KR20170107650A - Electrode for a lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 리튬 이차 전지용 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery including the same.
최근 이산화탄소 절감과 관련하여 전기차 내지는 하이브리드차의 수요가 증대되고 있으며, 이에 따라 점차적으로 이차전지의 고용량화와 대형화가 진행 중이다. In recent years, the demand for electric cars or hybrid cars has been increasing in connection with the reduction of carbon dioxide, and accordingly, the secondary battery has been gradually increasing in capacity and size.
특히 전기자동차, 하이브리드 자동차 등의 전원으로서 중대형 전지팩에 사용되는 이차전지는 대면적의 전극들과 분리막을 순차적으로 적층한 구조의 스택형 전극 조립체를 주로 사용하고 있어, 크기가 증가한 전극조립체 내부로 전해액의 침투가 필수적이고, 전해액 함침, 특히, 초기의 전해액 함침은 이차전지의 성능을 결정하는 매우 중요한 요소가 되고 있다.In particular, a secondary battery used in a middle- or large-sized battery pack as a power source for an electric vehicle or a hybrid vehicle mainly uses a stacked electrode assembly having a structure in which large-area electrodes and a separation membrane are sequentially stacked, The penetration of the electrolytic solution is indispensable, and impregnation with the electrolytic solution, especially the initial electrolytic solution impregnation, is a very important factor determining the performance of the secondary cell.
그러나 밀폐된 공간에서 전해액의 유속은 매우 느리고, 대면적으로 인해 전극 조립체 중심부는 전해액에 의한 습윤화가 이루어지기 어려운 문제점이 있다. 또한, 전극 조립체 내부에 전해액이 함침되지 않은 부분이 발생하면, 출력 및 전지 용량이 감소되고 리튬 석출 사이클 특성 및 전지의 레이트 특성도 저하되는 문제점이 있고, 전지의 고용량화를 위해서는 두껍고 밀집도가 높은 전극이 필요하지만, 고밀도 전극에서 전해액 함침 저하로 인해 고출력환경에서 방전용량이 급격히 감소하는 문제점이 있다.However, the flow rate of the electrolytic solution in the closed space is very slow, and the center of the electrode assembly is difficult to be wetted by the electrolyte because of its large area. Further, when a portion of the electrode assembly in which the electrolyte is not impregnated is generated, the output and the battery capacity are reduced, and the lithium deposition cycle characteristics and the rate characteristics of the battery are also deteriorated. In order to increase the capacity of the battery, However, there is a problem that the discharge capacity is rapidly reduced in a high output environment due to the electrolyte impregnation drop at the high density electrode.
종래 전극 조립체 내부의 전해액에 대한 습윤화를 촉진하기 위한 방법으로 일본 공개특허 제2001-357836호에서는 양극과 음극을 분리막을 이용하여 중첩시킴과 동시에, 분리막, 양극 및/또는 음극에 접착층을 이용하여 접착한 소자를 구비한 전지에 있어서, 접착층을 이용하여 분리막을 접착한 양극 및/또는 음극의 합제 표면에, 단부가 해당 전극의 단축변에 이르는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 전지를 개시하고 있으나, 전극에 도포되어 있는 얇은 전극 합제의 표면에 전해액의 이동을 촉진할 수 있는 홈부를 형성하는 것은 정밀한 작업을 필요로 하므로, 실제 양산 공정에 적용되기 어려운 문제점이 있으며, 다수의 전극들과 분리막을 적층 또는 권취하여, 전극조립체를 제조하는 과정에서 상기 홈부가 변형 또는 훼손되어 전해액의 이동 경로로서의 기능을 수행하기 어려울 수 있다.As a method for promoting wetting of the electrolytic solution in the electrode assembly of the prior art, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2001-357836 discloses a method in which an anode and a cathode are superimposed using a separator and an adhesive layer is applied to the separator, anode and / In the battery having the bonded element, a battery has been disclosed in which a groove is formed on the mixture surface of the positive electrode and / or negative electrode to which the separator is adhered using an adhesive layer, the end of which reaches the uniaxial side of the electrode. It is difficult to form a groove for promoting the movement of the electrolytic solution on the surface of the thin electrode mixture applied to the electrodes because it is difficult to apply the process to the actual mass production process. Or wound, and the groove is deformed or damaged in the process of manufacturing the electrode assembly, It may be difficult to perform the function.
또한, 일본 공개특허 제2005-228642호에서는 집전체와 상기 집전체에 배치하는 합제층을 구비한 극판으로서, 상기 합제층의 표면에 입상 부재가 살포되어 있는 것을 특징으로 하는 극판을 개시하고 있으나, 합제층 표면에 입상부재가 살포된 상태에서 극판들이 적층 또는 권취될 경우, 입자부재가 분리막을 훼손시켜 치명적인 단락이 유발될 수 있다는 문제점이 있다.Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 2005-228642 discloses an electrode plate having a current collector and a composite layer disposed on the current collector, wherein a granular member is sprayed on the surface of the composite layer. However, There is a problem in that when the electrode plates are laminated or wound in a state in which the granular member is sprayed on the surface of the composite layer, the particle member may damage the separator and cause a fatal short circuit.
이외에도, 전극 합제 상에 계면활성제 등을 첨가하여 전해액 습윤성을 높이는 기술들이 알려져 있지만, 습윤성 향상을 위한 첨가제는 전지의 성능을 저하시킬 수 있는 문제점이 있다.In addition, although techniques for increasing the wettability of the electrolytic solution by adding a surfactant or the like to the electrode mixture are known, there is a problem that the additive for improving the wettability may degrade the performance of the battery.
이렇게 전지의 부피가 증가하고 대면적화됨에 따라 아직까지도 전해액을 전극조립체에 고르게 함침시킬 수 있는 획기적인 방안은 제공되지 않은 상황이다. 즉, 전지의 용량, 크기, 무게 및 부피가 증가할수록 초기의 전해액 함침은 점차적으로 까다로워지고 있는바, 이차전지에 있어서 전해액의 함침성 개선이 시급히 요구되고 있는 실정이다.As the volume of the battery increases and becomes larger, there is not yet a breakthrough that can evenly impregnate the electrolyte solution into the electrode assembly. That is, as the capacity, size, weight, and volume of a battery increase, initial electrolyte impregnation becomes increasingly difficult. As a result, it is urgently required to improve the impregnability of an electrolyte solution in a secondary battery.
