KR20120108902A - Rechargeable lithium battery - Google Patents

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KR20120108902A
KR20120108902A KR1020110101285A KR20110101285A KR20120108902A KR 20120108902 A KR20120108902 A KR 20120108902A KR 1020110101285 A KR1020110101285 A KR 1020110101285A KR 20110101285 A KR20110101285 A KR 20110101285A KR 20120108902 A KR20120108902 A KR 20120108902A
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이영준
허응국
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A lithium secondary battery is provided to improve life time of a negative electrode active material, and to increase loading level while maintaining excellent conductivity. CONSTITUTION: A lithium secondary battery comprises: a negative electrode comprising a silicon-based negative electrode active material; a positive electrode comprising a positive electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium and fibrous material; and a non-aqueous electrolyte. A density of the positive electrode which is weight per unit volume of a positive electrode except a current collector is 3.0-4.1 g/cm^3. The weight ratio of the non-fibrous material and the fibrous material is 0.6-3. The weight ratio of the positive electrode active material and the conductive material is 97:3-99:1. [Reference numerals] (AA) Conductive material(non-fibrous form); (BB) Conductive material(fibrous form); (CC) Active material; (DD) Current collector

Description

리튬 이차 전지{RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY}Lithium Secondary Battery {RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY}

리튬 이차 전지에 관한 것이다.It relates to a lithium secondary battery.

리튬 이차 전지의 음극 활물질로는 탄소계 물질이 주로 사용되어 왔으나 제한된 용량으로 한계가 있었다. 근래 고용량 요구에 따라 이를 대체하는 다른 음극물질에 대한 연구가 진행되고 있는데 이 중 리튬 금속은 에너지밀도가 매우 높아 좋으나 반복된 충방전시 덴드라이트상 성장에 의한 안전성 문제와 싸이클 수명이 짧은 문제점이 있다. 또한 고용량을 나타내고 리튬 금속을 대치할 수 있는 물질로서 리튬 합금이 많은 연구가 되고 있는데 그 중 Si는 리튬과 반응하여 이론적 최대용량은 4000mAh/g으로서 탄소계에 비해 매우 크며 유망하다. 그러나 실리콘의 경우 충방전시 체적변화로 균열이 발생하고 Si 활물질 입자가 파괴됨으로써 충방전 싸이클이 진행됨에 따라 용량이 급격하게 저하되어 수명이 좋지 않다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 다양한 방법으로 통하여 기계적 열화로 인한 수명악화를 해결하기 위해 많은 노력이 있어왔다. 그 중 리튬과 반응하는 물질과 반응하지 않는 물질로 이루어진 복합 활물질 구성을 통하여 전형적인 수명열화 문제를 해결하고자 하는 연구가 많았으며 그 중 Si/SiO2의 나노결정립 복합체, 즉 SiO 물질은 기존의 Si계 합금 및 복합체에 비교하여 우수한 수명 특성을 보이며, 이 점에선 매우 유망한 음극 활물질로 평가되고 있다.As the negative electrode active material of the lithium secondary battery, a carbon-based material has been mainly used, but it has a limited capacity. Recently, research on other anode materials to replace them according to high capacity demand has been carried out. Among them, lithium metal has a very high energy density, but there are problems of safety due to dendrite phase growth and short cycle life during repeated charging and discharging. . In addition, many researches on lithium alloys as a material capable of replacing a lithium metal with high capacity have been made. Among them, Si reacts with lithium, and the theoretical maximum capacity is 4000mAh / g, which is very large and promising compared to carbon-based. However, in the case of silicon, as the charge and discharge cycle progresses due to the cracking due to the volume change during the charge and discharge and the destruction of the Si active material particles, the life is not good. In order to overcome this problem, many efforts have been made to solve the deterioration of life due to mechanical degradation through various methods. Among them, many studies have been attempted to solve the typical life deterioration problem by constructing a composite active material composed of a material that does not react with lithium, and among them, a Si / SiO 2 nanocrystalline composite, that is, a SiO material is a conventional Si-based Compared with alloys and composites, it has excellent lifespan characteristics and is evaluated as a very promising negative electrode active material.

　그러나 고용량을 위해 상기 물질을 음극 활물질로 적용하였을 경우 양극의 충전량을 맞추기 위하여 양극판의 로딩 레벨을 올려야 하는 문제가 있다. 로딩 레벨을 올릴 경우 극판의 전도성이 감소하여 저항증가가 발생하며 이를 통해 전지 고율특성이 떨어지게 된다.However, when the material is applied as a negative electrode active material for high capacity, there is a problem in that the loading level of the positive electrode plate must be raised to match the amount of the positive electrode. Increasing the loading level decreases the conductivity of the pole plate, which leads to an increase in resistance, which degrades the battery's high rate characteristics.

본 발명의 일 구현예는 수명 특성이 향상된 음극 활물질을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공하는 것이다.One embodiment of the present invention to provide a lithium secondary battery comprising a negative electrode active material with improved life characteristics.

본 발명의 다른 구현예는 수명 특성을 향상시키는 음극 활물질을 포함하고, 고용량이면서도 전도성이 우수한의 양극을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공하는 것이다.Another embodiment of the present invention is to provide a lithium secondary battery including a negative electrode active material to improve the life characteristics, and includes a positive electrode of high capacity and excellent conductivity.

본 발명의 일 측면은 실리콘계 음극 활물질을 포함하는 음극; 리튬을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극 활물질 및 섬유상 물질 및 비섬유상 물질을 포함하는 도전재를 포함하고, 집전체를 제외한 양극의 단위면적당 무게(loading level: LL)가 20 내지 100 mg/cm2인 양극; 및 비수전해액을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.One aspect of the invention the negative electrode including a silicon-based negative active material; A positive electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium, and a conductive material including a fibrous material and a non-fibrous material, and a loading level (LL) per unit area of the positive electrode excluding the current collector is 20 to 100. anode with mg / cm 2 ; And it provides a lithium secondary battery comprising a non-aqueous electrolyte.

집전체를 제외한 양극의 단위부피당 무게인 상기 양극의 합제 밀도가 3.0 내지 4.1 g/cc 일 수 있다. The mixture density of the positive electrode, which is the weight per unit volume of the positive electrode excluding the current collector, may be 3.0 to 4.1 g / cc.

상기 도전재는 상기 비섬유상 물질 대 상기 섬유상 물질을 중량비는 0.6 내지 3으로 포함할 수 있다.The conductive material may include the non-fibrous material to the fibrous material in a weight ratio of 0.6 to 3.

상기 양극 활물질과 상기 도전재의 중량비가 97:3 내지 99:1일 수 있다.The weight ratio of the cathode active material and the conductive material may be 97: 3 to 99: 1.

상기 양극은 집전체 상에 양극 활물질과 상기 도전재를 포함하는 층을 형성하여 양극 합제를 형성할 수 있다.The positive electrode may form a positive electrode mixture by forming a layer including a positive electrode active material and the conductive material on a current collector.

상기 양극 활물질과 상기 도전재를 포함하는 층은 바인더를 더 포함할 수 있다.The layer including the cathode active material and the conductive material may further include a binder.

상기 바인더는 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로즈, 디아세틸셀룰로즈, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지 및 나일론으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있다.The binder is polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, diacetyl cellulose, polyvinyl chloride, carboxylated polyvinylchloride, polyvinyl fluoride, ethylene oxide polymer, polyvinylpyrrolidone, At least one selected from the group consisting of polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, epoxy resins and nylon.

상기 양극 전체의 두께가 10um 내지 300um일 수 있다.The whole thickness of the positive electrode may be 10um to 300um.

상기 섬유상 물질의 직경이 0.01um 내지 100um이고, 길이가 1um 내지 100 um일 수 있다.The fibrous material may have a diameter of about 0.01 μm to about 100 μm and a length of about 1 μm to about 100 μm.

상기 섬유상 물질은 기상성장 탄소섬유(vapor grown carbon fiber: VGCF), 탄소나노튜브(carbon nano-tube), 탄소나노섬유(carbon nano-fiber) 및 금속 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.The fibrous material may include at least one selected from the group consisting of vapor grown carbon fiber (VGCF), carbon nanotubes, carbon nanofibers, and metal fibers. have.

상기 비섬유상 물질은 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 구리, 니켈, 알루미늄, 은 및 폴리페닐렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.The non-fibrous material may include at least one selected from the group consisting of natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, copper, nickel, aluminum, silver and polyphenylene.

상기 비섬유상 물질은 판상, 비드상 및 플레이크(flake)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 형상을 포함할 수 있다.The non-fibrous material may comprise at least one shape selected from the group consisting of plate, bead and flake.

상기 실리콘계 음극 활물질은 실리콘(Si), 실리콘 산화물, 표면이 도전성 카본으로 코팅된 실리콘 산화물 및 표면이 도전성 카본으로 코팅된 실리콘(Si)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.The silicon-based negative active material may be at least one selected from the group consisting of silicon (Si), silicon oxide, silicon oxide coated on the surface of conductive carbon, and silicon (Si) coated on the surface of conductive carbon.

