KR20080039035A - Negative electrode for using lithium secondary battery, and lithium secondary battery comprising the same - Google Patents

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Abstract

A negative electrode for a lithium secondary battery is provided to increase a contact area and binding force between a negative electrode active material and a negative electrode current collector. A negative electrode for a lithium secondary battery includes a negative electrode current collector(110), and a negative electrode active material layer(120) placed on at least one surface of the negative electrode current collector. The at least one surface of the negative electrode current collector has a surface roughness(Rz) of 2-7 micron. The negative electrode active material layer includes a negative electrode active material comprising particles selected from the group comprising Si particles, Si compound particles, Si-containing composite particles, Si phase-containing carbon composite particles, Sn particles, Sn compound particles, Sn-containing composite particles, Sn phase-containing carbon composite particles, and combinations thereof.

Description

리튬 이차 전지용 음극, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지{NEGATIVE ELECTRODE FOR USING LITHIUM SECONDARY BATTERY, AND LITHIUM SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME}A negative electrode for a lithium secondary battery, and a lithium secondary battery including the same TECHNICAL FIELD AND AND LITHIUM SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음극의 개략 단면도.1 is a schematic cross-sectional view of a negative electrode according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지의 개략 단면도.2 is a schematic cross-sectional view of a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 3은 비교예 1에서 사용된 음극 집전체 일면의 주사 전자 현미경(SEM) 사진.3 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of one surface of a negative electrode current collector used in Comparative Example 1. FIG.

도 4는 비교예 2에서 사용된 음극 집전체 일면의 주사 전자 현미경 사진.4 is a scanning electron micrograph of one surface of a negative electrode current collector used in Comparative Example 2. FIG.

도 5는 실시예 1, 및 2에서 사용된 음극 집전체 일면의 주사 전자 현미경 사진.5 is a scanning electron micrograph of one surface of the negative electrode current collector used in Examples 1 and 2. FIG.

도 6은 실시예 1, 및 2에서 사용된 음극 집전체 단면의 주사 전자 현미경 사진.6 is a scanning electron micrograph of the cross section of the negative electrode current collector used in Examples 1 and 2. FIG.

도 7은 실시예 1, 및 비교예 1, 및 2에서 제조된 음극을 포함하는 전지의 사이클 특성을 나타내는 그래프.7 is a graph showing cycle characteristics of a battery including the negative electrodes prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. FIG.

도 8은 실시예 2, 및 비교예 3에서 제조된 음극을 포함하는 전지의 사이클 특성을 나타내는 그래프.8 is a graph showing the cycle characteristics of a battery including a negative electrode prepared in Example 2, and Comparative Example 3.

도 9a는 비교예 4에서 제조된 음극의 40 사이클 충방전 전의 사진.Figure 9a is a photograph before the 40 cycle charge and discharge of the negative electrode prepared in Comparative Example 4.

도 9b는 비교예 4에서 제조된 음극의 40 사이클 충방전 후의 사진.9B is a photograph after 40 cycles of charge and discharge of a negative electrode prepared in Comparative Example 4. FIG.

도 10a는 실시예 1에서 제조된 음극의 40 사이클 충방전 전의 사진.10A is a photograph before 40 cycles of charge and discharge of a negative electrode prepared in Example 1. FIG.

도 10b는 실시예 1에서 제조된 음극의 40 사이클 충방전 후의 사진.10b is a photograph after 40 cycles of charge and discharge of the negative electrode prepared in Example 1. FIG.

[산업상 이용 분야][Industrial use]

본 발명은 리튬 이차 전지용 음극, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음극 집전체의 조면화된 표면 형상으로 인하여, 음극 활물질과 음극 집전체의 접촉 면적, 및 결착력을 증가시키고, 음극 활물질 입자들이 음극 집전체의 돌기사이에 삽입되어 있어 충방전시 음극 활물질의 부피 변화에 따른 음극 활물질과 음극 집전체 계면에서의 기계적인 응력을 완화시키는 리튬 이차 전지용 음극, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다. The present invention relates to a negative electrode for a lithium secondary battery, and a lithium secondary battery including the same, and more particularly, due to the roughened surface shape of the negative electrode current collector, increasing the contact area and the binding force between the negative electrode active material and the negative electrode current collector. The negative electrode active material particles are inserted between the protrusions of the negative electrode current collector, so that the lithium secondary battery negative electrode to relieve mechanical stress at the interface between the negative electrode active material and the negative electrode current collector according to the volume change of the negative electrode active material during charge and discharge, and lithium comprising the same It relates to a secondary battery.

[종래 기술][Prior art]

리튬 이차 전지의 음극 활물질로는 탄소계 물질이 주로 사용되고 있다. 그러나, 탄소계 물질로 이루어지는 음극은 최대 이론용량이 372 mAh/g (844 mAh/cc)으로 제한되어 용량 증대에 한계가 있다. As the negative electrode active material of the lithium secondary battery, a carbon-based material is mainly used. However, the negative electrode made of a carbon-based material has a maximum theoretical capacity of 372 mAh / g (844 mAh / cc), which limits the capacity increase.

고용량을 나타내는 음극 재료로 Si 및 Sn 등이 제안되어 있다. 그러나, 상기 재료는 충방전시 리튬과 반응하여 부피가 크게 변화하여 활물질에 균열이 발생하고 파괴됨으로써 충방전 사이클이 진행됨에 따라 용량이 급격하게 저하되어 수명 이 짧아지는 문제점이 있다. Si, Sn, and the like have been proposed as negative electrode materials exhibiting high capacity. However, as the material reacts with lithium during charging and discharging, the volume is greatly changed, so that cracks are generated and destroyed in the active material, and thus the capacity decreases rapidly as the charge and discharge cycle proceeds, thereby shortening the lifespan.

이러한 문제점을 극복하기 위해 상기 Si 및 Sn 원소를 포함하는 합금 입자를 이용하거나, 상기 합금 입자와 탄소가 결합된 복합체 활물질을 이용하는 방법이 검토되어 왔다. In order to overcome this problem, a method of using alloy particles containing the Si and Sn elements or using a composite active material in which the alloy particles and carbon are bonded has been studied.

그러나, 전지의 충방전 사이클 특성을 향상시키기 위하여 Si 및 Sn을 포함하는 복합 화합물 입자의 구성 및 제조 방법에 대한 제안은 있었지만, Si 및 Sn을 포함하는 음극 활물질 입자를 이용하는 전지의 사이클 특성을 개선하기 위하여 음극 집전체를 이용하는 방법에 대한 제안은 없었다.However, there have been proposals for the construction and manufacturing method of composite compound particles containing Si and Sn in order to improve the charge and discharge cycle characteristics of the battery, but to improve the cycle characteristics of the battery using the negative electrode active material particles containing Si and Sn. There is no proposal for a method of using a negative electrode current collector.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여, 음극 집전체의 조면화된 표면 형상으로 인하여, 음극 활물질과 음극 집전체의 접촉 면적, 및 결착력을 증가시키고, 음극 활물질 입자들이 음극 집전체의 돌기 사이에 삽입되어 있어 충방전시 음극 활물질의 부피 변화에 따른 음극 활물질과 음극 집전체 계면에서의 기계적인 응력을 완화시키는 리튬 이차 전지용 음극을 제공하는 것이다.The present invention, in order to solve the above problems, due to the roughened surface shape of the negative electrode current collector, the contact area of the negative electrode active material and the negative electrode current collector, and the binding force is increased, and the negative electrode active material particles are inserted between the projections of the negative electrode current collector It is to provide a negative electrode for a lithium secondary battery to mitigate the mechanical stress at the interface between the negative electrode active material and the negative electrode current collector according to the volume change of the negative electrode active material during charge and discharge.

