JP2015518643A - 二次電池用電極、その製造方法、それを含む二次電池、及びケーブル型二次電池 - Google Patents

二次電池用電極、その製造方法、それを含む二次電池、及びケーブル型二次電池 Download PDF

Info

Publication number
JP2015518643A
JP2015518643A JP2015515973A JP2015515973A JP2015518643A JP 2015518643 A JP2015518643 A JP 2015518643A JP 2015515973 A JP2015515973 A JP 2015515973A JP 2015515973 A JP2015515973 A JP 2015515973A JP 2015518643 A JP2015518643 A JP 2015518643A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
secondary battery
layer
cable
battery according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015515973A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6149106B2 (ja
Inventor
クォン、ヨ−ハン
チュン、ヘ−ラン
キム、ウン−キョン
キム、ジェ−ヨン
キム、ヒョ−ミ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Chem Ltd
Original Assignee
LG Chem Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Chem Ltd filed Critical LG Chem Ltd
Publication of JP2015518643A publication Critical patent/JP2015518643A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6149106B2 publication Critical patent/JP6149106B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0422—Cells or battery with cylindrical casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/043—Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H01M4/622—Binders being polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/665—Composites
    • H01M4/667—Composites in the form of layers, e.g. coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/72—Grids
    • H01M4/74—Meshes or woven material; Expanded metal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/75—Wires, rods or strips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/78—Shapes other than plane or cylindrical, e.g. helical
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/80—Porous plates, e.g. sintered carriers
    • H01M4/806—Nonwoven fibrous fabric containing only fibres
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/446—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/491—Porosity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0567—Liquid materials characterised by the additives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0568—Liquid materials characterised by the solutes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/025—Electrodes composed of, or comprising, active material with shapes other than plane or cylindrical
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/027—Negative electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028—Positive electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0082—Organic polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0085—Immobilising or gelification of electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0409—Methods of deposition of the material by a doctor blade method, slip-casting or roller coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/381—Alkaline or alkaline earth metals elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/381—Alkaline or alkaline earth metals elements
    • H01M4/382—Lithium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/386—Silicon or alloys based on silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/387—Tin or alloys based on tin
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/42—Alloys based on zinc
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/44—Alloys based on cadmium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/46—Alloys based on magnesium or aluminium
    • H01M4/466—Magnesium based
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/581—Chalcogenides or intercalation compounds thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H01M4/622—Binders being polymers
    • H01M4/623—Binders being polymers fluorinated polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • H01M4/662—Alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/663—Selection of materials containing carbon or carbonaceous materials as conductive part, e.g. graphite, carbon fibres
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/668—Composites of electroconductive material and synthetic resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/669—Steels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/44—Fibrous material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

本発明は、集電体；前記集電体の一面に形成された電極活物質層；前記電極活物質層上に形成され、導電材とバインダーを含む導電層；及び前記導電層上に形成された多孔性の第１支持層；を含むシート型の二次電池用電極、その製造方法、それを含む二次電池及びケーブル型二次電池に関する。本発明によれば、シート型電極の少なくとも一面に支持層を取り入れることで、電極の柔軟性を大幅に向上させることができ、電池に過酷な外力が作用しても集電体から電極活物質層が脱離する現象を防止できることで、電池の容量減少を防止し、電池のサイクル寿命特性を向上させることができる。さらに、多孔性の支持層を備えることで、電極活物質層への電解液の流入が円滑になり、前記多孔性支持層の気孔に電解液が含浸することで、電池内の抵抗増加を防止し、電池の性能低下を防止することができる。【選択図】 図１