상기 양극활물질은 LiaA1 - bRbD2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0 ≤ b ≤ 0.5이다); LiaE1 - bRbO2 - cDc(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 및 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiE2-bRbO4-cDc(상기 식에서, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiaNi1 -b- cCobRcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1 -b- cCobRcO2 -αZα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α < 2이다); LiaNi1-b-cCobRcO2-αZ2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α < 2이다); LiaNi1 -b- cMnbRcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1 -b- cMnbRcO2 -αZα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α < 2이다); LiaNi1 -b- cMnbRcO2 -αZ2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α < 2이다); LiaNibEcGdO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5 및 0.001 ≤ d ≤ 0.1이다.); LiaNibCocMndGeO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤0.5 및 0.001 ≤ e ≤ 0.1이다.); LiaNiGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaCoGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMnGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMn2GbO4(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); QO2; QS2; LiQS2; V2O5; LiV2O5; LiTO2; LiNiVO4; Li(3-f)J2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); Li(3-f)Fe2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); LiFePO4 또는 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되며,The positive electrode active material is Li a A 1 - b R b D 2 (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8 and 0 ≦ b ≦ 0.5); Li a E 1 - b R b O 2 - ( in the above formula, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, and 0 ≤ c ≤ 0.05) c D c; LiE (in the above formula, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05) 2-b R b O 4-c D c; Li a Ni 1 -b- c Co b R c D α ( wherein, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, ≤ c ≤ 0.05, and a 0 0 <α ≤ 2); Li a Ni 1 -b- c Co b R c O 2 -α Z α ( wherein the expression, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 , and 0 <α <2); Li a Ni 1-bc Co b R c O 2-α Z 2 (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ c ≦ 0.05 and 0 <α <2); Li a Ni 1 -b - c Mn b R c D α (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ c ≦ 0.05, and 0 <α ≦ 2); Li a Ni 1 -b - c Mn b R c O 2 -α Z α (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ c ≦ 0.05 and 0 <α <2); Li a Ni 1 -b - c Mn b R c O 2 -α Z 2 (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ c ≦ 0.05 and 0 <α <2); Li a Ni b E c G d O 2 (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.9, 0 ≦ c ≦ 0.5, and 0.001 ≦ d ≦ 0.1); Li a Ni b Co c Mn d GeO 2 (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.9, 0 ≦ c ≦ 0.5, 0 ≦ d ≦ 0.5, and 0.001 ≦ e ≦ 0.1); Li a NiG b O 2 (in the above formula, 0.90? A? 1.8 and 0.001? B? 0.1); Li a CoG b O 2 (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8 and 0.001 ≦ b ≦ 0.1); Li a MnG b O 2 (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8 and 0.001 ≦ b ≦ 0.1); Li a Mn 2 G b O 4 (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8 and 0.001 ≦ b ≦ 0.1); QO 2; QS 2 ; LiQS 2 ; V 2 O 5 ; LiV 2 O 5 ; LiTO 2 ; LiNiVO 4; Li (3-f) J 2 (PO 4 ) 3 (0? F? 2); Li (3-f) Fe 2 (PO 4 ) 3 (0? F? 2); LiFePO 4 or a combination thereof is selected from the group consisting of

A는 Ni, Co, Mn 또는 이들의 조합이고; R은 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, 희토류 원소 또는 이들의 조합이고; D는 O, F, S, P 또는 이들의 조합이고; E는 Co, Mn 또는 이들의 조합이고; Z는 F, S, P 또는 이들의 조합이고; G는 Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V 또는 이들의 조합이고; Q는 Ti, Mo, Mn 또는 이들의 조합이고; T는 Cr, V, Fe, Sc, Y 또는 이들의 조합이고; J는 V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu 또는 이들의 조합일 수 있다.A is Ni, Co, Mn or a combination thereof; R is Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, rare earth elements or combinations thereof; D is O, F, S, P or a combination thereof; E is Co, Mn or a combination thereof; Z is F, S, P or a combination thereof; G is Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V or a combination thereof; Q is Ti, Mo, Mn or a combination thereof; T is Cr, V, Fe, Sc, Y or a combination thereof; J may be V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu or a combination thereof.

상기 양극은 Al 집전체를 포함할 수 있다.The positive electrode may include an Al current collector.

상기 리튬 이차 전지는 실리콘계 음극 활물질을 사용하여 수명특성이 개선된 것이고, 후막 양극을 형성하여 로딩 레벨을 높이면서도 우수한 전도성을 유지시킨다.The lithium secondary battery has improved life characteristics using a silicon-based negative electrode active material, and maintains excellent conductivity while forming a thick film anode to increase a loading level.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지에 있어서, 섬유상 물질 및 비섬유상 물질을 모두 도전재로서 포함한 양극의 단면도를 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a schematic view showing a cross-sectional view of a positive electrode including both a fibrous material and a non-fibrous material as a conductive material in a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, this is presented as an example, by which the present invention is not limited and the present invention is defined only by the scope of the claims to be described later.

본 발명의 일 구현예는 실리콘계 음극 활물질을 포함하는 음극; 리튬을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극 활물질 및 섬유상 물질 및 비섬유상 물질을 포함하는 도전재를 포함하고, 집전체를 제외한 양극의 단위면적당 무게(loading level: LL)가 약 20 내지 약 100 mg/cm2인 양극; 및 비수전해액을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.One embodiment of the invention the negative electrode including a silicon-based negative active material; A positive electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium, and a conductive material including a fibrous material and a non-fibrous material, wherein a weight per unit area (LL) of the positive electrode excluding the current collector is about 20 to about A positive electrode having about 100 mg / cm 2 ; And it provides a lithium secondary battery comprising a non-aqueous electrolyte.

다른 구현예에서, 상기 리튬 이차 전지는 고용량 셀을 달성하고자, 집전체를 제외한 양극의 단위부피당 무게인 양극의 합제 밀도를 약 3.0 내지 약 4.1 g/cm3가 되도록 할 수 있다.In another embodiment, to achieve a high capacity cell, the lithium secondary battery may have a mixture density of the positive electrode, which is the weight per unit volume of the positive electrode excluding the current collector, from about 3.0 to about 4.1 g / cm 3 .

상기 리튬 이차 전지는 전지의 고용량화 요구를 맞추기 위해서는 양극의 높은 단위면적당 무게와 및/또는 높은 합제 밀도를 구현한 것이다. 일반적으로, 단위면적당 무게가 높아지면 합제의 두께가 두꺼워지게 되고 극판이 두꺼워지면 활물질 간의 도전 경로(path)가 멀어지게 되어 극판 전도도가 하락하는 문제점이 발생한다. 이러한 극판 전도도의 하락은 고율특성과 수명저하의 결과를 초래하게 된다. 상기 높은 단위면적당 무게 및/또는 합제 밀도를 갖는 전지의 극판 전도도를 향상시키기 위해서 비섬유(non fiber)상 물질의 도전재와 섬유(fiber)상 물질의 도전재를 혼합하여 사용한다. The lithium secondary battery implements a high weight per unit area of the positive electrode and / or a high mixture density in order to meet the high capacity of the battery. In general, when the weight per unit area increases, the thickness of the mixture becomes thicker, and when the electrode plate becomes thicker, a conductive path between the active materials becomes farther, resulting in a decrease in the electrode plate conductivity. This decrease in plate conductivity results in high rate characteristics and reduced lifetime. In order to improve the electrode plate conductivity of a battery having a high weight per unit area and / or a mixture density, a conductive material of a non-fiber material and a conductive material of a fiber material are used.

합제 두께가 상대적으로 얇은 경우 무정형의 도전재만 사용해도 도전성에는 문제가 없었지만 합제 두께가 두꺼워질수록 무정형 도전재가 도전 경로를 잘 형성할 수 있는 가능성이 떨어지게 된다. 이때 섬유상 물질을 포함하는 도전재를 사용하게 되면 활물질 간의 도전 경로를 길게 해주어 극판 전도도를 향상시킬 수 있다. 이는 도 1을 참조하여 이해될 수 있는데, 도 1은 섬유상 물질 및 비섬유상 물질을 모두 도전재로서 포함하여 양극을 형성한 경우의 양극의 단면도를 나타낸 모식도이다.In the case where the thickness of the mixture is relatively thin, there is no problem in conductivity even when the amorphous conductive material is used, but the thicker the thickness of the mixture, the less likely the amorphous conductive material can form the conductive path. In this case, when the conductive material including the fibrous material is used, the conductive path between the active materials may be lengthened to improve the electrode plate conductivity. This can be understood with reference to FIG. 1, which is a schematic diagram showing a cross-sectional view of a positive electrode when a positive electrode is formed by including both a fibrous material and a non-fibrous material as a conductive material.

하지만 섬유상 물질만을 포함하는 도전재를 사용하게 되면 섬유상 물질은 비표면적이 작기 때문에 원하는 극판 전도도를 얻기 위해서는 활물질 대비 보다 많은 양을 도전재로서 사용해야 하고 그렇게 되면 전지 용량이 하락하는 문제점이 발생하게 된다. 따라서, 상기 리튬 이차 전지에서는 섬유상 물질과 비섬유상 물질이 혼합된 도전재를 포함한다. However, when a conductive material containing only a fibrous material is used, the fibrous material has a small specific surface area, so that a larger amount of the conductive material must be used as the conductive material than the active material in order to obtain a desired electrode plate conductivity. Therefore, the lithium secondary battery includes a conductive material in which a fibrous material and a non-fibrous material are mixed.

상기 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 제조방법은 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. The structure and the manufacturing method of these cells are well known in the art, and detailed description thereof will be omitted.

도 2는 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지의 분해 사시도이다. 도 2를 참조하면, 상기 리튬 이차 전지(100)는 원통형으로, 음극(112), 양극(114) 및 상기 음극(112)과 양극(114) 사이에 배치된 세퍼레이터(113), 상기 음극(112), 양극(114) 및 세퍼레이터(113)에 함침된 전해질(미도시), 전지 용기(120), 그리고 상기 전지 용기(120)를 봉입하는 봉입 부재(140)를 주된 부분으로 하여 구성되어 있다. 이러한 리튬 이차 전지(100)는, 음극(112), 양극(114) 및 세퍼레이터(113)를 차례로 적층한 다음 스피럴 상으로 권취된 상태로 전지 용기(120)에 수납하여 구성된다.2 is an exploded perspective view of a rechargeable lithium battery according to one embodiment. Referring to FIG. 2, the lithium secondary battery 100 has a cylindrical shape, a negative electrode 112, a positive electrode 114, a separator 113 disposed between the negative electrode 112 and the positive electrode 114, and the negative electrode 112. ), The electrolyte 114 (not shown) impregnated in the positive electrode 114 and the separator 113, the battery container 120, and the sealing member 140 which encloses the said battery container 120 are comprised as a main part. The lithium secondary battery 100 is configured by stacking the negative electrode 112, the positive electrode 114, and the separator 113 in sequence, and then storing the lithium secondary battery 100 in the battery container 120 in a state of being wound in a spiral shape.