본 발명의 다른 목적은 상기 음극을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a lithium secondary battery including the negative electrode.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 음극 집전체; 및 상기 음극 집전체의 적어도 일면에 위치한 음극 활물질층을 포함하고, 상기 음극 집전체의 적어도 일면은 2 내지 7㎛의 표면 거칠기(Rz)를 가지며, 상기 음극 활물질은 Si 입자, Si 화합물 입자, Si 함유 복합체 입자, Si상 함유 탄소복합체 입자, Sn 입자, Sn 화합물 입자, Sn 함유 복합체 입자, Sn상 함유 탄소 복합체 입자, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 입자를 포함하는 음극 활물질을 포함하는 것인 리튬 이차 전지용 음극을 제공한다.The present invention to achieve the above object is a negative electrode current collector; And a negative electrode active material layer disposed on at least one surface of the negative electrode current collector, and at least one surface of the negative electrode current collector has a surface roughness Rz of 2 to 7 μm, and the negative electrode active material includes Si particles, Si compound particles, and Si. A negative electrode active material comprising particles selected from the group consisting of containing composite particles, Si phase-containing carbon composite particles, Sn particles, Sn compound particles, Sn-containing composite particles, Sn phase-containing carbon composite particles, and combinations thereof Provided is a negative electrode for a lithium secondary battery.

상기 음극 집전체의 적어도 일면의 표면에 위치하는 돌기를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 음극 집전체의 적어도 일면의 표면에 돌출된 돌출부, 및 상기 돌출부의 상부에 위치하는 돌기를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. It is preferable to include a projection located on the surface of at least one surface of the negative electrode current collector, and more preferably includes a projection projecting on the surface of at least one surface of the negative electrode current collector, and a projection located above the projection. .

상기 돌기의 평균 직경은 1㎛ 내지 7㎛인 것이 바람직하고, 2.5㎛ 내지 5㎛ 인 것이 더욱 바람직하다. It is preferable that it is 1 micrometer-7 micrometers, and, as for the average diameter of the said processus, it is more preferable that it is 2.5 micrometers-5 micrometers.

상기 돌출부 상부의 평균 직경은 상기 돌기의 평균 직경 보다 작은 것이 바람직하다. The average diameter of the upper portion of the protrusion is preferably smaller than the average diameter of the protrusion.

상기 돌기 사이의 평균간격(S)은 2.5 내지 20㎛인 것이 바람직하고, 4 내지 10㎛인 것이 더욱 바람직하다. It is preferable that it is 2.5-20 micrometers, and, as for the average space | interval S between the said processus, it is more preferable that it is 4-10 micrometers.

상기 음극 활물질 입자의 크기는 상기 돌기 사이의 평균간격의 1/2 이하인 것이 바람직하다. It is preferable that the size of the negative electrode active material particles is 1/2 or less of the average interval between the protrusions.

상기 음극 집전체의 적어도 일면의 표면 거칠기는 2 내지 7㎛인 것이 바람직하고, 4 내지 6㎛인 것이 더욱 바람직하다. It is preferable that it is 2-7 micrometers, and, as for the surface roughness of the at least one surface of the said negative electrode electrical power collector, it is more preferable that it is 4-6 micrometers.

상기 음극 집전체는 구리, 니켈, 스테인레스, 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하고, 상기 음극 집전체는 전해법에 의하여, 구리, 니켈, 스테인레스, 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈, 및 이들의 조 합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 음극 집전체 표면에 석출시켜 표면 거칠기를 형성한 것이 바람직하다. The negative electrode current collector is preferably selected from the group consisting of copper, nickel, stainless steel, molybdenum, tungsten, tantalum, and combinations thereof, and the negative electrode current collector is copper, nickel, stainless steel, molybdenum, tungsten by an electrolytic method. , Tantalum, and combinations thereof are preferably deposited on the surface of the negative electrode current collector to form surface roughness.

본 발명은 또한, 리튬 이온을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극 활물질을 포함하는 양극; 상기 음극; 및 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.The present invention also provides a positive electrode comprising a positive electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium ions; The cathode; And it provides a lithium secondary battery comprising an electrolyte.

이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 음극 집전체; 및 상기 음극 집전체의 적어도 일면에 위치한 음극 활물질층을 포함하고, 상기 음극 집전체의 적어도 일면은 2 내지 7㎛의 표면 거칠기(Rz)를 가지며, 상기 음극 활물질은 Si 입자, Si 화합물 입자, Si 함유 복합체 입자, Si상 함유 탄소복합체 입자, Sn 입자, Sn 화합물 입자, Sn 함유 복합체 입자, Sn상 함유 탄소 복합체 입자, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 입자를 포함하는 음극 활물질을 포함하는 것인 리튬 이차 전지용 음극을 제공한다.The present invention is a negative electrode current collector; And a negative electrode active material layer disposed on at least one surface of the negative electrode current collector, and at least one surface of the negative electrode current collector has a surface roughness Rz of 2 to 7 μm, and the negative electrode active material includes Si particles, Si compound particles, and Si. A negative electrode active material comprising particles selected from the group consisting of containing composite particles, Si phase-containing carbon composite particles, Sn particles, Sn compound particles, Sn-containing composite particles, Sn phase-containing carbon composite particles, and combinations thereof Provided is a negative electrode for a lithium secondary battery.

상기 Si 입자는 한 입자 내에 Si 원소들이 화학적으로 결합되어 있는 상태를 의미한다. 상기 Si 입자는 초미세화된 입자 크기를 가지는 것이 바람직하며, 보다 구체적으로는 5nm 내지 5㎛의 크기를 갖는 것이 바람직하고, 5nm 내지 1㎛ 의 크기를 갖는 것이 더욱 바람직하다.The Si particles refer to a state in which Si elements are chemically bonded in one particle. It is preferable that the Si particles have an ultrafine particle size, more specifically, have a size of 5 nm to 5 μm, and more preferably have a size of 5 nm to 1 μm.

상기 Si 화합물 입자는 한 입자 내에 Si를 포함하고 있는 화합물들이 화학적으로 결합되어 있는 상태를 의미한다. 상기 Si를 포함하고 있는 화합물은 Si 원소를 포함하고 있는 화합물이면 어느 것이나 가능하다. 특히, 상기 Si를 포함하고 있는 화합물은 Si와 전이원소를 포함하는 화합물인 것이 바람직하다. 상기 전이원 소는 리튬과 반응하지 않는 전이원소인 것이 바람직하고, 상기 전이원소는 Sc, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, La, Hf, Ta, W, Re, Os, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 전이금속인 것이 더욱 바람직하다. The Si compound particles refer to a state in which compounds containing Si are chemically bonded in one particle. The compound containing Si may be any compound as long as it contains a Si element. In particular, the compound containing Si is preferably a compound containing Si and a transition element. The transition element is preferably a transition element that does not react with lithium, and the transition element is Sc, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, La, Hf, Ta More preferably, a transition metal selected from the group consisting of W, Re, Os, and a combination thereof.

상기 Si 화합물 입자의 바람직한 예로 MSix,(여기서, x는 3 내지 9이고, M은 Sc, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, La, Hf, Ta, W, Re, Os 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 전이금속이다.)로 표시되는 것을 들 수 있다. Preferred examples of the Si compound particles are MSi x , (wherein x is 3 to 9, M is Sc, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, La, Hf, And a transition metal selected from the group consisting of Ta, W, Re, Os, and combinations thereof.

상기 Si 함유 복합체 입자는 한 입자 내에 Si 원소, 및 Si를 포함하고 있는 화합물이 화학적으로 결합되어 있는 상태를 의미한다. 상기 Si를 포함하고 있는 화합물은 상기 Si와 전이원소를 포함하는 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다.The Si-containing composite particles refer to a state in which a Si element and a compound containing Si are chemically bonded in one particle. As the compound containing Si, a compound containing Si and a transition element may be preferably used.

상기 Si 함유 탄소 복합체 입자는 한 입자 내에 Si 원소, Si를 포함하고 있는 화합물, 및 탄소가 혼합되어 있는 상태를 의미한다. 상기 Si를 포함하고 있는 화합물은 상기 Si와 전이원소를 포함하는 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다.The Si-containing carbon composite particles refer to a state in which a Si element, a compound containing Si, and carbon are mixed in one particle. As the compound containing Si, a compound containing Si and a transition element may be preferably used.

상기 Sn 입자는 한 입자 내에 Sn 원소들이 화학적으로 결합되어 있는 상태를 의미한다. 상기 Sn 입자는 초미세화된 입자 크기를 가지는 것이 바람직하며, 보다 구체적으로는 5nm 내지 5㎛의 크기를 갖는 것이 바람직하고, 5nm 내지 1㎛ 의 크기를 갖는 것이 더욱 바람직하다.The Sn particles refer to a state in which Sn elements are chemically bonded in one particle. It is preferable that the Sn particles have an ultrafine particle size, more specifically, a size of 5 nm to 5 μm, and more preferably a size of 5 nm to 1 μm.