Description

本発明は、二次電池用電極、その製造方法、それを含む二次電池及びケーブル型二次電池に関し、より詳しくは、電極活物質層の脱離現象を防止し、電極の柔軟性を向上させた二次電池用電極、その製造方法、それを含む二次電池及びケーブル型二次電池に関する。
本出願は、２０１３年５月７日出願の韓国特許出願第１０−２０１３−００５１５６４号、及び２０１４年５月７日出願の韓国特許出願第１０−２０１４−００５４２７８号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
二次電池は、外部の電気エネルギーを化学エネルギーの形態に変換して貯蔵しておき、必要なときに電気を作る装置であり、充電を繰り返すことができるという意味で「充電式電池（ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ ｂａｔｔｅｒｙ）」とも呼ばれる。広く使用される二次電池としては、鉛蓄電池、ニッケル‐カドミウム電池（ＮｉＣｄ）、ニッケル水素蓄電池（ＮｉＭＨ）、リチウムイオン電池（Ｌｉ‐ｉｏｎ）、リチウムイオンポリマー電池（Ｌｉ‐ｉｏｎ ｐｏｌｙｍｅｒ）がある。二次電池は使い捨ての一次電池に比べて経済的な利点と環境的な利点を共に提供する。
現在、二次電池は低い電力を要する所に使用されている。例えば、自動車の始動を補助する機器、携帯用装置、道具、無停電電源装置が挙げられる。近年の無線通信技術の発展は携帯用装置の大衆化を主導しており、従来の多くの装置が無線化される傾向もあるため、二次電池に対する需要が爆発的に伸びている。また、環境汚染防止の面でハイブリッド自動車、電気自動車が実用化されているが、これら次世代自動車は二次電池を使用することで、コストと重量を下げ、寿命を伸ばす技術を採用している。
一般に、二次電池は円筒型、角形、またはパウチ型の電池が殆どである。二次電池が、負極、正極及び分離膜で構成された電極組立体を円筒型または角形の金属缶またはアルミニウムラミネートシートのパウチ型ケースの内部に収納し、前記電極組立体に電解質を注入して製造されるためである。したがって、このような二次電池の装着には一定空間が必要となるため、二次電池の円筒型、角形、またはパウチ型の形態は多様な形態の携帯用装置の開発に制約となる。そこで、形態の変形が自在な新たな形態の二次電池が求められている。
このような要求に応えて、断面の直径に対する長さの比が非常に大きい電池である線型電池が提案された。このようなケーブル型二次電池は、形態の変形に伴う外力によるストレス、または、充放電時の電極活物質層の急激な体積膨張などによって電極活物質層が脱離し、容量減少及びサイクル寿命特性の劣化現象が発生する恐れがある。
このような問題点を解決するため、電極活物質層に含まれるバインダーの含量を増加させれば、曲げやねじれに対する柔軟性は有し得るものの、電極活物質層のバインダー含量の増加は電極抵抗を増加させ、電池性能低下の原因になる。また、電極が完全に折れるなどの過酷な外力が作用すれば、バインダーの含量を増加させても電極活物質層の脱離は防止できず、適切な解決方法になれない。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、電極活物質層に外力が作用しても電極活物質層にクラック（ｃｒａｃｋ）が発生することを緩和し、酷いクラックが発生しても集電体から脱離することを防止できる二次電池用電極、その製造方法、それを含む二次電池及びケーブル型二次電池を提供することを目的とする。
上記の課題を達成するため、本発明の一態様によれば、集電体；前記集電体の一面に形成された電極活物質層；前記電極活物質層上に形成され、導電材とバインダーを含む導電層；及び前記導電層上に形成された多孔性の第１支持層；を含むシート型の二次電池用電極が提供される。
このとき、前記集電体は、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素または銅；カーボン、ニッケル、チタンまたは銀で表面処理されたステンレススチール；アルミニウム‐カドミウム合金；導電材で表面処理された非伝導性高分子；伝導性高分子；Ｎｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ／Ａｇ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｃｕ、ＢａまたはＩＴＯである金属粉末を含む金属ペースト；若しくは黒鉛、カーボンブラックまたは炭素ナノチューブである炭素粉末を含む炭素ペースト；から製造されたものであり得る。
また、前記集電体は、メッシュ型集電体であり得る。
また、前記集電体は、導電材及びバインダーからなる下塗層をさらに含むことができる。
ここで、前記導電材は、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維、炭素ナノチューブ及びグラフェン（ｇｒａｐｈｅｎｅ）からなる群より選択されるいずれか１つまたはこれらのうち２種以上の混合物を含むことができる。
また、前記バインダーは、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ化ビニリデン‐ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＶｄＦ‐ｃｏ‐ＨＦＰ）、ポリフッ化ビニリデン‐co-トリクロロエチレン（ＰＶｄＦ‐ｃｏ‐ＴＣＥ）、ポリブチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアセテート（ＰＶＡｃ）、エチレンビニルアセテート共重合体（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ‐ｃｏ‐ｖｉｎｙｌａｃｅｔａｔｅ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、ポリアリレート、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、シアノエチルプルラン、シアノエチルポリビニルアルコール、シアノエチルセルロース、シアノエチルスクロース、プルラン、カルボキシルメチルセルロース、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルスチレンブタジエン共重合体（ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ‐ｓｔｙｒｅｎｅ‐ｂｕｔａｄｉｅｎｅ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）及びポリイミドからなる群より選択されたいずれか１つまたはこれらのうち２種以上の混合物であり得る。