상기 음극은 집전체 및 상기 집전체 위에 형성된 음극 활물질층을 포함하고, 상기 음극 활물질층은 실리콘계 음극 활물질을 포함한다.The negative electrode includes a current collector and a negative electrode active material layer formed on the current collector, and the negative electrode active material layer includes a silicon-based negative electrode active material.

상기 실리콘계 음극 활물질의 구체적인 예는 실리콘(Si), 실리콘 산화물, 표면이 도전성 카본으로 코팅된 실리콘 산화물, 표면이 도전성 카본으로 코팅된 실리콘(Si) 등이고, 이들로 둘 이상의 조합도 가능하다.Specific examples of the silicon-based negative electrode active material include silicon (Si), silicon oxide, silicon oxide coated on the surface of conductive carbon, silicon (Si) coated on the surface of conductive carbon, and a combination of two or more thereof.

상기 음극 활물질 층은 또한 바인더를 포함하며, 선택적으로 도전재를 더욱 포함할 수도 있다.The negative electrode active material layer also includes a binder, and optionally may further include a conductive material.

상기 바인더는 음극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 또한 음극 활물질을 전류 집전체에 잘 부착시키는 역할을 하며, 그 대표적인 예로 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로즈, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지, 나일론 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The binder adheres the anode active material particles to each other well, and also serves to adhere the anode active material to the current collector well, and representative examples thereof include polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, polyvinyl chloride, and carboxylation. Polyvinylchloride, polyvinylfluoride, polymers including ethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, styrene-butadiene rubber, acrylic ray Tied styrene-butadiene rubber, epoxy resin, nylon, and the like may be used, but is not limited thereto.

상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용가능하며, 그 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 탄소섬유 등의 탄소계 물질; 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유 등의 금속계 물질; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 폴리머; 또는 이들의 혼합물을 포함하는 도전성 재료를 사용할 수 있다.The conductive material is used to impart conductivity to the electrode, and may be used as long as it is an electronic conductive material without causing chemical change in the battery to be constructed. Examples thereof include natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, and ketjen black. Carbon-based materials such as carbon fibers; Metal powders such as copper, nickel, aluminum, and silver, or metal-based materials such as metal fibers; Conductive polymers such as polyphenylene derivatives; Or a mixture thereof may be used.

상기 집전체로는 구리 박, 니켈 박, 스테인레스강 박, 티타늄 박, 니켈 발포체(foam), 구리 발포체, 전도성 금속이 코팅된 폴리머 기재, 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.The current collector may be copper foil, nickel foil, stainless steel foil, titanium foil, nickel foam (foam), copper foam, a polymer substrate coated with a conductive metal, or a combination thereof.

상기 양극은 전류 집전체 및 이 전류 집전체에 형성되는 양극 활물질 층을 포함할 수 있다. 상기 양극 활물질 층은 전류 집전체의 일면 또는 양면에 형성될 수 있다.The positive electrode may include a current collector and a cathode active material layer formed on the current collector. The cathode active material layer may be formed on one or both surfaces of the current collector.

상기 양극 활물질로는 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물(리티에이티드 인터칼레이션 화합물)을 사용할 수 있다. 구체적으로는 코발트, 망간, 니켈 또는 이들의 조합의 금속과 리튬과의 복합 산화물 중 1종 이상의 것을 사용할 수 있으며, 그 구체적인 예로는 하기 화학식 중 어느 하나로 표현되는 화합물을 사용할 수 있다. LiaA1 - bRbD2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0 ≤ b ≤ 0.5이다); LiaE1 - bRbO2 - cDc(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 및 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiE2 - bRbO4 - cDc(상기 식에서, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiaNi1 -b- cCobRcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1-b-cCobRcO2-αZα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α < 2이다); LiaNi1 -b- cCobRcO2 -αZ2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α < 2이다); LiaNi1 -b- cMnbRcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1 -b- cMnbRcO2 -αZα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α < 2이다); LiaNi1 -b- cMnbRcO2 -αZ2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α < 2이다); LiaNibEcGdO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5 및 0.001 ≤ d ≤ 0.1이다.); LiaNibCocMndGeO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤0.5 및 0.001 ≤ e ≤ 0.1이다.); LiaNiGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaCoGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMnGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMn2GbO4(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); QO2; QS2; LiQS2; V2O5; LiV2O5; LiTO2; LiNiVO4; Li(3-f)J2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); Li(3-f)Fe2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); 및 LiFePO4.As the cathode active material, a compound (lithiated intercalation compound) capable of reversible intercalation and deintercalation of lithium may be used. Specifically, one or more of complex oxides of metal and lithium of cobalt, manganese, nickel or a combination thereof may be used, and specific examples thereof may be a compound represented by any one of the following formulas. Li a A 1 - b R b D 2 ( in the above formula, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 and 0 ≤ b ≤ 0.5); Li a E 1 - b R b O 2 - ( in the above formula, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, and 0 ≤ c ≤ 0.05) c D c; LiE 2 - b R b O 4 - ( in the above formula, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05) c D c; Li a Ni 1 -b- c Co b R c D α ( wherein, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, ≤ c ≤ 0.05, and a 0 0 <α ≤ 2); Li a Ni 1- b c Co b R c O 2 -? Z ? Wherein 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05 and 0 <? Li a Ni 1 -b - c Co b R c O 2 -α Z 2 , wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ c ≦ 0.05, and 0 <α <2; Li a Ni 1 -b - c Mn b R c D α (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ c ≦ 0.05, and 0 <α ≦ 2); Li a Ni 1 -b - c Mn b R c O 2 -α Z α (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ c ≦ 0.05 and 0 <α <2); Li a Ni 1 -b - c Mn b R c O 2 -α Z 2 (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ c ≦ 0.05 and 0 <α <2); Li a Ni b E c G d O 2 (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.9, 0 ≦ c ≦ 0.5, and 0.001 ≦ d ≦ 0.1); Li a Ni b Co c Mn d GeO 2 (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.9, 0 ≦ c ≦ 0.5, 0 ≦ d ≦ 0.5, and 0.001 ≦ e ≦ 0.1); Li a NiG b O 2 (in the above formula, 0.90? A? 1.8 and 0.001? B? 0.1); Li a CoG b O 2 (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8 and 0.001 ≦ b ≦ 0.1); Li a MnG b O 2 (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8 and 0.001 ≦ b ≦ 0.1); Li a Mn 2 G b O 4 (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8 and 0.001 ≦ b ≦ 0.1); QO 2; QS 2 ; LiQS 2 ; V 2 O 5 ; LiV 2 O 5 ; LiTO 2 ; LiNiVO 4; Li (3-f) J 2 (PO 4 ) 3 (0? F? 2); Li (3-f) Fe 2 (PO 4 ) 3 (0? F? 2); And LiFePO 4.

상기 화학식에 있어서, A는 Ni, Co, Mn 또는 이들의 조합이고; R은 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, 희토류 원소 또는 이들의 조합이고; D는 O, F, S, P 또는 이들의 조합이고; E는 Co, Mn 또는 이들의 조합이고; Z는 F, S, P 또는 이들의 조합이고; G는 Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V 또는 이들의 조합이고; Q는 Ti, Mo, Mn 또는 이들의 조합이고; T는 Cr, V, Fe, Sc, Y 또는 이들의 조합이고; J는 V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu 또는 이들의 조합이다.In the above formula, A is Ni, Co, Mn or a combination thereof; R is Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, rare earth elements or combinations thereof; D is O, F, S, P or a combination thereof; E is Co, Mn or a combination thereof; Z is F, S, P or a combination thereof; G is Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V or a combination thereof; Q is Ti, Mo, Mn or a combination thereof; T is Cr, V, Fe, Sc, Y or a combination thereof; J is V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu or a combination thereof.

물론 이 화합물 표면에 코팅층을 갖는 것도 사용할 수 있고, 또는 상기 화합물과 코팅층을 갖는 화합물을 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 코팅층은 코팅 원소 화합물로서, 코팅 원소의 옥사이드, 하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시카보네이트 또는 코팅 원소의 하이드록시카보네이트를 포함할 수 있다. 이들 코팅층을 이루는 화합물은 비정질 또는 결정질일 수 있다. 상기 코팅층에 포함되는 코팅 원소로는 Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 코팅층 형성 공정은 상기 화합물에 이러한 원소들을 사용하여 양극 활물질의 물성에 악영향을 주지 않는 방법(예를 들어 스프레이 코팅, 침지법 등으로 코팅할 수 있으면 어떠한 코팅 방법을 사용하여도 무방하며, 이에 대하여는 당해 분야에 종사하는 사람들에게 잘 이해될 수 있는 내용이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.Of course, a compound having a coating layer on the surface of the compound may be used, or a compound having a coating layer may be mixed with the compound. The coating layer may include an oxide of a coating element, a hydroxide of a coating element, an oxyhydroxide of a coating element, an oxycarbonate of a coating element, or a hydroxycarbonate of a coating element. The compound constituting these coating layers may be amorphous or crystalline. The coating layer may contain Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr or a mixture thereof. The coating layer forming process may use any coating method as long as it does not adversely affect the physical properties of the positive electrode active material by using such elements in the compound (for example, spray coating, dipping, etc.). Details that will be well understood by those in the field will be omitted.

상기 양극 활물질 층은 또한 바인더 및 도전재를 포함할 수 있다.The positive electrode active material layer may also include a binder and a conductive material.

상기 바인더는 양극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 또한 양극 활물질을 전류 집전체에 잘 부착시키는 역할을 하며, 그 대표적인 예로는 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로즈, 디아세틸셀룰로즈, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지, 나일론 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The binder adheres positively to the positive electrode active material particles, and also serves to adhere the positive electrode active material to the current collector well, and examples thereof include polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, diacetyl cellulose, and polyvinyl. Chloride, carboxylated polyvinylchloride, polyvinylfluoride, polymer comprising ethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, styrene- Butadiene rubber, acrylic styrene-butadiene rubber, epoxy resin, nylon and the like can be used, but is not limited thereto.

