KR20160130646A - Method of inpregnating an electrolyte - Google Patents

Abstract

The present invention is to provide a method for impregnating an electrolyte with improved impregnation properties of the electrolyte on a secondary battery. According to the present invention, the method for impregnating an electrolyte comprises the steps of: (a) supplying an electrolyte in a vapor state to a cell including an electrode assembly; and (b) condensing the electrolyte in the vapor state supplied to the cell, thereby preventing trapping of gas which can be occurred during an electrolyte impregnation process, improving the impregnation properties of the electrolyte, and improving the performance and durability of the secondary battery.

Description

전해액 함침 방법{METHOD OF INPREGNATING AN ELECTROLYTE}[0001] METHOD OF INPREGNATING AN ELECTROLYTE [0002]

본 발명은 전해액 함침 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전해액 함침성이 개선된 전해액 함침 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrolyte solution impregnation method, and more particularly, to an electrolytic solution impregnation method with improved electrolyte impregnability.

일반적으로, 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와 달리, 충방전이 가능한 전지를 의미하며, 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 전자기기 또는 전기 자동차 등에 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차 전지는 니켈-카드뮴 전지 또는 니켈-수소 전지보다 큰 용량을 가지며, 단위 중량당 에너지 밀도가 높기 때문에 그 활용 정도가 급속도로 증가되는 추세에 있다.2. Description of the Related Art Generally, a secondary battery is a battery capable of being charged and discharged unlike a primary battery which can not be charged, and is widely used in electronic devices such as mobile phones, notebook computers, camcorders, and electric vehicles. Particularly, the lithium secondary battery has a larger capacity than a nickel-cadmium battery or a nickel-hydrogen battery and has a high energy density per unit weight, so that the utilization rate thereof is rapidly increasing.

이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재를 구비한다.These lithium secondary batteries mainly use a lithium-based oxide and a carbonaceous material as a cathode active material and an anode active material, respectively. The lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate each coated with such a positive electrode active material and a negative electrode active material are disposed with a separator interposed therebetween, and a casing member sealingly accommodates the electrode assembly together with the electrolyte solution.

한편, 리튬 이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.Meanwhile, the lithium secondary battery can be classified into a can type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a metal can, and a pouch type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the battery case.

이차 전지는 일반적으로 전극 조립체가 전지 케이스에 수납된 상태에서 액체 상태의 전해질, 즉 전해액이 주입되고, 전지 케이스가 실링되는 과정을 통해 제조된다.The secondary battery is generally manufactured through a process in which a liquid electrolyte, that is, an electrolyte is injected and the battery case is sealed while the electrode assembly is housed in the battery case.

여기서, 주입된 전해액은 전극 조립체를 구성하는 양극판, 음극판 및 세퍼레이터 사이로 모세관 힘에 의해 스며들게 된다. 하지만 미세구조의 다공성 전극의 특성과, 전극 및 전지를 구성하는 요소들의 물리, 화학적 특성으로 인하여 전해액의 함침은 쉽지 않다. 전해액이 충분히 함침되지 못한 경우, 리튬 이온 등에 의한 충방전 효율은 떨어지므로, 이차 전지의 성능은 감소하는 문제점이 있다.Here, the injected electrolyte is impregnated by the capillary force between the positive electrode plate, the negative electrode plate and the separator constituting the electrode assembly. However, it is difficult to impregnate the electrolyte due to the characteristics of the microporous porous electrode and the physical and chemical characteristics of the electrodes and the constituent elements of the battery. When the electrolyte is not sufficiently impregnated, the charging / discharging efficiency of lithium ions and the like is lowered, so that the performance of the secondary battery is reduced.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이차 전지에 대한 전해액 함침성이 향상된 전해액 함침 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an electrolyte solution impregnation method for a secondary battery, which has improved electrolyte impregnability.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전해액 함침 방법은 (a) 전극 조립체를 포함하는 셀에 전해액을 증기상태로 공급하는 단계; 및 (b) 상기 셀에 공급된 증기상태의 전해액을 응축시키는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electrolyte solution impregnating method comprising the steps of: (a) supplying an electrolyte solution into a cell including an electrode assembly in a vapor state; And (b) condensing the electrolytic solution in the vapor state supplied to the cell.

