KR20140008957A - Anode having enhanced adhesive force and rate capability, and lithium secondary battery comprising the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a composite of an anode active material, and a conductor and a binder included in the anode active material. The binder is a mixture of a styrene-based binder and a fluoroethylene-based binder. The electrode active material accounts for 1-5%weight of the anode active material.

Description

접착력과 고율 특성이 향상된 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 {Anode having enhanced adhesive force and rate capability, and lithium secondary battery comprising the same}Anode having enhanced adhesive force and rate capability, and lithium secondary battery comprising the same}

본 발명은 음극 활물질, 도전재 및 바인더를 포함하는 음극 활물질 조성물로서, 상기 바인더는 스티렌계 바인더와 플루오로에틸렌계 바인더의 혼합물이고, 전극 활물질 조성물의 1~5 중량%의 양으로 포함되는 음극 활물질 조성물에 관한 것이다.The present invention is a negative electrode active material composition comprising a negative electrode active material, a conductive material and a binder, the binder is a mixture of a styrene-based binder and a fluoroethylene-based binder, the negative electrode active material contained in an amount of 1 to 5% by weight of the electrode active material composition It relates to a composition.

리튬 이온 이차전지는 양극과 음극을 상호 이동하면서 전지를 생성시키는 원리에 의해 작동하는 이차전지의 한 종류이다. 리튬이온 이차전지의 구성요소는 크게 양극, 음극, 분리막 및 전해질로 나눌 수 있다. 이들 구성 요소 중 양극 활물질 및 음극 활물질은 이온 상태인 리튬이 활물질 내부에 삽입과 탈리될 수 있는 구조이고, 가역반응에 의해 충전과 방전이 이루어진다.A lithium ion secondary battery is a kind of secondary battery that operates on the principle of generating a battery while moving a positive electrode and a negative electrode. Components of a lithium ion secondary battery can be roughly divided into a positive electrode, a negative electrode, a separator and an electrolyte. Among these components, the positive electrode active material and the negative electrode active material have a structure in which lithium in an ionic state can be inserted and detached into the active material, and charge and discharge are performed by a reversible reaction.

종래 리튬 전지의 음극 활물질로는 리튬 금속을 사용하였으나, 리튬 금속을 사용할 경우 덴드라이트 형성으로 인한 전지 단락이 발생하여 폭발의 위험성이 있어서 리튬 금속 대신 탄소계 물질이 음극 활물질로서 많이 사용되고 있다.Conventionally, lithium metal is used as a negative electrode active material of a lithium battery. However, when lithium metal is used, a short circuit occurs due to the formation of dendrite, causing a risk of explosion, and a carbon-based material is used as a negative electrode active material instead of lithium metal.

상기 탄소계 활물질로는 그래파이트 및 인조 흑연과 같은 결정질계 탄소와 소프트 카본 및 하드 카본과 같은 비정질계 탄소가 있다. 그러나 상기 비정질계 탄소는 용량이 크지만, 충방전 과정에서 비가역성이 크다는 문제점이 있다. 결정질계 탄소로는 그래파이트가 대표적으로 사용되며, 이는 이론 한계 용량이 높다. 그러나 이러한 그래파이트나 카본계 활물질은 이론 용량이 다소 높다고 하여도 380 mAh/g 정도에 불과하여 고용량 리튬 전지 개발시 이러한 음극을 사용하는 것은 곤란하다.The carbon-based active material includes crystalline carbon such as graphite and artificial graphite, and amorphous carbon such as soft carbon and hard carbon. However, although the amorphous carbon has a large capacity, there is a problem that irreversibility is large in the charging and discharging process. Graphite is typically used as the crystalline carbon, which has a high theoretical limit capacity. However, even if the graphite or carbon-based active material has a relatively high theoretical capacity, it is only about 380 mAh / g. Therefore, it is difficult to use such a negative electrode when developing a high capacity lithium battery.

따라서, 최근 고속 충·방전과 장수명의 전지 성능을 갖는 리튬 이온 이차전지 개발을 목적으로 스피넬 구조의 금속산화물로서 리튬 티탄 산화물 (LTO)을 음극 활물질로 적용하고자 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.Therefore, in recent years, researches are being actively conducted to apply lithium titanium oxide (LTO) as a negative electrode active material as a metal oxide having a spinel structure for the purpose of developing a lithium ion secondary battery having high-speed charge and discharge and long life battery performance.