본 발명은 전지의 크기나 두께가 증가하더라도 전해액이 잘 함침 되도록 하는 방법을 제공함과 더불어, 전해액 함침도 및 초기 젖음성(wetting)이 높은 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a method for impregnating an electrolyte well even when the size or thickness of the battery is increased, and to provide a secondary battery having high electrolyte impregnation degree and initial wetting.
본 발명의 일 실시예에 따르면, (A) 집전체; 및 (B) 상기 집전체의 일면에 형성된 전극 활물질층;을 포함하는 리튬 이차 전지용 전극에 있어서, 상기 전극은 집전체 및 전극 활물질층을 관통하는 전해액 공급 라인을 포함하고, 상기 전해액 공급 라인은 전극의 중심부에서 외곽 방향으로 전극 면적당 차지하는 면적이 작아지도록 배치되는, 리튬 이차 전지용 전극일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: (A) a current collector; And (B) an electrode active material layer formed on one surface of the current collector, wherein the electrode includes an electrolyte solution supply line passing through the current collector and the electrode active material layer, The area occupied by the electrode per unit area from the central portion to the outer perimeter of the electrode can be reduced.
또한, 상기 전해액 공급 라인은 전극의 중심부에서 외곽 방향으로 개별 전해액 공급 라인 간의 간격이 증가하는, 리튬 이차 전지용 전극일 수 있다.In addition, the electrolyte solution supply line may be an electrode for a lithium secondary battery in which an interval between individual electrolyte solution supply lines increases from the center of the electrode to the outside.
또한, 상기 전해액 공급 라인은 전극의 중심부에서 외곽 방향으로 개별 전해액 공급 라인이 차지하는 면적이 작아지는, 리튬 이차 전지용 전극일 수 있다.In addition, the electrolyte solution supply line may be an electrode for a lithium secondary battery in which the area occupied by the individual electrolyte solution supply lines from the center of the electrode to the outside is small.
또한, 상기 전해액 공급 라인은 전극의 중심부에서 외곽 방향으로 개별 전해액 공급 라인 간의 간격이 증가하며 개별 전해액 공급 라인이 차지하는 면적이 작아지는, 리튬 이차 전지용 전극일 수 있다.In addition, the electrolyte solution supply line may be an electrode for a lithium secondary battery in which an interval between the individual electrolyte solution supply lines increases from the center of the electrode to the outside, and the area occupied by the individual electrolyte solution supply lines decreases.
또한, 상기 전해액 공급 라인의 단면 형상은 다각형인 것인 리튬 이차 전지용 전극일 수 있다.In addition, the cross-sectional shape of the electrolyte supply line may be a polygonal electrode for a lithium secondary battery.
또한, 상기 전해액 공급 라인의 단면의 면적은 0.01 내지 2 mm2인 리튬 이차 전지용 전극일 수 있다.The cross-sectional area of the electrolyte solution supply line may be 0.01 to 2 mm 2 for the lithium secondary battery.
또한, 상기 전해액 공급 라인의 총 부피는 전극 총 부피에 대하여 0.5 내지 2%인 리튬 이차 전지용 전극일 수 있다.Also, the total volume of the electrolyte solution supply line may be an electrode for a lithium secondary battery of 0.5 to 2% based on the total volume of the electrode.
또한, 상기 전극은 양극인 리튬 이차 전지용 전극일 수 있다.In addition, the electrode may be an electrode for a lithium secondary battery.
또한, 본 발명은 양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 및 비수 전해액을 포함하는 리튬 이차전지에 있어서, 상기 양극과 음극 중 적어도 하나는 상기 리튬 이차 전지용 전극인, 리튬 이차 전지.The present invention also provides a lithium secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, and a nonaqueous electrolyte solution, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode is an electrode for the lithium secondary battery.
본 발명의 리튬 이차 전지용 전극은 전해액 함침 특성이 개선되어 사이클 특성을 향상시키고, 용량 감소는 적을 뿐만 아니라, 전해액이 보다 많이 주입될 수 있어 전지의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The electrode for a lithium secondary battery according to the present invention improves the electrolyte impregnation characteristics to improve the cycle characteristics, reduce the capacity, and increase the life characteristics of the battery because more electrolyte can be injected.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 실시예 1의 전해액 공급 라인이 형성된 전극의 개략적인 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 실시예 2의 전해액 공급 라인이 형성된 전극의 개략적인 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 실시예 3의 전해액 공급 라인이 형성된 전극의 개략적인 평면도이다.1 is a schematic plan view of an electrode having an electrolyte supply line of Example 1 according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic plan view of an electrode in which an electrolyte supply line of Example 2 is formed according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic plan view of an electrode having an electrolyte supply line of Example 3 according to an embodiment of the present invention.
이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현예에 대해 더욱 구체적으로 살펴보도록 한다.Hereinafter, various aspects and various embodiments of the present invention will be described in more detail.
본 발명은 리튬 이차 전지용 전극으로서, (A) 집전체; 및 (B) 상기 집전체의 일면에 형성된 전극 활물질층;을 포함하는 리튬 이차 전지용 전극에 있어서, 상기 전극은 상기 전극은 집전체 및 전극 활물질층을 관통하는 전해액 공급 라인을 포함하고, 상기 전해액 공급 라인은 전극의 중심부에서 외곽 방향으로 전극 면적당 차지하는 면적이 작아지도록 배치되는, 리튬 이차 전지용 전극에 관한 것이다.An electrode for a lithium secondary battery, comprising: (A) a current collector; And (B) an electrode active material layer formed on one surface of the current collector, wherein the electrode includes an electrolyte solution supply line passing through the current collector and the electrode active material layer, Line is arranged so that the area occupied by the electrode surface area from the center portion of the electrode toward the outside direction is reduced.
일반적으로 집전체 상에 전극 슬러리가 일괄적으로 도포되어 형성된 리튬 이차 전지의 전극은, 전극(특히 전극의 중심부)의 전해액 함침성이 충분하지 않아 전극의 활물질 입자에 전해액이 도달하지 못하여 리튬 이온의 이동이 원활하지 못해 전류가 감소되고 그에 따라 사이클 특성이 저하되고, 또한, 전해액의 함침이 신속하게 이루어지지 않으면 이차 전지의 생산성이 낮아지게 된다.In general, an electrode of a lithium secondary battery formed by collectively coating an electrode slurry on a collector has insufficient electrolyte impregnability at the electrode (particularly at the center of the electrode), so that the electrolyte can not reach the active material particles of the electrode, The migration is not smooth and the current is reduced and thus the cycle characteristics are deteriorated. If the electrolyte solution is not impregnated quickly, the productivity of the secondary battery is lowered.