바람직하게는, 상기 (a)단계에서, 전해액을 감압하여 증기상태로 공급할 수 있다.Preferably, in the step (a), the electrolytic solution is reduced in pressure and supplied in a vapor state.

바람직하게는, 상기 (a)단계에서, 전해액을 가열하여 증기상태로 공급할 수 있다.Preferably, in the step (a), the electrolytic solution may be heated and supplied in a vapor state.

바람직하게는, 상기 (b)단계에서, 가압을 통해 전해액을 응축시킬 수 있다.Preferably, in the step (b), the electrolytic solution may be condensed through pressurization.

바람직하게는, 상기 (b)단계에서, 냉각을 통해 전해액을 응축시킬 수 있다.Preferably, in the step (b), the electrolytic solution may be condensed through cooling.

바람직하게는, (c) 상기 셀에 전해액을 주입하여 함침시키는 단계를 더 포함할 수 있다.Preferably, the method further comprises: (c) impregnating the cell with an electrolyte solution.

바람직하게는, 상기 (c)단계 이전에, 상기 (a) 단계 및 (b)단계를 적어도 2회 이상 수행할 수 있다.Preferably, the step (a) and the step (b) may be performed at least twice before the step (c).

바람직하게는, 상기 (c)단계는, 진공 분위기에서 수행될 수 있다.Preferably, the step (c) may be performed in a vacuum atmosphere.

또한, 본 발명에 일 실시예에 따르면, 상술한 방법에 따라 전해액이 함침된 전극 조립체를 포함하는 이차전지가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is also provided a secondary battery including an electrode assembly impregnated with an electrolyte according to the above-described method.

본 발명에 따르면, 전해액 함침공정에서 발생할 수 있는 기체의 트랩을 방지하여, 전해액의 함침성을 향상시킴으로써, 이차전지의 성능 및 내구성을 개선시킬 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, the performance and durability of a secondary battery can be improved by preventing trapping of gas which may occur in an electrolyte solution impregnation step and improving impregnability of the electrolyte solution.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 명세서에서 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 나타내는 것을 이해하여야 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible. It is also to be understood that, in the specification, like reference numerals denote like elements.

전해액 함침공정에 있어서, 셀에 주입된 전해액은 모세관 힘에 의해 전극으로 스며들게 된다. 다공성 구조에서, 액상의 전해액은 비교적 넓은 기공으로 이동하는 경향이 있어, 종래의 함침 방법에 의하면, 넓은 기공들을 통해 전해액이 먼저 통과하여 액상 흐름경로를 형성하게 되므로, 기존의 작은 기공에 위치하고 있던 기체들이 빠져나가지 못하는 기체트랩(gas trap) 현상이 발생하여, 전해액 함침성이 저하된다. In the electrolytic solution impregnation step, the electrolytic solution injected into the cell is impregnated into the electrode by the capillary force. In the porous structure, the liquid electrolyte tends to move to a relatively wide pore, and according to the conventional impregnation method, the electrolytic solution first passes through the wide pores to form a liquid phase flow path. Therefore, A gas trap phenomenon that can not escape from the electrolyte solution occurs and electrolyte impregnability is lowered.