LTO는 현재 리튬이온 이차전지에서 일반적으로 사용되고 있는 흑연계 음극 활물질과 전해질과의 부수적 반응에 의해 생성되는 SEI (Solid Electrolyte Interface) 막을 생성시키지 않아 흑연 대비 비가역 용량 발생 면에서 우수하고, 반복적인 충방전 사이클에서도 리튬 이온의 삽입 및 탈리에 대한 우수한 가역성을 갖는다. 또한, 구조적으로 매우 안정하여 이차전지의 장수명 성능을 발현시킬 수 있는 유망한 재료이다.
LTO does not produce SEI (Solid Electrolyte Interface) film produced by incidental reaction between graphite negative electrode active material and electrolyte which is generally used in Li-ion secondary battery. The cycle also has excellent reversibility for insertion and desorption of lithium ions. It is also a promising material that is structurally very stable and can express the long life performance of a secondary battery.

한편, 리튬 티탄 산화물은 일차 입자로만 구성되는 경우와 일차 입자를 응집하여 이차 입자로 만들어진 두 가지 형태로 나뉜다. 이 중 일차 입자로 이루어진 경우에는 적정 입자 크기에서는 전극 접착력 문제가 없으나 고속 충방전이 떨어지는 특성이 있다. 따라서, 이러한 단점을 보완하고 고율 특성 (rate capability)을 향상시키기 위해 입자 크기를 300nm 이하로 제조하는 경우에는 비표면적 증가로 인한 슬러리 제조시 공정 문제가 나타난다. 또한, 나노 일차 입자의 문제를 개선하기 위해 이차 입자화 하는 경우에는 상기 문제의 개선은 이루어지나 여전히 전극 접착력 유지를 위해서는 많은 양의 바인더가 필요한 실정이다. 바인더는 전극의 전기적 저항 요소로 작용하므로 궁극적으로 전지의 전체 에너지 밀도를 악화시키게 되는 문제가 있다.On the other hand, lithium titanium oxide is divided into two forms made of secondary particles by agglomerating the primary particles and the case consisting of only primary particles. In the case of the primary particles, there is no problem of electrode adhesion at an appropriate particle size, but high-speed charging and discharging is inferior. Therefore, when the particle size is manufactured to 300 nm or less in order to compensate for these disadvantages and to improve the rate capability, process problems in slurry production due to the increase in specific surface area appear. In addition, when the secondary particles to improve the problem of the nano-primary particles, the problem is improved, but still a large amount of binder is required to maintain the electrode adhesion. Since the binder acts as an electrical resistance element of the electrode, there is a problem that ultimately worsens the overall energy density of the battery.

따라서 상기 단점을 개선하는 방향으로 새로운 바인더 개발 및 적용이 요구되고 있다.Therefore, the development and application of a new binder in the direction of improving the above disadvantages is required.

본 발명은 전극과의 접착력뿐만 아니라 전지의 고율 특성도 우수하게 할 수 있는 음극 활물질 조성물을 제공하고자 한다.The present invention is to provide a negative electrode active material composition that can excellent not only the adhesive force with the electrode but also the high rate characteristics of the battery.

본 발명은 음극 활물질, 도전재 및 바인더를 포함하는 음극 활물질 조성물로서, 상기 바인더는 스티렌계 바인더와 플루오로에틸렌계 바인더의 혼합물이고, 전극 활물질 조성물의 1~5 중량%의 양으로 포함되는 음극 활물질 조성물을 제공한다.The present invention is a negative electrode active material composition comprising a negative electrode active material, a conductive material and a binder, the binder is a mixture of a styrene-based binder and a fluoroethylene-based binder, the negative electrode active material contained in an amount of 1 to 5% by weight of the electrode active material composition To provide a composition.

스티렌계 바인더와 플루오로에틸렌계 바인더가 적절한 비율로 혼합된 음극 활물질 슬러리를 사용함으로써 전극의 접착성과 고율 특성을 동시에 만족할 수 있는 리튬 이차전지를 제조할 수 있다.By using a negative electrode active material slurry in which a styrene-based binder and a fluoroethylene-based binder are mixed in an appropriate ratio, a lithium secondary battery capable of simultaneously satisfying adhesiveness and high rate characteristics of an electrode may be manufactured.

