KR20110090768A - 케이블형 이차전지의 제조방법 - Google Patents

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KR20110090768A
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Abstract

본 발명은 소정 형상의 수평 단면을 가지는 집전체 및 상기 집전체의 표면에 형성된 활물질층을 포함하고, 길이 방향으로 연장되며 평행하게 배치되는 전극을 구비하는 케이블형 이차전지의 제조방법으로서, 상기 전극은, 활물질, 고분자바인더 및 용매를 압출기에 주입하여 전극슬러리를 제조하는 단계; 상기 압출기에 상기 집전체를 연속적으로 공급하면서, 집전체의 표면에 전극슬러리를 압출하여 코팅하는 단계; 및 상기 전극슬러리가 코팅된 집전체를 건조하여 활물질층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 압출코팅을 이용한 케이블형 이차전지의 제조방법은 집전체에 전극슬러리의 연속적인 코팅이 가능하므로, 길이방향으로 연장되는 케이블형 이차전지의 제조에 적합하여 생산성이 증대된다. 또한, 집전체의 선속 내지 전극슬러리의 압출속도를 조정하여 코팅층의 두께 조절이 용이하다.

Description

케이블형 이차전지의 제조방법{Preparation Method of Cable-Type Secondary Battery}
본 발명은 변형이 자유로운 케이블형 이차전지의 제조방법에 관한 것이다.
이차 전지(secondary cell)는 외부의 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 바꾸어 저장해 두었다가 필요할 때에 전기를 만들어 내는 장치를 말한다. 여러 번 충전할 수 있다는 뜻으로 "충전식 전지"(rechargeable battery)라는 명칭도 쓰인다. 흔히 쓰이는 이차전지로는 납 축전지, 니켈 카드뮴 전지(NiCd), 니켈 수소 축전지(NiMH), 리튬 이온 전지(Li-ion), 리튬 이온 폴리머 전지(Li-ion polymer)가 있다. 이차 전지는 한 번 쓰고 버리는 일차 전지에 비해 경제적인 이점과 환경적인 이점을 모두 제공한다.
이차 전지는 현재 낮은 전력을 사용하는 곳에 쓰인다. 이를테면 자동차의 시동을 돕는 기기, 휴대용 장치, 도구, 무정전 전원 장치를 들 수 있다. 최근 무선통신 기술의 발전은 휴대용 장치의 대중화를 주도하고 있으며, 종래의 많은 종류의 장치들을 무선화하는 경향도 있어, 이차전지에 대한 수요가 폭발하고 있다. 또한, 환경오염 등의 방지 측면에서 하이브리드 자동차, 전기 자동차가 실용화되고 있는데, 이들 차세대 자동차들은 이차전지를 사용하여 값과 무게를 줄이고 수명을 늘리는 기술을 채용하고 있다.
일반적으로 이차전지는 원통형, 각형 또는 파우치형의 전지가 대부분이다. 이는 이차전지는 음극, 양극 및 분리막으로 구성된 전극조립체를 원통형 또는 각형의 금속캔이나 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스 내부에 장착하고, 상기 전극 조립체에 전해질을 주입시켜 제조하기 때문이다. 따라서, 이차전지 장착을 위한 일정한 공간이 필수적으로 요구되므로, 이러한 이차전지의 원통형, 각형 또는 파우치형의 형태는 다양한 형태의 휴대용 장치의 개발에 대한 제약으로 작용하게 되는 문제점이 있다.
이러한 요구에 대하여, 단면적 직경에 대하여 길이의 비가 매우 큰 전지인 선형전지가 제안되었다. 대한민국 등록특허 제0804411호는 음극과 양극 사이에 분리막이 개재된 다수의 음극과 양극으로 구성되어 있는 선형 전지의 제조방법이 개시되어 있고, 대한민국 등록특허 제0742739호는 실형태의 양극실과 음극실로 구성되는 가변형 전지에 대한 전극 및 전해질의 코팅방법으로 용융도금, 스퍼터링 및 화학적 기상증착법 등을 개시하고 있으나, 케이블형 이차전지는 길이방향으로 연장되는 선형의 구조를 갖고 있어 기존의 일반적인 비연속적인 코팅방법은 제조방법으로 적합하지 않다. 이에 케이블형 이차전지의 제조방법에 적합한 연속적인 코팅방법이 요구된다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 길이방향으로 연장되는 선형의 구조를 갖고 있는 케이블형 이차전지의 제조에 적합한 연속적인 코팅방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 케이블형 이차전지는, 소정 형상의 수평 단면을 가지는 집전체에 도포된 활물질층을 포함하고 길이 방향으로 연장되며 평행하게 배치되는 전극을 구비하는 케이블형 이차전지의 제조방법에 있어서, 상기 전극은, 활물질, 고분자바인더 및 용매를 압출기에 주입하여 전극슬러리를 제조하는 단계; 상기 압출기에 상기 집전체를 연속적으로 공급하면서, 집전체의 표면에 전극슬러리를 압출하여 코팅하는 단계; 및 상기 전극슬러리가 코팅된 집전체를 건조하여 활물질층을 형성하는 단계를 포함하여 제조한다.
이러한 집전체로는 스테인리스스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성탄소, 구리 또는 스테인리스스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴합금, 도전재로 표면처리된 비전도성 고분자, 또는 전도성 고분자를 사용하여 제조된 것이 바람직하다. 이러한 도전재로는 폴리아세틸렌, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜 및 폴리설퍼니트리드, ITO(Indum Thin Oxide), 은, 팔라듐, 니켈 및 구리 등이 가능하며, 전도성 고분자는 폴리아세틸렌, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜 및 폴리설퍼니트리드 등이 사용가능하다.
활물질은 탄소질재료; 리튬 함유 티타늄 복합 산화물(LTO); Si, Sn, Li, Zn, Mg, Cd, Ce, Ni, Fe인 금속류(Me); 상기 금속류(Me)로 구성된 합금류; 상기 금속류(Me)의 산화물(MeOx); 및 상기 금속류(Me)와 탄소와의 복합체 등인 음극 활물질이거나 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 Mo 등인 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 양극 활물질일 수 있다.
고분자바인더는 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌 (polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate), 폴리부틸아크릴레이트 (polybutylacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드 (polyethylene oxide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 셀룰로오스 아세테이트 (cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸플루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜 (cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스 (cyanoethylsucrose), 플루란 (pullulan) 및 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose) 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 케이블형 이차전지는, 고체전해질 재료를 압출기에 주입하는 단계; 및 상기 압출기에 상기 전극을 연속적으로 공급하면서, 상기 전극의 표면에 고체전해질 재료를 압출 코팅하여, 전극을 둘러싸는 전해질층을 형성하는 단계를 더 포함하여 제조한다.
전해질층을 구성하는 고체전해질 재료는 PEO, PVdF, PMMA, PAN 또는 PVAC를 사용한 겔형 고분자 전해질; 또는 PEO, PPO, PEI, PES 또는 PVAc를 사용한 고체 고분자 전해질; 중에서 선택된 전해질 등을 포함한다.