상기한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 전해액 함침 방법은 (a) 전극 조립체를 포함하는 셀에 전해액을 증기상태로 공급하는 단계; 및 (b) 상기 셀에 공급된 증기상태의 전해액을 응축시키는 단계를 순차적으로 포함한다. 전해액을 증기상태로 공급함으로써, 넓은 기공뿐만 아니라, 작은 기공까지 전해액이 모두 공급되며, 증기상태의 전해액을 응축시킴으로써 전해액의 함침량도 많아지게 되며, 기체트랩 현상을 현저히 저감할 수 있다.In order to solve the above problems, an electrolyte solution impregnation method of the present invention comprises the steps of: (a) supplying an electrolyte solution in a vapor state to a cell including an electrode assembly; And (b) condensing the electrolytic solution in the vapor state supplied to the cell. By supplying the electrolytic solution in a vapor state, not only the wide pores but also the small pores are supplied with the electrolytic solution. By condensing the vaporous electrolytic solution, the impregnated amount of the electrolytic solution is also increased, and gas trap phenomenon can be remarkably reduced.

상기 (a)단계에서, 전해액은 감압을 통하거나, 가열하여 증기상태로 공급될 수 있다.In the step (a), the electrolytic solution may be supplied in a vapor state through a reduced pressure or by heating.

상기 (b)단계에서, 가압을 통하거나, 냉각을 통해 전해액을 응축시킬 수 있다.In the step (b), the electrolytic solution may be condensed through pressurization or cooling.

상기 (a) 및 (b)단계는 순차적으로, 각각 2회 이상 수행될 수 있다.The steps (a) and (b) may be performed in sequence, at least two times each.

또한, 본 발명의 일실시형태에 있어서, 전해액 함침 방법은 (c) 상기 셀에 전해액을 주입하여 함침시키는 단계를 더 포함할 수 있다.Further, in an embodiment of the present invention, the electrolyte solution impregnation method may further include the step of (c) impregnating the cell with an electrolyte solution.

상기 (c)단계는, 진공 분위기에서 수행될 수 있으며, 진공 분위기를 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 당분야에서 통상적으로 채용가능한 진공상태 형성방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 밸브를 통한 배기 등의 방법으로 진공 분위기를 형성할 수 있다.The step (c) may be performed in a vacuum atmosphere, and a method of forming a vacuum atmosphere is not particularly limited, and a vacuum state forming method which can be generally employed in the art can be used. For example, a vacuum atmosphere can be formed by a method such as exhaust through a valve.

상기 진공 분위기는 전극조립체 내의 잔존 기체를 최대한 제거하여 전해액 함침성을 극대화시킬 수 있는 수준으로 형성함이 바람직하며, 일 예로 진공도 -60 kPa ~ -98 kPa의 범위로 진공 분위기를 형성할 수 있다.
It is preferable that the vacuum atmosphere is formed at a level that can maximize electrolyte impregnation by removing the residual gas in the electrode assembly as much as possible. For example, the vacuum atmosphere may be in the range of -60 kPa to -98 kPa.

상기 전해액은 리튬염 함유 비수계 전해액일 수 있으며, 상기 전해액으로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.The electrolytic solution may be a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt. As the electrolyte, a non-aqueous organic solvent, an organic solid electrolyte, or an inorganic solid electrolyte may be used.

상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다. Examples of the non-aqueous organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma -Butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane , Acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, triester phosphate, trimethoxymethane, dioxolane derivatives, sulfolane, methylsulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate Nonionic organic solvents such as tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl pyrophosphate, ethyl propionate and the like can be used.

상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합제 등이 사용될 수 있다. Examples of the organic solid electrolyte include a polymer electrolyte such as a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, an agitation lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol, a polyvinylidene fluoride, A polymer containing an ionic dissociation group and the like may be used.

상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li₃N, LiI, Li₅NI₂, Li₃N-LiI-LiOH, LiSiO₄, LiSiO₄-LiI-LiOH, Li₂SiS₃, Li₄SiO₄, Li₄SiO₄-LiI-LiOH, Li₃PO₄-Li₂S-SiS₂ 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다. Examples of the inorganic solid electrolyte include Li ₃ N, LiI, Li ₅ NI ₂ , Li ₃ N-LiI-LiOH, LiSiO ₄ , LiSiO ₄ -LiI-LiOH, Li ₂ SiS ₃ , Li ₄ SiO ₄ , Nitrides, halides and sulfates of Li such as Li ₄ SiO ₄ -LiI-LiOH and Li ₃ PO ₄ -Li ₂ S-SiS ₂ can be used.

