintercalation of lithium and mixing the binder with a high capacity and an electrode. An object of the present invention is to provide a composite carbon anode having a simple manufacturing process and a high voltage lithium ion secondary battery using the same.
도 1은 본 발명의 탄소-산화동 복합체의 제조공정을 나타낸 개략도이고,1 is a schematic diagram showing a manufacturing process of the carbon-copper oxide composite of the present invention,
도 2는 본 발명 실시예 및 비교예에서 제작한 전지의 구조도이다.2 is a structural diagram of a battery produced in Examples and Comparative Examples of the present invention.
* 도면중 주요부분 부호의 설명 *Explanation of Major Parts Codes in Drawings
1 : 봉구캡 2 : 가스켓1: sealing cap 2: gasket
3 : 안전벨트 4 : 격리지3: seat belt 4: isolation
5 : 양극 6 : 음극5: anode 6: cathode
7 : 전지캡7: battery cap
상술의 문제를 해결하기 위해 본 발명의 리튬이온 이차전지용 음극은 리튬의 인터컬레이션과 디인터컬레이션 가능한 탄소재료의 전부 또는 일부 표면위에 중점적으로 화학적 산화동을 생성시킨 후 용액중에서 입자와 접촉시키는 방법으로 제조된 복합체에 결착제를 혼합하여 제조함을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the negative electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention is a method of contacting particles in a solution after generating chemical copper oxide mainly on all or part of the surface of a carbon material capable of intercalating and deintercalating lithium. Characterized in that prepared by mixing the binder in the prepared composite.
보다 상세하게 본 발명은 리튬이온의 인터컬레이션과 디인터컬레이션이 가능한 탄소입자에 구리이온을 함유하는 화합물을 혼합하여 화학반응시켜 탄소입자의 전부 또는 일부의 표면위에 산화동을 생성시키는 방법으로 제조된 산화동 부착 탄소복합체와 결착제로 구성되는 음극을 갖는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지이다.More specifically, the present invention provides a method of producing copper oxide on the surface of all or part of carbon particles by chemically reacting a compound containing copper ions with a carbon particle capable of intercalating and deintercalating lithium ions. It is a lithium ion secondary battery characterized by having a negative electrode consisting of the copper oxide carbon composite with a binder and a binder.
본 발명에서 음극활물질의 주성분으로 사용되는 탄소성분은 메조카본마이크로비드, 메조페이스피치로부터 만든 인조흑연, 천연흑연이 바람직하다. 여기에서 메조카본마이크로비드는 면평균간격 d2가 3.38Å이하이고, C축 방향의 결정자 크기 Lc가 500∼1000Å 인 것이 좋으며, 인조흑연류는 면평균간격 d2가 3.367Å이하이고, C축방향의 결정자 크기 Lc가 600Å 이상인 것, 천연흑연은 면평균간격 d2가 3.358Å이하이고, C축 방향의 결정자 크기 Lc가 1000Å 이상인 것을 이용하는 것이 좋다. 모든 탄소재료의 평균입경은 15㎛ 이하인 것이 바람직하다. 용량 및 충방전 전위에 영향을 주는 요인으로서 탄소의 층상구조와 관련된 물성인 면간격과 결정자의 크기가 있는데, 본 발명에서는 결정화도가 높은 것을 사용함에 따라 리튬의 디인터컬레이션시 전위가 리튬의 전위에 근접하기 때문에 보다 높은 용량의 탄소소재 음극을 얻는 것이 가능하다.The carbon component used as the main component of the negative electrode active material in the present invention is preferably mesocarbon microbead, artificial graphite made from mesophase pitch, natural graphite. Here, mesocarbon microbeads should have a surface average spacing d 2 of 3.38Å or less, a crystallite size Lc in the C-axis direction of 500 to 1000Å, and artificial graphites have a surface average spacing d 2 of 3.367Å or less, and C axis It is preferable that the crystallite size Lc in the direction is 600 kPa or more, the natural graphite has a surface average spacing d 2 of 3.358 kPa or less, and the crystallite size Lc in the C-axis direction 1000 kPa or more. It is preferable that the average particle diameter of all the carbon materials is 15 micrometers or less. Factors affecting capacity and charge / discharge potential include surface spacing and crystallite size, which are physical properties related to carbon layer structure. In the present invention, the potential of lithium during deintercalation is high due to the high crystallinity. Since it is close to, it is possible to obtain a higher capacity carbon material negative electrode.