본 발명은 음극 활물질, 도전재 및 바인더를 포함하는 음극 활물질 조성물로서, 상기 바인더는 스티렌계 바인더와 플루오로에틸렌계 바인더의 혼합물이고, 전극 활물질 조성물의 1~5 중량%의 양으로 포함되는 음극 활물질 조성물을 제공한다.The present invention is a negative electrode active material composition comprising a negative electrode active material, a conductive material and a binder, the binder is a mixture of a styrene-based binder and a fluoroethylene-based binder, the negative electrode active material contained in an amount of 1 to 5% by weight of the electrode active material composition To provide a composition.

상기 음극 활물질은 금속계 화합물, 금속 산화물계 화합물 또는 이들의 혼합물일 수 있다.The negative electrode active material may be a metal compound, a metal oxide compound, or a mixture thereof.

또한, 상기 음극 활물질은 하기 화학식 1의 화합물을 포함한다.In addition, the negative electrode active material includes a compound represented by the following Chemical Formula 1.

[화학식 1][Formula 1]

LixMyOz Li x M y O z

상기 화학식 1에서, M 은 각각 독립적으로 Ti, Sn, Cu, Pb, Sb, Zn, Fe, In, Al 또는 Zr 이고; x, y 및 z는 M의 산화수 (oxidation number)에 따라 결정된다.In Formula 1, M are each independently Ti, Sn, Cu, Pb, Sb, Zn, Fe, In, Al or Zr; x, y and z are determined according to the oxidation number of M.

상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 2의 화합물인 것이 바람직하다.It is preferable that the compound of Formula 1 is a compound of Formula 2 below.

[화학식 2](2)

Lix'Tiy'O4 Li x ' Ti y' O 4

상기 화학식 2에서, 0.5≤x'≤3; 1≤y'≤2.5 이다.In Formula 2, 0.5 ≦ x ′ ≦ 3; 1≤y'≤2.5.

또한, 상기 화학식 1의 화합물은 Li4Ti5O12, LiTi2O4, Li2TiO3 및 Li2Ti3O7로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 리튬 티탄 산화물일 수 있다.In addition, the compound of Formula 1 is Li 4 Ti 5 O 12 , LiTi 2 O 4 , Li 2 TiO 3 And it may be at least one lithium titanium oxide selected from the group consisting of Li 2 Ti 3 O 7 .

상기 스티렌계 바인더는 스티렌-부타디엔 고무 (SBR)계 바인더이고, 상기 플루오로에틸렌계 바인더는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)계 바인더인 것이 바람직하다.Preferably, the styrene binder is a styrene-butadiene rubber (SBR) binder, and the fluoroethylene binder is a polytetrafluoroethylene (PTFE) binder.

상기 스티렌계 바인더와 플루오로에틸렌계 바인더의 혼합비는 플루오로에틸렌계 바인더 1 중량부에 대하여 스티렌계 바인더 1~990 중량부, 바람직하게는 플루오로에틸렌계 바인더 1 중량부에 대하여 스티렌계 바인더 2~30 중량부이다.The mixing ratio of the styrene-based binder and the fluoroethylene-based binder is 1 to 990 parts by weight of the styrene-based binder, preferably 1 part by weight of the fluoroethylene-based binder based on 1 part by weight of the fluoroethylene-based binder. 30 parts by weight.

상기 스티렌계 바인더와 플루오로에틸렌계 바인더의 혼합물은 상기 음극 활물질이 적용될 음극의 전체 중량 100 중량당 0.1~1 중량부의 양으로 사용되는 것이 바람직하다.The mixture of the styrene-based binder and the fluoroethylene-based binder is preferably used in an amount of 0.1 to 1 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the negative electrode to which the negative electrode active material is applied.

한편, 상기 화학식 1의 화합물은 내부 공극률이 5 내지 15%이고, 평균 입경 (D50)이 3 내지 8㎛인 입자인 것이 바람직하고, 상기 입자는 둘 이상의 일차 입자가 응집된 이차 입자인 것이 바람직하다. 이때 일차 입자의 평균 입경은 100 내지 400 nm일 수 있다.On the other hand, the compound of Formula 1 is preferably a particle having an internal porosity of 5 to 15%, an average particle diameter (D50) of 3 to 8㎛, the particle is a secondary particle agglomerated two or more primary particles. . In this case, the average particle diameter of the primary particles may be 100 to 400 nm.