상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO₄, LiBF₄, LiB₁₀Cl₁₀, LiPF₆, LiCF₃SO₃, LiCF₃CO₂, LiAsF₆, LiSbF₆, LiAlCl₄, CH₃SO₃Li, CF₃SO₃Li, (CF₃SO₂) ₂NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.The lithium salt is a material that is readily soluble in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4, LiBF 4, LiB 10 Cl 10, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF _{6, LiSbF 6, LiAlCl 4,} CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate and imide have.

또한, 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있다.
For the purpose of improving the charge / discharge characteristics and the flame retardancy, the electrolytic solution is preferably mixed with an organic solvent such as pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, glyme, Benzene derivatives, sulfur, quinone imine dyes, N-substituted oxazolidinones, N, N-substituted imidazolidines, ethylene glycol dialkyl ethers, ammonium salts, pyrrole, 2-methoxyethanol, . In some cases, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride or ethylene trifluoride may be further added to impart nonflammability, or a carbon dioxide gas may be further added to improve high-temperature storage characteristics.

본 발명에 있어 전극조립체의 형태는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 젤리-롤형, 스택형 또는 스택-폴딩형일 수 있다. 상기 전극 조립체는 양극, 음극, 분리막 및 전해액을 구성될 수 있다.In the present invention, the shape of the electrode assembly is not particularly limited and may be, for example, a jelly-roll type, a stack type, or a stack-folding type. The electrode assembly may be configured as a cathode, a cathode, a separator, and an electrolytic solution.

상기 양극은 예를 들어, 양극 합제를 NMP 등의 용매에 혼합하여 만들어진 슬러리를 음극 집전체 상에 도포한 후 건조 및 압연하여 제조될 수 있다. 양극 합제는 양극 활물질 이외에 선택적으로 도전재, 바인더, 충진제 등이 포함될 수 있다. The anode may be prepared, for example, by applying a slurry prepared by mixing a cathode mixture to a solvent such as NMP, and then drying and rolling the cathode slurry. In addition to the positive electrode active material, the positive electrode mixture may optionally contain a conductive material, a binder, a filler, and the like.

상기 양극 활물질은 전기화학적 반응을 일으킬 수 있는 물질로서, 리튬 전이금속 산화물로서, 2 이상의 전이금속을 포함하고, 예를 들어, 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 코발트 산화물(LiCoO₂), 리튬 니켈 산화물(LiNiO₂) 등의 층상 화합물; 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 망간 산화물; 화학식 LiNi_1-yM_yO₂(여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn 또는 Ga 이고 상기 원소 중 하나 이상의 원소를 포함, 0.01≤y≤0.7 임)으로 표현되는 리튬 니켈계 산화물; Li_{1 + z}Ni_{1 /3}Co_{1 /3}Mn_{1 /3}O₂, Li_{1 + z}Ni_{0 .4}Mn_{0 .4}Co_{0 .2}O₂ 등과 같이 Li_{1 + z}Ni_bMn_cCo_{1 -(b+c+d)}M_dO_(2-e)A_e (여기서, -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2, 0≤e≤0.2, b+c+d<1 임, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si 또는 Y 이고, A = F, P 또는 Cl 임)으로 표현되는 리튬 니켈 코발트 망간복합산화물; 화학식 Li_{1 + x}M_{1 - y}M'_yPO_{4 -z}X_z(여기서, M = 전이금속, 바람직하게는 Fe, Mn, Co 또는 Ni 이고, M' = Al, Mg 또는 Ti 이고, X = F, S 또는 N 이며, -0.5≤x≤+0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.1 임)로 표현되는 올리빈계 리튬금속 포스페이트 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The cathode active material is a material capable of causing an electrochemical reaction. Examples of the lithium transition metal oxide include lithium cobalt oxide (LiCoO ₂ ) containing two or more transition metals and substituted with one or more transition metals, lithium Layered compounds such as nickel oxide (LiNiO ₂ ); Lithium manganese oxide substituted with one or more transition metals; Formula _{LiNi 1-y M y O 2} ( where, M = Co, Mn, Al , Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn or Ga and Lim, 0.01≤y≤0.7 include one or more elements of the element) A lithium nickel-based oxide represented by the following formula: _{Li 1 + z Ni 1/3} Co 1/3 Mn 1/3 O 2, Li 1 + z Ni 0 .4 Mn 0 .4 Co 0 .2 O 2 Li , such as _{1 + z Ni b Mn c Co} 1 - _{(b + c + d)} M _d O _(2-e) A _e where -0.5? z? 0.5, 0.1? b? 0.8, 0.1? c? 0.8, 0? d? 0.2, , b + c + d &lt; 1, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si or Y, and A = F, P or Cl; Formula Li _{1 + x} M _{1 -} and _{y M 'y PO 4 -z X} z ( wherein, M = a transition metal, preferably Fe, Mn, Co or Ni, M' = Al, Mg or Ti, X = F, S or N, and -0.5? X? +0.5, 0? Y? 0.5, and 0? Z? 0.1), but the present invention is not limited thereto.