이 때 탄소재료, 특히 흑연을 음극으로 제작할 때에는 입경은 평균 15㎛ 이하이되 개별분말로는 80㎛ 이하가 좋다. 80㎛ 보다 큰 입경의 탄소재료가 이용될 경우, 전해액과의 접촉면적이 작기 때문에 입자 내의 리튬의 확산과 반응사이트의 밀도 감소 현상이 일어나 대전류충방전시 문제가 생긴다.In this case, when the carbon material, especially graphite, is produced as a cathode, the particle diameter is 15 µm or less on average, but 80 µm or less is preferable for the individual powder. When a carbon material having a particle size larger than 80 µm is used, the contact area with the electrolyte is small, so that the diffusion of lithium in the particles and the density reduction of the reaction site occur, which causes problems in large current charge and discharge.
본 발명에서 탄소입자의 표면위에 산화동을 접촉시켜 복합체를 제조하는 방법은 공침법, 흡발법, 가열분해법 등이 모두 가능하지만 가격 및 작업성의 면에서 보면 공침법이 우수하다. 이때 산화동의 생성방법은 탄소입자와 혼합되어 있는 구리이온을 함유하는 화합물을 염의 용액중에서 중화반응에 의해 수산화동을 생성하고, 탄소입자와 같이 침전시킨 후 탈수처리하면 좋다. 이때 산화동부착 탄소복합체를 구성하는 탄소와 산화동과의 중량비율은 탄소의 종류 및 입경과 산화동의 부착형태에 따라 다르지만 중량비로 98 : 2 ∼ 50 : 50 이 좋다. 산화동성분의 비율이 2 이하인 경우에는 부착된 산화동의 효과가 현저히 떨어지고, 50 이상인 경우에는 탄소의 충방전시 리튬이온의 반응사이트의 감소로 인해 리튬이온 이차전지로 제조시 전지용량이 매우 작게 나타난다.In the present invention, a method of preparing a composite by contacting copper oxide on the surface of the carbon particles may be a coprecipitation method, a suction method, a thermal decomposition method, etc., but the coprecipitation method is excellent in terms of cost and workability. In this case, the copper oxide may be produced by neutralizing a compound containing copper ions mixed with carbon particles by neutralization in a salt solution, followed by precipitation with carbon particles, followed by dehydration treatment. At this time, the weight ratio of carbon to copper oxide constituting the copper oxide-containing carbon composite material varies depending on the type of carbon, the particle size, and the adhesion form of copper oxide, but the weight ratio is 98: 2 to 50:50. When the ratio of the copper oxide component is 2 or less, the effect of the attached copper oxide is remarkably inferior, and when 50 or more, the battery capacity is very small when the lithium ion secondary battery is manufactured due to the decrease of the reaction site of the lithium ion during charging and discharging of carbon.