상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 섬유상 물질 및 비섬유상 물질을 포함한다.The conductive material is used to impart conductivity to the electrode, and includes a fibrous material and a non-fibrous material.

상기 섬유상 물질은 섬유상 형상을 가지며, 구체적으로, 직경이 약 0.01um 내지 약 100um 일 수 있고, 길이가 약 1um 내지 약 100um일 수 있다. 예를 들면, 약 1um 내지 약 50um 또는 약 5um 내지 약 20um 길이의 섬유상 물질을 사용할 수 있다.The fibrous material has a fibrous shape, specifically, may be about 0.01um to about 100um in diameter, and may be about 1um to about 100um in length. For example, a fibrous material of about 1 um to about 50 um or about 5 um to about 20 um in length can be used.

상기 섬유상 물질의 구체적인 예를 들면, 기상성장 탄소섬유(vapor grown carbon fiber: VGCF), 탄소나노튜브(carbon nano-tube), 탄소나노섬유(carbon nano-fiber), 금속 섬유 등이고, 이들의 조합도 가능하다. 상기 금속 섬유의 예를 들면, 섬유상 Ni 등을 들 수 있다.Specific examples of the fibrous material include vapor grown carbon fiber (VGCF), carbon nano-tube, carbon nano-fiber, metal fiber, and combinations thereof. It is possible. Examples of the metal fiber include fibrous Ni and the like.

상기 도전재는 상기 비섬유상 물질 대 상기 섬유상 물질을 중량비는 약 0.6 내지 약 3으로 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 도전재로서 섬유상 물질을 비섬유상 물질에 혼합하여 극판 전도도를 향상시킬 수 있지만, 과도한 함량의 섬유상 물질 사용시 오히려 전지 용량이 하락하므로, 상기 함량비일 때, 극판 전도도 및 전지 용량 측면에서 바람직하다. 또한, 도전재로서 섬유상 물질을 너무 많이 사용하는 경우 원하는 합제 밀도를 구현하기 위해 극판을 압연하게 되는데 이때 섬유상 물질의 섬유 형태가 부러지는 문제점도 있기 때문에 섬유상 물질과 비섬유상 물질이 혼합된 도전재의 최적 혼합 비율은 상기 비율로서 존재하게 되는 것이다.The conductive material may include about 0.6 to about 3 in weight ratio of the non-fibrous material to the fibrous material. As described above, it is possible to improve the electrode plate conductivity by mixing the fibrous material as a conductive material to the non-fibrous material, but when using the excessive content of the fibrous material, the battery capacity decreases, so when the content ratio, in terms of the electrode plate conductivity and battery capacity desirable. In addition, when the fibrous material is used too much as the conductive material, the electrode plate is rolled to realize the desired mixture density. At this time, since the fiber shape of the fibrous material is broken, the optimal material for the conductive material mixed with the fibrous material and the non-fibrous material is used. The mixing ratio will exist as the ratio.

상기 비섬유상 물질은 그 형상이 섬유상 이 아닌 판상, 비드상, 플레이크(flake) 등일 수 있고, 이들의 조합도 가능하다.The non-fibrous material may be in the form of a plate, bead, flake, etc., which are not fibrous in shape, or a combination thereof.

상기 도전재의 함량은 양극 활물질 대 도전재의 중량비는 약 97:3 내지 약 99:1으로 사용될 수 있다.The content of the conductive material may be used in a weight ratio of the positive electrode active material to the conductive material of about 97: 3 to about 99: 1.

상기 비섬유상 물질은 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.The non-fibrous material may be used as long as it is an electronically conductive material without causing chemical change in the battery to be constructed, and examples thereof include natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, carbon fiber, copper, nickel, and aluminum. Metal powders, such as silver, metal fiber, etc. can be used, and conductive materials, such as a polyphenylene derivative, can be used 1 type or in mixture of 1 or more types.

상기 전류 집전체로는 Al을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.As the current collector, Al may be used, but the present invention is not limited thereto.

상기 음극과 상기 양극은 각각 활물질, 도전재 및 결착제를 용매 중에서 혼합하여 활물질 조성물을 제조하고, 이 조성물을 전류 집전체에 도포하여 제조한다. 이와 같은 전극 제조 방법은 당해 분야에 널리 알려진 내용이므로 본 명세서에서 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 용매로는 N-메틸피롤리돈 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The negative electrode and the positive electrode are each prepared by mixing an active material, a conductive material and a binder in a solvent to prepare an active material composition, and applying the composition to a current collector. The method of manufacturing the electrode is well known in the art, and therefore, a detailed description thereof will be omitted herein. N-methylpyrrolidone may be used as the solvent, but is not limited thereto.

전술한 양극 활물질 층은 상기와 같이 집전체 상에 양극 활물질, 도전재, 바인더, 용매 등을 포함하는 활물질 조성물이 도포되고 건조된 후 압연되어 제조될 수 있는데, 이와 같이 제조된 집전체와 양극 활물질 층을 합하여 양극 합제라고 칭하기도 한다.The positive electrode active material layer described above may be prepared by coating an active material composition including a positive electrode active material, a conductive material, a binder, a solvent, and the like on the current collector, drying, and rolling the same. The layers may also be referred to as positive electrode mixtures.

상기와 같이 양극 합제 제조시, 양극 활물질, 도전재, 바인더, 용매 등을 포함하는 활물질 조성물의 도포량을 조절하여 양극 활물질 층의 두께를 조절할 수 있다. 양극 활물질 층의 두께를 조절하여 결과적으로 양극 전체의 두께를 조절하게 된다.When preparing the positive electrode mixture as described above, the thickness of the positive electrode active material layer may be adjusted by adjusting the coating amount of the active material composition including the positive electrode active material, the conductive material, the binder, the solvent, and the like. By controlling the thickness of the cathode active material layer, the thickness of the entire cathode is controlled.

고용량 셀의 리튬 이차 전지를 제작하고자 하는 경우, 보다 높은 양극(또는 양극 합제)의 단위면적당 무게를 요하게 된다.In order to manufacture a lithium secondary battery of a high capacity cell, a weight per unit area of a higher positive electrode (or positive electrode mixture) is required.

상기 리튬 이차 전지는 고용량 셀을 달성하고자, 양극(또는 양극 합제)의 단위면적당 무게 (또는 로딩 레벨: loading level: LL; 집전체 제외)가 약 20 내지 약 100 mg/cm2이 되도록 한다. 고용량 리튬 이차 전지를 제작하기 위하여 상기 수치 범위의 양극(또는 양극 합제)의 단위면적당 무게를 갖게 하기 위해서 양극 활물질 층은 전술한 바와 같이 전류 집전체의 일면 또는 양면에 형성될 수 있고, 이때, 상기 양극 활물질 층은 전류 집전체의 양면에 형성시키게 되면 동일 조건으로 일면에 형성하는 경우에 대비하여 양극의 단위면적당 무게(loading level: LL)가 약 2배 정도 높일 수 있게 된다.In order to achieve a high capacity cell, the lithium secondary battery has a weight per unit area (or loading level: LL; excluding a current collector) of a positive electrode (or positive electrode mixture) of about 20 to about 100 mg / cm 2 . In order to have a weight per unit area of the positive electrode (or positive electrode mixture) in the numerical range to fabricate a high capacity lithium secondary battery, the positive electrode active material layer may be formed on one or both sides of the current collector as described above. When the positive electrode active material layer is formed on both surfaces of the current collector, the loading level (LL) per unit area of the positive electrode may be increased by about twice as compared to the case where the positive electrode active material layer is formed on one surface under the same conditions.

또 다른 구현예에서, 상기 리튬 이차 전지는 고용량 셀을 달성하고자, 집전체를 제외한 양극의 단위부피당 무게인 양극의 합제 밀도를 약 3.0 내지 약 4.1 g/cm3가 되도록 할 수 있다. 상기 범위 내의 합제 밀도를 갖는 것이 에너지 밀도 측면에서 유리할 수 있다.In another embodiment, in order to achieve a high capacity cell, the lithium secondary battery may have a mixture density of the positive electrode, which is the weight per unit volume of the positive electrode excluding the current collector, from about 3.0 to about 4.1 g / cm 3 . Having a mixture density within this range may be advantageous in terms of energy density.

상기 범위의 로딩 레벨 또는 합제 밀도를 가지도록 하기 위하여 상기 양극 활물질 층의 두께를 조절하여 양극 합제를 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기 양극 활물질 층을 포함한 양극 전체의 두께가 약 10um 내지 약 300um일 수 있다. 이때, 상기 양극 활물질 층은 양극의 집전체의 일면 또는 양면에 형성될 수 있다.In order to have a loading level or a mixture density in the above range, the cathode mixture may be prepared by adjusting the thickness of the cathode active material layer. For example, the entire thickness of the positive electrode including the positive electrode active material layer may be about 10um to about 300um. In this case, the cathode active material layer may be formed on one or both surfaces of the current collector of the cathode.

일반적으로, 극판 두께가 두꺼워지면 전기 저항이 증가하고, 전도성이 감소되는 경향이 있으나, 상기 양극에서 양극 활물질 층 내에 포함된 섬유상 물질의 도전제를 사용하여 양극의 전도성을 우수하게 유지할 수 있다.In general, when the thickness of the electrode plate increases, the electrical resistance increases and the conductivity tends to decrease, but the conductivity of the anode may be excellently maintained by using a conductive agent of a fibrous material included in the cathode active material layer in the cathode.

상기 전해질은 비수성 유기 용매와 리튬염을 포함할 수 있다. The electrolyte may include a non-aqueous organic solvent and a lithium salt.

상기 비수성 유기 용매는 전지의 전기화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 한다. The non-aqueous organic solvent serves as a medium through which ions involved in the electrochemical reaction of the battery can move.