상기 Sn 화합물 입자는 한 입자 내에 Sn을 포함하고 있는 화합물들이 화학적으로 결합되어 있는 상태를 의미한다. 상기 Sn을 포함하고 있는 화합물은 Sn 원소 를 포함하고 있는 화합물이면 어느 것이나 가능하다. 특히, 상기 Sn을 포함하고 있는 화합물은 Sn과 전이원소를 포함하는 화합물인 것이 바람직하다. 상기 전이원소는 리튬과 반응하지 않는 전이원소인 것이 바람직하고, 상기 전이원소는 Sc, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, La, Hf, Ta, W, Re, Os, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 전이금속인 것이 더욱 바람직하다. The Sn compound particles refer to a state in which compounds containing Sn are chemically bonded in one particle. The compound containing Sn may be any compound as long as the compound contains Sn element. In particular, the compound containing Sn is preferably a compound containing Sn and a transition element. The transition element is preferably a transition element that does not react with lithium, and the transition element is Sc, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, La, Hf, Ta, More preferably, it is a transition metal selected from the group consisting of W, Re, Os, and a combination thereof.

상기 Sn 화합물 입자의 바람직한 예로 MSnx,(여기서, x는 3 내지 9이고, M은 Sc, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, La, Hf, Ta, W, Re, Os 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 전이금속이다.)로 표시되는 것을 들 수 있다. Preferred examples of the Sn compound particles are MSn x , (wherein x is 3 to 9, M is Sc, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, La, Hf, And a transition metal selected from the group consisting of Ta, W, Re, Os, and combinations thereof.

상기 Sn 함유 복합체 입자는 한 입자 내에 Sn 원소, 및 Sn을 포함하고 있는 화합물이 화학적으로 결합되어 있는 상태를 의미한다. 상기 Sn을 포함하고 있는 화합물은 상기 Sn과 전이원소를 포함하는 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다.The Sn-containing composite particles refer to a state in which a Sn element and a compound containing Sn are chemically bonded in one particle. As the compound containing Sn, a compound containing Sn and a transition element may be preferably used.

상기 Sn 함유 탄소 복합체 입자는 한 입자 내에 Sn 원소, Sn을 포함하고 있는 화합물, 및 탄소가 혼합되어 있는 상태를 의미한다. 상기 Sn을 포함하고 있는 화합물은 상기 Sn과 전이원소를 포함하는 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다.The Sn-containing carbon composite particles refer to a state in which a Sn element, a compound containing Sn, and carbon are mixed in one particle. As the compound containing Sn, a compound containing Sn and a transition element may be preferably used.

상기 Si 입자, Si 화합물 입자, Si 함유 복합체 입자, Si 함유 탄소 복합체 입자, Sn 입자, Sn 화합물 입자, Sn 함유 복합체 입자, 및 Sn 함유 탄소 복합체 입자를 리튬 이차 전지의 음극 활물질로 사용하는 경우, 충방전시에 리튬과 반응하면서 큰 부피 변화가 일어난다. 이로 인하여 음극 활물질 입자가 미분화되고, 음극 집전체와의 전기적 접촉불량이 발생한다. 그 결과, 사이클이 진행됨에 따라 전지의 용량이 급격하게 감소하여 사이클 수명이 짧아지는 문제점이 있다. When the Si particles, Si compound particles, Si-containing composite particles, Si-containing carbon composite particles, Sn particles, Sn compound particles, Sn-containing composite particles, and Sn-containing carbon composite particles are used as a negative electrode active material of a lithium secondary battery, Large volume changes occur during reaction with lithium during discharge. As a result, the negative electrode active material particles are undifferentiated, resulting in poor electrical contact with the negative electrode current collector. As a result, as the cycle progresses, there is a problem in that the capacity of the battery is drastically reduced and the cycle life is shortened.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 음극 집전체의 적어도 일면은 2 내지 7㎛의 표면 거칠기(Rz)를 가진다. 본 발명은 상기 표면 거칠기를 가지는 음극 집전체의 일면에 상기 음극 활물질을 위치시킴으로써, 음극 활물질과 음극 집전체의 접촉 면적, 및 결착력을 증가시키고, 음극 활물질과 음극 집전체 계면에서의 팽창 응력을 완화시킨다. 그 결과, 충방전시 음극 활물질의 과도한 부피 팽창으로 인하여 음극 활물질이 음극 집전체에서 탈리되는 현상을 억제 시킬 수 있어, 전지의 사이클 특성이 개선된다. Therefore, at least one surface of the negative electrode current collector according to the embodiment of the present invention has a surface roughness Rz of 2 to 7 μm. According to the present invention, by placing the negative electrode active material on one surface of the negative electrode current collector having the surface roughness, the contact area and the binding force between the negative electrode active material and the negative electrode current collector are increased, and the expansion stress at the interface between the negative electrode active material and the negative electrode current collector is alleviated. Let's do it. As a result, the phenomenon that the negative electrode active material is detached from the negative electrode current collector due to excessive volume expansion of the negative electrode active material during charge and discharge can be suppressed, thereby improving the cycle characteristics of the battery.

상기 음극 집전체의 적어도 일면의 표면에 위치하는 돌기를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 음극 집전체의 적어도 일면의 표면에 위치하는 돌기를 포함하는 경우, 음극 활물질층이 음극 집전체와 맞물리게 위치하여 음극 활물질과 음극 집전체의 결착력을 더욱 강화시킨다. 상기 돌기는 상기 음극 집전체 표면에 돌출된 돌출부의 상부에 형성되는 것이 더욱 바람직하다. 이는 상기 음극 활물질층이 음극 집전체와 더욱 잘 맞물리게 형성될 수 있도록 하기 때문이다. 상기 돌기가 형성된 돌출부 상부의 평균 직경은 돌기의 평균 직경 보다 작은 것이 바람직하다. It is preferable to include the projection located on the surface of at least one surface of the negative electrode current collector. In the case of including a projection located on the surface of at least one surface of the negative electrode current collector, the negative electrode active material layer is positioned in engagement with the negative electrode current collector to further enhance the binding force between the negative electrode active material and the negative electrode current collector. More preferably, the protrusion is formed on an upper portion of the protrusion protruding from the surface of the negative electrode current collector. This is because the negative electrode active material layer may be formed to be more engaged with the negative electrode current collector. It is preferable that the average diameter of the upper part of the protrusion on which the protrusion is formed is smaller than the average diameter of the protrusion.

상기 돌기의 평균 직경은 1㎛ 내지 7㎛ 인 것이 바람직하고, 2.5㎛ 내지 5㎛ 인 것이 더욱 바람직하다. 상기 돌기의 평균 직경이 1㎛ 미만인 경우, 상기 음극 활물질층이 음극 집전체와 맞물리는 효과가 떨어지게 되고, 7㎛를 초과하는 경우, 돌출부 하단의 직경이 커지게 되므로 단위면적당 돌출부의 수가 줄어들어 상기 음 극 활물질층이 음극 집전체와 맞물리는 효과가 떨어지고, 돌기의 직경이 크기 때문에 돌출부의 높이도 증가하여 집전체의 전체 두께가 증가함으로써 전극의 단위중량당 용량이 낮아진다. It is preferable that it is 1 micrometer-7 micrometers, and, as for the average diameter of the said processus | protrusion, it is more preferable that it is 2.5 micrometers-5 micrometers. When the average diameter of the protrusions is less than 1 μm, the effect of the negative electrode active material layer meshing with the negative electrode current collector is reduced, and when the average diameter of the protrusions exceeds 7 μm, the diameter of the bottom of the protrusion is increased, so the number of protrusions per unit area decreases. The effect that the positive electrode active material layer is in engagement with the negative electrode current collector is inferior, and because the diameter of the protrusion is large, the height of the protrusion increases, so that the total thickness of the current collector increases, thereby decreasing the capacity per unit weight of the electrode.