고체전해질 재료는 리튬염을 구성성분으로 더 포함할 수 있는데, 이러한 리튬염은 LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로보란리튬, 저급지방족카르본산리튬 및 4페닐붕산리튬 등을 사용할 수 있다.
구체적인 케이블형 이차전지의 제조방법으로는, 집전체에 전극슬러리를 압출 코팅하여 소정 형상의 수평 단면을 가지며 길이 방향으로 연장된 음극을 제조하는 단계; 2 이상의 상기 음극을 평행하게 배치하여 내부전극을 구성하고, 상기 내부전극에 고체전해질 재료를 압출 코팅하여 내부전극 둘러싸며 충진된 전해질층을 형성하는 단계; 상기 전해질층의 외면을 둘러싸는, 소정 형상의 수평 단면을 갖는 파이프형의 양극인 외부전극을 제조하는 단계; 및 상기 외부전극의 둘레에 배치되는 보호피복을 제조하는 단계를 포함하여 케이블형 이차전지를 제조하는 것이 가능하다.
또한, 집전체에 전극슬러리를 압출코팅하고 다시 그 표면에 고체전해질 재료를 압출코팅하여, 소정 형상의 수평 단면을 가지며 길이 방향으로 연장되며 전해질층이 외면에 형성된 음극을 제조하는 단계; 2 이상의 상기 음극을 평행하게 배치하여 내부전극을 구성하고, 상기 내부전극을 둘러싸며 충진된 양극활물질층을 포함하는 외부전극을 제조하는 단계; 및 상기 외부전극의 둘레에 배치되는 보호피복을 제조하는 단계를 포함하여 케이블형 이차전지를 제조하는 것도 가능하다.
그리고, 집전체에 전극슬러리를 압출코팅하고 다시 그 표면에 고체전해질 재료를 압출코팅하여, 소정 형상의 수평 단면을 가지며 길이 방향으로 연장되며 제1 전해질층이 외면에 형성된 음극을 제조하는 단계; 집전체에 전극슬러리를 압출코팅하여 양극을 제조하는 단계; 상기 음극 및 양극을 평행하게 배치하여 내부전극을 구성하고, 상기 내부전극에 고체전해질 재료를 압출코팅하여 내부전극 둘러싸며 충진된 제2 전해질층을 형성하는 단계; 및 상기 제2 전해질층의 외면의 둘레에 배치되는 보호피복을 제조하는 단계를 포함하여 케이블형 이차전지를 제조할 수도 있다.
본 발명의 케이블형 이차전지의 제조방법은 압출기를 이용하여 압출코팅함으로써 균일한 형상에 대한 연속적인 코팅이 가능하므로, 길이방향으로 연장되는 케이블형 이차전지의 제조에 적합하다. 또한, 집전체의 선속 내지 압출속도를 조정하여 코팅층의 두께 조절이 용이하다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 압출기의 간략한 도면이다.
도 2는 O-다이를 사용한 와이어 형태의 압출코팅에 대한 도시이다.
도 3는 일 실시예에 따른 내부전극과 외부전극 간에 전해질층이 충진된 케이블형 이차전지의 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 내부전극과 외부전극 간에 전해질층이 충진된 케이블형 이차전지의 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 내부전극을 활물질층이 둘러싸며 충진된 케이블형 이차전지의 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 제1 전해질층 및 제2 전해질층을 구비한 케이블형 이차전지의 단면도이다.
이하, 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서에 기재된 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 케이블형 이차전지는 소정 형상의 수평 단면을 가지며, 상하로 길게 늘어진 선형구조를 갖는 이차전지로서, 소정 형상의 수평 단면을 가지는 집전체에 도포된 활물질을 포함하고 길이 방향으로 연장되며 평행하게 배치되는 전극을 구비한다. 여기서 소정의 형상이라 함은 특별히 형상을 제한하지 않는다는 것으로, 본 발명의 본질을 훼손하지 않는 어떠한 형상도 가능하다는 의미이다. 구체적으로는 수평 단면은 원형 또는 다각형일 수 있고, 원형은 기하학적으로 완전한 대칭형의 원형과 비대칭형의 타원형 구조이고, 다각형은 삼각형, 사각형, 오각형 또는 육각형일 수 있다. 이러한 케이블형 이차전지는 가요성을 갖고 있어 변형이 자유로워 다양한 형태의 휴대용 장치에 적용 가능하다. 이러한 케이블형 이차전지의 제조방법으로 본 발명은, 집전체에 활물질, 고분자바인더 및 용매를 포함하는 전극슬러리를 압출코팅하여 전극을 제조하는 공정을 포함한다.
압출코팅은 코팅액을 압출기(extruder)를 통하여 기재 외면에 압출하여 연속적으로 코팅을 하는 방법으로 코팅 기재의 길이에 대한 제한이 적고 균일한 형상의 기재에 연속적인 코팅이 가능하다. 도 1을 참조하면, 일반적으로 압출기는 호퍼(1), 실린더(2) 및 다이(5)로 이루어져 있다. 일반적인 압출코팅 방법은 코팅원료를 압출기의 호퍼에 넣고, 실린더에 일정한 온도를 유지하게 하여, 코팅원료를 녹이면서 실린더(2) 내의 스크류(screw, 3)를 회전시켜 코팅액을 밀어내어 실린더 앞에 장착되어 있는 다이(5)를 통과시켜 기재에 코팅한다. 케이블형 이차전지는 수평단면보다 길이방향으로 길게 연장되어 있고 일정한 소정의 수평단면을 갖는 형태적 특성을 갖고 있으므로 압출코팅에 의한 연속적인 코팅방법을 사용하는 것이 적합하다.
전극슬러리를 압출기의 호퍼(1)에 주입하고, 실린더 내의 스크류(3)를 회전시켜 혼합하고 전극슬러리를 밀어내어 실린더(2) 앞에 장착되어 있는 다이(5)를 통과시켜 압출기에 공급되는 집전체에 압출하고 코팅하여 길이방향으로 연장되는 음극 및 양극인 전극을 제조한다. 전극을 형성하는 집전체는 와어어 형태가 가능하다. 집전체의 형태에 따른 다이(die)의 종류는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 집전체가 와이어 형태인 경우에는 파이프(pipe) 형태의 O-다이(O-die, 도 2 참조)에 집전체를 통과시키면서 외면에 전극슬러리를 코팅할 수 있다. 압출기에 주입된 전극슬러리는 코팅재료 공급부(11)을 통하여 공급되어 O-다이(10)를 통하여 배출되며, O-다이의 측면을 통하여 삽입된 와이어 형태의 집전체(12)에 배출된 전극슬러리를 압출코팅한다. 이때 전극슬러리의 농도 또는 압출속도를 조정하거나 압출기에 공급되는 속도인 집전체의 선속을 조정하여 코팅층의 두께를 용이하게 조절할 수 있다.