상기 비수성 유기용매로는 카보네이트계, 에스테르계, 에테르계, 케톤계, 알코올계 또는 비양성자성 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), 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC) 등이 사용될 수 있으며, 상기 에스테르계 용매로는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트, 메틸프로피오네이트, 에틸프로피오네이트, γ-부티로락톤, 데카놀라이드(decanolide), 발레로락톤, 메발로노락톤(mevalonolactone), 카프로락톤(caprolactone) 등이 사용될 수 있다. 상기 에테르계 용매로는 디부틸 에테르, 테트라글라임, 디글라임, 디메톡시에탄, 2-메틸테트라히드로퓨란, 테트라히드로퓨란 등이 사용될 수 있으며, 상기 케톤계 용매로는 시클로헥사논 등이 사용될 수 있다. 또한 상기 알코올계 용매로는 에틸알코올, 이소프로필 알코올 등이 사용될 수 있으며, 상기 비양성자성 용매로는 R-CN(R은 C2 내지 C20의 직쇄상, 분지상 또는 환 구조의 탄화수소기이며, 이중결합 방향 환 또는 에테르 결합을 포함할 수 있다) 등의 니트릴류 디메틸포름아미드 등의 아미드류, 1,3-디옥솔란 등의 디옥솔란류 설포란(sulfolane)류 등이 사용될 수 있다. As the non-aqueous organic solvent, a carbonate-based, ester-based, ether-based, ketone-based, alcohol-based or aprotic solvent may be used. Examples of the carbonate solvent include dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), methylpropyl carbonate (MPC), ethylpropyl carbonate (EPC), methylethyl carbonate (MEC), and ethylene carbonate ( EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC) and the like can be used, and the ester solvent is methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, γ- Butyrolactone, decanolide, valerolactone, mevalonolactone, caprolactone and the like can be used. Examples of the ether solvent include dibutyl ether, tetraglyme, diglyme, dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, and tetrahydrofuran. As the ketone solvent, cyclohexanone may be used have. In addition, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, etc. may be used as the alcohol solvent, and as the aprotic solvent, R-CN (R is a C2 to C20 linear, branched or cyclic hydrocarbon group, Amides, such as nitriles, dimethylformamide, and dioxolanes, such as 1,3-dioxolane, and sulfolanes, such as 1,3-dioxolane, and the like.

상기 비수성 유기 용매는 단독으로 또는 하나 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 하나 이상 혼합하여 사용하는 경우의 혼합 비율은 목적하는 전지 성능에 따라 적절하게 조절할 수 있고, 이는 당해 분야에 종사하는 사람들에게는 널리 이해될 수 있다.The non-aqueous organic solvent may be used alone or in admixture of one or more. If the non-aqueous organic solvent is used in combination, the mixing ratio may be appropriately adjusted according to the desired cell performance. .

또한, 상기 카보네이트계 용매의 경우 환형(cyclic) 카보네이트와 사슬형(chain) 카보네이트를 혼합하여 사용하는 것이 좋다. 이 경우 환형 카보네이트와 사슬형 카보네이트는 약 1:1 내지 약 1:9의 부피비로 혼합하여 사용하는 것이 전해액의 성능이 우수하게 나타날 수 있다. In the case of the carbonate-based solvent, it is preferable to use a mixture of a cyclic carbonate and a chain carbonate. In this case, the cyclic carbonate and the chain carbonate may be mixed and used in a volume ratio of about 1: 1 to about 1: 9, so that the performance of the electrolyte may be excellent.

상기 비수성 유기용매는 상기 카보네이트계 용매에 상기 방향족 탄화수소계 유기용매를 더 포함할 수도 있다. 이때 상기 카보네이트계 용매와 상기 방향족 탄화수소계 유기용매는 약 1:1 내지 약 30:1의 부피비로 혼합될 수 있다.The non-aqueous organic solvent may further include the aromatic hydrocarbon organic solvent in the carbonate solvent. In this case, the carbonate-based solvent and the aromatic hydrocarbon-based organic solvent may be mixed in a volume ratio of about 1: 1 to about 30: 1.

상기 방향족 탄화수소계 유기용매로는 하기 화학식 1의 방향족 탄화수소계 화합물이 사용될 수 있다.As the aromatic hydrocarbon-based organic solvent, an aromatic hydrocarbon compound of Formula 1 may be used.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

(상기 화학식 1에서, R1 내지 R6는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1 내지 C10의 알킬기, C1 내지 C10의 할로알킬기 또는 이들의 조합이다.)(In Formula 1, R 1 to R 6 are each independently hydrogen, halogen, an alkyl group of C1 to C10, a haloalkyl group of C1 to C10, or a combination thereof.)

상기 방향족 탄화수소계 유기용매는 벤젠, 플루오로벤젠, 1,2-디플루오로벤젠, 1,3-디플루오로벤젠, 1,4-디플루오로벤젠, 1,2,3-트리플루오로벤젠, 1,2,4-트리플루오로벤젠, 클로로벤젠, 1,2-디클로로벤젠, 1,3-디클로로벤젠, 1,4-디클로로벤젠, 1,2,3-트리클로로벤젠, 1,2,4-트리클로로벤젠, 아이오도벤젠, 1,2-디아이오도벤젠, 1,3-디아이오도벤젠, 1,4-디아이오도벤젠, 1,2,3-트리아이오도벤젠, 1,2,4-트리아이오도벤젠, 톨루엔, 플루오로톨루엔, 1,2-디플루오로톨루엔, 1,3-디플루오로톨루엔, 1,4-디플루오로톨루엔, 1,2,3-트리플루오로톨루엔, 1,2,4-트리플루오로톨루엔, 클로로톨루엔, 1,2-디클로로톨루엔, 1,3-디클로로톨루엔, 1,4-디클로로톨루엔, 1,2,3-트리클로로톨루엔, 1,2,4-트리클로로톨루엔, 아이오도톨루엔, 1,2-디아이오도톨루엔, 1,3-디아이오도톨루엔, 1,4-디아이오도톨루엔, 1,2,3-트리아이오도톨루엔, 1,2,4-트리아이오도톨루엔, 자일렌 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.The aromatic hydrocarbon organic solvent is benzene, fluorobenzene, 1,2-difluorobenzene, 1,3-difluorobenzene, 1,4-difluorobenzene, 1,2,3-trifluorobenzene , 1,2,4-trifluorobenzene, chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,3-dichlorobenzene, 1,4-dichlorobenzene, 1,2,3-trichlorobenzene, 1,2, 4-trichlorobenzene, iodobenzene, 1,2-dioodobenzene, 1,3-dioodobenzene, 1,4-dioiobenzene, 1,2,3-triiodobenzene, 1,2,4 -Triiodobenzene, toluene, fluorotoluene, 1,2-difluorotoluene, 1,3-difluorotoluene, 1,4-difluorotoluene, 1,2,3-trifluorotoluene, 1,2,4-trifluorotoluene, chlorotoluene, 1,2-dichlorotoluene, 1,3-dichlorotoluene, 1,4-dichlorotoluene, 1,2,3-trichlorotoluene, 1,2,4 -Trichlorotoluene, iodotoluene, 1,2-dioodotoluene, 1,3-dioodotoluene, 1,4-diaodotol Ene, 1,2,3-tree-iodo toluene, 1,2,4-iodo toluene, xylene, or may be a combination thereof.

상기 비수성 전해질은 전지 수명을 향상시키기 위하여 비닐렌 카보네이트 또는 하기 화학식 2의 에틸렌 카보네이트계 화합물을 더욱 포함할 수도 있다.The non-aqueous electrolyte may further include vinylene carbonate or an ethylene carbonate compound represented by the following Chemical Formula 2 to improve battery life.

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 2에서, R7 및 R8는 각각 독립적으로 수소, 할로겐기, 시아노기(CN), 니트로기(NO2) 또는 C1 내지 C5의 플루오로알킬기이며, 상기 R7과 R8중 적어도 하나는 할로겐기, 시아노기(CN), 니트로기(NO2) 또는 C1 내지 C5의 플루오로알킬기이다.In Formula 2, R 7 and R 8 are each independently hydrogen, a halogen group, a cyano group (CN), a nitro group (NO 2 ) or a fluoroalkyl group of C1 to C5, and at least one of R 7 and R 8 Is a halogen group, cyano group (CN), nitro group (NO 2 ) or a fluoroalkyl group of C1 to C5.

상기 에틸렌 카보네이트계 화합물의 대표적인 예로는 디플루오로 에틸렌카보네이트, 클로로에틸렌 카보네이트, 디클로로에틸렌 카보네이트, 브로모에틸렌 카보네이트, 디브로모에틸렌 카보네이트, 니트로에틸렌 카보네이트, 시아노에틸렌 카보네이트, 플루오로에틸렌 카보네이트 등을 들 수 있다. 상기 비닐렌 카보네이트 또는 상기 에틸렌 카보네이트계 화합물을 더욱 사용하는 경우 그 사용량을 적절하게 조절하여 수명을 향상시킬 수 있다.Representative examples of the ethylene carbonate compounds include difluoro ethylene carbonate, chloroethylene carbonate, dichloroethylene carbonate, bromoethylene carbonate, dibromoethylene carbonate, nitroethylene carbonate, cyanoethylene carbonate, fluoroethylene carbonate, and the like. Can be. When the vinylene carbonate or the ethylene carbonate-based compound is further used, the amount thereof may be appropriately adjusted to improve life.

상기 리튬염은 상기 비수성 유기 용매에 용해되어, 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬 이차 전지의 작동을 가능하게 하고, 양극과 음극 사이의 리튬 이온의 이동을 촉진하는 역할을 하는 물질이다. 상기 리튬염의 대표적인 예로는 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiC4F9SO3, LiClO4, LiAlO2, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수임), LiCl, LiI, LiB(C2O4)2(리튬 비스옥살레이토 보레이트(lithium bis(oxalato) borate; LiBOB) 또는 이들의 조합을 들 수 있으며, 이들을 지지(supporting) 전해염으로 포함한다. 상기 리튬염의 농도는 약 0.1 내지 약 2.0M 범위 내에서 사용하는 것이 좋다. 리튬염의 농도가 상기 범위에 포함되면, 전해질이 적절한 전도도 및 점도를 가지므로 우수한 전해질 성능을 나타낼 수 있고, 리튬 이온이 효과적으로 이동할 수 있다.The lithium salt is dissolved in the non-aqueous organic solvent, acts as a source of lithium ions in the battery to enable the operation of the basic lithium secondary battery, and serves to promote the movement of lithium ions between the positive electrode and the negative electrode to be. Representative examples of the lithium salt are LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiClO 4 , LiAlO 2 , LiAlCl 4 , LiN (C x F 2x + 1 SO 2 ) (C y F 2y +1 SO 2 ), where x and y are natural numbers, LiCl, LiI, LiB (C 2 O 4 ) 2 (lithium bis (oxalato) borate (LiBOB) or combinations thereof The lithium salt may be used in the range of about 0.1 to about 2.0 M. If the concentration of the lithium salt is in the above range, the electrolyte may have an appropriate conductivity and viscosity. Because of this, excellent electrolyte performance can be exhibited and lithium ions can be effectively moved.