뿐만 아니라, 집전체 상에 전극 슬러리가 일괄적으로 도포되고 고용량을 위해 압축 공정을 거친 이차 전지의 전극 활물질층은 조밀하게 구성되므로 전해액이 주입되더라도 전해액이 전극 활물질 입자 전체에 도달하지 못한다.In addition, since the electrode active material layer of the secondary battery is coated with the electrode slurry collectively on the current collector and subjected to the compression process for a high capacity, the electrolyte can not reach the entire electrode active material particles even if the electrolyte is injected.
이에, 본 발명의 전극 활물질층은 전극 활물질층의 활물질 도포 영역을 구획하고 전해액을 흡수할 있을 수 있는 전해액 공급 라인을 포함함으로써, 전극 활물질층의 기저에 있는 전극 활물질 입자에까지 전해액이 빨리 도달함을 확인하였고, 특히 전해액 공급 라인은 전극 활물질층을 관통하는 형태로 배치됨으로써 전해액의 함침성이 특히 취약한 전극의 중심부까지 전해액이 수월하게 도달할 수 있어 전극 전해액의 함침성을 현저히 개선할 수 있음이 확인되었다.Thus, the electrode active material layer of the present invention includes an electrolyte supply line that divides the active material application region of the electrode active material layer and can absorb the electrolyte, so that the electrolyte solution reaches the electrode active material particles at the base of the electrode active material layer In particular, since the electrolyte solution supply line is arranged in a manner to penetrate through the electrode active material layer, it is possible to easily reach the center of the electrode where the impregnation property of the electrolyte solution is particularly weak, and the impregnability of the electrode solution can be remarkably improved .
본 발명에 따른 전해액 공급 라인의 구체적인 형태는 전극의 중심부에서 외곽 방향으로 전극 면적당 차지하는 면적이 작아지도록 배치된다면 특별히 제한되지 않는다.The specific form of the electrolyte supply line according to the present invention is not particularly limited as long as it is arranged so that the area occupied by the electrode area from the central portion to the outermost portion of the electrode becomes small.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 전해액 공급 라인은 도 1에 나타낸 바와 같이, 전극의 중심부에서 외곽 방향으로 개별 전해액 공급 라인 간의 간격이 증가하는 형태로 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the electrolyte solution supply line may be arranged such that the interval between the individual electrolyte solution supply lines increases from the center of the electrode to the outside of the electrolyte solution, as shown in FIG.
본 발명의 다른 일실시예로서, 상기 전해액 공급 라인은 도 2에 나타낸 바와 같이, 전극의 중심부에서 외곽 방향으로 개별 전해액 공급 라인이 차지하는 면적이 작아지는 형태로 배치될 수 있다.In another embodiment of the present invention, the electrolyte solution supply line may be arranged in such a manner that the area occupied by the individual electrolyte solution supply lines from the center portion of the electrode to the outside is reduced, as shown in FIG.
본 발명의 다른 일 실시예로서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 전극의 중심부에서 측면부로 향할수록 원형 형상이 복렬로 유지하되, 중심부에 밀집되어 있는 형태로 배열되는 형태로 구비될 수 있다.In another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, the electrode may be provided in a shape in which the circular shape is arranged in a double row from the central portion toward the side portion of the electrode, but is arranged in a concentrated form at the central portion.
일반적으로 전해액의 전극 내로의 함침은 전극 가장자리에서 전극 중심부로 함침이 일어나고, 전극 중앙부에서의 함침 속도가 전극 전체 함침 속도를 결정하는 바, 전극 중앙부에서의 함침이 잘 일어날 수 있도록 상기와 같이 채용함에 따라 전해액을 빠른 시간 내로 전극에 공급할 수 있다. 이로써, 본 발명에 따른 이차 전지는 전해액 함침 특성이 개선되어 사이클 특성을 현저하게 향상시킬 수 있다.In general, the impregnation of the electrolyte into the electrode causes impregnation to the center of the electrode at the edge of the electrode, and the impregnation speed at the center of the electrode determines the rate of impregnation of the entire electrode. Accordingly, it is possible to supply the electrolytic solution to the electrode in a short time. As a result, the secondary battery according to the present invention improves the electrolyte impregnation characteristics and significantly improves the cycle characteristics.
뿐만 아니라, 전해액의 추가 공급이 가능하여 전지의 수명을 향상시킬 수 있고, 전해액의 함침 속도를 높임으로써 이차 전지의 생산성을 높일 수 있다.In addition, it is possible to further supply the electrolyte solution, thereby improving the lifetime of the battery, and increasing the productivity of the secondary battery by increasing the rate of impregnation of the electrolyte solution.
바람직하게, 상기 전해액 공급 라인의 단면의 면적은 0.01 내지 2 mm2 일 수 있다. 또한, 상기 전해액 공급 라인의 총 면적은 전극 총 면적 대비 5 내지 15% 일 수 있고, 상기 전해액 공급 라인의 총 부피는 전극 총 부피에 대하여 0.5 내지 2%일 수 있다.Preferably, the area of the end surface of the electrolyte supply line is in the range of 0.01 to 2 mm 2 Lt; / RTI > The total area of the electrolyte solution supply line may be 5 to 15% of the total area of the electrodes, and the total volume of the electrolyte solution supply line may be 0.5 to 2% of the total electrode volume.
상기 전해액 공급 라인의 단면 면적, 총 면적 또는 전해액 공급 라인의 총 부피 범위가 낮아지면, 전극의 완전 함침 시간이 지나치게 증가하여, 사이클 특성이 낮아지는 문제점이 있을 수 있고, 초과하면 전지 용량이 저하될 수 있다.If the cross-sectional area of the electrolyte solution supply line, the total area, or the total volume range of the electrolyte solution supply line is lowered, the complete impregnation time of the electrode may be excessively increased and the cycle characteristics may be lowered. .
본 발명의 전해액 공급 라인의 단면 형상은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 다각형 및 원형 중 적어도 하나일 수 있고, 바람직하게는 다각형일 수 있고, 상기 다각형은 예를 들면, 삼각형, 사각형, 육각형, 팔각형, 십각형 등을 들 수 있으며, 사각형은 장방형, 마름모형 등을 포함할 수 있다.The cross-sectional shape of the electrolyte supply line of the present invention is not particularly limited, and may be at least one of polygonal and circular, and may be polygonal, for example, triangular, , And a pentagonal shape, and the rectangle may include a rectangle, a rhombus, and the like.