이러한 이때, 집전체로는 스테인리스스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성탄소, 구리 또는 스테인리스스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴합금, 도전재로 표면처리된 비전도성 고분자, 또는 전도성 고분자를 사용하여 제조된 것이 바람직하다. 이러한 도전재로는 폴리아세틸렌, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜 및 폴리설퍼니트리드, ITO(Indum Thin Oxide), 은, 팔라듐, 니켈 및 구리 등이 가능하며, 전도성 고분자는 폴리아세틸렌, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜 및 폴리설퍼니트리드 등이 사용가능하다.
전극 슬러리는 활물질, 고분자바인더 및 유기용매를 균일하게 혼합한 것을 사용할 수 있고 추가로 도전재를 사용할 수 있다. 미리 균일하게 혼합된 전극슬러리를 압출기에 주입할 수도 있고, 활물질, 고분자바인더 등의 재료를 각각 압출기에 주입 후에 압출기 내에서 혼합하여 사용할 수도 있다. 압출코팅 후에는 유기용매의 제거를 위해서 건조과정을 거치는 것이 바람직하다.
활물질은 음극 활물질과 양극 활물질로 구분된다. 음극 활물질의 비제한적인 예로는, 탄소질재료; 리튬 함유 티타늄 복합 산화물(LTO); Si, Sn, Li, Zn, Mg, Cd, Ce, Ni, Fe인 금속류(Me); 상기 금속류(Me)로 구성된 합금류; 상기 금속류(Me)의 산화물(MeOx); 및 상기 금속류(Me)와 탄소와의 복합체 등이 사용 가능하다. 양극 활물질의 비제한적인 예로는, 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) 등이 사용 가능하다.
고분자 바인더는 활물질과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌 (polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate), 폴리부틸아크릴레이트 (polybutylacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드 (polyethylene oxide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 셀룰로오스 아세테이트 (cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸플루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜 (cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스 (cyanoethylsucrose), 플루란 (pullulan) 및 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose) 등을 사용한다.
추가로 사용 가능한 도전재는 전극 활물질의 도전성을 더욱 향상시키기 위한 성분으로서, 이러한 도전재에는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 흑연, 카본블랙, 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유, 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말, 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키, 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물, 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다. 유기용매는 특별히 제한하는 것은 아니지만, 일반적으로 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)를 사용한다.
이하에서는 본 발명의 케이블형 이차전지 제조방법에 의하여 제조 가능한 이차전지의 구체적인 구조를 도 3을 참조하여 간략하게 살펴본다. 각 도면 중에서 동일 부호는 동일 또는 동등한 구성요소를 나타내고 있다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 케이블형 이차전지는 소정 형상의 수평 단면을 가지며, 길이 방향으로 연장된 집전체(110)에 음극활물질(111)이 도포된 음극(110, 111)이 평행하게 배치된 내부전극; 상기 내부전극을 둘러싸며 충진된, 이온의 통로가 되는 전해질층(130); 상기 전해질층의 외면을 둘러싸는, 소정 형상의 수평 단면을 갖는 파이프형의 집전체(120)에 양극활물질(121)이 도포된 양극(120, 121)인 외부전극; 및 상기 외부전극의 둘레에 배치되는 보호피복(140)을 포함한다. 이러한 케이블형 이차전지의 음극(110, 111) 또는 양극(120, 121)은 집전체(110, 120)에 활물질(111, 121)이 도포되어 있는 데, 활물질을 포함하는 전극슬러리를 압출기를 통하여 집전체에 압출코팅하는 방법을 사용하여 제조하는 것이 바람직하다. 제조된 음극(110, 111)을 내부전극으로 하여 내부전극의 외부를 전해질층(130)으로 코팅하거나 전해질층(130)에 내부전극을 삽입하는 공정을 통하여 제조할 수 있다. 이와 같이 내부전극과 전해질층(130)을 형성하고 그 외면에 외부전극(120, 121) 및 보호피복(140)을 형성하는 방법으로 제조할 수 있다. 또한, 전해질층(130)을 포함하는 외부전극(120, 121) 및 보호피복(140)을 형성한 후에 전해질층(130)에 내부전극을 삽입하여 제조하거나, 외부전극(120, 121) 및 보호피복(140)을 형성한 후에 내부전극을 삽입하고 전해질층(130)을 채워 넣어 제조하는 방법도 가능하다.
또한, 도 3의 케이블형 이차전지와 같이 도 4, 도 5 및 도 6의 변형된 케이블형 이차전지도 제조가능하다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 케이블형 이차전지는 소정 형상의 수평 단면을 가지며, 길이 방향으로 연장된 2 이상의 집전체(110)에 음극활물질(111)이 도포된 음극(110, 111)이 평행하게 배치된 내부전극; 상기 내부전극을 둘러싸며 충진된, 이온의 통로가 되는 전해질층(130); 상기 전해질층의 외면을 둘러싸는, 소정 형상의 수평 단면을 갖는 파이프형의 집전체(120)에 양극활물질(121)이 도포된 양극(120, 121)인 외부전극; 및 상기 외부전극의 둘레에 배치되는 보호피복(140)을 포함한다. 복수개의 내부전극 및 파이프형의 외부전극을 구비하여 접촉면적이 증가하므로 높은 전지 레이트를 갖으며, 내부전극의 개수를 조절하여 내부전극과 외부전극과의 용량 밸런스의 조절이 용이하다. 이러한 케이블형 이차전지의 음극(110, 111) 또는 양극(120, 121)은 집전체(110, 120)에 활물질(111, 121)이 도포되어 있는 데, 활물질을 포함하는 전극슬러리를 압출기를 통하여 집전체에 압출코팅하는 방법을 사용하여 제조하는 것이 바람직하다. 