세퍼레이터(113)는 음극(112)과 양극(114)을 분리하고 리튬 이온의 이동 통로를 제공하는 것으로 리튬 전지에서 통상적으로 사용되는 것이라면 모두 사용가능하다.　 즉, 전해질의 이온 이동에 대하여 저저항이면서 전해액 함습 능력이 우수한 것이 사용될 수 있다.　 예를 들어, 유리 섬유, 폴리에스테르, 테프론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 이들의 조합물 중에서 선택된 것으로서, 부직포 또는 직포 형태이어도 무방하다.　 예를 들어, 리튬이온전지에는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀계 고분자 세퍼레이터가 주로 사용되고, 내열성 또는 기계적 강도 확보를 위해 세라믹 성분 또는 고분자 물질이 포함된 코팅된 세퍼레이터가 사용될 수도 있으며, 선택적으로 단층 또는 다층 구조로 사용될 수 있다.The separator 113 separates the negative electrode 112 and the positive electrode 114 and provides a moving passage for lithium ions, and any separator can be used as long as it is commonly used in a lithium battery. In other words, those having low resistance to ion migration of the electrolyte and excellent electrolyte-wetting ability can be used. For example, it is selected from glass fiber, polyester, Teflon, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene (PTFE), or a combination thereof, and may be in a nonwoven or woven form. For example, a polyolefin-based polymer separator such as polyethylene, polypropylene and the like is mainly used for a lithium ion battery, and a coated separator containing a ceramic component or a polymer substance may be used for heat resistance or mechanical strength, Structure.

이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러한 하기한 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, examples and comparative examples of the present invention will be described. Such following examples are only examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

[실시예][Example]

실시예Example 1 One

양극 활물질로서 4.8g의 LiCoO2, 바인더로서 PVDF(폴리비닐리덴플루오라이드) 0.1g, 도전재로서 기상성장 탄소섬유 (VGCF, 직경 0.150um) 0.025g 및 덴카블랙 0.075g의 혼합물에 대하여 NMP를 용매로 하여 슬러리를 제조한 후, 로딩 레벨이 20 mg/cm2가 되도록 15um의 알루미늄 집전체의 일면 상에 코팅하였다. 이를 120℃ 오븐에서 건조한 후 극판을 압연하여 합제 밀도 3.0 g/cc로 맞추어 양극판을 제조하였다. 양극판의 두께는 81um이었다.NMP is a solvent for a mixture of 4.8 g of LiCoO 2 as a positive electrode active material, 0.1 g of PVDF (polyvinylidene fluoride) as a binder, 0.025 g of vapor-grown carbon fiber (VGCF, 0.150 um diameter) as a conductive material, and 0.075 g of denca black. After the slurry was prepared, the loading level was 15 mg of 20 mg / cm 2 . Coating on one side of an aluminum current collector. The plate was dried in an oven at 120 ° C. and rolled to form a positive electrode plate with a mixture density of 3.0 g / cc. The thickness of the positive plate was 81 um.

음극으로 Li 금속을 사용하였고, 전해액으로 0.2wt% LiBF4 및 5wt% FEC(플루오로에틸렌 카보네이트)를 포함하고, LiPF6가 1.15M의 농도로 포함된 EC(에틸렌카보네이트)/EMC(에틸메틸카보네이트)/DEC(디에틸카보네이트)(3/2/5 중량비로 혼합됨)를 사용하여 코인형 셀(coin half cell)을 제조하였다.Li metal was used as the negative electrode, EC (ethylene carbonate) / EMC (ethyl methyl carbonate) containing 0.2 wt% LiBF 4 and 5 wt% FEC (fluoroethylene carbonate) as an electrolyte, and LiPF 6 at a concentration of 1.15 M. Coin half cells were prepared using) / DEC (diethyl carbonate) (mixed in a 3/2/5 weight ratio).

실시예Example 2 내지 16 2 to 16

양극 활물질에 포함된 도전재 중 VGCF 및 덴카블랙의 함량, 로딩 레벨 및 합제 밀도를 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일하게 코인형 셀(coin half cell)을 제조하였다.A coin half cell was prepared in the same manner as in Example 1 except for changing the content, loading level, and mixture density of VGCF and denca black in the conductive material included in the cathode active material. .

실시예Example 17 17

양극 활물질에 포함된 도전재 중 VGCF 및 덴카블랙의 함량을 하기 표 1과 같이하고, 로딩 레벨이 40mg/cm2가 되도록 15um의 알루미늄 집전체의 양면 상에 코팅하여 120℃ 오븐에서 건조한 후 하기 표 1에 기재된 합제 밀도가 되도록 압연하여 양극판을 제조하여 사용한 것을 제외하고 실시예 3에서와 동일한 조건으로 하여 18650 원형 풀셀을 제조하였다.The content of VGCF and denca black in the conductive material included in the positive electrode active material is shown in Table 1 below, and the loading level was 15 μm so that the loading level was 40 mg / cm 2 . 18650 circular full cell was prepared under the same conditions as in Example 3 except that the coated on both sides of the aluminum current collector, dried in an oven at 120 ℃ and then rolled to a mixture density shown in Table 1 to prepare a positive electrode plate.

실시예Example 18 18

양극 활물질에 포함된 도전재 중 VGCF 및 덴카블랙의 함량을 하기 표 1과 같이하고, 로딩 레벨이 50mg/cm2가 되도록 15um의 알루미늄 집전체의 양면 상에 코팅하여 120℃ 오븐에서 건조한 후 하기 표 1에 기재된 합제 밀도가 되도록 압연하여 양극판을 제조하여 사용한 것을 제외하고 실시예 7에서와 동일한 조건으로 하여 18650 원형 풀셀을 제조하였다.The content of VGCF and denca black in the conductive material included in the positive electrode active material is as shown in Table 1 below, and the loading level of 15um to 50mg / cm 2 18650 circular full cell was prepared under the same conditions as in Example 7, except that the coated on both sides of the aluminum current collector, dried in an oven at 120 ℃ and then rolled to a mixture density shown in Table 1 to prepare a positive electrode plate.

실시예Example 19 19

양극 활물질에 포함된 도전재 중 VGCF 및 덴카블랙의 함량을 하기 표 1과 같이하고, 로딩 레벨이 80mg/cm2가 되도록 15um의 알루미늄 집전체의 양면 상에 코팅하여 120℃ 오븐에서 건조한 후 하기 표 1에 기재된 합제 밀도가 되도록 압연하여 양극판을 제조하여 사용한 것을 제외하고 실시예 11에서와 동일한 조건으로 하여 18650 원형 풀셀을 제조하였다.The content of VGCF and denca black in the conductive material included in the positive electrode active material is as shown in Table 1 below, and the loading level of 15um to 80mg / cm 2 18650 circular full cell was prepared under the same conditions as in Example 11 except that the coated on both sides of the aluminum current collector, dried in an oven at 120 ℃ and then rolled to the mixture density shown in Table 1 to prepare a positive electrode plate.

실시예Example 20 20

양극 활물질에 포함된 도전재 중 VGCF 및 덴카블랙의 함량을 하기 표 1과 같이하고, 로딩 레벨이 100mg/cm2가 되도록 15um의 알루미늄 집전체의 양면 상에 코팅하여 120℃ 오븐에서 건조한 후 하기 표 1에 기재된 합제 밀도가 되도록 압연하여 양극판을 제조하여 사용한 것을 제외하고 실시예 15에서와 동일한 조건으로 하여 18650 원형 풀셀을 제조하였다.The content of VGCF and denca black in the conductive material included in the positive electrode active material is shown in Table 1 below, and the loading level was 15 μm so that the loading level was 100 mg / cm 2 . 18650 circular full cell was prepared under the same conditions as in Example 15 except that the coated on both sides of the aluminum current collector and dried in a 120 ℃ oven and rolled to a mixture density shown in Table 1 to produce a positive electrode.

비교예Comparative example 1 내지 10 1 to 10

양극 활물질에 포함된 도전재 중 VGCF 및 덴카블랙의 함량, 로딩 레벨 및 합제 밀도를 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 코인형 셀(coin half cell)을 제조하였다.
A coin half cell was manufactured in the same manner as in Example 1 except for changing the content, loading level, and mixture density of VGCF and denca black in the conductive material included in the cathode active material. It was.