상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다.The conductive material is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture including the cathode active material.

이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.

상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합제 등을 들 수 있다. The binder is a component which assists in bonding of the active material and the conductive material and bonding to the current collector, and is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture containing the cathode active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , Polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluorine rubber, and various copolymers.

상기 충진제는 전극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합제; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is optionally used as a component for suppressing the expansion of the electrode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing any chemical change in the battery. Examples of the filler include olefin-based polymerizers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.

상기 양극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.The cathode current collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 mu m. Such a positive electrode collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change to the battery, and may be formed on the surface of stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon or aluminum or stainless steel Carbon, nickel, titanium, silver, or the like may be used. The current collector may have fine irregularities on the surface thereof to increase the adhesive force of the cathode active material, and various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric are possible.

상기 음극은, 예를 들어, 음극 집전체 상에 음극 활물질을 포함하고 있는 음극 합제를 도포한 후 건조하여 제조되며, 상기 음극 합제에는, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 도전재, 바인더, 충진제 등의 성분들이 포함될 수 있다. The negative electrode is prepared, for example, by applying a negative electrode mixture containing a negative electrode active material on a negative electrode collector and then drying the same. The negative electrode mixture may contain a conductive material, a binder, a filler, May be included.

상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 천연 흑연, 인조 흑연, 팽창 흑연, 탄소섬유, 난흑연화성 탄소, 카본블랙, 카본나노튜브, 플러렌, 활성탄 등의 탄소 및 흑연재료; 리튬과 합금이 가능한 Al, Si, Sn, Ag, Bi, Mg, Zn, In, Ge, Pb, Pd, Pt, Ti 등의 금속 및 이러한 원소를 포함하는 화합물; 금속 및 그 화합물과 탄소 및 흑연재료의 복합물; 리튬 함유 질화물 등을 들 수 있다. 그 중에서도 탄소계 활물질, 규소계 활물질, 주석계 활물질, 또는 규소-탄소계 활물질이 더욱 바람직하며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수도 있다.Examples of the negative electrode active material include carbon and graphite materials such as natural graphite, artificial graphite, expanded graphite, carbon fiber, non-graphitizable carbon, carbon black, carbon nanotube, fullerene and activated carbon; Metals such as Al, Si, Sn, Ag, Bi, Mg, Zn, In, Ge, Pb, Pd, Pt and Ti which can be alloyed with lithium and compounds containing these elements; Complexes of metals and their compounds and carbon and graphite materials; Lithium-containing nitrides, and the like. Among them, a carbon-based active material, a silicon-based active material, a tin-based active material, or a silicon-carbon based active material is more preferable, and these may be used singly or in combination of two or more.