본 발명의 일 실시예에 따른 음극의 단면을 도 1에 나타내었다. 1 is a cross-sectional view of a negative electrode according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 음극 집전체(110)는 일면에 돌출부(112)와 상기 돌출부 상부에 형성된 돌기(111)를 포함하고 있다. 음극 활물질층(120)은 음극 집전체(110)와 맞물리게 형성되어 있고, 음극 활물질층(120)은 상기 돌기(111) 사이에 삽입되어 있다. 그 결과, 음극 활물질층(120)과 음극 집전체(110)의 접촉 면적이 증가하고, 음극 활물질층(120)은 상기 돌기(111) 사이에 삽입되어 있어 음극 활물질층(120)이 과도하게 부피 팽창을 하는 경우에도 음극 집전체(110)에서 탈리되는 것을 방지할 수 있다.Referring to FIG. 1, the negative electrode current collector 110 includes a protrusion 112 on one surface and a protrusion 111 formed on the protrusion. The negative electrode active material layer 120 is formed to be engaged with the negative electrode current collector 110, and the negative electrode active material layer 120 is inserted between the protrusions 111. As a result, the contact area between the negative electrode active material layer 120 and the negative electrode current collector 110 increases, and the negative electrode active material layer 120 is inserted between the protrusions 111 so that the negative electrode active material layer 120 is excessively bulky. Even in the case of expansion, detachment from the negative electrode current collector 110 may be prevented.

상기 음극 집전체의 표면 거칠기(Rz)는 2 내지 7㎛인 것이 바람직하고, 4 내지 6㎛인 것이 더욱 바람직하다. 상기 음극 집전체의 표면 거칠기가 2㎛ 미만인 경우, 충방전시 음극 활물질의 부피 팽창에 의한 기계적 응력에 대한 분산 효과가 적어 팽창 응력을 완화하는 효과가 떨어지며, 7㎛를 초과하는 경우, 원하는 전지의 용량을 얻기 위하여 전극에 도포되는 음극 활물질의 양이 음극 집전체의 표면 거칠기의 부피만큼 증가하게 되어 전극의 두께가 두꺼워지는 단점이 있다. It is preferable that it is 2-7 micrometers, and, as for the surface roughness Rz of the said negative electrode electrical power collector, it is more preferable that it is 4-6 micrometers. When the surface roughness of the negative electrode current collector is less than 2㎛, there is less dispersion effect on mechanical stress due to volume expansion of the negative electrode active material during charging and discharging, so that the effect of relieving expansion stress is inferior. In order to obtain a capacity, the amount of the negative electrode active material applied to the electrode is increased by the volume of the surface roughness of the negative electrode current collector, so that the thickness of the electrode becomes thick.

상기 돌기 사이의 평균간격(S)은 0.0025 내지 0.02mm인 것이 바람직하고, 0.004 내지 0.01mm인 것이 더욱 바람직하다. 상기 돌기 사이의 평균간격이 0.0025mm 미만인 경우, 음극 활물질 입자에 비해 상기 돌기 사이의 평균 간격이 너 무 작아 음극 활물질이 돌기 사이로 충분히 삽입되지 않고, 0.02mm를 초과하는 경우에는 음극 활물질과 음극 집전체 사이의 접촉 면적이 증가하는 효과, 및 음극 활물질의 부피 팽창에 따른 응력 완화 효과가 떨어져 바람직하지 않다. The average spacing S between the protrusions is preferably 0.0025 to 0.02 mm, more preferably 0.004 to 0.01 mm. If the average spacing between the projections is less than 0.0025mm, the average spacing between the projections is too small compared to the negative electrode active material particles, so that the negative electrode active material is not sufficiently inserted between the projections, and when the average thickness exceeds 0.02mm, the negative electrode active material and the negative electrode current collector The effect of increasing the contact area therebetween and the stress relaxation effect due to the volume expansion of the negative electrode active material are not preferable because they are poor.

상기 돌기 사이의 평균간격과 음극 활물질 입자의 크기와의 관계는 음극 활물질 입자의 크기가 돌기 사이의 평균간격의 1/2 이하인 것이 바람직하다. 음극 활물질 입자의 크기가 돌기 사이의 평균간격의 1/2 보다 크면 돌기 사이에 음극 활물질이 충분히 삽입되지 못하여 음극 활물질과 음극 집전체의 접촉이 충분하지 못하여 결착력이 저하되고, 전기적 접촉이 떨어지는 문제가 있다. The relationship between the average spacing between the protrusions and the size of the negative electrode active material particles is preferably the size of the negative electrode active material particles is 1/2 or less of the average interval between the protrusions. If the size of the negative electrode active material particles is larger than 1/2 of the average interval between the protrusions, the negative electrode active material may not be sufficiently inserted between the protrusions, so that the contact between the negative electrode active material and the negative electrode current collector is insufficient, and thus the binding force is lowered, and the electrical contact drops. have.

상기 음극 집전체로는 구리, 니켈, 스테인레스, 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하고, 구리, 또는 니켈을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. The negative electrode current collector is preferably selected from the group consisting of copper, nickel, stainless steel, molybdenum, tungsten, tantalum, and combinations thereof, and more preferably copper or nickel.

상기 음극 집전체는 전해법에 의하여, 구리, 니켈, 스테인레스, 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 음극 집전체 표면에 석출시켜 표면 거칠기를 형성한 것이 바람직하다. Preferably, the negative electrode current collector is formed of a surface roughness by depositing on the surface of the negative electrode current collector the one selected from the group consisting of copper, nickel, stainless steel, molybdenum, tungsten, tantalum, and combinations thereof by an electrolytic method.

특히, 표면이 조면화된 동박인 것이 바람직하며, 조면화된 전해 동박인 것이 더욱 바람직하다. 상기 조면화된 전해 동박은 Cu 이온이 용해된 전해액 중에 금속 재질의 드럼을 침지하고, 상기 드럼을 회전시키면서 전류를 흘려 드럼의 표면에 Cu를 석출시키고, 석출된 Cu를 박리하여 얻을 수 있다. 상기와 같이 제조된 조면화된 전해 동박은 적어도 한면에 조면화 처리가 이루어져 있다. 또한, 상기 표면이 조면화된 동박은, 압연 동박의 한면 또는 양면에 전해법에 의해 Cu를 석출시켜 제 조할 수도 있다. In particular, it is preferable that it is the roughened copper foil, and it is more preferable that it is a roughened electrolytic copper foil. The roughened electrolytic copper foil can be obtained by immersing a metal drum in an electrolytic solution in which Cu ions are dissolved, depositing Cu on the surface of the drum by flowing a current while rotating the drum, and peeling the deposited Cu. The roughened electrolytic copper foil manufactured as mentioned above is roughened on at least one surface. Moreover, the copper foil by which the said surface was roughened can also be manufactured by precipitating Cu by the electrolytic method to one side or both sides of a rolled copper foil.

본 발명의 일 실시예에 따른 음극은, 음극 집전체의 조면화된 표면 형상으로 인하여, 음극 활물질과 음극 집전체의 접촉 면적, 및 결착력을 증가시키고, 음극 활물질 입자들이 음극 집전체의 돌기 사이에 삽입되어 있어 충방전시 음극 활물질의 부피 변화에 따른 음극 활물질과 음극 집전체 계면에서의 기계적인 응력을 완화시키는 효과를 가진다. The negative electrode according to an embodiment of the present invention increases the contact area of the negative electrode active material and the negative electrode current collector and the binding force due to the roughened surface shape of the negative electrode current collector, and the negative electrode active material particles are disposed between the protrusions of the negative electrode current collector. Since it is inserted, it has an effect of relieving mechanical stress at the interface between the negative electrode active material and the negative electrode current collector due to the volume change of the negative electrode active material during charge and discharge.

본 발명은 또한, 리튬 이온을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극 활물질을 포함하는 양극, 상기 음극, 및 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.The present invention also provides a lithium secondary battery comprising a positive electrode including the positive electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium ions, the negative electrode, and an electrolyte.

리튬 이차 전지는 사용하는 세퍼레이터와 전해질의 종류에 따라 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지 및 리튬 폴리머 전지로 분류될 수 있고, 형태에 따라 원통형, 각형, 코인형, 파우치형 등으로 분류될 수 있으며, 사이즈에 따라 벌크 타입과 박막 타입으로 나눌 수 있다. 이들 전지의 구조와 제조 방법은 이 분야에 널리 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다.The lithium secondary battery may be classified into a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, and a lithium polymer battery according to the type of separator and electrolyte used, and may be classified into a cylindrical shape, a square shape, a coin type, a pouch type, and the like, Depending on the size, it can be divided into bulk type and thin film type. Since the structure and manufacturing method of these batteries are well known in the art, detailed description thereof will be omitted.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지의 개략적인 단면도이다. 2 is a schematic cross-sectional view of a rechargeable lithium battery according to one embodiment of the present invention.