도전재
(상품명)Conductive material
(product name) 양극활물질+
PVDF바인더Cathode Active Material +
PVDF binder 양극판 단위면적당 무게Weight per positive electrode unit area 양극판 합제 밀도Positive Plate Mix Density 비섬유상 물질
(덴카블랙)
wt%Nonfibrous material
(Denka black)
wt% 섬유상 물질
(VGCF)
wt%Fibrous material
(VGCF)
wt% 비섬유상 물질/섬유상 물질의 중량비Weight ratio of non-fibrous material / fibrous material wt%wt% mg/cm2 mg / cm 2 g/cm3 g / cm 3 비교예1Comparative Example 1 22 00 00 96+296 + 2 1818 3.03.0 비교예2Comparative Example 2 22 00 00 96+296 + 2 2020 3.03.0 비교예3Comparative Example 3 22 00 00 96+296 + 2 2525 3.03.0 비교예4Comparative Example 4 00 22 00 96+296 + 2 2525 3.03.0 비교예5Comparative Example 5 00 22 00 96+296 + 2 2525 3.53.5 비교예6Comparative Example 6 00 22 00 96+296 + 2 2525 4.04.0 비교예7Comparative Example 7 1.51.5 0.50.5 33 96+296 + 2 1818 3.03.0 비교예8Comparative Example 8 1.251.25 0.750.75 1.71.7 96+296 + 2 1818 3.03.0 비교예9Comparative Example 9 1.01.0 1.01.0 1One 96+296 + 2 1818 3.23.2 비교예10Comparative Example 10 0.750.75 1.251.25 0.60.6 96+296 + 2 1818 3.23.2 실시예1Example 1 1.51.5 0.50.5 33 96+296 + 2 2020 3.03.0 실시예2Example 2 1.251.25 0.750.75 1.71.7 96+296 + 2 2020 3.03.0 실시예3Example 3 1.01.0 1.01.0 1One 96+296 + 2 2020 3.03.0 실시예4Example 4 0.750.75 1.251.25 0.60.6 96+296 + 2 2020 3.03.0 실시예5Example 5 1.51.5 0.50.5 33 96+296 + 2 2525 3.53.5 실시예6Example 6 1.251.25 0.750.75 1.71.7 96+296 + 2 2525 3.53.5 실시예7Example 7 1.01.0 1.01.0 1One 96+296 + 2 2525 3.53.5 실시예8Example 8 0.750.75 1.251.25 0.60.6 96+296 + 2 2525 3.53.5 실시예9Example 9 1.51.5 0.50.5 33 96+296 + 2 4040 4.04.0 실시예10Example 10 1.251.25 0.750.75 1.71.7 96+296 + 2 4040 4.04.0 실시예11Example 11 1.01.0 1.01.0 1One 96+296 + 2 4040 4.04.0 실시예12Example 12 0.750.75 1.251.25 0.60.6 96+296 + 2 4040 4.04.0 실시예13Example 13 1.51.5 0.50.5 33 96+296 + 2 5050 3.53.5 실시예14Example 14 1.251.25 0.750.75 1.71.7 96+296 + 2 5050 3.53.5 실시예15Example 15 1.01.0 1.01.0 1One 96+296 + 2 5050 3.53.5 실시예16Example 16 0.750.75 1.251.25 0.60.6 96+296 + 2 5050 3.53.5 실시예17Example 17 1.01.0 1.01.0 1One 96+296 + 2 4040 3.03.0 실시예18Example 18 1.01.0 1.01.0 1One 96+296 + 2 5050 3.53.5 실시예19Example 19 1.01.0 1.01.0 1One 96+296 + 2 8080 4.04.0 실시예20Example 20 1.01.0 1.01.0 1One 96+296 + 2 100100 3.53.5

실험예Experimental Example 1 One

상기와 같이 제조된 실시예 1 내지 16 및 비교예 1 내지 10의 리튬 이차 전지에 대하여 고율 특성 및 0.5C 충방전 수명 특성을 평가하였다. For the lithium secondary batteries of Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 10 prepared as described above, high rate characteristics and 0.5C charge / discharge life characteristics were evaluated.

고율 특성 평가 방법은 0.2C 방전 용량을 100%로 봤을 때 1.0C 방전 용량 비율을 계산하여 얻었다. 고율 특성 결과는 동일한 전지 5개에 대하여 동일한 실험을 실시한 후, 평균값을 구하여, 하기 표 2에 기재하였다.The high rate characteristic evaluation method was obtained by calculating the 1.0C discharge capacity ratio when the 0.2C discharge capacity was regarded as 100%. The results of the high rate characteristics were performed in the same experiment on five identical batteries, and then averaged. The results were shown in Table 2 below.

수명 특성 평가 방법은 0.5C로 4.4V까지 충전, 0.5C로 3.0V까지 방전을 1 사이클로 100회 실시하여 용량을 측정한 뒤, 초기 용량대비 100 사이클 후 용량유지율을 %로 계산하여 하기 표 2에 기재하였다.
The method for evaluating the life characteristics is to charge up to 4.4V at 0.5C and discharge up to 3.0V at 0.5C in 100 cycles in 1 cycle to measure the capacity, and then calculate the capacity retention rate as% after 100 cycles compared to the initial capacity. Described.

고율 특성High rate characteristics 0.5C충방전 수명특성0.5C charge and discharge life characteristics 0.2C 대비 1C용량(%)1C capacity (%) compared to 0.2C 초기 용량대비 100회 사이클 후
용량유지율(%)After 100 Cycles Against Initial Capacity
Capacity maintenance rate (%) 비교예1Comparative Example 1 85%85% 88%88% 비교예2Comparative Example 2 80%80% 82%82% 비교예3Comparative Example 3 72%72% 75%75% 비교예4Comparative Example 4 77%77% 63%63% 비교예5Comparative Example 5 50%50% 53%53% 비교예6Comparative Example 6 46%46% 45%45% 비교예7Comparative Example 7 85%85% 88%88% 비교예8Comparative Example 8 86%86% 85%85% 비교예9Comparative Example 9 85%85% 86%86% 비교예10Comparative Example 10 83%83% 87%87% 실시예1Example 1 88%88% 90%90% 실시예2Example 2 92%92% 91%91% 실시예3Example 3 91%91% 93%93% 실시예4Example 4 92%92% 93%93% 실시예5Example 5 92%92% 93%93% 실시예6Example 6 93%93% 92%92% 실시예7Example 7 92%92% 93%93% 실시예8Example 8 92%92% 93%93% 실시예9Example 9 87%87% 91%91% 실시예10Example 10 92%92% 93%93% 실시예11Example 11 86%86% 93%93% 실시예12Example 12 93%93% 88%88% 실시예13Example 13 91%91% 89%89% 실시예14Example 14 87%87% 87%87% 실시예15Example 15 92%92% 93%93% 실시예16Example 16 87%87% 88%88%

비교예 1 내지 3은 비섬유상 물질의 도전재만 사용하여 동일한 합제 밀도에서 로딩 레벨을 달리한 것이다. 합제 밀도가 동일할 때 로딩 레벨이 높을수록 극판 두께는 두꺼워지게 된다.Comparative Examples 1 to 3 differ in loading levels at the same mixture density using only non-fibrous conductive material. When the mixture density is the same, the higher the loading level, the thicker the plate thickness.

비교예 1보다 비교예 2,3과 같이 동일 합제 밀도에서 로딩 레벨을 높였더니 극판 두께가 두꺼워지고 그에 따라 극판 전도도가 하락하여 고율특성과 수명이 저하되었다. When the loading level was increased at the same mixture density as in Comparative Examples 2 and 3 than in Comparative Example 1, the thickness of the electrode plate was thicker, and thus the electrode plate conductivity was lowered, thereby degrading high rate characteristics and lifespan.

비교예 4 내지 6은 섬유상 물질의 도전재만 사용한 것이다. 섬유상 물질의 도전재의 비표면적이 작기 때문에 비섬유상 물질과 동일 중량의 섬유상 물질을 투입하더라도 원하는 극판 전도도를 달성할 수 없다. 따라서 전지의 용량이 줄어들고 고율과 수명특성도 나빠질 수 밖에 없다. 또한, 동일 로딩 레벨에서 합제 밀도를 올리고자 극판을 얇게 압연할수록 극판 두께는 줄어들 수 있지만 섬유상 물질이 부러져서 역시 원하는 극판 전도도를 달성하지 못하여 전지 성능이 떨어지게 된다. Comparative Examples 4 to 6 use only a conductive material of fibrous material. Since the specific surface area of the conductive material of the fibrous material is small, even if a fibrous material of the same weight as the non-fibrous material is added, the desired electrode plate conductivity cannot be achieved. Therefore, the capacity of the battery is reduced and the high rate and life characteristics are deteriorated. In addition, as the electrode plate is thinly rolled to increase the mixture density at the same loading level, the electrode plate thickness may be reduced, but the fibrous material may be broken, thereby failing to achieve the desired electrode plate conductivity, thereby degrading battery performance.

비교예 7 내지 10에서 비섬유상 물질의 도전재와 섬유상 물질의 도전재를 표 1과 같은 비율로 혼합하여 로딩 레벨인 18을 갖는 극판을 제작했다. In Comparative Examples 7 to 10, the conductive material of the non-fibrous material and the conductive material of the fibrous material were mixed in the ratio as shown in Table 1 to prepare an electrode plate having a loading level of 18.

실시예들에 비하여 낮은 로딩 레벨과 합제 밀도 범위에서는 섬유상 물질의 도전재를 굳이 혼합하지 않더라도 비교예 1과 같이 비섬유상 물질의 도전재만 사용한 것과 유사한 수준의 성능을 발휘할 수 있었다. Compared to the examples, even at low loading levels and mixture density ranges, even if the conductive material of the fibrous material was not mixed, the performance similar to that of using only the conductive material of the non-fibrous material could be exhibited.

실시예 1 내지 16 에서는 비섬유상 물질의 도전재와 섬유상 물질의 도전재를 표 1과 같은 비율로 혼합하여 높은 로딩 레벨과 높은 합제 밀도 범위의 극판을 제작하여 코인셀 테스트를 실시했다. 그 결과 우수한 고율 특성과 수명특성을 지닌 전지제작이 가능했다.In Examples 1 to 16, the conductive material of the non-fibrous material and the conductive material of the fibrous material were mixed in the ratio as shown in Table 1 to prepare a pole plate having a high loading level and a high mixture density range, and a coin cell test was performed. As a result, it was possible to manufacture a battery having excellent high rate characteristics and longevity characteristics.