상기 도전재는 카본 블랙, 탄소 섬유, 금속 섬유, 불화 카본, 금속 분말, 산화아연 또는 폴리페닐렌 유도체 등을 사용할 수 있다.The conductive material may be carbon black, carbon fiber, metal fiber, carbon fluoride, metal powder, zinc oxide or polyphenylene derivative.

한편, 상기 음극 활물질 조성물은 증점제를 추가로 포함할 수 있다.On the other hand, the negative electrode active material composition may further include a thickener.

본 발명은 또한, 전술한 음극 활물질 조성물을 이용하여 제조되는 음극; 이 음극을 포함하는 리튬 이차전지; 이 리튬 이차전지를 단위전지로 포함하는 전지모듈; 및 이 전지모듈을 포함하는 전지팩을 제공한다.The present invention also provides a negative electrode prepared using the above-described negative electrode active material composition; A lithium secondary battery including the negative electrode; A battery module including the lithium secondary battery as a unit cell; And it provides a battery pack comprising this battery module.

상기 리튬 이차전지는 본 발명의 음극, 양극, 양(兩) 전극 사이에 개재된 분리막 및 전해액을 포함하는 리튬 이차전지이다.The lithium secondary battery is a lithium secondary battery including a separator and an electrolyte interposed between the negative electrode, the positive electrode, and the positive electrode of the present invention.

본 발명의 전지를 구성하는 양극 활물질 및 분리막 등은 리튬 이차전지 제조에 통상적으로 사용되는 것들을 사용할 수 있다.As the positive electrode active material and the separator constituting the battery of the present invention, those conventionally used in manufacturing a lithium secondary battery may be used.

구체적인 예로, 양극 활물질로는 리튬 함유 전이금속 산화물이 바람직하게 사용될 수 있으며, 예를 들면 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, Li(NiaCobMnc)O2 (0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), LiNi1 - yCoyO2, LiCo1 - yMnyO2, LiNi1 - yMnyO2 (O≤y<1), Li(NiaCobMnc)O4 (0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2), LiMn2 - zNizO4, LiMn2 - zCozO4 (0<z<2), LiCoPO4 및 LiFePO4로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 또한, 이러한 산화물 (oxide) 외에 황화물 (sulfide), 셀렌화물 (selenide) 및 할로겐화물 (halide) 등도 사용될 수 있다.As a specific example, a lithium-containing transition metal oxide may be preferably used as the cathode active material, for example, LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , Li (Ni a Co b Mn c ) O 2 (0 < a <1, 0 <b <1, 0 <c <1, a + b + c = 1), LiNi 1 - y Co y O 2 , LiCo 1 - y Mn y O 2 , LiNi 1 - y Mn y O 2 (O ≦ y <1), Li (Ni a Co b Mn c ) O 4 (0 <a <2, 0 <b <2, 0 <c <2, a + b + c = 2), LiMn 2 - z Ni z O 4, LiMn 2 - z Co z O 4 (0 <z <2), LiCoPO may be used any one or a mixture of two or more of these four and is selected from the group consisting of LiFePO 4. In addition to these oxides, sulfides, selenides and halides may also be used.

또한, 분리막으로는 종래에 분리막으로 사용된 통상적인 다공성 고분자 필름, 예를 들어 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체 및 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름을 단독으로 또는 이들을 적층하여 사용할 수 있으며, 또는 통상적인 다공성 부직포, 예를 들어 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, as the separator, conventional porous polymer films conventionally used as separators, for example, polyolefins such as ethylene homopolymer, propylene homopolymer, ethylene / butene copolymer, ethylene / hexene copolymer and ethylene / methacrylate copolymer, etc. The porous polymer film made of the polymer may be used alone or by laminating them, or a conventional porous nonwoven fabric, for example, a non-woven fabric made of high melting point glass fiber, polyethylene terephthalate fiber, or the like may be used. It is not.

본 발명의 리튬 이차전지의 외형은 특별한 제한이 없으나, 캔을 사용한 원통형, 각형, 파우치 (pouch)형 또는 코인 (coin)형 등이 될 수 있다.
The external shape of the lithium secondary battery of the present invention is not particularly limited, but may be cylindrical, square, pouch type, or coin type using a can.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명이 이에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The following examples are merely illustrative of the present invention and the present invention is not limited thereto.