본 발명의 상기 전극은 양극 또는 음극일 수 있으며, 바람직하게는 양극일 수 있다. 통상적으로 전지의 수명을 개선시키는 방법인 전지의 두께를 낮추면서 동일 부피(면적)에서 높은 용량을 발현할 수 있도록 하기 위해서는 음극에 대한 양극의 단위 면적당 가역 용량의 비율(c/a ratio)이 낮아지도록 구성되어야 하므로, 전해액 공급 라인이 음극 보다는 양극에 형성되는 것이 바람직하고, 이렇게 전해액 공급 라인이 양극에만 형성되는 경우에는 단위 면적당 가역 용량 비율을 다소 낮출 수 있으므로 전지의 수명을 개선할 수 있다.The electrode of the present invention may be a positive electrode or a negative electrode, and may preferably be a positive electrode. Generally, in order to increase the capacity at the same volume (area) while lowering the thickness of the battery, which is a method for improving the lifetime of the battery, the ratio of the reversible capacity per unit area of the anode to the cathode is low It is preferable that the electrolyte solution supply line is formed on the anode rather than the cathode. If the electrolyte solution supply line is formed only on the anode, the ratio of the reversible capacity per unit area may be somewhat lowered, thereby improving the lifetime of the battery.
본 발명에 따른 집전체는 음극 집전체 또는 양극 집전체일 수 있다.The current collector according to the present invention may be an anode current collector or a cathode current collector.
금속 재료의 집전체는 전도성이 높고 상기 양극 또는 음극 활물질의 슬러리가 용이하게 접착할 수 있는 금속으로서, 전지의 전압 범위에서 반응성이 없는 것이면 어느 것이라도 사용할 수 있다.The current collector of the metal material is a metal having high conductivity and easily adhered to the slurry of the positive electrode or the negative electrode active material, and any material can be used as long as it is not reactive in the voltage range of the battery.
음극 집전체로는 구리 또는 구리 합금이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않고, 스테인레스강, 니켈, 구리, 티탄 또는 이들의 합금, 구리 또는 스테인레스강의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은을 표면 처리시킨 것 등이 사용될 수도 있다.The negative electrode current collector may be made of copper or a copper alloy, but the present invention is not limited thereto. The surface of the stainless steel, nickel, copper, titanium or alloys thereof, copper or stainless steel may be subjected to surface treatment with carbon, nickel, Or the like may be used.
양극 집전체로는 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않고, 스테인레스강, 니켈, 알루미늄, 티탄 또는 이들의 합금, 알루미늄 또는 스테인레스강의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은을 표면 처리시킨 것 등이 사용될 수도 있다. The anode current collector may be made of aluminum or an aluminum alloy, but the present invention is not limited thereto. The surface of the stainless steel, nickel, aluminum, titanium or an alloy thereof, aluminum or stainless steel may be subjected to surface treatment with carbon, nickel, Or the like may be used.
또한, 집전체(10)의 형태는 특별히 한정되지 않고 통상적으로 사용되는 형태를 사용할 수 있다. 예를 들면, 평면상의 집전체, 중공형의 집전체, 와이어형 집전체, 권취된 와이어형 집전체, 귄취된 시트형 집전체, 메쉬형 집전체 등을 사용할 수 있다.The form of the current collector 10 is not particularly limited, and a commonly used form can be used. For example, a planar current collector, a hollow current collector, a wire-like current collector, a wound wire-like current collector, a wound sheet-like current collector, a mesh-like current collector, or the like can be used.
본 발명의 전극 활물질층의 활물질 도포 영역을 형성하는데 사용되는 전극 슬러리는 특별히 한정되지 않고 통상적으로 사용되는 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 양극 활물질 및 음극 활물질 각각에 용매, 필요에 따라 바인더, 도전재, 분산재 등을 혼합 및 교반하여 전극 슬러리를 제조할 수 있다.The electrode slurry used for forming the active material application region of the electrode active material layer of the present invention is not particularly limited and any conventionally used electrode slurry may be used. For example, an electrode slurry can be prepared by mixing and stirring a solvent, a binder, a conductive material, a dispersing material, etc., with each of the cathode active material and the anode active material.
상기 양극 활물질로는 특별히 한정되지 않고 양극 활물질로 통상적으로 사용되는 것을 사용할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 코발트, 망간, 니켈에서 선택되는 최소한 1종 및 리튬의 복합산화물 중 1종 이상의 것이 바람직하고, 그 대표적인 예로는 하기에 격벽된 리튬 함유 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다.The cathode active material is not particularly limited, and a material conventionally used as a cathode active material may be used. As a specific example, at least one selected from the group consisting of cobalt, manganese, and nickel and at least one compound oxide of lithium are preferable, and typical examples thereof include a lithium-containing compound having a partition wall as described below.
LixMn1 - yMyA2 (1)Li x Mn 1 - y M y A 2 (1)
LixMn1 - yMyO2 - zXz (2)Li x Mn 1 - y M y O 2 - z X z (2)
LixMn2O4 - zXz (3)Li x Mn 2 O 4 - z X z (3)
LixMn2 - yMyM'zA4 (4)Li x Mn 2 - y M y M ' z A 4 (4)
LixCo1 - yMyA2 (5)Li x Co 1 - y M y A 2 (5)
LixCo1 - yMyO2 - zXz (6)Li x Co 1 - y M y O 2 - z X z (6)
LixNi1 - yMyA2 (7)Li x Ni 1 - y M y A 2 (7)
LixNi1 - yMyO2 - zXz (8)Li x Ni 1 - y M y O 2 - z X z (8)
LixNi1 - yCoyO2 - zXz (9)Li x Ni 1 - y Co y O 2 - z X z (9)
LixNi1 -y- zCoyMzAα (10)Li x Ni 1- y- z Co y M z A ? (10)
LixNi1 -y- zCoyMzO2 - αXα (11)Li x Ni 1 - y - z Co y M z O 2 - ? X ? (11)
LixNi1 -y- zMnyMzAα (12)Li x Ni 1- y- z Mn y M z A ? (12)
LixNi1 -y- zMnyMzO2 - αXα (13)Li x Ni 1- y- z Mn y M z O 2 - ? X ? (13)
식 중에서, 0.9≤x≤1.1, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.5, 0≤α≤2이고, M과 M'은 동일하거나 서로 다르며, Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, Sn, V, Ge, Ga, B, As, Zr, Mn, Cr, Fe, Sr, V 및 희토류 원소로 이루어진 군에서 선택되며, A는 O, F, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되고, X는 F, S 및 P로 이루어진 군에서 선택된다.In the formula, 0.9? X? 1.1, 0? Y? 0.5, 0? Z? 0.5, 0?? 2, M and M 'are the same or different, and Mg, Al, Co, K, Wherein A is selected from the group consisting of Si, Ti, Sn, V, Ge, Ga, B, As, Zr, Mn, Cr, Fe, Sr, V and rare earth elements. And X is selected from the group consisting of F, S and P.