도 2를 참고하여 본 발명의 리튬 이차 전지의 제조과정을 설명하면, 상기 리튬 이차 전지(4)는 양극(41), 음극(42) 및 상기 양극(41)과 음극(42) 사이에 존재하는 세퍼레이터(43)를 포함하는 전극조립체(44)를 케이스(45)에 넣은 다음, 케이스(45)의 상부에 전해액을 주입하고 캡 플레이트(46) 및 가스켓(47)으로 밀봉하여 조립하여 제조될 수 있다.Referring to Figure 2 describes the manufacturing process of the lithium secondary battery of the present invention, the lithium secondary battery 4 is present between the positive electrode 41, the negative electrode 42 and the positive electrode 41 and the negative electrode 42 The electrode assembly 44 including the separator 43 may be placed in the case 45, and then injected with an electrolyte solution on the upper part of the case 45 and sealed by cap cap 46 and gasket 47. have.

상기 음극은 본 발명에 따른 음극을 사용한다. 상기 음극은 상기 음극 활물질, 바인더 및 선택적으로 도전제를 혼합하여 음극 활물질층 형성용 조성물을 제조한 후 이를 구리 등의 음극 전류 집전체에 도포하여 제조될 수 있다. 상기 바인더로는 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시프로필렌셀룰로즈, 디아세틸렌셀룰로즈, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 스티렌 부타디엔 러버 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The negative electrode uses the negative electrode according to the present invention. The negative electrode may be prepared by mixing the negative electrode active material, a binder, and optionally a conductive agent to prepare a composition for forming a negative electrode active material layer, and then coating the negative electrode current collector such as copper. The binder may be polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxypropylene cellulose, diacetylene cellulose, polyvinyl chloride, polyvinylpyrrolidone, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, or styrene Butadiene rubber may be used, but is not limited thereto.

또한 상기 도전제로는 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용가능하며, 그 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 탄소섬유, 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말, 금속 섬유 등을 사용할 수 있고, 또한 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 재료를 1종 또는 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.In addition, as the conductive agent, any battery can be used as long as it is an electron conductive material without causing chemical change, and examples thereof include natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, carbon fiber, copper, nickel, Metal powders, such as aluminum and silver, metal fiber, etc. can be used, and 1 type (s) or 1 or more types can be mixed and used for conductive materials, such as a polyphenylene derivative.

또한, 상기 도전제로 음극 활물질 내부에 분산된 비정질 탄소 또는 소프트 카본과 동일한 탄소계 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 도전제로 음극 활물질 내부에 분산된 탄소물질과 동일한 비정질 탄소 또는 소프트 카본을 사용할 경우, 결정질 탄소에 비해 충방전시 부피 변화가 작아 전극의 기계적 응력에 대한 완충효과가 우수하다.In addition, it is preferable to use the same carbon-based material as amorphous carbon or soft carbon dispersed in the negative electrode active material as the conductive agent. When the same amorphous carbon or soft carbon as the carbon material dispersed in the negative electrode active material is used as the conductive agent, the volume change during charging and discharging is smaller than that of the crystalline carbon, thereby providing excellent buffering effect against mechanical stress of the electrode.

상기 리튬 이차 전지용 음극은 상기 리튬 이차 전지용 음극 활물질과 상기 도전제는 98 : 2 내지 5 : 95의 중량비로 포함할 수 있다. The negative electrode for a lithium secondary battery may include the negative active material for the lithium secondary battery and the conductive agent in a weight ratio of 98: 2 to 5:95.

리튬 이차 전지용 음극 활물질과 상기 도전제인 결정질 탄소 또는 비정질 탄 소의 중량비가 98 : 2 미만인 경우, 도전성 향상 효과가 미미하고, 5 : 95를 초과하는 경우, 전지의 용량 향상의 효과를 기대하기 어렵다.When the weight ratio of the negative electrode active material for a lithium secondary battery and the crystalline carbon or amorphous carbon which is the conductive agent is less than 98: 2, the effect of improving the conductivity is insignificant, and when it exceeds 5:95, it is difficult to expect the effect of improving the capacity of the battery.

상기 양극은 양극 활물질을 포함하며, 상기 양극 활물질로는 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물(리티에이티드 인터칼레이션 화합물)을 사용할 수 있다. 구체적으로는 코발트, 망간, 니켈로부터 선택되는 적어도 1종과 리튬과의 복합 산화물 중 1종 이상의 것을 사용할 수 있다.The positive electrode includes a positive electrode active material, and as the positive electrode active material, a compound capable of reversible intercalation and deintercalation of lithium (lithiated intercalation compound) may be used. Specifically, at least one selected from cobalt, manganese and nickel and at least one of complex oxides of lithium can be used.

상기 양극 역시 음극과 마찬가지로 상기 양극 활물질, 바인더 및 선택적으로 도전제를 혼합하여 양극 활물질층 형성용 조성물을 제조한 후, 이 조성물을 알루미늄 등의 양극 전류 집전체에 도포하여 제조할 수 있다.Like the negative electrode, the positive electrode may also be prepared by mixing the positive electrode active material, a binder, and optionally a conductive agent to prepare a composition for forming a positive electrode active material layer, and then applying the composition to a positive electrode current collector such as aluminum.

상기 리튬 이차 전지에 충전되는 전해질로는 비수성 전해질 또는 공지된 고체 전해질 등이 사용 가능하다.As the electrolyte charged in the lithium secondary battery, a non-aqueous electrolyte or a known solid electrolyte may be used.

상기 비수성 유기용매는 전지의 전기화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 한다. 비수성 유기용매로는 카보네이트계, 에스테르계, 에테르계 또는 케톤계 용매를 사용할 수 있다. 상기 카보네이트계 용매로는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 메틸에틸 카보네이트(MEC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC) 등이 사용될 수 있으며, 상기 에스테르계 용매로는 n-메틸 아세테이트, n-에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트 등이 사용될 수 있다. The non-aqueous organic solvent serves as a medium through which ions involved in the electrochemical reaction of the battery can move. As the non-aqueous organic solvent, a carbonate, ester, ether or ketone solvent may be used. As the carbonate solvent, dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), methylpropyl carbonate (MPC), ethylpropyl carbonate (EPC), methylethyl carbonate (MEC), ethylmethyl carbonate (EMC), ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), etc. may be used. Examples of the ester solvent include n-methyl acetate, n-ethyl acetate, n-propyl acetate, and the like. Can be used.

리튬 이차 전지의 종류에 따라 양극과 음극 사이에 세퍼레이터가 존재할 수 있다. 이러한 세퍼레이터로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드 또는 이들의 2층 이상의 다층막이 사용될 수 있으며, 폴리에틸렌/폴리프로필렌 2층 세퍼레이터, 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌 3층 세퍼레이터, 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 3층 세퍼레이터 등과 같은 혼합 다층막이 사용될 수 있음은 물론이다The separator may exist between the positive electrode and the negative electrode according to the type of the lithium secondary battery. As the separator, polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride or two or more multilayer films thereof may be used, and polyethylene / polypropylene two-layer separator, polyethylene / polypropylene / polyethylene three-layer separator, polypropylene / polyethylene / poly Of course, a mixed multilayer film such as a propylene three-layer separator can be used.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the following examples are only preferred embodiments of the present invention and the present invention is not limited to the following examples.

(음극의 제조)(Manufacture of Cathode)

(실시예 1)(Example 1)

입경이 약 6 ㎛ 인 흑연(제조사 Timcal Ltd., 제품명 Timrex SFG6), 및 입경이 약 30 내지 50 ㎛인 구형의 실리콘 입자를 70:30 의 중량비로 혼합하고, Ar분위기에서 파우더와 볼의 비율을 1:10 중량비로 하여 14시간 동안 플래너터리 밀링(planetary milling)을 실시하여 음극 활물질 분말을 제조하였다. Graphite having a particle size of about 6 μm (manufactured by Timcal Ltd., product name Timrex SFG6), and spherical silicon particles having a particle size of about 30 to 50 μm were mixed at a weight ratio of 70:30, and the ratio of powder and ball in an Ar atmosphere was adjusted. The negative electrode active material powder was prepared by performing planetary milling for 14 hours at a weight ratio of 1:10.