본 발명에서 음극은 탄소입자 전부 또는 일부 표면위에 산화동과 접촉시킨 복합체와 결착제를 혼합하여 형성하는데, 이 때 결착제로는 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)를 사용하는 것이 좋고, 그 혼합비는 복합체와 결착제의 중량비로 95 : 5 ∼ 70 : 30 인 것이 바람직하다. 본 발명에서 음극으로부터의 집전을 위한 집전체로는 여러 종류가 사용될 수 있어 특별히 한정하지는 않지만 동박을 사용하는 것이 좋다. 또한 전해질로는 에틸렌카보네이트(EC)와 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC)를 1:1:1 로 혼합한 용매에 1M LiPF6를 녹인 비수전해액을 사용하였다. 본 발명에서 양극으로 이용되는 리튬복합산화물로는 리튬코발트옥사이드(LiCoO2), 리튬니켈옥사이드(LiNiO2), 리튬망간옥사이드(LiMn2O4) 등을 들 수 있지만, 사이클의 안정성 때문에 리튬코발트옥사이드(LiCoO2)가 바람직하다.In the present invention, the negative electrode is formed by mixing a complex and a binder in contact with copper oxide on all or part of the carbon particles, wherein the binder is preferably polyvinylidene fluoride (PVDF), the mixing ratio of the composite and It is preferable that it is 95: 5-70: 30 by the weight ratio of a binder. In the present invention, various types may be used as the current collector for current collector from the negative electrode, but the copper foil is preferably used. As the electrolyte, a non-aqueous electrolyte in which 1M LiPF 6 was dissolved in a solvent mixed with ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and dimethyl carbonate (DMC) in a 1: 1: 1 ratio was used. Examples of the lithium composite oxide used as the anode in the present invention include lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), lithium manganese oxide (LiMn 2 O 4 ), and the like. (LiCoO 2 ) is preferred.
본 발명의 리튬이온 이차전지용 음극은 인터컬레이션과 디인터컬레이션 가능한 탄소재료의 전부 또는 일부 표면위에 중점적으로 화학적 산화동을 생성시킨 후, 용액중에서 입자와 접촉시키는 방법으로 제조된 복합제를 사용하여 이것과 결착제를 혼합하여 제조하는 것으로 높은 용량을 가지게 된다. 이것은 산화동이 전기화학적으로 환원되어 가역적으로 변화하는 리튬과 구리의 복합산화물이 생성되기 때문이며, 또한 복합화처리에 의해 입자간의 접촉성이 높아 접촉저항이 낮아짐에 따라 전극반응성이 향상된다.The negative electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention uses a composite prepared by a method of producing chemical copper oxide mainly on all or part of a surface of an intercalable and deintercalated carbon material and then contacting the particles in a solution. It is prepared by mixing the binder with a high capacity. This is because copper oxide is electrochemically reduced to produce a composite oxide of lithium and copper which are reversibly changed, and the electrode responsiveness is improved as the contact resistance decreases due to the high contact between particles by the complexing treatment.
본 발명에서 탄소-산화동복합체의 구체적 제조법을 약술하면 탄소재료 및 산화동의 원료정량을 혼합한 후 도금액을 주입하고 가열 후 냉각시키고 물로 세척 및 건조하는 것으로 이 제조법은 분말혼식 도금법으로 탄소의 표면을 전처리액으로 처리하여 활성화시킨 후 도금액을 침적시켜 활성화처리된 탄소표면위에 균일한 피막을 형성하게 한다.In the present invention, a specific method of preparing a carbon-copper oxide composite is mixed with a quantitative amount of a carbon material and copper oxide, and then a plating solution is injected, heated, cooled, washed and dried with water. After activation by treating with a liquid, the plating solution is deposited to form a uniform film on the activated carbon surface.
도 1은 본 발명의 탄소-산화동 복합체의 제조공정을 나타낸 개략도이다.Figure 1 is a schematic diagram showing the manufacturing process of the carbon-copper oxide composite of the present invention.
본 발명에서의 음극과 양극을 이용한 리튬이온 이차전지의 구조내용은 공지된 것임으로 그 기재를 생략하고 이하에 실시예를 들어 본원을 더욱 설명하고자 한다.The structure of the lithium ion secondary battery using the negative electrode and the positive electrode in the present invention is well known, and the description thereof will be omitted and the present invention will be further described with reference to the following examples.