음극 활물질로는 특별히 한정되지 않고 음극 활물질로 통상적으로 사용되는 것을 사용할 수 있다. The negative electrode active material is not particularly limited and those conventionally used as negative electrode active materials may be used.
예를 들면 결정질 탄소, 비정질 탄소, 탄소 복합체, 탄소 섬유 등의 탄소 재료, 리튬 금속, 리튬과 다른 원소의 합금, 규소 또는 주석 등이 사용될 수 있다. 비결정질 탄소로는 하드카본, 코크스, 1500℃ 이하에서 소성한 메조카본 마이크로비드(mesocarbon microbead: MCMB), 메조페이스피치계 탄소섬유(mesophase pitch-based carbon fiber: MPCF) 등이 있다. 결정질 탄소로는 흑연계 재료가 있으며, 구체적으로는 천연흑연, 흑연화 코크스, 흑연화 MCMB, 흑연화 MPCF 등이 있다. 리튬과 합금을 이루는 다른 원소로는 알루미늄, 아연, 비스무스, 카드뮴, 안티몬, 실리콘, 납, 주석, 갈륨 또는 인듐이 사용될 수 있다.For example, carbon materials such as crystalline carbon, amorphous carbon, carbon composites and carbon fibers, lithium metal, alloys of lithium and other elements, silicon or tin, and the like. Examples of the amorphous carbon include hard carbon, coke, mesocarbon microbead (MCMB) calcined at 1500 ° C or less, and mesophase pitch-based carbon fiber (MPCF). The crystalline carbon is a graphite-based material, specifically natural graphite, graphitized coke, graphitized MCMB, and graphitized MPCF. Other elements constituting the alloy with lithium may be aluminum, zinc, bismuth, cadmium, antimony, silicon, lead, tin, gallium or indium.
용매로는 통상적으로 비수계 용매가 사용될 수 있다. 비수계 용매로는 예를 들면, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N,N-디메틸아미노프로필아민, 에틸렌옥사이드, 테트라히드로퓨란 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As the solvent, usually a non-aqueous solvent may be used. Examples of the non-aqueous solvent include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, N, N-dimethylaminopropylamine, ethylene oxide and tetrahydrofuran , But is not limited thereto.
바인더로는 당분야에서 사용되는 것이 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride, PVDF), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate) 등의 유기계 바인더, 또는 스티렌-부타디엔 러버(SBR) 등의 수계 바인더를 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC)와 같은 증점제와 함께 사용할 수 있다. As the binder, those used in the art can be used without any particular limitation, and examples thereof include vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-co-HFP), polyvinylidene fluoride (PVDF) An organic binder such as polyacrylonitrile or polymethylmethacrylate or an aqueous binder such as styrene-butadiene rubber (SBR) may be used together with a thickener such as carboxymethylcellulose (CMC).
도전재는 전자 전도성을 향상시키는 물질로서, 흑연계 도전재, 카본 블랙계 도전재, 금속 또는 금속 화합물계 도전재로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 사용할 수 있다. 상기 흑연계 도전재의 예로는 인조흑연, 천연흑연 등이 있으며, 카본 블랙계 도전재의 예로는 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙(ketjen black), 덴카 블랙(denka black), 써멀 블랙(thermal black), 채널 블랙(channel black) 등이 있으며, 금속계 또는 금속 화합물계 도전재의 예로는 주석, 산화주석, 인산주석(SnPO4), 산화티타늄, 티탄산칼륨, LaSrCoO3, LaSrMnO3와 같은 페로브스카이트(perovskite) 물질이 있다. 그러나 상기 열거된 도전재에 한정되는 것은 아니다.The conductive material may be at least one material selected from the group consisting of a graphite conductive material, a carbon black conductive material, and a metal or metal compound conductive material, which improves the electronic conductivity. Examples of the black electroconductive material include artificial graphite and natural graphite. Examples of the carbon black conductive material include acetylene black, ketjen black, denka black, thermal black, channel black ( channel black). Examples of metal or metal compound conductive materials include perovskite materials such as tin, tin oxide, tin phosphate (SnPO 4 ), titanium oxide, potassium titanate, LaSrCoO 3 , and LaSrMnO 3 have. However, the present invention is not limited to the above-mentioned conductive materials.
증점제는 활물질 슬러리의 점도조절 역할을 할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면 카르복시메틸 셀룰로오스, 하이드록시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스 등이 사용될 수 있다.The thickening agent is not particularly limited as long as it can control the viscosity of the active material slurry. For example, carboxymethylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose and the like can be used.
한편, 본 발명의 전해액 공급 라인은 예를 들면 전극의 중심부에서 외곽 방향으로 개별 전해액 공급 라인 간의 간격이 증가할 수 있도록 니들을 위치시켜 펀칭할 수 있다.Meanwhile, the electrolyte solution supply line of the present invention can be punched by positioning the needle so that the interval between the individual electrolyte solution supply lines can be increased from the center of the electrode to the outside.
또는 전극의 중심부에서 외곽 방향으로 개별 전해액 공급 라인이 차지하는 면적이 작아질 수 있도록 니들을 위치시켜 펀칭할 수 있다,Or the needle can be positioned and punched so that the area occupied by the individual electrolyte supply lines from the center of the electrode to the outward direction can be reduced.
이외에도 전극의 중심부에서 외곽 방향으로 개별 전해액 공급 라인 간의 간격이 증가하며 개별 전해액 공급 라인이 차지하는 면적이 작아질 수 있도록 니들을 위치시켜 펀칭하여 형성할 수 있다.In addition, the spacing between the individual electrolyte supply lines may be increased from the center of the electrode to the outside, and the needle may be positioned and punched to reduce the area occupied by the individual electrolyte supply lines.