실시예 1~5 및 비교예 1~2Examples 1-5 and Comparative Examples 1-2

활물질: Li4Ti5O12 Active material: Li 4 Ti 5 O 12

도전재: Super PConductor: Super P

바인더: 실시예의 경우는 SBR 및 PTFE의 혼합물, 비교예의 경우는 SBR만 사용함.Binder: A mixture of SBR and PTFE is used for the examples and only SBR is used for the comparative examples.

증점제: CMC (카르복시메틸셀룰로오스)
Thickener: CMC (carboxymethylcellulose)

상기 물질들을 하기 표 1과 같은 중량비로 혼합하여 음극 활물질 슬러리를 제조하였다.The materials were mixed in a weight ratio as shown in Table 1 below to prepare a negative electrode active material slurry.

구체적으로, 비교예의 음극 활물질 슬러리는 활물질 94 중량%, 도전재 2 중량%, 바인더 2 중량% 및 증점제 2 중량% (비교예 1)를 사용하여 제조되었고, 활물질 93 중량%, 도전재 2 중량%, 바인더 3 중량% 및 증점제 2 중량%를 사용하여 제조되었다 (비교예 2).Specifically, the negative electrode active material slurry of Comparative Example was prepared using 94% by weight of the active material, 2% by weight of the conductive material, 2% by weight of the binder and 2% by weight of the thickener (Comparative Example 1), 93% by weight of the active material, 2% by weight of the conductive material. , 3 wt% binder and 2 wt% thickener were used (Comparative Example 2).

실시예 1~5의 음극 활물질 슬러리는 바인더로서 SBR과 PTFE를 혼합한 것을 사용한 것을 제외하고는 비교예와 동일한 방법으로 제조하였다.
The negative electrode active material slurries of Examples 1 to 5 were prepared in the same manner as in Comparative Example, except that SBR and PTFE were mixed as binders.

다음, 상기에서 제조된 음극 활물질 슬러리를 이용하여 음극을 제조하였다. 전극 평가를 위하여 상기 제조된 전극을 이용하여 코인 타입의 반쪽전지를 제조하였으며 전해액으로는 일반적으로 사용하는 LiPF6 1M의 용해된 EC/DEC를 사용하였다.
Next, a negative electrode was prepared using the negative electrode active material slurry prepared above. For electrode evaluation, a coin-type half cell was manufactured using the prepared electrode, and a dissolved EC / DEC of LiPF 6 1M, which is generally used, was used as an electrolyte.

제조된 전극의 접착력 측정은 일반적인 접착력 측정 방법 중 180°박리 시험 (peel test)로 진행하였다.Adhesion of the prepared electrode was carried out in a 180 ° peel test of the general adhesion measurement method.

또한, 전기 화학 실험은 상기 제조된 코인 타입의 반쪽 전지를 충방전 밀도 각각 0.1, 0.2, 0.5, 1, 0.2, 2, 0.2, 5, 0.2, 10C로 순차적으로 진행하였으며, 이때 충전 종지 전압은 1.0V이고, 방전 종지 전압은 2.5V로 설정하였다.
In the electrochemical experiment, the coin-type half cells prepared above were sequentially charged and discharged at 0.1, 0.2, 0.5, 1, 0.2, 2, 0.2, 5, 0.2, and 10C, respectively. V and the discharge end voltage was set to 2.5V.

상기 실험한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The experimental results are shown in Table 1 below.

구분division 전극구성
(활물질:도전재:[바인더]:증점제)Electrode Configuration
(Active substance: conductive material: [binder]: thickener) 접착력
[gf]Adhesion
[gf] 고율 특성
[%, 10C/0.1C 용량]High rate characteristic
[%, 10C / 0.1C capacity] 비교예 1Comparative Example 1 94:2:[2]:294: 2: [2]: 2 13.713.7 7070 비교예 2Comparative Example 2 93:2:[3]:293: 2: [3]: 2 21.321.3 6262 실시예 1Example 1 93:2:[2.9:0.1]:293: 2: [2.9: 0.1]: 2 2828 6565 실시예 2Example 2 93:2:[2.7:0.3]:293: 2: [2.7: 0.3]: 2 3535 7373 실시예 3Example 3 93:2:[2.5:0.5]:293: 2: [2.5: 0.5]: 2 36.936.9 7878 실시예 4Example 4 93:2:[2.3:0.7]:293: 2: [2.3: 0.7]: 2 3737 7979 실시예 5Example 5 93:2:[2:1]:293: 2: [2: 1]: 2 37.437.4 7878

* 상기 표 1에서 []안의 중량비는 바인더의 중량비이며, 비교예 1 및 비교예 2의 경우는 SBR바인더의 중량비이고, 실시예 1~5의 경우는 SBR:PTFE의 혼합비이다.
* In Table 1, the weight ratio in [] is the weight ratio of the binder, in the case of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 is the weight ratio of the SBR binder, in the case of Examples 1 to 5 is the mixing ratio of SBR: PTFE.