제조된 음극(110, 111)을 내부전극으로 하여 내부전극의 외부를 전해질층(130)으로 코팅하거나 전해질층(130)에 내부전극을 삽입하는 공정을 통하여 제조할 수 있다. 이와 같이 내부전극과 전해질층(130)을 형성하고 그 외면에 외부전극(120, 121) 및 보호피복(140)을 형성하는 방법으로 제조할 수 있다. 또한, 전해질층(130)을 포함하는 외부전극(120, 121) 및 보호피복(140)을 형성한 후에 전해질층(130)에 내부전극을 삽입하여 제조하거나, 외부전극(120, 121) 및 보호피복(140)을 형성한 후에 내부전극을 삽입하고 전해질층(130)을 채워 넣어 제조하는 방법도 가능하다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 케이블형 이차전지는 소정 형상의 수평 단면을 가지며, 길이 방향으로 연장되고 이온의 통로가 되는 전해질층(130)이 외면에 형성된 집전체(110)에 음극활물질(111)이 도포된 2 이상의 음극(110, 111)이 평행하게 배치된 내부전극; 상기 내부전극을 둘러싸며 충진된 양극 활물질층(121) 및 집전체(120)를 포함하는 양극(120, 121)인 외부전극; 및 상기 외부전극의 둘레에 배치되는 보호피복(140)을 포함한다. 파이프형의 외부전극 내부에 복수개의 내부전극을 구비하여 접촉면적이 증가하므로 높은 전지 레이트를 갖는다. 또한, 내부전극의 개수를 조절하여 내부전극과 외부전극과의 용량 밸런스의 조절이 용이하고, 내부전극에 전해질층이 형성되어 있어 단락(short)을 방지할 수 있다. 이러한 케이블형 이차전지는, 활물질을 포함하는 전극슬러리를 압출기를 통하여 집전체에 압출코팅하는 방법을 사용하여 제조된 음극(110, 111) 또는 양극(110, 111)을 내부전극으로 하고 내부전극의 외면을 전해질층(130)으로 코팅한다. 전해질층이 코팅된 내부전극의 외부를 활물질(121)로 코팅하거나 활물질층(121)에 내부전극을 삽입하는 공정을 통하여 제조할 수 있다. 이와 같이 내부전극과 활물질을 형성하고 그 외면에 외부전극의 집전체(120) 및 보호피복(140)을 형성하는 방법으로 제조할 수 있다. 또한, 내면에 활물질을 채운 외부전극(120, 121) 및 보호피복(140)을 형성한 후에 외부전극의 활물질에 내부전극을 삽입하여 제조하거나, 외부전극의 집전체(121) 및 보호피복(140)을 형성한 후에 내부전극을 삽입하고 활물질을 채워 넣어 제조하는 방법도 가능하다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 케이블형 이차전지는 소정 형상의 수평 단면을 가지며, 길이 방향으로 연장되고 이온의 통로가 되는 제1 전해질층(131)이 외면에 형성된 집전체(110) 및 음극 활물질(111)을 포함하는 1 이상의 음극(110, 111); 소정 형상의 수평 단면을 가지며, 길이 방향으로 연장되는 집전체(120) 및 양극 활물질(121)을 포함하는 1 이상의 양극(120, 121); 이들 음극 및 양극 모두를 평행하게 배치하고 공통으로 둘러싸며 충진된 이온의 통로가 되는 제2 전해질층(132); 및 상기 제2 전해질층(132)의 둘레에 배치되는 보호피복(140)을 포함하며, 추가로 양극(120, 121)에 전해질층이 형성될 수도 있다. 전극에 추가적인 전해질층을 도입하여 단락(short)의 방지가 가능하다. 복수개의 양극과 음극을 구비하여 접촉면적이 증가하므로 높은 전지 레이트를 갖는다. 또한, 음극과 양극의 수를 조절하여 전극의 용량 밸런스의 조정이 용이하다. 이러한 케이블형 이차전지는, 활물질을 포함하는 전극슬러리를 압출기를 통하여 집전체에 압출코팅하는 방법을 사용하여 제조된 음극 또는 양극에 제1 전해질층(131)을 코팅한 후에 음극 및 양극 전극 모두를 둘러싸도록 제2 전해질층(132)으로 코팅하거나 제2 전해질층(132)에 삽입하는 공정을 통하여 제조할 수 있으며, 그 후에 제2 전해질층(132)의 외면에 보호피복(140)을 형성하는 방법으로 제조할 수 있다. 또한, 제2 전해질층(132) 및 보호피복(140)을 형성한 후에 제2 전해질층(132)에 음극 및 양극을 삽입하여 제조하는 방법도 가능하다.
전술한 케이블형 이차전지의 제조방법에 있어서, 전해질층은 압출코팅하여 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 케이블형 이차전지의 제조방법은, 고체전해질 재료를 압출기에 주입하는 단계; 및 전극의 표면에 상기 압출기에서 배출된 고체전해질 재료를 코팅하여 상기 전극을 둘러싸는 이온의 통로가 되는 전해질층을 형성하는 단계를 포함하여 제조하는 공정을 더 포함한다. 고체전해질 재료는 고온에서 용융이 가능한 고체전해질 재료와 용매에 용해된 용액상태의 고체전해질 재료 모두를 포함한다.
음극 또는 양극인 전극에 전해질층을 형성하는 경우에, 케이블형 이차전지의 수평단면보다 길이방향으로 길게 연장되어 있는 형태적 특성상 압출코팅에 의한 연속적인 코팅방법을 사용하는 것이 적합하다. 고체전해질 재료를 압출기의 호퍼(1)에 넣고, 실린더(2) 내의 스크류(3)를 회전시켜 고체전해질 재료를 밀어내어 실린더 앞에 장착되어 있는 다이(5)를 통과시켜 압출기에 공급되는 전극의 외면에 코팅한다. 압출코팅에 사용되는 다이(die)의 종류는 한정하지는 않지만 길이방향으로 길게 연장되어 있는 전극의 형태적 특성상 O-다이(O-die, 도 2 참조)를 사용하는 것이 바람직하다. 이때 고체전해질 재료(11)의 압출속도를 조정하거나 전극(12)의 압출기에의 공급속도인 선속을 조정하여 코팅층의 두께를 용이하게 조절할 수 있다. 고체전해질 재료로 고온에 의하여 용융이 필요한 고분자전해질을 사용하는 경우에는 상기 압출기의 실린더 온도를 용융점 온도 이상으로 가열하여 유지하는 것이 바람직하다. 다만, 고체전해질 재료로 용액 상태의 고체전해질을 사용하는 경우에는 용매를 제거하기 위한 건조과정이 추가적으로 요구된다.
이온의 통로가 되는 고체전해질 재료의 구성성분은 PEO, PVdF, PMMA, PAN 또는 PVAC를 사용한 겔형 고분자 전해질 또는 PEO, PPO, PEI, PES 또는 PVAc의 고체 고분자 전해질 등을 포함할 수 있다. 일반적인 고분자 전해질의 경우에는 이온전도도가 충족되더라도 반응속도적 측면에서 이온이 매우 느리게 이동할 수 있으므로, 고체인 경우보다 이온의 이동이 용이한 겔형 고분자의 전해질을 사용하는 것이 바람직하다. 겔형 고분자 전해질은 기계적 특성이 우수하지 않으므로 이를 보완하기 위해서 기공구조 지지체 또는 가교 고분자를 포함할 수 있다. 본 발명의 전해질층은 분리막의 역할이 가능하므로 별도의 분리막을 사용하지 않을 수 있다.
본 발명의 전해질층은, 구성성분으로 리튬염을 더 포함할 수 있다. 전해질을 압출기에 투입시에 리튬염을 혼합하여 사용한다. 리튬염은 이온 전도도 및 반응속도를 향상시킬 수 있는데, 이들의 비제한적인 예로는, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로보란리튬, 저급지방족카르본산리튬 및 4페닐붕산리튬을 사용할 수 있다.