이와 같이 제조된 본 발명의 리튬 이차 전지용 전극은 음극과 양극 중 적어도 하나일 수 있으며, 본 발명은 상기 전해질 공급 라인이 구비된 양극 및 음극, 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 및 비수 전해액을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.The electrode for lithium secondary battery according to the present invention may be at least one of a negative electrode and a positive electrode. The present invention may include a positive electrode and a negative electrode provided with the electrolyte supply line, a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, and a non- A lithium secondary battery is provided.
본 발명의 리튬 이차 전지는 양극과 음극 사이에 분리막을 개재시킨 전극 구조체로 제조된 후 전지 케이스에 수납하고, 여기에 전해액을 주입하여 제조된다.The lithium secondary battery of the present invention is manufactured by making an electrode structure having a separator interposed between a positive electrode and a negative electrode, storing the electrode structure in a battery case, and injecting an electrolyte solution thereinto.
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. 상기 분리막을 전지에 적용하는 방법으로는 일반적인 방법인 권취(winding) 이외에도 분리막과 전극의 적층(lamination, stack) 및 접음(folding) 등이 가능하다. As the separator, a conventional porous polymer film conventionally used as a separator, for example, a polyolefin polymer such as an ethylene homopolymer, a propylene homopolymer, an ethylene / butene copolymer, an ethylene / hexene copolymer, and an ethylene / methacrylate copolymer Or a nonwoven fabric made of conventional porous nonwoven fabric such as high melting point glass fiber or polyethylene terephthalate fiber can be used, but the present invention is not limited thereto . As a method of applying the separator to a battery, lamination, stacking and folding of a separator and an electrode can be performed in addition to a general method of winding.
비수 전해액은 전해질인 리튬염과 유기 용매를 포함할 수 있다.The nonaqueous electrolytic solution may include a lithium salt as an electrolyte and an organic solvent.
리튬염은 리튬 이차전지용 전해액에 통상적으로 사용되는 것들이 제한 없이 사용될 수 있으며, Li+X-로 표현할 수 있다. The lithium salt may be any of those conventionally used in an electrolyte for a lithium secondary battery, and may be represented by Li + X - .
이러한 리튬염의 음이온으로는 특별히 제한되지 않으나, F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N- , CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N- 등을 예시할 수 있다.In this lithium salt anion is not particularly limited, F -, Cl -, Br -, I -, NO 3 -, N (CN) 2 -, BF 4 -, ClO 4 -, PF 6 -, (CF 3) 2 PF 4 -, (CF 3 ) 3 PF 3 -, (CF 3) 4 PF 2 -, (CF 3) 5 PF -, (CF 3) 6 P -, CF 3 SO 3 -, CF 3 CF 2 SO 3 -, (CF 3 SO 2 ) 2 N -, (FSO 2) 2 N -, CF 3 CF 2 (CF 3) 2 CO -, (CF 3 SO 2) 2 CH -, (SF 5) 3 C - , (CF 3 SO 2) 3 C -, CF 3 (CF 2) 7 SO 3 -, CF 3 CO 2 -, CH 3 CO 2 -, SCN - and (CF 3 CF 2 SO 2 ) 2 N - , and the like.
유기 용매는 리튬 이차 전지용 전해액에 통상적으로 사용되는 것들이 제한 없이 사용될 수 있으며, 대표적으로 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate, EC), 디에틸 카보네이트(diethyl carbonate, DEC), 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate, DMC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 메틸프로필 카보네이트, 디프로필 카보네이트, 디메틸설퍼옥사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 비닐렌 카보네이트, 설포란, 감마-부티로락톤, 프로필렌 설파이트 및 테트라하이드로푸란으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물 등이 사용될 수 있다.Examples of the organic solvent include, but are not limited to, propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), methyl propyl carbonate, dipropyl carbonate, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, dimethoxyethane, diethoxyethane, vinylene carbonate, sulfolane, gamma-butyrolactone , Propylene sulfite, and tetrahydrofuran, or a mixture of two or more thereof.
전술한 비수 전해액은 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 개재된 분리막으로 이루어진 전극 구조체에 주입하여 리튬 이차 전지로 제조된다. The aforementioned non-aqueous electrolyte solution is injected into an electrode structure composed of a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode to manufacture a lithium secondary battery.
본 발명의 리튬 이차 전지의 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 a cylindrical shape, a square shape, a pouch shape, a coin shape, or the like using a can.
이하에서 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and the like, but the scope and content of the present invention can not be construed to be limited or limited by the following Examples. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following claims. It is natural that it belongs to the claims.
실시예Example 1 One
(1) 양극 제조(1) cathode manufacturing
양극 활물질은 Li1 . 1Ni1 / 3Co1 / 3Mn1 / 3O2을 사용하고, 도전재로 Denka Black, 바인더로 PVDF를 사용하고 92 : 5 : 3의 각각의 질량비 조성으로 양극 슬러리를 제조한 후, 이를 알루미늄 기재 위에 코팅 및 건조 하였다.The cathode active material was Li 1 . 1 using a Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , the use of PVDF as Denka Black, a binder of a conductive material, and 92: 5: After producing the positive electrode slurry are each weight ratio composition of the three, this Coated and dried on an aluminum substrate.
다음으로 상기 코팅 및 건조 완료된 알루미늄 기재에 니들을 전극의 중심부에서 외곽으로 향할수록 전극 면적당 차지하는 면적이 작아지도록 배열하고, 한 변당 1000 μm 크기인 사각형 채널로 펀칭하여, 전극 1 cm X 1 cm 당 1 mm X 1 mm 의 채널을 형성하되 채널의 총 면적은 전극 총 면적 대비 10 %, 채널의 총 부피는 전극 총 부피 대비 1 %가 되도록 전해액 공급 라인 형성(도 1 참조) 한 후, 프레스를 실시하여 양극을 제조하였다.Next, the needles were arranged on the coated and dried aluminum substrate such that the area occupied by the electrodes became smaller as they went from the central portion of the electrode toward the outer periphery, and punched out with a rectangular channel having a size of 1000 μm per side. mm x 1 mm was formed, the electrolytic solution supply line was formed so that the total area of the channels was 10% of the total area of the electrodes and the total volume of the channels was 1% of the total volume of the electrodes (see FIG. 1) A positive electrode was prepared.