상기 제조된 음극 활물질 분말과 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)를 90:10 의 중량비로 N-메틸피롤리돈(NMP)에서 혼합하여 음극 슬러리를 제조하였다.The negative electrode active material powder and polyvinylidene fluoride (PVDF) prepared above were mixed in N-methylpyrrolidone (NMP) in a weight ratio of 90:10 to prepare a negative electrode slurry.

음극 집전체로 두께가 12㎛인 동박을 준비하였다. 상기 동박의 일 표면에는 다수의 돌출부가 형성되어 있으며, 상기 다수의 돌출부 위에 돌기가 형성되어 있었다. 상기 돌기의 평균 직경은 4㎛였고, 돌기 사이의 평균 간격은 0.006mm였다. 상기 동박의 표면 조도는 5.1㎛였다.A copper foil having a thickness of 12 µm was prepared as a negative electrode current collector. A plurality of protrusions were formed on one surface of the copper foil, and protrusions were formed on the plurality of protrusions. The average diameter of the protrusions was 4 μm, and the average interval between the protrusions was 0.006 mm. The surface roughness of the said copper foil was 5.1 micrometers.

상기 제조된 음극 슬러리를 상기 음극 집전체 위에 75㎛ 두께로 코팅하고, 120 ℃에서 12시간 이상 건조시킨 후, 압연(pressing)하여 45㎛의 두께를 갖는 음극을 제조하였다.The prepared negative electrode slurry was coated with a thickness of 75 μm on the negative electrode current collector, dried at 120 ° C. for 12 hours or more, and then pressed to prepare a negative electrode having a thickness of 45 μm.

(실시예 2)(Example 2)

음극 활물질로 Ti28Si72을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 음극을 제조하였다. A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that Ti 28 Si 72 was used as the negative electrode active material.

(실시예 3)(Example 3)

음극 집전체로 사용된 동박의 표면 조도가 2㎛인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 음극을 제조하였다.A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the surface roughness of the copper foil used as the negative electrode current collector was 2 μm.

(실시예 4)(Example 4)

음극 집전체로 사용된 동박의 표면 조도가 3㎛인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 음극을 제조하였다.A negative electrode was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the surface roughness of the copper foil used as the negative electrode current collector was 3 μm.

(실시예 5)(Example 5)

음극 집전체로 사용된 동박의 표면 조도가 4㎛인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 음극을 제조하였다.A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the surface roughness of the copper foil used as the negative electrode current collector was 4 μm.

(실시예 6)(Example 6)

음극 집전체로 사용된 동박의 표면 조도가 6㎛인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 음극을 제조하였다.A negative electrode was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the surface roughness of the copper foil used as the negative electrode current collector was 6 μm.

(실시예 7)(Example 7)

음극 집전체로 사용된 동박의 표면 조도가 7㎛인 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일하게 실시하여 음극을 제조하였다.A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the surface roughness of the copper foil used as the negative electrode current collector was 7 μm.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

음극 집전체로 10㎛ 두께이고, 일면에 돌기가 형성되어 있지 않은 전해 동박을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 음극을 제조하였다. 상기 음극 집전체의 표면 거칠기는 1.5㎛였다.A negative electrode was manufactured in the same manner as in Example 1 except that an electrolytic copper foil having a thickness of 10 μm and no protrusions formed on one surface thereof was used as the negative electrode current collector. The surface roughness of the negative electrode current collector was 1.5 μm.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

음극 집전체로 에칭된 동박을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 음극을 제조하였다. 상기 에칭된 동박은 상기 비교예 1에서 제조된 전해 동박을 염화 철(Ⅲ)과 염산을 1:2의 비율로 혼합한 수용액에 30초 동안 함침시킨 후, 증류수로 수세하여 진공 건조하여 제조하였다.A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the copper foil etched as the negative electrode current collector was used. The etched copper foil was prepared by impregnating the electrolytic copper foil prepared in Comparative Example 1 in an aqueous solution in which iron (III) chloride and hydrochloric acid were mixed at a ratio of 1: 2 for 30 seconds, washed with distilled water, and vacuum dried.

(비교예 3)(Comparative Example 3)

음극 집전체로 10㎛ 두께이고, 일면에 돌기가 형성되어 있지 않은 전해 동박을 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 실시하여 음극을 제조하였다. 상기 전해 동박의 표면 거칠기는 1.5 ㎛였다.A negative electrode was manufactured in the same manner as in Example 3, except that an electrolytic copper foil having a thickness of 10 μm and no protrusions formed on one surface thereof was used as the negative electrode current collector. The surface roughness of the said electrolytic copper foil was 1.5 micrometers.

(비교예 4)(Comparative Example 4)

Si 파우더를 밀링에 의하여 평균 입경이 0.2㎛가 되도록 분쇄한 후, 상기 분쇄된 Si 파우더, 평균 입경이 15㎛인 천연흑연(NG-7, Japan), 및 Ag 나노 입자를 30:70:10의 중량비로 혼합한 후, 플래너터리 밀링을 250rpm으로 5시간 동안 실시하여 음극 활물질 분말을 제조하였다. 상기 제조된 음극 활물질 분말과 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)를 91:9 의 중량비로 N-메틸피롤리돈(NMP)에서 혼합하여 음극 슬러리를 제조하였다. 음극 집전체로는 표면이 평탄한 동박을 사용하였다.After milling the Si powder to an average particle diameter of 0.2 占 퐉 by milling, the pulverized Si powder, natural graphite (NG-7, Japan) having an average particle diameter of 15 占 퐉, and Ag nanoparticles were 30:70:10. After mixing by weight ratio, planetary milling was performed at 250 rpm for 5 hours to prepare a negative electrode active material powder. The negative electrode active material powder and polyvinylidene fluoride (PVDF) prepared above were mixed in N-methylpyrrolidone (NMP) in a weight ratio of 91: 9 to prepare a negative electrode slurry. As the negative electrode current collector, a copper foil having a flat surface was used.

(테스트용 셀의 제조)(Manufacture of Test Cell)

상기 실시예 1 내지 7, 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 음극을 작용극으로 하고, 금속 리튬박을 대극으로 하여, 작용극과 대극 사이에 다공질 폴리프로필렌 필름으로 이루어진 세퍼레이터를 삽입하고, 전해액으로서 디에틸 카보네이트(DEC)와 에틸렌 카보네이트(EC)의 혼합 용매(DEC : EC = 1 : 1)에 LiPF6가 1(몰/L)의 농도가 되도록 용해시킨 것을 사용하여 2016 코인타입(coin type)의 반쪽셀(half cell)을 제작하였다.With the cathodes prepared in Examples 1 to 7, and Comparative Examples 1 to 4 as the working electrode, a metal lithium foil as the counter electrode, a separator made of a porous polypropylene film is inserted between the working electrode and the counter electrode and used as an electrolyte solution. Coin type of 2016 coin type was dissolved in a mixed solvent of diethyl carbonate (DEC) and ethylene carbonate (EC) (DEC: EC = 1: 1) to have a concentration of 1 (mol / L) of LiPF6. Half cells were prepared.

(제조된 음극의 전자 현미경 관찰)(Electron microscopy observation of the manufactured cathode)

비교예 1, 및 2, 및 실시예 1, 및 2에서 사용된 음극을 주사 전자 현미경(SEM)으로 관찰하였고, 그 결과를 각각 도 3 내지 6에 나타내었다.The cathodes used in Comparative Examples 1 and 2, and Examples 1 and 2 were observed by scanning electron microscopy (SEM), and the results are shown in FIGS. 3 to 6, respectively.

도 3은 비교예 1에서 사용된 음극 집전체 일면의 주사 전자 현미경 사진이고, 도 4는 비교예 2에서 사용된 음극 집전체 일면의 주사 전자 현미경 사진이다. 도 5는 실시예 1, 및 실시예 2에서 사용된 음극 집전체 일면의 주사 전자 현미경 사진이고, 도 6은 실시예 1, 및 실시예 2에서 사용된 음극 집전체 단면의 주사 전자 현미경 사진이다.3 is a scanning electron micrograph of one surface of the negative electrode current collector used in Comparative Example 1, and FIG. 4 is a scanning electron micrograph of one surface of the negative electrode current collector used in Comparative Example 2. FIG. FIG. 5 is a scanning electron micrograph of one surface of the negative electrode current collector used in Examples 1 and 2, and FIG. 6 is a scanning electron micrograph of the cross section of the negative electrode current collector used in Examples 1 and 2. FIG.