도 3, 4 및 도 5의 전해질층(130)과 도 6의 제1 전해질층(131)과 제2 전해질층(132)은 고체전해질 재료를 압출기에 주입하여 고체전해질 재료를 하나의 전극 또는 다수 개의 전극에 코팅하여 케이블형 이차전지를 제조할 수 있다. 다만, 다수 개의 전극을 둘러싸는 전해질층을 코팅하는 경우에는 각각의 전극을 고정하기 위한 여러 개의 구멍을 갖는 변형된 형태의 다이(die)가 요구된다.
또한, 본 발명의 케이블형 이차전지는 최외면에 보호피복을 구비하는데, 고분자 수지를 압출기에 주입하는 단계; 및 압출기에서 배출된 고분자 수지를 코팅하여 상기 케이블형 이차전지의 최외면에 배치된 보호피복을 형성하는 단계를 포함하여 제조하는 공정을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 보호피복은 절연체로서 공기 중의 수분 및 외부충격에 대하여 전극을 보호하기 위해 이차전지의 최외면에 형성한다. 보호피복의 구성성분으로는 통상의 고분자 수지를 사용할 수 있으며, 일례로 PVC, HDPE 또는 에폭시 수지가 사용 가능하다.
케이블형 이차전지의 외면에 보호피복을 형성하는 경우에, 수평단면보다 길이방향으로 길게 연장되어 있는 케이블형 이차전지의 형태적 특성상 압출코팅에 의한 연속적인 코팅방법을 사용하는 것이 적합하다. 먼저 고분자수지를 압출기의 호퍼(1)에 넣고, 실린더(2)의 온도를 일정하게 유지하는 상황에서 실린더 내의 스크류(3)를 회전시켜 고분자수지 융용액 또는 용액을 밀어내어 실린더 앞에 장착되어 있는 다이(5)를 통과시켜 이차전지의 외면에 코팅한다. 고분자 수지 용융액을 사용하는 경우에는 추가적으로 냉각과정이 필요하고, 고분자 수지 용액을 사용하는 경우에는 추가적으로 건조과정이 필요하다. 이때 고분자수지의 압출속도를 조정하거나 이차전지의 선속을 조정하여 코팅층의 두께를 용이하게 조절할 수 있다. 도 3, 도 4, 도 5 및 도 6의 보호피복(140)은 고분자수지를 압출기에 주입하여 고체전해질 재료를 이차전지의 최외면에 코팅하여 케이블형 이차전지를 제조할 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
실시예
실시예 1. 복수의 음극을 갖는 케이블형 이차전지의 제조
도 5에 제시된 도면을 참조하면 본 실시예 1의 케이블형 이차전지는, 길이 방향으로 연장되며, 원형의 집전체(110) 외면에 활물질(111)이 도포된 음극; 상기 음극의 외면에 형성된 이온의 통로가 되는 전해질층(130); 4개의 상기 전해질층이 형성된 음극을 둘러싸는, 파이프형의 집전체(120)의 내면에 활물질(121)이 도포되어 있는 양극; 및 상기 양극의 둘레에 배치되는 보호피복(140)으로 이루어진다.
먼저 이러한 케이블형 이차전지를 제조하기 위하여, 인조흑연, PVdF, 카본블랙 및 NMP의 중량비 기준으로 60 : 16 : 4 : 20의 조성비를 갖는 음극활물질 전극슬러리를 압출기의 호버에 주입하였다. 압출기 실린더의 온도는 70 ℃를 유지하였고, 스크류의 회전속도는 70 ~ 80rpm을 유지하였다. 구리로 표면처리된 PTFE 와이어로 이루어진 집전체를 압출기의 O-다이에 분당 3 m의 속도로 공급하여, 집전체의 외면에 음극활물질 전극슬러리를 압출코팅한 후에, 건조하여 음극을 제조하였다.
이후에, LiTFSI가 25 중량% 포함된 PEO인 고체 전해질을 압출기의 호퍼에 주입하였다. 압출기 실린더의 온도는 50 ℃를 유지하였고, 스크류의 회전속도는 60 ~ 70 rpm을 유지하였다. 상기 제조된 음극을 압출기의 O-다이에 분당 3 m의 속도로 공급하여, 음극의 외면에 고체 전해질을 압출코팅하여 전해질이 외면에 코팅된 음극을 제조하였다.
그리고, 알루미늄으로 이루어진 파이프형 집전체의 내부에 LiCoO2, PVdF, 덴카블랙(Denka black) 및 NMP의 조성을 갖는 양극활물질 전극슬러리를 채워 양극을 제조하였다. 상기 제조된 양극에 상기 제조된 전해질 코팅된 음극을 4개 삽입하여 전극조립체를 제조하였다.
끝으로 PVC를 압출기에 주입하고, 압출기 실린더의 온도는 250 ℃를 유지하였고, 스크류의 회전속도는 100rpm을 유지하였다. 상기 제조된 전극조립체를 O-다이에 분당 30 m의 속도로 공급하여 전극조립체의 외면에 보호피복을 형성하여 케이블형 이차전지를 제조하였다.
1 : 호퍼 2 : 실린더
3 : 스크류 4 : 스크류 구동모터
5 : 다이
10 : O-다이 11 : 코팅재료 공급부
12 : 코팅기재
110 : 음극의 집전체 111 : 음극의 활물질
120 : 양극의 집전체 121 : 양극의 활물질
130 : 전해질층 131 : 제 1 전해질층
132 : 제 2 전해질층 140 : 보호피복

Claims (14)

  1. 소정 형상의 수평 단면을 가지는 집전체 및 상기 집전체의 표면에 형성된 활물질층을 포함하고, 길이 방향으로 연장되며 평행하게 배치되는 전극을 구비하는 케이블형 이차전지의 제조방법으로서,
    상기 전극은,
    활물질, 고분자바인더 및 용매를 압출기에 주입하여 전극슬러리를 제조하는 단계;
    상기 압출기에 상기 집전체를 연속적으로 공급하면서, 집전체의 표면에 전극슬러리를 압출하여 코팅하는 단계; 및
    상기 전극슬러리가 코팅된 집전체를 건조하여 활물질층을 형성하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 집전체는 서로 독립적으로 각각 스테인리스스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성탄소, 구리; 스테인리스스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은으로 표면처리한 것; 알루미늄-카드뮴합금; 도전재로 표면처리된 비전도성 고분자; 또는 전도성 고분자;에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지의 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 도전재는 폴리아세틸렌, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜 및 폴리설퍼니트리드, ITO(Indum Thin Oxide), 은, 팔라듐, 니켈 및 구리 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지의 제조방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 전도성 고분자는 폴리아세틸렌, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜 및 폴리설퍼니트리드 중에서 선택된 1종의 화합물 또는 2종 이상의 혼합물인 고분자인 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 활물질은 탄소질재료; 리튬 함유 티타늄 복합 산화물(LTO); Si, Sn, Li, Zn, Mg, Cd, Ce, Ni, Fe인 금속류(Me); 상기 금속류(Me)로 구성된 합금류; 상기 금속류(Me)의 산화물(MeOx); 및 상기 금속류(Me)와 탄소와의 복합체;로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 활물질 입자 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 음극 활물질인 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지의 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 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 선택된 어느 하나의 활물질 입자 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 양극 활물질인 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지의 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 고분자바인더는 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌 (polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate), 폴리부틸아크릴레이트 (polybutylacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드 (polyethylene oxide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 셀룰로오스 아세테이트 (cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸플루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜 (cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스 (cyanoethylsucrose), 플루란 (pullulan) 및 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 바인더 고분자 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지의 제조방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    고체전해질 재료를 압출기에 주입하는 단계; 및
    상기 압출기에 상기 전극을 연속적으로 공급하면서, 상기 전극의 표면에 고체전해질 재료를 압출하고 코팅하여, 전극을 둘러싸는 전해질층을 형성하는 단계를 더 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 고체전해질 재료는 PEO, PVdF, PMMA, PAN 또는 PVAC를 사용한 겔형 고분자 전해질; 또는 PEO, PPO(polypropylene oxide), PEI(polyethylene imine), PES(polyethyle sulphide) 또는 PVAc(polyvinyl acetate)를 사용한 고체 고분자 전해질; 중에서 선택된 전해질을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지의 제조방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 고체전해질 재료는 리튬염을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지의 제조방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 리튬염은 LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로보란리튬, 저급지방족카르본산리튬 및 4페닐붕산리튬 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지의 제조방법.