상기 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 접착력 향상을 위해 스티렌계 바인더의 함량을 2 중량% (비교예 1)에서 3 중량% (비교예 2)로 늘렸을 경우, 접착력은 향상되나 고율 특성은 감소하는 것으로 확인됐다.As can be seen in Table 1, when the content of the styrene-based binder is increased from 2% by weight (Comparative Example 1) to 3% by weight (Comparative Example 2) in order to improve the adhesion, the adhesion is improved but the high rate characteristic is decreased. It was confirmed.

그러나 바인더 전체 함량을 3 중량% 범위로 하면서, 스티렌계 바인더와 플루오로에틸렌계 바인더를 혼합하여 사용하였을 경우, 접착력과 고율 특성이 함께 개선되는 것을 확인했으며, 최적의 접착력과 고율 특성을 가지기 위해서는 적정 비율로 바인더가 혼합되어야 한다는 것을 확인하였다. 또한, 본원 발명의 혼합 바인더는 바인더를 단독으로 사용하는 경우에 비하여 적은 양의 바인더로도 우수한 접착력을 얻을 수 있다는 점도 확인하였다.
However, when the total content of the binder is in the range of 3% by weight, when the styrene-based binder and the fluoroethylene-based binder are mixed and used, it has been confirmed that the adhesion and the high rate characteristics are improved together. It was confirmed that the binder should be mixed in proportions. In addition, it was also confirmed that the mixed binder of the present invention can obtain excellent adhesion even with a small amount of binder as compared with the case of using the binder alone.

Claims (19)