도 3 내지 도 6을 참고하면, 실시예 1, 및 2에서 사용된 음극 집전체가 비교예 1, 및 2에서 사용된 음극 집전체에 비하여 표면 거칠기가 큰 것을 관찰할 수 있다. 또한, 도 5, 및 도 6을 참고하면, 실시예 1 내지 2에서 사용된 음극 집전체의 표면에서는 돌출부 상에 형성되어 있는 돌기를 관찰할 수 있다. 3 to 6, it can be observed that the surface roughness of the negative electrode current collectors used in Examples 1 and 2 is greater than that of the negative electrode current collectors used in Comparative Examples 1 and 2. 5 and 6, projections formed on the protrusions can be observed on the surfaces of the negative electrode current collectors used in Examples 1 to 2.

(제조된 테스트용 셀의 사이클 특성 실험)(Cycle characteristic experiment of manufactured test cell)

상기 실시예 1 내지 7, 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 음극을 포함하는 전지의 전기적 특성을 평가하였다. 상기 전지의 전기적 특성 평가는 100mA/g의 전류밀도로 충방전하여 행하였다. 충전은 CC/CV mode로 행하였고, 종지전압은 0.02V로 유지하였으며, 전류가 0.01mA일 때 충전을 종료하였다. 방전은 CC mode로 행하였고, 종지전압은 1.5 V로 유지하였다. 상기 조건으로 실시예 1 내지 7, 및 비교예 1 및 3에 따라 제조된 음극을 포함하는 전지에 대하여 충방전을 실시하여 사이클 수명 특성을 평가하였다. 상기 실시예 1, 및 비교예 1, 및 2에서 제조된 음극을 포함하는 전지의 사이클 수명 평가 결과를 도 7에 나타내었고, 실시예 2, 및 비교예 3에서 제조된 음극을 포함하는 전지의 사이클 수명 평가 결과를 도 8에 나타내었다. 실시예 3 내지 7에서 제조된 음극을 포함하는 전지의 경우, 실시예 1과 유사한 사이클 수명 특성을 보여 주었다. The electrical properties of the battery including the negative electrode prepared in Examples 1 to 7, and Comparative Examples 1 to 4 were evaluated. The electrical characteristics of the battery were evaluated by charging and discharging at a current density of 100 mA / g. Charging was performed in CC / CV mode, the termination voltage was maintained at 0.02V, and charging was terminated when the current was 0.01 mA. Discharge was performed in CC mode, and the termination voltage was maintained at 1.5V. Under the above conditions, charge and discharge of the battery including the negative electrodes prepared according to Examples 1 to 7, and Comparative Examples 1 and 3 were performed to evaluate cycle life characteristics. Cycle life evaluation results of the battery including the negative electrode prepared in Example 1, Comparative Examples 1, and 2 is shown in Figure 7, the cycle of the battery comprising the negative electrode prepared in Example 2, Comparative Example 3 The life evaluation results are shown in FIG. 8. For the cell including the negative electrode prepared in Examples 3 to 7 showed similar cycle life characteristics as in Example 1.

도 7을 참고하면, 비교예 2의 음극을 이용하는 전지의 사이클 특성은 에칭된 표면 특성으로 인하여 비교예1 의 음극을 이용하는 전지의 사이클 특성에 비하여 개선된 것을 확인 할 수 있으나, 실시예 1의 음극을 이용하는 전지의 사이클 특성이 더욱 우수한 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 7, it can be seen that the cycle characteristics of the battery using the negative electrode of Comparative Example 2 were improved compared to the cycle characteristics of the battery using the negative electrode of Comparative Example 1 due to the etched surface property, but the negative electrode of Example 1 It turns out that the cycling characteristics of the battery using this are further excellent.

도 8을 참고하면, 비교예 3의 음극을 이용하는 전지의 사이클 특성보다 실시예 2의 음극을 이용하는 전지의 사이클 특성이 우수한 것을 알 수 있다.Referring to Figure 8, it can be seen that the cycle characteristics of the battery using the negative electrode of Example 2 is superior to the cycle characteristics of the battery using the negative electrode of Comparative Example 3.

또한, 비교예 4에서 제조된 음극의 40 사이클 충방전 전의 사진을 도 9a에 나타내었고, 충방전 후의 사진을 도 9b에 나타내었다. 실시예 1에서 제조된 음극 의 40 사이클 충방전 전의 사진을 도 10a에 나타내었고, 충방전 후의 사진을 도 10b에 나타내었다. 상기 도 9a, 도 9b, 도 10a, 및 도 10b는 모두 음극의 음극 활물질이 도포된 면의 이면(뒷면)의 사진이다.In addition, the photo before the 40 cycle charge and discharge of the negative electrode prepared in Comparative Example 4 is shown in Figure 9a, the photo after charge and discharge is shown in Figure 9b. The photo before the 40 cycle charge and discharge of the negative electrode prepared in Example 1 is shown in Figure 10a, the photo after charging and discharging is shown in Figure 10b. 9A, 9B, 10A, and 10B are photographs of the back side (back side) of the surface on which the negative electrode active material of the negative electrode is coated.

도 9a 및 도 9b를 참고하면, 비교예 4에서 제조된 음극의 경우, 40사이클 충방전 후에 음극 활물질의 부피 변화에 따른 기계적 응력에 의하여 음극 집전체가 심하게 변형되었음을 알 수 있다. 그러나, 도 10a 및 도 10b를 참고하면, 실시예 1의 음극은 40 사이클 충방전 후에도 음극이 변형되지 않았음을 알 수 있다. 9A and 9B, in the case of the negative electrode manufactured in Comparative Example 4, it can be seen that the negative electrode current collector was severely deformed by the mechanical stress caused by the volume change of the negative electrode active material after 40 cycles of charge and discharge. However, referring to FIGS. 10A and 10B, it can be seen that the cathode of Example 1 was not deformed even after 40 cycles of charge and discharge.

본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.All simple modifications or changes of the present invention can be easily carried out by those skilled in the art, and all such modifications or changes can be seen to be included in the scope of the present invention.

본 발명에 따른 음극은, 음극 집전체의 조면화된 표면 형상으로 인하여, 음극 활물질과 음극 집전체의 접촉 면적, 및 결착력을 증가시키고, 음극 활물질 입자들이 음극 집전체의 돌기 사이에 삽입되어 있어 충방전시 음극 활물질의 부피 변화에 따른 음극 활물질과 음극 집전체 계면에서의 기계적인 응력을 완화시킨다.The negative electrode according to the present invention, due to the roughened surface shape of the negative electrode current collector, increases the contact area and the binding force between the negative electrode active material and the negative electrode current collector, and the negative electrode active material particles are inserted between the projections of the negative electrode current collector to charge During discharge, mechanical stress at the interface between the negative electrode active material and the negative electrode current collector due to the volume change of the negative electrode active material is relaxed.

Claims (14)