  12. 집전체에 전극슬러리를 압출 코팅하여 소정 형상의 수평 단면을 가지며 길이 방향으로 연장된 음극을 제조하는 단계;
    2 이상의 상기 음극을 평행하게 배치하여 내부전극을 구성하고, 상기 내부전극에 고체전해질 재료를 압출 코팅하여 내부전극 둘러싸며 충진된 전해질층을 형성하는 단계;
    상기 전해질층의 외면을 둘러싸는, 소정 형상의 수평 단면을 갖는 파이프형의 양극인 외부전극을 제조하는 단계; 및
    상기 외부전극의 둘레에 배치되는 보호피복을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지의 제조방법.
  13. 집전체에 전극슬러리를 압출코팅하고 다시 그 표면에 고체전해질 재료를 압출코팅하여, 소정 형상의 수평 단면을 가지며 길이 방향으로 연장되며 전해질층이 외면에 형성된 음극을 제조하는 단계;
    2 이상의 상기 음극을 평행하게 배치하여 내부전극을 구성하고, 상기 내부전극을 둘러싸며 충진된 양극활물질층을 포함하는 외부전극을 제조하는 단계; 및
    상기 외부전극의 둘레에 배치되는 보호피복을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지의 제조방법.
  14. 집전체에 전극슬러리를 압출코팅하고 다시 그 표면에 고체전해질 재료를 압출코팅하여, 소정 형상의 수평 단면을 가지며 길이 방향으로 연장되며 제1 전해질층이 외면에 형성된 음극을 제조하는 단계;
    집전체에 전극슬러리를 압출코팅하여 양극을 제조하는 단계;
    상기 음극 및 양극을 평행하게 배치하여 내부전극을 구성하고, 상기 내부전극에 고체전해질 재료를 압출코팅하여 내부전극 둘러싸며 충진된 제2 전해질층을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 전해질층의 외면의 둘레에 배치되는 보호피복을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지의 제조방법.
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Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013055189A1 (ko) * 2011-10-14 2013-04-18 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
WO2013055188A1 (ko) * 2011-10-13 2013-04-18 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
WO2013055190A1 (ko) * 2011-10-13 2013-04-18 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
WO2013055187A1 (ko) * 2011-10-13 2013-04-18 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
WO2013055186A1 (ko) * 2011-10-13 2013-04-18 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
WO2013062335A1 (ko) * 2011-10-25 2013-05-02 주식회사 엘지화학 이차전지용 음극 및 이를 구비하는 이차전지
WO2013062336A1 (ko) * 2011-10-25 2013-05-02 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
WO2013062334A1 (ko) * 2011-10-25 2013-05-02 주식회사 엘지화학 이차전지용 음극 및 이를 구비하는 이차전지
WO2013066117A1 (ko) * 2011-11-02 2013-05-10 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
WO2013062337A3 (ko) * 2011-10-25 2013-06-20 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
WO2013055185A3 (ko) * 2011-10-13 2013-07-04 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
CN103814471A (zh) * 2011-09-19 2014-05-21 株式会社Lg化学 线缆型二次电池
EP2793306A1 (en) * 2011-12-14 2014-10-22 LG Chem, Ltd. Cable-type rechargeable battery
KR20170012656A (ko) * 2015-07-21 2017-02-03 울산과학기술원 섬유 형상 전지의 제조 방법
US9755265B2 (en) 2011-06-02 2017-09-05 Lg Chem, Ltd. Anode for secondary battery and secondary battery having the same
CN110692150A (zh) * 2017-09-29 2020-01-14 株式会社Lg化学 电极混合物制造方法和电极混合物
KR20220070352A (ko) * 2020-11-20 2022-05-31 경희대학교 산학협력단 스마트 직물용 리튬이온전지의 제조방법
US12021197B2 (en) 2020-11-19 2024-06-25 University-Industry Cooperation Group Of Kyung Hee University Electrode for ion battery, manufacturing method thereof, and battery comprising the same

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101322693B1 (ko) * 2010-08-27 2013-10-25 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
US9583757B2 (en) 2010-12-22 2017-02-28 Enevate Corporation Electrodes, electrochemical cells, and methods of forming electrodes and electrochemical cells
US10388943B2 (en) 2010-12-22 2019-08-20 Enevate Corporation Methods of reducing occurrences of short circuits and/or lithium plating in batteries
US8993172B2 (en) 2011-12-10 2015-03-31 Kalptree Energy, Inc. Li-ion battery and battery active components on metal wire
WO2014007866A2 (en) * 2012-03-15 2014-01-09 William Marsh Rice University Methods of making multilayer energy storage devices
CA2876236A1 (en) 2012-06-12 2013-12-19 Monash University Breathable electrode and method for use in water splitting
KR101404062B1 (ko) * 2012-11-15 2014-06-05 주식회사 엘지화학 무선 충전이 가능한 케이블형 이차전지
JP6960733B2 (ja) * 2013-03-12 2021-11-05 エネヴェート・コーポレーション 電極、電気化学セル並びに電極及び電気化学セルの形成方法
KR101477270B1 (ko) * 2013-04-26 2014-12-29 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지의 무선 충전 장치
US9263911B2 (en) * 2013-04-26 2016-02-16 Lg Chem, Ltd. Wireless charging apparatus for cable-type secondary battery
KR101470554B1 (ko) * 2013-04-29 2014-12-10 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지용 패키징 및 그를 포함하는 케이블형 이차전지
KR101470558B1 (ko) * 2013-05-07 2014-12-10 주식회사 엘지화학 이차전지용 전극, 그의 제조방법, 그를 포함하는 이차전지 및 케이블형 이차전지
WO2014182063A1 (ko) 2013-05-07 2014-11-13 주식회사 엘지화학 이차전지용 전극, 그의 제조방법, 그를 포함하는 이차전지 및 케이블형 이차전지
CN204441378U (zh) 2013-05-07 2015-07-01 株式会社Lg化学 二次电池用电极以及包含其的二次电池和线缆型二次电池
EP2830144B1 (en) 2013-05-07 2016-10-19 LG Chem, Ltd. Cable-type secondary battery and method for manufacturing same
CN204441379U (zh) 2013-05-07 2015-07-01 株式会社Lg化学 二次电池用电极以及包含其的二次电池和线缆型二次电池
WO2014182058A1 (ko) * 2013-05-07 2014-11-13 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
WO2014182064A1 (ko) 2013-05-07 2014-11-13 주식회사 엘지화학 이차전지용 전극, 그의 제조방법, 그를 포함하는 이차전지 및 케이블형 이차전지
CN204375843U (zh) * 2013-05-07 2015-06-03 株式会社Lg化学 二次电池用电极、以及包含其的二次电池和线缆型二次电池
KR101465165B1 (ko) * 2013-05-07 2014-11-25 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
US20150000118A1 (en) * 2013-06-26 2015-01-01 Xin Zhao Method for manufacturing graphene-incorporated rechargeable li-ion battery
WO2015013767A1 (en) 2013-07-31 2015-02-05 Aquahydrex Pty Ltd Electro-synthetic or electro-energy cell with gas diffusion electrode(s)