(2) 음극 제조(2) cathode manufacturing
음극 활물질로 천연 흑연 90 wt%, PVDF계 바인더 5 wt%, 디메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO) 5 wt%를 혼합하여 음극 슬러리를 제조하였다. 이를 구리 기재 위에 코팅, 건조하였다.Negative electrode slurry was prepared by mixing 90 wt% of natural graphite, 5 wt% of PVDF binder and 5 wt% of dimethyl sulfoxide (DMSO) as an anode active material. This was coated on a copper substrate and dried.
다음으로 상기 코팅 및 건조 완료된 구리 기재에 니들을 전극의 중심부에서 외곽으로 향할수록 전극 면적당 차지하는 면적이 작아지도록 배열하고, 한 변의 크기가 1000 μm인 사각형 채널로 펀칭하여, 전극 1 cm X 1 cm 당 1 mm X 1 mm 의 사각형 채널을 형성하되 채널의 총 면적은 전극 총 면적 대비 10 %, 채널의 총 부피는 전극 총 부피 대비 1 %가 되도록 전해액 공급 라인 형성(도 1 참조) 한 후, 프레스를 실시하여 양극을 제조하였다.Next, the needle was arranged on the coated and dried copper substrate so that the area occupied by the electrode area became smaller as the needle was moved from the center of the electrode toward the outer periphery, and punched out into a square channel having a size of 1000 m on one side. A square channel of 1 mm x 1 mm was formed, and an electrolytic solution supply line was formed (see Fig. 1) so that the total area of the channels was 10% of the total area of the electrodes and the total volume of the channels was 1% To prepare a positive electrode.
상기 양극과 음극에 형성된 상기 전해액 공급 라인은 도 1에 나타낸 평면도에서 확인된 바와 같이, 전극의 중심부에서 외곽 방향으로 전극 면적당 차지하는 면적이 작아지도록 배치되고, 상기 제조된 양극 및 음극의 전해액 공급 라인은 직경이 프레스 이후 100 μm 내지 500 μm로 확인되었다.As shown in the plan view of FIG. 1, the electrolyte supply lines formed on the anode and the cathode are arranged such that an area occupied per electrode area from the center of the electrode to the outside is reduced, and the prepared electrolyte supply line of the anode and the cathode The diameter was found to be 100 [mu] m to 500 [mu] m after the press.
(3) 이차전지(3) Secondary battery
상기에서 제조된 전해액 공급 라인이 구비된 양극 극판과 음극 극판을 적층하고 양극 극판과 음극 극판사이에 분리막(폴리에틸렌, 두께 25㎛)를 개재하여 전지를 구성하고, 양극의 탭부분과 음극의 탭부분을 각각 용접을 하였다. The positive electrode plate and the negative electrode plate provided with the electrolyte solution supply line prepared above were laminated, and a battery was formed between the positive electrode plate and the negative electrode plate through a separator (polyethylene, thickness: 25 μm) Respectively.
용접된 양극/분리막/음극의 조합체를 파우치 안에 넣고 전해액 주액부면을 제외한 3면을 실링을 하였다. 이때 탭이 있는 부분은 실링 부위에 포함시킨다.The welded anode / separator / cathode combination was put into the pouch, and the three sides of the electrolyte except the electrolyte solution were sealed. At this time, the part with the tab is included in the sealing part.
실시예Example 2 2
양극과 음극에 구비된 전해액 공급 라인이 도 2에 나타낸 바와 같이, 전극의 중심부에서 외곽 방향으로 개별 전해액 공급 라인이 차지하는 면적이 작아지는 형태로 배열되는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 이차 전지를 제조하였다.As in the case of the first embodiment, except that the electrolytic solution supply lines provided for the positive electrode and the negative electrode are arranged in such a manner that the area occupied by the individual electrolyte solution supply lines from the central portion of the electrode to the outermost periphery is reduced A secondary battery was manufactured.
실시예Example 3 3
양극과 음극에 구비된 전해액 공급 라인이 도 3에 나타낸 바와 같이, 전극의 중심부에서 측면부로 향할수록 원형 형상이 복렬로 유지되고, 중심부에 밀집되어 있는 형태로 배열되는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 이차 전지를 제조하였다.As shown in Fig. 3, the electrolytic solution supply lines provided in the positive electrode and the negative electrode were arranged in such a manner that the circular shape was maintained in a double row and densely arranged in the central portion from the central portion to the side portion of the electrode, 1, a secondary battery was manufactured.
실시예Example 4 4
양극과 음극에 구비된 전해액 공급 라인의 사각형 단면의 한 변의 크기가 프레스 이후 1000 μm인 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 이차 전지를 제조하였다.A secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the size of one side of the square cross section of the electrolyte supply line provided in the anode and cathode was 1000 mu m after the pressing.
실시예Example 5 5
양극과 음극에 구비된 전해액 공급 라인의 사각형 단면의 한 변의 크기가 프레스 이후 1000 μm인 것을 제외하고는, 상기 실시예 2과 동일하게 이차 전지를 제조하였다.A secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 2, except that the size of one side of the square cross section of the electrolyte supply line provided in the anode and cathode was 1000 μm after the press.
실시예Example 6 6
양극과 음극에 구비된 전해액 공급 라인의 사각형 단면의 한 변의 크기가 프레스 이후 1000 μm인 것을 제외하고는, 상기 실시예 3과 동일하게 이차 전지를 제조하였다.A secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 3, except that the size of one side of the square cross section of the electrolyte supply line provided in the anode and the cathode was 1000 μm after the pressing.
실시예Example 7 7
양극과 음극에 구비된 전해액 공급 라인의 사각형 단면의 한 변의 크기가 프레스 이후 1500 μm이고, 채널의 총 면적은 전극 총 면적 대비 18 %, 채널의 총 부피는 전극 총 부피 대비 2.5 %가 되도록 전해액 공급 라인 형성한 것을 제외하고는, 상기 실시예 3과 동일하게 이차 전지를 제조하였다.The size of one side of the square cross section of the electrolyte supply line provided for the positive electrode and the negative electrode was 1500 μm after the press, the total area of the channel was 18% of the total area of the electrode, and the total volume of the channel was 2.5% A secondary battery was produced in the same manner as in Example 3, except that a line was formed.
비교예Comparative Example 1 One
양극과 음극에 전해액 공급 라인을 구비하지 않은 이차전지를 제조하였다.A secondary battery without an electrolyte supply line in the anode and the cathode was manufactured.