음극 집전체; 및 Negative electrode current collector; And 상기 음극 집전체의 적어도 일면에 위치한 음극 활물질층을 포함하고, A negative electrode active material layer disposed on at least one surface of the negative electrode current collector; 상기 음극 집전체의 적어도 일면은 2 내지 7㎛의 표면 거칠기(Rz)를 가지며, At least one surface of the negative electrode current collector has a surface roughness Rz of 2 to 7 μm, 상기 음극 활물질은 Si 입자, Si 화합물 입자, Si 함유 복합체 입자, Si상 함유 탄소복합체 입자, Sn 입자, Sn 화합물 입자, Sn 함유 복합체 입자, Sn상 함유 탄소 복합체 입자, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 입자를 포함하는 음극 활물질을 포함하는 것인 리튬 이차 전지용 음극.The negative electrode active material in the group consisting of Si particles, Si compound particles, Si-containing composite particles, Si-phase-containing carbon composite particles, Sn particles, Sn compound particles, Sn-containing composite particles, Sn-phase-containing carbon composite particles, and combinations thereof A negative electrode for a lithium secondary battery comprising a negative electrode active material containing particles selected. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 음극 집전체의 적어도 일면의 표면에 위치하는 돌기를 포함하는 것인 리튬 이차 전지용 음극.A negative electrode for a lithium secondary battery comprising a projection located on the surface of at least one surface of the negative electrode current collector. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 돌기의 평균 직경은 1 ㎛ 내지 7 ㎛ 인 것인 리튬 이차 전지용 음극.An average diameter of the protrusions is 1 ㎛ to 7 ㎛ negative electrode for a secondary battery. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 돌기의 평균 직경은 2.5 ㎛ 내지 5 ㎛ 인 것인 리튬 이차 전지용 음극.An average diameter of the protrusions is 2.5 ㎛ to 5 ㎛ negative electrode for a secondary battery. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 음극 집전체의 적어도 일면의 표면에 돌출된 돌출부, 및 상기 돌출부의 상부에 위치하는 돌기를 포함하는 것인 리튬 이차 전지용 음극.A negative electrode for a lithium secondary battery comprising a protrusion projecting on a surface of at least one surface of the negative electrode current collector, and a protrusion located on the upper portion of the protrusion. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 돌출부 상부의 평균 직경은 상기 돌기의 평균 직경 보다 작은 것인 리튬 이차 전지용 음극.An average diameter of the upper portion of the protrusion is smaller than the average diameter of the projections negative electrode for a lithium secondary battery. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 돌기 사이의 평균간격(S)은 2.5 내지 20㎛인 것인 리튬 이차 전지용 음극.Average interval (S) between the projections is 2.5 to 20㎛ negative electrode for a secondary battery. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 돌기 사이의 평균간격(S)은 4 내지 10㎛인 것인 리튬 이차 전지용 음극.Average interval (S) between the projections is 4 to 10㎛ negative electrode for a lithium secondary battery. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 음극 활물질 입자의 크기는 상기 돌기 사이의 평균간격의 1/2 이하인 것인 리튬 이차 전지용 음극.The size of the negative electrode active material particles is a lithium secondary battery negative electrode of less than 1/2 of the average interval between the projections. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 음극 집전체의 적어도 일면은 4 내지 6㎛의 표면 거칠기를 가지는 것인 리튬 이차 전지용 음극.At least one surface of the negative electrode current collector has a surface roughness of 4 to 6㎛ negative electrode for a lithium secondary battery. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 음극 집전체는 구리, 니켈, 스테인레스, 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬 이차 전지용 음극.The negative electrode current collector is selected from the group consisting of copper, nickel, stainless, molybdenum, tungsten, tantalum, and combinations thereof. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 음극 집전체는 전해법에 의하여, 구리, 니켈, 스테인레스, 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 음극 집전체 표면에 석출시켜 표면 거칠기를 형성한 것인 리튬 이차 전지용 음극.The negative electrode current collector is a lithium secondary battery for forming a surface roughness by depositing on the surface of the negative electrode current collector by the electrolytic method selected from the group consisting of copper, nickel, stainless, molybdenum, tungsten, tantalum, and combinations thereof. cathode. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 음극 집전체; 및 Negative electrode current collector; And 상기 음극 집전체의 적어도 일면에 위치한 음극 활물질층을 포함하고, A negative electrode active material layer disposed on at least one surface of the negative electrode current collector; 상기 음극 집전체의 적어도 일면은 2 내지 7㎛의 표면 거칠기(Rz)를 가지고, 상기 음극 집전체의 적어도 일면의 표면에 돌출된 돌출부, 및 상기 돌출부의 상부에 위치하는 돌기를 포함하고, At least one surface of the negative electrode current collector has a surface roughness Rz of 2 to 7 μm, and includes a protrusion protruding from the surface of at least one surface of the negative electrode current collector, and a protrusion located on the protrusion. 상기 음극 활물질은 Si 입자, Si 화합물 입자, Si 함유 복합체 입자, Si상 함유 탄소복합체 입자, Sn 입자, Sn 화합물 입자, Sn 함유 복합체 입자, Sn상 함유 탄소 복합체 입자, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 입자를 포함하는 음극 활물질을 포함하는 것인 리튬 이차 전지용 음극.The negative electrode active material in the group consisting of Si particles, Si compound particles, Si containing composite particles, Si phase containing carbon composite particles, Sn particles, Sn compound particles, Sn containing composite particles, Sn phase containing carbon composite particles, and combinations thereof A negative electrode for a lithium secondary battery comprising a negative electrode active material containing particles selected. 리튬 이온을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극 활물질을 포함하는 양극;A positive electrode comprising a positive electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium ions; 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 음극; 및 The negative electrode according to any one of claims 1 to 13; And 전해질Electrolyte 을 포함하는 리튬 이차 전지.Lithium secondary battery comprising a.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100985241B1 (en) * 2007-07-09 2010-10-04 파나소닉 주식회사 Current collector, electrode, and non-aqueous electrolyte secondary battery
US8765299B2 (en) 2010-01-15 2014-07-01 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode assembly and secondary battery including the same
CN105874891A (en) * 2013-12-30 2016-08-17 日进材料股份有限公司 Copper foil, and electrical component and battery including same
WO2016153255A1 (en) * 2015-03-23 2016-09-29 주식회사 엘지화학 Cathode active material and preparation method therefor
WO2017123034A1 (en) * 2016-01-13 2017-07-20 엘에스엠트론 주식회사 Copper foil, method for manufacturing same, electrode comprising same, and secondary battery comprising same
CN108475790A (en) * 2016-01-13 2018-08-31 Kcf技术有限公司 The secondary cell of the electrode including the electrode of copper foil and its manufacturing method including the copper foil
US10326126B2 (en) 2015-03-23 2019-06-18 Lg Chem, Ltd. Negative electrode active material and method of preparing the same
WO2021075621A1 (en) * 2019-10-14 2021-04-22 경상국립대학교산학협력단 Anode, secondary battery including same and method for manufacturing same
US11024886B2 (en) 2016-02-24 2021-06-01 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly having plurality of lithium metal sheets or lithium alloy sheets for lithium secondary battery, and lithium secondary battery and battery module including same
WO2021125410A1 (en) * 2019-12-19 2021-06-24 일진머티리얼즈 주식회사 Surface-treated copper foil, method for producing same, and negative electrode for secondary battery including same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6353517B2 (en) 2015-12-30 2018-07-04 友達晶材股▲ふん▼有限公司ＡＵＯ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Lithium battery negative electrode material and manufacturing method thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3965567B2 (en) * 2002-07-10 2007-08-29 ソニー株式会社 battery
KR100477969B1 (en) * 2002-10-25 2005-03-23 삼성에스디아이 주식회사 Negative electrode for lithium battery and lithium battery comprising same
JP4524543B2 (en) * 2003-03-25 2010-08-18 三洋電機株式会社 Non-aqueous electrolyte for secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100985241B1 (en) * 2007-07-09 2010-10-04 파나소닉 주식회사 Current collector, electrode, and non-aqueous electrolyte secondary battery
US8765299B2 (en) 2010-01-15 2014-07-01 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode assembly and secondary battery including the same
CN105874891A (en) * 2013-12-30 2016-08-17 日进材料股份有限公司 Copper foil, and electrical component and battery including same
WO2016153255A1 (en) * 2015-03-23 2016-09-29 주식회사 엘지화학 Cathode active material and preparation method therefor
US10326126B2 (en) 2015-03-23 2019-06-18 Lg Chem, Ltd. Negative electrode active material and method of preparing the same
WO2017123034A1 (en) * 2016-01-13 2017-07-20 엘에스엠트론 주식회사 Copper foil, method for manufacturing same, electrode comprising same, and secondary battery comprising same
CN108475790A (en) * 2016-01-13 2018-08-31 Kcf技术有限公司 The secondary cell of the electrode including the electrode of copper foil and its manufacturing method including the copper foil
CN108475790B (en) * 2016-01-13 2021-11-16 Sk纳力世有限公司 Copper foil, method for manufacturing the same, electrode including the copper foil, and secondary battery including the electrode
US11024886B2 (en) 2016-02-24 2021-06-01 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly having plurality of lithium metal sheets or lithium alloy sheets for lithium secondary battery, and lithium secondary battery and battery module including same
WO2021075621A1 (en) * 2019-10-14 2021-04-22 경상국립대학교산학협력단 Anode, secondary battery including same and method for manufacturing same
WO2021125410A1 (en) * 2019-12-19 2021-06-24 일진머티리얼즈 주식회사 Surface-treated copper foil, method for producing same, and negative electrode for secondary battery including same

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