US9637827B2 (en) 2013-10-01 2017-05-02 William Marsh Rice University Methods of preventing corrosion of surfaces by application of energy storage-conversion devices
US9570736B2 (en) 2013-10-16 2017-02-14 William Marsh Rice University Electrodes with three dimensional current collectors and methods of making the same
KR102257790B1 (ko) * 2014-07-08 2021-05-28 엘지전자 주식회사 케이블형 배터리 이용 방법
FR3023980A1 (fr) 2014-07-16 2016-01-22 Commissariat Energie Atomique Batterie filaire et procede de realisation d'une batterie filaire
JP6391366B2 (ja) * 2014-08-26 2018-09-19 東レエンジニアリング株式会社 電池用極板の製造装置
KR101787637B1 (ko) * 2014-10-31 2017-10-19 주식회사 엘지화학 다층형 케이블형 이차전지
CN107112573B (zh) 2014-10-31 2019-07-30 株式会社Lg 化学 多层线缆型二次电池
US10205187B2 (en) * 2015-04-03 2019-02-12 Intel Corporation Constrained anode fiber for rechargeable battery
KR102496474B1 (ko) * 2015-06-03 2023-02-06 삼성전자주식회사 이차 전지 구조/시스템과 그 제조방법 및 동작방법
WO2018118800A1 (en) * 2016-12-20 2018-06-28 Nanotek Instruments, Inc. Flexible and shape-conformal cable-type alkali metal batteries
US10418662B2 (en) * 2016-12-20 2019-09-17 Nanotek Instruments, Inc. Flexible and shape-conformal cable-type alkali metal batteries
US10158121B2 (en) 2016-12-27 2018-12-18 Nanotek Instruments, Inc. Flexible and shape-conformal cable-shape alkali metal-sulfur batteries
US10008747B1 (en) * 2016-12-28 2018-06-26 Nanotek Instruments, Inc. Process for producing flexible and shape-conformal rope-shape alkali metal batteries
US10535880B2 (en) 2016-12-28 2020-01-14 Global Graphene Group, Inc. Flexible and shape-conformal rope-shape alkali metal batteries
US10637067B2 (en) 2016-12-28 2020-04-28 Global Graphene Group, Inc. Process for flexible and shape-conformal rope-shape alkali metal-sulfur batteries
US10283280B2 (en) 2017-01-04 2019-05-07 Nanotek Instruments, Inc. Process for flexible and shape-conformal rope-shape supercapacitors
WO2018168286A1 (ja) * 2017-03-13 2018-09-20 株式会社豊田中央研究所 二次電池及びその製造方法
JP6631568B2 (ja) * 2017-03-13 2020-01-15 株式会社豊田中央研究所 二次電池及びその製造方法
EP3474346B1 (en) * 2017-10-23 2020-06-17 Nokia Technologies Oy Method, apparatus and computer program for manufacturing an apparatus
US11133498B2 (en) 2017-12-07 2021-09-28 Enevate Corporation Binding agents for electrochemically active materials and methods of forming the same
US10686214B2 (en) 2017-12-07 2020-06-16 Enevate Corporation Sandwich electrodes and methods of making the same
CA3127358A1 (en) 2019-02-01 2020-08-06 Aquahydrex, Inc. Electrochemical system with confined electrolyte
CN110265233B (zh) * 2019-05-06 2021-03-02 铜陵市启动电子制造有限责任公司 一种低电阻电容器隔膜及其制备方法
EP4143861A1 (en) 2020-04-27 2023-03-08 Capacitech Energy Inc. Energy storage device, method of making and method of use
US20230268479A1 (en) * 2020-09-15 2023-08-24 Eve Hyperpower Batteries Inc. Extrusion head for molding pole piece and molding device comprising same, and molding method and preparation method therefor
US20240079548A1 (en) * 2021-01-08 2024-03-07 Solvay Sa Method for the manufacture of electrodes
FR3140710A1 (fr) * 2022-10-06 2024-04-12 Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives Cellule de batterie filaire, et son procede de preparation par etirage d’une preforme

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1148317A (en) * 1980-06-17 1983-06-21 Phillips Cables Limited Extrusion of insulating plastic
GB8804860D0 (en) * 1988-03-01 1988-03-30 Ici Plc Solid electrolyte devices
US4902589A (en) * 1988-06-08 1990-02-20 Moli Energy Limited Electrochemical cells, electrodes and methods of manufacture
JP2643019B2 (ja) * 1990-10-31 1997-08-20 新神戸電機株式会社 電池及び集合電池
US5492782A (en) * 1994-12-06 1996-02-20 Hughes Aircraft Company Battery having fiber electrodes
JP3047778B2 (ja) * 1995-06-14 2000-06-05 三菱マテリアル株式会社 チューブ状電池
US6004691A (en) * 1995-10-30 1999-12-21 Eshraghi; Ray R. Fibrous battery cells
US5749927A (en) * 1996-05-24 1998-05-12 W. R. Grace & Co. -Conn. Continuous process to produce lithium-polymer batteries
JP2001110445A (ja) * 1999-10-12 2001-04-20 Sony Corp コード型バッテリ
WO2003022564A1 (en) * 2001-09-12 2003-03-20 Itn Energy Systems, Inc. Apparatus and method for the design and manufacture of multifunctional composite materials with power integration
DE10231319B4 (de) * 2002-07-11 2013-08-14 Dilo Trading Ag Verfahren zur Herstellung von Speichern für elektrische Energie auf Basis von wiederaufladbaren Lithium-Polymer-Zellen
CA2508176C (en) * 2002-12-02 2012-09-18 Avestor Limited Partnership Co-extrusion manufacturing process of thin film electrochemical cell for lithium polymer batteries and apparatus therefor
US20040119194A1 (en) * 2002-12-24 2004-06-24 Boyko Aladjov Method for making electrodes for electrochemical cells
KR100625892B1 (ko) * 2004-04-12 2006-09-20 경상대학교산학협력단 실형태의 가변형 전지
KR100742739B1 (ko) 2005-07-15 2007-07-25 경상대학교산학협력단 직조가 쉬운 실 형태의 가변형 전지
JP5051988B2 (ja) * 2005-07-29 2012-10-17 三洋電機株式会社 電極の製造方法、その製造方法に用いる電極の製造装置、及び当該電極の製造方法により製造された電極を用いた電池
KR100804411B1 (ko) * 2006-01-17 2008-02-20 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 전극조립체 및 이를 포함하는 것으로 구성된이차전지
KR20090009598A (ko) * 2007-07-20 2009-01-23 경상대학교산학협력단 무선 충전용 선형 전지
KR200448068Y1 (ko) 2008-03-20 2010-03-11 주식회사 뉴폼코리아 콘크리트 들보용 거푸집 지지 장치
KR20100009438A (ko) 2008-07-17 2010-01-27 영석 김 표면가열 생선회 제조방법
KR101024635B1 (ko) * 2008-12-29 2011-03-25 경상대학교산학협력단 실 형태 전지 및 이를 연결하기 위한 커넥터