음극 활물질, 도전재 및 바인더를 포함하는 음극 활물질 조성물로서, 상기 바인더는 스티렌계 바인더와 플루오로에틸렌계 바인더의 혼합물이고, 전극 활물질 조성물의 1~5 중량%의 양으로 포함되는 것을 특징으로 하는 음극 활물질 조성물.A negative electrode active material composition comprising a negative electrode active material, a conductive material and a binder, wherein the binder is a mixture of a styrene-based binder and a fluoroethylene-based binder, the negative electrode comprising an amount of 1 to 5% by weight of the electrode active material composition Active material composition. 청구항 1에 있어서,
상기 음극 활물질은 금속계 화합물, 금속 산화물계 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 음극 활물질 조성물.The method according to claim 1,
The negative electrode active material is a negative electrode active material composition, characterized in that selected from the group consisting of metal compounds, metal oxide compounds and mixtures thereof. 청구항 1에 있어서,
상기 음극 활물질은 하기 화학식 1의 화합물인 것을 특징으로 하는 음극 활물질 조성물.
[화학식 1]
LixMyOz
상기 화학식 1에서, M 은 각각 독립적으로 Ti, Sn, Cu, Pb, Sb, Zn, Fe, In, Al 또는 Zr 이고; x, y 및 z는 M의 산화수 (oxidation number)에 따라 결정된다.The method according to claim 1,
The negative active material is a negative electrode active material composition, characterized in that the compound of formula (1).
[Chemical Formula 1]
Li x M y O z
In Formula 1, M are each independently Ti, Sn, Cu, Pb, Sb, Zn, Fe, In, Al or Zr; x, y and z are determined according to the oxidation number of M. 청구항 3에 있어서,
상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 하는 음극 활물질 조성물.
[화학식 2]
Lix'Tiy'O4
상기 화학식 2에서, 0.5≤x'≤3; 1≤y'≤2.5 이다.The method according to claim 3,
The compound of Formula 1 is represented by the following formula (2) negative electrode active material composition.
(2)
Li x ' Ti y' O 4
In Formula 2, 0.5 ≦ x ′ ≦ 3; 1≤y'≤2.5. 청구항 3에 있어서,
상기 화학식 1의 화합물은 Li4Ti5O12, LiTi2O4, Li2TiO3 및 Li2Ti3O7로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 리튬 티탄 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 음극 활물질 조성물.The method according to claim 3,
The compound of Formula 1 is Li 4 Ti 5 O 12 , LiTi 2 O 4 , Li 2 TiO 3 And at least one lithium titanium oxide selected from the group consisting of Li 2 Ti 3 O 7 . 청구항 1에 있어서,
상기 스티렌계 바인더는 스티렌-부타디엔 고무계 바인더인 것을 특징으로 하는 음극 활물질 조성물.The method according to claim 1,
The styrene-based binder is a negative electrode active material composition, characterized in that the styrene-butadiene rubber binder. 청구항 1에 있어서,
상기 플루오로에틸렌계 바인더는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)계 바인더인 것을 특징으로 하는 음극 활물질 조성물.The method according to claim 1,
The fluoroethylene-based binder is a polytetrafluoroethylene (PTFE) -based binder, characterized in that the negative electrode active material composition. 청구항 1에 있어서,
상기 스티렌계 바인더와 플루오로에틸렌계 바인더의 혼합비는 플루오로에틸렌계 바인더 1 중량부에 대하여 스티렌계 바인더 1~990 중량부 인 것을 특징으로 하는 음극 활물질 조성물.The method according to claim 1,
The mixing ratio of the styrene-based binder and the fluoroethylene-based binder is 1 to 990 parts by weight of the styrene-based binder with respect to 1 part by weight of the fluoroethylene-based binder. 청구항 8에 있어서,
상기 스티렌계 바인더와 플루오로에틸렌계 바인더의 혼합비는 플루오로에틸렌계 바인더 1 중량부에 대하여 스티렌계 바인더 2~30 중량부인 것을 특징으로 하는 음극 활물질 조성물.The method according to claim 8,
The mixing ratio of the styrene-based binder and the fluoroethylene-based binder is negative electrode active material composition, characterized in that 2 to 30 parts by weight of the styrene-based binder relative to 1 part by weight of the fluoroethylene-based binder. 청구항 1에 있어서,
상기 스티렌계 바인더와 플루오로에틸렌계 바인더의 혼합물은 상기 음극 활물질이 적용될 음극의 전체 중량 100 중량당 0.1~1 중량부의 양으로 사용되는 것을 특징으로 하는 음극 활물질 조성물.The method according to claim 1,
The mixture of the styrene-based binder and the fluoroethylene-based binder is used in an amount of 0.1 to 1 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the negative electrode to which the negative electrode active material is applied. 청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1의 화합물은 내부 공극률이 5 내지 15%이고, 평균 입경 (D50)이 3 내지 8㎛인 입자인 것을 특징으로 하는 음극 활물질 조성물.The method according to claim 1,
The compound of Formula 1 is a negative electrode active material composition, characterized in that the particles having an internal porosity of 5 to 15%, the average particle diameter (D50) of 3 to 8㎛. 청구항 11에 있어서,
상기 입자는 둘 이상의 일차 입자가 응집된 이차 입자인 것을 특징으로 하는 음극 활물질 조성물.The method of claim 11,
The particle is a negative electrode active material composition, characterized in that the secondary particles are agglomerated two or more primary particles. 청구항 12에 있어서,
상기 일차 입자의 평균 입경은 100 내지 400 nm인 것을 특징으로 하는 음극 활물질 조성물.The method of claim 12,
The negative electrode active material composition, characterized in that the average particle diameter of the primary particles is 100 to 400 nm. 청구항 1에 있어서,
상기 도전재는 카본 블랙, 탄소 섬유, 금속 섬유, 불화 카본, 금속 분말, 산화아연 및 폴리페닐렌 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 음극 활물질 조성물.The method according to claim 1,
The conductive material is at least one selected from the group consisting of carbon black, carbon fiber, metal fiber, carbon fluoride, metal powder, zinc oxide and polyphenylene derivatives. 청구항 1에 있어서,
증점제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 음극 활물질 조성물.The method according to claim 1,
A negative electrode active material composition, further comprising a thickener. 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항의 음극 활물질 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 음극.The negative electrode containing the negative electrode active material composition of any one of Claims 1-15. 청구항 16의 음극을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.Lithium secondary battery comprising the negative electrode of claim 16. 청구항 17의 리튬 이차전지를 단위전지로 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.A battery module comprising the lithium secondary battery of claim 17 as a unit cell. 청구항 18의 전지모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.A battery pack comprising the battery module of claim 18.
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