실시예 1Example 1
양극재료로는 리튬코발트옥사이드를 이용하였고, 도전제로서 도전성 탄소분말(인조흑연)과 결착제로써 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)를 중량비 89:6:5 의 비율로 혼합하여 양극합제를 얻었다. 이 합제를 양극집전체인 알루미늄박 위에 도포하여 건조함으로 극판을 제조하였다. 제조된 극판은 롤프레스로 두께 비율로 25%를 압축하였다.Lithium cobalt oxide was used as a positive electrode material, and a positive electrode mixture was obtained by mixing conductive carbon powder (artificial graphite) as a conductive agent and polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder in a weight ratio of 89: 6: 5. This mixture was applied onto aluminum foil as a positive electrode current collector and dried to prepare an electrode plate. The produced electrode plate was compressed by 25% in the thickness ratio by a roll press.
또한, d2가 3.367Å이고, Lc는 820Å, 평균입경 15㎛ 인 인조흑연분말 120 중량부와 황산구리 5수화물 50 중량부를 혼합하여 수산화리튬 160중량부를 가하였다. 이 혼합물을 초순수에 혼합한 후 90℃에서 20시간 가열보존하였다. 가열이 종료된 후, 상온에서 12 시간 방치 후 여과 세정을 통하여 탄소-산화동복합체를 제조하였다. 이 경우의 탄소와 산화동과의 중량비는 90 : 10 이었다. 이와 같이 처리한 복합체에 결착제로 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)를 중량비 92 : 8 의 비율로 혼합하여 음극합제를 얻었다. 이 합제를 음극집전체인 동박위에 도포, 건조하여 극판을 얻었다. 제조된 극판은 롤프레스로 두께 비율로 20% 를 압축하였다. 이와 같이 제조한 양극, 음극과 전해질로 에틸렌카보네이트(EC)와 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC)를 1:1:1 로 혼합한 용매에 1M LiPF6를 녹인 비수전해액을 이용하여 원통형전지를 제작하였다. 그리고 미세다공질폴리프로필렌을 세퍼레이터로 이용하였다.Further, 120 parts by weight of artificial graphite powder and 50 parts by weight of copper sulfate pentahydrate having a d 2 of 3.367 μs, Lc of 820 μs and an average particle diameter of 15 μm were added to 160 parts by weight of lithium hydroxide. The mixture was mixed with ultrapure water and then stored at 90 ° C. for 20 hours. After the heating was completed, the mixture was left at room temperature for 12 hours to prepare a carbon-copper oxide composite through filtration and washing. In this case, the weight ratio of carbon to copper oxide was 90:10. Thus, polyvinylidene fluoride (PVDF) was mixed with the binder in the ratio of 92: 8 by weight as a binder, and the negative electrode mixture was obtained. This mixture was apply | coated on the copper foil which is a negative electrode collector, and it dried, and obtained the electrode plate. The produced electrode plate was compressed by 20% in the thickness ratio by a roll press. Using a non-aqueous electrolyte in which 1M LiPF 6 was dissolved in a solvent mixed with ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and dimethyl carbonate (DMC) in a 1: 1: 1 manner as a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte prepared as described above. The battery was produced. And microporous polypropylene was used as a separator.
실시예 2Example 2
인조흑연분말 120 중량부와 황산구리 5수화물 100 중량부를 혼합하여 수산화리튬 160 중량부를 가하였다. 이 경우에 탄소와 산화동과의 중량비는 79 : 21 이었다. 이외의 조건은 실시예 1 과 동일한 조건이다.120 parts by weight of artificial graphite powder and 100 parts by weight of copper sulfate pentahydrate were mixed to add 160 parts by weight of lithium hydroxide. In this case, the weight ratio of carbon to copper oxide was 79:21. Other conditions are the same conditions as Example 1.
실시예 3Example 3
인조흑연분말 120 중량부와 황산구리 5수화물 20 중량부를 혼합하여 수산화리튬 160 중량부를 가하였다. 이 경우의 탄소와 산화동과의 중량비는 96 : 4 이었다. 이 외의 조건은 실시예 1과 동일한 조건이다.120 parts by weight of artificial graphite powder and 20 parts by weight of copper sulfate pentahydrate were mixed to add 160 parts by weight of lithium hydroxide. In this case, the weight ratio of carbon to copper oxide was 96: 4. Other conditions are the same as those of Example 1.