KR20110003202A (ko) 2009-07-03 2011-01-11 (주) 이노맨 언어학습 방법, 장치 및 그 방법을 실행하기 위한 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 저장매체

Cited By (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9755265B2 (en) 2011-06-02 2017-09-05 Lg Chem, Ltd. Anode for secondary battery and secondary battery having the same
CN103814471A (zh) * 2011-09-19 2014-05-21 株式会社Lg化学 线缆型二次电池
EP2760074A4 (en) * 2011-09-19 2015-04-15 Lg Chemical Ltd CABLE TYPE SECONDARY BATTERY
EP2760074A2 (en) * 2011-09-19 2014-07-30 LG Chem, Ltd. Cable-type secondary cell
US9306237B2 (en) 2011-10-13 2016-04-05 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery
WO2013055185A3 (ko) * 2011-10-13 2013-07-04 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
US9755266B2 (en) 2011-10-13 2017-09-05 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery
WO2013055188A1 (ko) * 2011-10-13 2013-04-18 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
US9356308B2 (en) 2011-10-13 2016-05-31 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery
US9306236B2 (en) 2011-10-13 2016-04-05 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery
US8993146B2 (en) 2011-10-13 2015-03-31 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery
WO2013055186A1 (ko) * 2011-10-13 2013-04-18 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
US9300005B2 (en) 2011-10-13 2016-03-29 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery
US9112235B2 (en) 2011-10-13 2015-08-18 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery
WO2013055187A1 (ko) * 2011-10-13 2013-04-18 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
WO2013055190A1 (ko) * 2011-10-13 2013-04-18 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
US8945752B2 (en) 2011-10-13 2015-02-03 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery
KR101453779B1 (ko) * 2011-10-13 2014-10-21 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
KR101506690B1 (ko) * 2011-10-13 2015-03-27 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
US8906535B2 (en) 2011-10-13 2014-12-09 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery
KR101506688B1 (ko) * 2011-10-13 2015-03-27 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
KR101506689B1 (ko) * 2011-10-13 2015-03-27 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
KR101506691B1 (ko) * 2011-10-13 2015-03-27 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
KR101522655B1 (ko) * 2011-10-14 2015-05-22 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
US9590265B2 (en) 2011-10-14 2017-03-07 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery
WO2013055189A1 (ko) * 2011-10-14 2013-04-18 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
EP2772980A1 (en) * 2011-10-25 2014-09-03 LG Chem, Ltd. Cable-type secondary battery
CN103891011B (zh) * 2011-10-25 2017-09-19 株式会社Lg 化学 二次电池用负极和具有所述负极的二次电池
US8835057B2 (en) 2011-10-25 2014-09-16 Lg Chem, Ltd. Anode for secondary battery and secondary battery having the same
WO2013062335A1 (ko) * 2011-10-25 2013-05-02 주식회사 엘지화학 이차전지용 음극 및 이를 구비하는 이차전지
US9299987B2 (en) 2011-10-25 2016-03-29 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery
US9005819B2 (en) 2011-10-25 2015-04-14 Lg Chem, Ltd. Anode for secondary battery and secondary battery having the same
EP2772980A4 (en) * 2011-10-25 2015-04-29 Lg Chemical Ltd CABLE SECONDARY BATTERY
CN103891027A (zh) * 2011-10-25 2014-06-25 株式会社Lg化学 线缆型二次电池
KR101522656B1 (ko) * 2011-10-25 2015-05-22 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
CN103891011A (zh) * 2011-10-25 2014-06-25 株式会社Lg化学 二次电池用负极和具有所述负极的二次电池
KR101479298B1 (ko) * 2011-10-25 2015-01-02 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
WO2013062336A1 (ko) * 2011-10-25 2013-05-02 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
US9583785B2 (en) 2011-10-25 2017-02-28 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery
WO2013062337A3 (ko) * 2011-10-25 2013-06-20 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
US8920979B2 (en) 2011-10-25 2014-12-30 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery
WO2013062334A1 (ko) * 2011-10-25 2013-05-02 주식회사 엘지화학 이차전지용 음극 및 이를 구비하는 이차전지
WO2013066117A1 (ko) * 2011-11-02 2013-05-10 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
KR101483686B1 (ko) * 2011-11-02 2015-01-16 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
US9680155B2 (en) 2011-11-02 2017-06-13 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery
EP2793306A4 (en) * 2011-12-14 2014-12-17 Lg Chemical Ltd CABLE TYPE RECHARGEABLE BATTERY
US9620807B2 (en) 2011-12-14 2017-04-11 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery
US9059473B2 (en) 2011-12-14 2015-06-16 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery
EP2793306A1 (en) * 2011-12-14 2014-10-22 LG Chem, Ltd. Cable-type rechargeable battery
KR20170012656A (ko) * 2015-07-21 2017-02-03 울산과학기술원 섬유 형상 전지의 제조 방법
CN110692150A (zh) * 2017-09-29 2020-01-14 株式会社Lg化学 电极混合物制造方法和电极混合物
US12021197B2 (en) 2020-11-19 2024-06-25 University-Industry Cooperation Group Of Kyung Hee University Electrode for ion battery, manufacturing method thereof, and battery comprising the same
KR20220070352A (ko) * 2020-11-20 2022-05-31 경희대학교 산학협력단 스마트 직물용 리튬이온전지의 제조방법

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