실시예 17, 18, 19 및 20은 각각 실시예 3, 7, 11 및 15와 동일한 조건으로 양극활물질 층을 집전체의 양면에 코팅하여 원형 풀셀을 제작한 것이다. 양극활물질 층이 양면 코팅되었으므로 양극활물질 층이 일면 코팅된 경우 대비하여 합제밀도가 2배가 된다. 실시예 17, 18, 19 및 20의 원형 풀셀의 고율 특성 및 수명 특성은 코인 셀 실험으로 예상될 수 있고, 대응하는 실시예 3, 7, 11 및 15의 결과로부터 유추될 수 있다.Examples 17, 18, 19, and 20 are manufactured by coating a cathode active material layer on both sides of a current collector under the same conditions as in Examples 3, 7, 11, and 15, respectively, to fabricate a circular full cell. Since the positive electrode active material layer is coated on both sides, the density of the mixture is doubled compared to the case where the positive electrode active material layer is coated on one side. The high rate and lifetime characteristics of the circular full cells of Examples 17, 18, 19 and 20 can be expected in coin cell experiments and can be inferred from the results of the corresponding Examples 3, 7, 11 and 15.

100: 리튬 이차 전지 112: 음극
113: 세퍼레이터 114: 양극
120: 전지 용기 140: 봉입 부재100: lithium secondary battery 112: negative electrode
113: separator 114: anode
120: battery container 140: sealing member

Claims (15)

실리콘계 음극 활물질을 포함하는 음극;
리튬을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극 활물질 및 섬유상 물질 및 비섬유상 물질을 포함하는 도전재를 포함하고, 집전체를 제외한 양극의 단위면적당 무게(loading level: LL)가 20 내지 100 mg/cm2인 양극; 및
비수전해액을 포함하는 리튬 이차 전지.A negative electrode including a silicon-based negative active material;
A positive electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium, and a conductive material including a fibrous material and a non-fibrous material. anode with mg / cm 2 ; And
Lithium secondary battery containing a nonaqueous electrolyte. 제1항에 있어서,
집전체를 제외한 양극의 단위부피당 무게인 양극의 합제 밀도가 3.0 내지 4.1 g/cm3인 리튬 이차 전지.The method of claim 1,
A lithium secondary battery having a mixture density of the positive electrode, which is the weight per unit volume of the positive electrode excluding the current collector, in a range of 3.0 to 4.1 g / cm 3 . 제1항에 있어서,
상기 비섬유상 물질 대 상기 섬유상 물질의 중량비는 0.6 내지 3인 리튬 이차 전지.The method of claim 1,
And the weight ratio of the non-fibrous material to the fibrous material is from 0.6 to 3. 제1항에 있어서,
상기 양극 활물질과 상기 도전재의 중량비가 97:3 내지 99:1인 리튬 이차 전지.The method of claim 1,
A lithium secondary battery having a weight ratio of the positive electrode active material and the conductive material of 97: 3 to 99: 1. 제1항에 있어서,
상기 양극은 집전체 상에 양극 활물질 및 상기 도전재를 포함하는 층을 형성하여 양극 합제를 형성하는 것인 리튬 이차 전지.The method of claim 1,
The positive electrode is a lithium secondary battery to form a positive electrode mixture by forming a layer comprising a positive electrode active material and the conductive material on the current collector. 제5항에 있어서,
상기 양극 활물질 및 상기 도전재를 포함하는 층은 바인더를 더 포함하는 것인 리튬 이차 전지.The method of claim 5,
The layer including the positive electrode active material and the conductive material further comprises a binder. 제6항에 있어서,
상기 바인더는 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로즈, 디아세틸셀룰로즈, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지 및 나일론으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 리튬 이차 전지.The method according to claim 6,
The binder is polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, diacetyl cellulose, polyvinyl chloride, carboxylated polyvinylchloride, polyvinyl fluoride, ethylene oxide polymer, polyvinylpyrrolidone, At least one lithium secondary battery selected from the group consisting of polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, epoxy resin and nylon. 제1항에 있어서,
상기 양극 전체의 두께가 10um 내지 300um인 리튬 이차 전지.The method of claim 1,
A lithium secondary battery having a thickness of the entire positive electrode of 10um to 300um. 제1항에 있어서,
상기 섬유상 물질의 직경이 0.01um 내지 100um이고, 길이가 1um 내지 100um인 리튬 이차 전지.The method of claim 1,
The diameter of the fibrous material is 0.01um to 100um, the length of the lithium secondary battery 1um to 100um. 제1항에 있어서,
상기 섬유상 물질은 기상성장 탄소섬유(vapor grown carbon fiber: VGCF), 탄소나노튜브(carbon nano-tube), 탄소나노섬유(carbon nano-fiber) 및 금속 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것인 리튬 이차 전지.The method of claim 1,
The fibrous material includes at least one selected from the group consisting of vapor grown carbon fibers (VGCF), carbon nanotubes, carbon nanofibers, and metal fibers. Phosphorus Lithium Secondary Battery. 제1항에 있어서,
상기 비섬유상 물질은 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 구리, 니켈, 알루미늄, 은 및 폴리페닐렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것인 리튬 이차 전지.The method of claim 1,
The non-fibrous material is at least one selected from the group consisting of natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, copper, nickel, aluminum, silver and polyphenylene. 제1항에 있어서,
상기 비섬유상 물질은 판상, 비드상 및 플레이크(flake)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 형상을 포함하는 것인 리튬 이차 전지.The method of claim 1,
The non-fibrous material is a lithium secondary battery comprising at least one shape selected from the group consisting of plate, bead and flake (flake). 제1항에 있어서,
상기 실리콘계 음극 활물질은 실리콘(Si), 실리콘 산화물, 표면이 도전성 카본으로 코팅된 실리콘 산화물 및 표면이 도전성 카본으로 코팅된 실리콘(Si)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것인 리튬 이차 전지.The method of claim 1,
The silicon-based negative active material is at least one selected from the group consisting of silicon (Si), silicon oxide, silicon oxide coated on the surface of the conductive carbon and silicon (Si) coated on the surface of the conductive carbon. 제1항에 있어서,
상기 양극활물질은 LiaA1 - bRbD2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0 ≤ b ≤ 0.5이다); LiaE1 - bRbO2 - cDc(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 및 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiE2-bRbO4-cDc(상기 식에서, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiaNi1 -b- cCobRcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1 -b- cCobRcO2 -αZα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α < 2이다); LiaNi1-b-cCobRcO2-αZ2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α < 2이다); LiaNi1 -b- cMnbRcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1 -b- cMnbRcO2 -αZα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α < 2이다); LiaNi1 -b- cMnbRcO2 -αZ2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α < 2이다); LiaNibEcGdO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5 및 0.001 ≤ d ≤ 0.1이다.); LiaNibCocMndGeO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤0.5 및 0.001 ≤ e ≤ 0.1이다.); LiaNiGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaCoGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMnGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMn2GbO4(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); QO2; QS2; LiQS2; V2O5; LiV2O5; LiTO2; LiNiVO4; Li(3-f)J2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); Li(3-f)Fe2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); LiFePO4 또는 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되며,
A는 Ni, Co, Mn 또는 이들의 조합이고; R은 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, 희토류 원소 또는 이들의 조합이고; D는 O, F, S, P 또는 이들의 조합이고; E는 Co, Mn 또는 이들의 조합이고; Z는 F, S, P 또는 이들의 조합이고; G는 Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V 또는 이들의 조합이고; Q는 Ti, Mo, Mn 또는 이들의 조합이고; T는 Cr, V, Fe, Sc, Y 또는 이들의 조합이고; J는 V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu 또는 이들의 조합인 리튬 이차 전지.The method of claim 1,
The positive electrode active material is Li a A 1 - b R b D 2 (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8 and 0 ≦ b ≦ 0.5); Li a E 1 - b R b O 2 - ( in the above formula, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, and 0 ≤ c ≤ 0.05) c D c; LiE (in the above formula, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05) 2-b R b O 4-c D c; Li a Ni 1 -b- c Co b R c D α ( wherein, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, ≤ c ≤ 0.05, and a 0 0 <α ≤ 2); Li a Ni 1 -b- c Co b R c O 2 -α Z α ( wherein the expression, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 , and 0 <α <2); Li a Ni 1-bc Co b R c O 2-α Z 2 (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ c ≦ 0.05 and 0 <α <2); Li a Ni 1 -b - c Mn b R c D α (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ c ≦ 0.05, and 0 <α ≦ 2); Li a Ni 1 -b - c Mn b R c O 2 -α Z α (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ c ≦ 0.05 and 0 <α <2); Li a Ni 1 -b - c Mn b R c O 2 -α Z 2 (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ c ≦ 0.05 and 0 <α <2); Li a Ni b E c G d O 2 (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.9, 0 ≦ c ≦ 0.5, and 0.001 ≦ d ≦ 0.1); Li a Ni b Co c Mn d GeO 2 (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.9, 0 ≦ c ≦ 0.5, 0 ≦ d ≦ 0.5, and 0.001 ≦ e ≦ 0.1); Li a NiG b O 2 (in the above formula, 0.90? A? 1.8 and 0.001? B? 0.1); Li a CoG b O 2 (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8 and 0.001 ≦ b ≦ 0.1); Li a MnG b O 2 (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8 and 0.001 ≦ b ≦ 0.1); Li a Mn 2 G b O 4 (wherein 0.90 ≦ a ≦ 1.8 and 0.001 ≦ b ≦ 0.1); QO 2; QS 2 ; LiQS 2 ; V 2 O 5 ; LiV 2 O 5 ; LiTO 2 ; LiNiVO 4; Li (3-f) J 2 (PO 4 ) 3 (0? F? 2); Li (3-f) Fe 2 (PO 4 ) 3 (0? F? 2); LiFePO 4 or a combination thereof is selected from the group consisting of
A is Ni, Co, Mn or a combination thereof; R is Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, rare earth elements or combinations thereof; D is O, F, S, P or a combination thereof; E is Co, Mn or a combination thereof; Z is F, S, P or a combination thereof; G is Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V or a combination thereof; Q is Ti, Mo, Mn or a combination thereof; T is Cr, V, Fe, Sc, Y or a combination thereof; J is V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu or a combination thereof. 제1항에 있어서,
상기 양극은 Al 집전체를 포함하는 것인 리튬 이차 전지.The method of claim 1,
The positive electrode is a lithium secondary battery comprising an Al current collector.
KR1020110101285A 2011-03-24 2011-10-05 Rechargeable lithium battery KR20120108902A (en)

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