실시예 4Example 4
d2가 3.38Å 이고, Lc는 800Å 이며 평균입경 10㎛인 메조카본마이크로비드 120 중량부와 황산구리 5수화물 50중량부를 혼합하여 수산화리튬 160 중량부를 얻었다. 이 혼합물을 초순수에 혼합한 후 90℃에서 20시간 가열 보존하였다. 가열이 종료된 상온에서 12시간 방치 후 여과 세정을 통하여 탄소-산화동복합체를 제조하였다. 이 경우의 탄소와 산화동과의 중량비는 91 : 9 이었다. 이와 같이 처리한 복합체에 결착제로 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)를 중량비 92 : 8 의 비율로 혼합하여 음극합체를 얻었다. 이 합제를 음극집전체인 동박위에 도포, 건조하여 극판을 얻었다. 제조된 극판은 롤프레스로 두께 비율로 20%를 압축하였다.120 parts by weight of mesocarbon microbead and 50 parts by weight of copper sulfate pentahydrate having a d 2 of 3.38 kPa, Lc of 800 kPa and an average particle diameter of 10 µm were mixed to obtain 160 parts by weight of lithium hydroxide. The mixture was mixed with ultrapure water and then heated and stored at 90 ° C for 20 hours. After standing at room temperature for 12 hours after heating was completed, a carbon-copper oxide composite was prepared by filtration and washing. In this case, the weight ratio of carbon to copper oxide was 91: 9. Thus, the polyvinylidene fluoride (PVDF) was mixed with the binder in the ratio of 92: 8 by weight as a binder, and the negative electrode copolymer was obtained. This mixture was apply | coated on the copper foil which is a negative electrode collector, and it dried, and obtained the electrode plate. The manufactured electrode plate was compressed by 20% in the thickness ratio by roll press.
이 외의 조건은 실시예 1 과 동일한 조건이다.Other conditions are the same as those of Example 1.
실시예 5Example 5
d2가 3.358Å 이고, Lc는 1000Å 이며 평균입경 15㎛인 천연흑연 120 중량부와 황산구리 5수화물 50 중량부를 혼합하여 수산화리튬 160 중량부를 가하였다. 이 혼합물을 초순수에 혼합한 후 90℃에서 20시간 가열 보존하였다. 가열이 종료된 상온에서 12시간 방치 후 여과 세정을 통하여 탄소-산화동복합체를 제조하였다. 이 경우의 탄소와 산화동과의 중량비는 88 : 12 이었다. 이와 같이 처리한 복합체에 결착제로 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)를 중량비 90 : 10 의 비율로 혼합하여 음극합제를 얻었다. 이 합제를 음극집전제인 동박위에 도포, 건조하여 극판을 얻었다. 제조된 극판은 롤플레스로 두께 비율로 20% 를 압축하였다.120 parts by weight of natural graphite having an average particle diameter of 15 µm and dc of 3.358 mm 3 and an average particle diameter of 15 µm and 50 parts by weight of copper sulfate pentahydrate were added to 160 parts by weight of lithium hydroxide. The mixture was mixed with ultrapure water and then heated and stored at 90 ° C for 20 hours. After standing at room temperature for 12 hours after heating was completed, a carbon-copper oxide composite was prepared by filtration and washing. In this case, the weight ratio of carbon to copper oxide was 88:12. Thus, the polyvinylidene fluoride (PVDF) was mixed with the binder at a weight ratio of 90:10 to obtain a negative electrode mixture. This mixture was apply | coated on the copper foil which is a negative electrode collector, and it dried, and obtained the electrode plate. The produced electrode plate was compressed by 20% in the thickness ratio by rollless.
이 외의 조건은 실시예 1과 동일한 조건이다.Other conditions are the same as those of Example 1.
비교예 1Comparative Example 1
탄소재료를 탄소-산화동복합체를 사용하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 같은 전지를 제작하였다.A battery similar to Example 1 was fabricated except that no carbon-copper oxide composite was used as the carbon material.