비교예Comparative Example 2 2
양극과 음극에 구비된 전해액 공급 라인이 전극 전체에 걸쳐 동일한 크기 및 간격으로 형성된 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 이차 전지를 제조하였다.A secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the electrolyte solution supply lines provided in the positive electrode and the negative electrode were formed with the same size and spacing throughout the electrodes.
실험예Experimental Example 1: 전해액의 1: of the electrolyte 함침성Impregnability 평가 evaluation
실시예 및 비교예의 리튬 이차 전지의 평가를 하기와 같이 진행하였다. Evaluation of the lithium secondary batteries of Examples and Comparative Examples was carried out as follows.
상기 실시예 및 비교예의 전극 조립체에 전해액을 주입하여 함침하였다.An electrolyte solution was injected into the electrode assemblies of Examples and Comparative Examples to impregnate them.
전해액은 EC/EMC/DEC (25/45/30; 부피비)의 혼합 용매로 1M LiPF6 용액을 제조한 후, 비닐렌 카보네이트(VC) 1wt%, 1,3-프로펜설톤(PRS) 0.5wt% 및 리튬 비스(옥살레이토)보레이트(LiBOB) 0.5wt%를 첨가한 것을 사용하였고, 전해액 완전 함침 시간을 확인하였고, 전극 조립체에서 용량 감소율은 비교예 1의 전지 대비 용량을 비교하여 산출하였다.1 M LiPF 6 solution was prepared from a mixed solvent of EC / EMC / DEC (25/45/30; volume ratio), and then 1 wt% of vinylene carbonate (VC) and 0.5 wt% of 1,3-propensulfone (PRS) % And lithium bis (oxalate) borate (LiBOB) in an amount of 0.5 wt% were used, the complete electrolyte impregnation time was confirmed, and the capacity reduction rate in the electrode assembly was calculated by comparing the capacity of the battery of Comparative Example 1.
결과는 하기 표 1과 같았다.The results are shown in Table 1 below.
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 전해액 공급 라인이 구비된 실시예의 전극을 포함하는 이차 전지는 비교예의 이차 전지 보다 함침되는 전해액의 양이 많을 뿐만 아니라 함침 속도가 빠르고, 이에 의해 절연 저항 불량률이 현저히 개선되는 것을 확인할 수 있었다.As shown in Table 1, the secondary battery including the electrode of the embodiment provided with the electrolyte solution supply line of the present invention not only has a higher amount of electrolyte impregnated than the secondary battery of the comparative example, but also has a faster impregnation speed, It can be confirmed that the improvement is remarkably improved.
특히, 실시예 1 내지 3의 전극을 포함하는 이차 전지는 비교예 1의 전극을 포함하는 이차 전지보다 함침된 전해액량이 증가되는 것을 확인할 수 있었고, 실시예 1의 전극을 포함하는 이차전지는 비교예 1의 전극을 포함하는 이차 전지보다 전해액이 완전 함침되는 시간이 짧은 것을 확인할 수 있었다.In particular, it was confirmed that the secondary battery including the electrodes of Examples 1 to 3 had an increased amount of electrolyte impregnated therein than that of the secondary battery including the electrode of Comparative Example 1. The secondary battery including the electrode of Example 1, The time required for the electrolyte solution to be completely impregnated was shorter than that of the secondary battery including the electrode of No. 1.
다만, 전해액 공급 라인을 다소 크게 형성한 실시예 7의 경우에는 전해액 완전 함침 시간 및 용량 감소가 다소 큰 것으로 확인되었다.However, in the case of Example 7 in which the electrolyte supply line was somewhat large, it was confirmed that the time required for complete electrolyte impregnation and the decrease in capacity were somewhat large.
100: 집전체
200: 전극 활물질층
300: 전해액 공급 라인100: House full
200: electrode active material layer
300: electrolyte supply line
Claims (9)
(B) 상기 집전체의 일면에 형성된 전극 활물질층;을 포함하는 리튬 이차 전지용 전극에 있어서,
상기 전극은 집전체 및 전극 활물질층을 관통하는 전해액 공급 라인을 포함하고, 상기 전해액 공급 라인은 전극의 중심부에서 외곽 방향으로 전극 면적당 차지하는 면적이 작아지도록 배치되는, 리튬 이차 전지용 전극.(A) a current collector; And
(B) an electrode active material layer formed on one surface of the current collector,
Wherein the electrode includes an electrolyte solution supply line passing through the current collector and the electrode active material layer, and the electrolyte solution supply line is disposed such that an area occupied by the electrolyte solution supply line in the outward direction from the center of the electrode becomes small.
상기 양극과 음극 중 적어도 하나는 청구항 1의 전극인, 리튬 이차 전지.A lithium secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, and a non-aqueous electrolyte,
Wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode is the electrode of claim 1.
Priority Applications (1)
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| KR20080105993A (en) * | 2007-05-30 | 2008-12-04 | 후지 쥬코교 가부시키가이샤 | Electric storage device and manufacturing method thereof |
| KR20100018460A (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-17 | 후지 쥬코교 가부시키가이샤 | Electric storage device |
| KR20120075953A (en) * | 2010-12-29 | 2012-07-09 | 주식회사 엘지화학 | Electrode assembly and manufacture thereof |
| KR20140142576A (en) * | 2013-06-04 | 2014-12-12 | 주식회사 엘지화학 | Manufacturing method of electrode for secondary battery and secondary battery comprising electrode manufactured by the method |
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001357836A (en) | 2000-06-12 | 2001-12-26 | Gs-Melcotec Co Ltd | Battery |
| JP2005228642A (en) | 2004-02-13 | 2005-08-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electrode plate, battery, manufacturing device of electrode plate, and manufacturing method of electrode plate |
| KR20080105993A (en) * | 2007-05-30 | 2008-12-04 | 후지 쥬코교 가부시키가이샤 | Electric storage device and manufacturing method thereof |
| KR20100018460A (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-17 | 후지 쥬코교 가부시키가이샤 | Electric storage device |
| KR20120075953A (en) * | 2010-12-29 | 2012-07-09 | 주식회사 엘지화학 | Electrode assembly and manufacture thereof |
| KR20140142576A (en) * | 2013-06-04 | 2014-12-12 | 주식회사 엘지화학 | Manufacturing method of electrode for secondary battery and secondary battery comprising electrode manufactured by the method |
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