상기 음극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다. The negative electrode collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 mu m. The negative electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical change in the battery. Examples of the negative electrode current collector include copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, copper or stainless steel Surface-treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like, aluminum-cadmium alloy, or the like can be used. In addition, like the positive electrode collector, fine unevenness can be formed on the surface to enhance the bonding force of the negative electrode active material, and it can be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams and nonwoven fabrics.

상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.
The separation membrane is interposed between the anode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the separator is generally 0.01 to 10 mu m and the thickness is generally 5 to 300 mu m. Such separation membranes include, for example, olefinic polymers such as polypropylene, which are chemically resistant and hydrophobic; A sheet or nonwoven fabric made of glass fiber, polyethylene or the like is used. When a solid electrolyte such as a polymer is used as an electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separation membrane.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기한 방법에 따라 전해액이 함침된 전극조립체를 포함하는 이차전지가 제공된다. 본 발명의 전해액 함침 방법은 전해액을 증기상태로 공급하여, 작은 기공에서 발생할 수 있는 기체의 트랩을 방지함으로써, 전해액의 함침성을 향상시킬 수 있다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a secondary battery including an electrode assembly impregnated with an electrolyte according to the above-described method. The electrolyte impregnation method of the present invention can improve the impregnability of an electrolytic solution by supplying an electrolytic solution in a vapor state to prevent trapping of gas which may occur in small pores.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It goes without saying that various modifications and variations are possible within the scope of equivalence of the scope.

Claims (9)

(a) 전극 조립체를 포함하는 셀에 전해액을 증기상태로 공급하는 단계; 및
(b) 상기 셀에 공급된 증기상태의 전해액을 응축시키는 단계를 포함하는 전해액 함침 방법.(a) supplying an electrolytic solution in a vapor state to a cell including an electrode assembly; And
(b) condensing the electrolytic solution in the vapor state supplied to the cell. 제1항에 있어서,
상기 (a)단계에서, 전해액을 감압하여 증기상태로 공급하는 것을 특징으로 하는, 전해액 함침 방법.The method according to claim 1,
The method for impregnating electrolyte according to claim 1, wherein in the step (a), the electrolytic solution is reduced in pressure and supplied in a vapor state. 제1항에 있어서,
상기 (a)단계에서, 전해액을 가열하여 증기상태로 공급하는 것을 특징으로 하는, 전해액 함침 방법.The method according to claim 1,
The method for impregnating electrolyte according to claim 1, wherein in the step (a), the electrolytic solution is heated and supplied in a vapor state. 제1항에 있어서,
상기 (b)단계에서, 가압을 통해 전해액을 응축시키는 것을 특징으로 하는, 전해액 함침 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step (b) comprises condensing the electrolytic solution through pressurization. 제1항에 있어서,
상기 (b)단계에서, 냉각을 통해 전해액을 응축시키는 것을 특징으로 하는, 전해액 함침 방법.The method according to claim 1,
The method for impregnating electrolyte according to claim 1, wherein in the step (b), the electrolytic solution is condensed through cooling. 제1항에 있어서,
(c) 상기 셀에 전해액을 주입하여 함침시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 전해액 함침 방법.The method according to claim 1,
(c) injecting and impregnating the cell with an electrolytic solution. 제6항에 있어서,
상기 (c)단계 이전에, 상기 (a) 단계 및 (b)단계를 적어도 2회 이상 수행하는 것을 특징으로 하는, 전해액 함침 방법.The method according to claim 6,
Wherein the step (a) and the step (b) are performed at least twice before the step (c). 제6항에 있어서,
상기 (c)단계는, 진공 분위기에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 전해액 함침 방법.The method according to claim 6,
Wherein the step (c) is performed in a vacuum atmosphere. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법에 따라 전해액이 함침된 전극 조립체를 포함하는 이차전지.A secondary battery comprising an electrode assembly impregnated with an electrolyte according to the method of any one of claims 1 to 8.