비교예 2Comparative Example 2
탄소재료를 탄소-산화동복합체를 사용하지 않은 것 이외에는 실시예 4와 같은 전지를 제작하였다.A battery similar to Example 4 was fabricated except that the carbon material did not use a carbon-copper oxide composite.
비교예 3Comparative Example 3
탄소재료를 탄소-산화동복합체를 사용하지 않은 것 이외에는 실시예 5와 같은 전지를 제작하였다.A battery similar to Example 5 was produced except that the carbon material did not use a carbon-copper oxide composite.
실시예 1∼5 및 비교예 1∼3으로 제작한 전지를 3.0∼4.0V까지의 범위로 충방전을 하여 전지특성을 평가하였다.The battery produced in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 was charged and discharged in a range of 3.0 to 4.0 V to evaluate battery characteristics.
그 결과는 표 1에 나타내었다.The results are shown in Table 1.
또한, 도 2는 본 발명 실시예 및 비교예에서 제작한 전지의 구조도로서,(1)은 봉구캡, (2)는 가스켓, (3)은 안전벨트, (4)는 격리지, (5)는 양극,(6)은 음극, (7)은 전지캡을 나타내는 것이다.In addition, Figure 2 is a structural diagram of the battery produced in the Examples and Comparative Examples of the present invention, (1) is a sealing cap, (2) a gasket, (3) seat belts, (4) is an insulating paper, (5) Is a positive electrode, 6 is a negative electrode, and 7 is a battery cap.
본 발명의 음극은 리튬의 인터컬레이션과 디인터컬레이션 가능한 탄소재료 표면위에 화학적 산화동을 생성시킨 후, 용액중에서 입자와 접촉시키는 방법으로 제조된 복합체를 사용하여, 이것과 결착제를 혼합하여 제조한 전극제조로 높은 방전용량을 나타내고 있다. 또한 음극의 보다 낮은 전위를 이용하는 것이 가능하기 때문에 전지전압이 높은 리튬이온 이차전지를 제공할 수 있다. 따라서 본 발명에 의해 우수한 리튬이온 이차전지를 제공하는 것이 가능하다.The negative electrode of the present invention is produced by mixing a binder with a binder using a composite prepared by producing chemical copper oxide on the surface of a carbon material capable of intercalating and deintercalating lithium and then contacting the particles in a solution. The production of one electrode shows high discharge capacity. In addition, since the lower potential of the negative electrode can be used, a lithium ion secondary battery having a high battery voltage can be provided. Therefore, it is possible to provide the lithium ion secondary battery excellent by this invention.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970077674A KR19990057611A (en) | 1997-12-30 | 1997-12-30 | Lithium-ion Secondary Battery |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR19990057611A true KR19990057611A (en) | 1999-07-15 |
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ID=66172766
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| KR1019970077674A KR19990057611A (en) | 1997-12-30 | 1997-12-30 | Lithium-ion Secondary Battery |
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPH06325753A (en) * | 1993-05-14 | 1994-11-25 | Sharp Corp | Lithium secondary battery |
| JPH06349482A (en) * | 1993-06-07 | 1994-12-22 | Sharp Corp | Lithium secondary battery |
| JPH087895A (en) * | 1994-06-24 | 1996-01-12 | Japan Energy Corp | Carbon material for lithium secondary battery electrode and manufacture thereof |
| JPH0845499A (en) * | 1994-07-29 | 1996-02-16 | Sharp Corp | Lithium secondary battery |
-
1997
- 1997-12-30 KR KR1019970077674A patent/KR19990057611A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06325753A (en) * | 1993-05-14 | 1994-11-25 | Sharp Corp | Lithium secondary battery |
| JPH06349482A (en) * | 1993-06-07 | 1994-12-22 | Sharp Corp | Lithium secondary battery |
| JPH087895A (en) * | 1994-06-24 | 1996-01-12 | Japan Energy Corp | Carbon material for lithium secondary battery electrode and manufacture thereof |
| JPH0845499A (en) * | 1994-07-29 | 1996-02-16 | Sharp Corp | Lithium secondary battery |
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