また、前記集電体の少なくとも一面に、複数の凹部を形成することができる。
このとき、前記複数の凹部は、連続的なパターンを有するか、または、断続的なパターンを有し得る。
また、前記第１支持層は、メッシュ型多孔性膜または不織布であり得る。
また、前記第１支持層は、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線形低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンスルフィド及びポリエチレンナフタレートからなる群より選択されたいずれか１つまたはこれらのうち２種以上の混合物から形成することができる。
また、前記第１支持層上に、導電材及びバインダーを備える導電材コーティング層をさらに形成することができる。
このとき、前記導電材コーティング層は、前記導電材と前記バインダーとを８０：２０ないし９９：１の重量比で混合したものであり得る。
一方、前記導電層は、前記導電材と前記バインダーとが１：１０ないし８：１０の重量比で混合されて形成されたものであり得る。
また、前記導電層に形成された気孔の大きさが０．０１μｍないし５μｍであり、気孔度が５ないし７０％であり得る。
また、前記導電材は、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維、炭素ナノチューブ及びグラフェンからなる群より選択されるいずれか１つまたはこれらのうち２種以上の混合物を含むものであり得る。
また、前記バインダーは、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン‐ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン‐co-トリクロロエチレン、ポリブチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアセテート、エチレンビニルアセテート共重合体、ポリエチレンオキサイド、ポリアリレート、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、シアノエチルプルラン、シアノエチルポリビニルアルコール、シアノエチルセルロース、シアノエチルスクロース、プルラン、カルボキシルメチルセルロース、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルスチレンブタジエン共重合体及びポリイミドからなる群より選択されたいずれか１つまたはこれらのうち２種以上の混合物であり得る。
一方、前記第１支持層上に、無機物粒子とバインダー高分子との混合物から形成された多孔性コーティング層をさらに含むことができる。
また、前記集電体の他面に形成された第２支持層をさらに含むことができる。
このとき、前記第２支持層は、高分子フィルムであり得、前記高分子フィルムは、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド及びポリアミドからなる群より選択されるいずれか１つまたはこれらのうち２種以上の混合物から形成することができる。
一方、前記二次電池用電極が負極である場合、前記電極活物質層は、天然黒鉛、人造黒鉛または炭素質材料；リチウム含有チタン複合酸化物（ＬＴＯ）；Ｓｉ、Ｓｎ、Ｌｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、Ｃｅ、ＮｉまたはＦｅである金属類（Ｍｅ）；前記金属類（Ｍｅ）の合金類；前記金属類（Ｍｅ）の酸化物（ＭｅＯｘ）；及び前記金属類（Ｍｅ）と炭素との複合体からなる群より選択されたいずれか１つの活物質またはこれらのうち２種以上の混合物を含み、前記二次電池用電極が正極である場合、前記電極活物質層は、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＣｏＰＯ4、ＬｉＦｅＰＯ4、ＬｉＮｉＭｎＣｏＯ2、及びＬｉＮｉ1-x-y-zＣｏxＭ１yＭ２zＯ2（Ｍ１及びＭ２は互いに独立して、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｇ及びＭｏからなる群より選択され、ｘ、ｙ及びｚは互いに独立した酸化物組成元素の原子分率であって、０≦ｘ＜０．５、０≦ｙ＜０．５、０≦ｚ＜０．５、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である）からなる群より選択されたいずれか１つの活物質またはこれらのうち２種以上の混合物を含むことができる。
一方、本発明の他の態様によれば、（Ｓ１）集電体の一面に、電極活物質スラリーを塗布し乾燥して電極活物質層を形成する工程；（Ｓ２）前記電極活物質層上に、導電材とバインダーを含む導電材スラリーを塗布する工程；（Ｓ３）塗布された前記導電材スラリー上に多孔性の第１支持層を形成する工程；及び（Ｓ４）前記（Ｓ３）工程の結果物を圧着し、前記電極活物質層と前記第１支持層との間に接着して一体化した導電層を形成する工程；を含むシート型の二次電池用電極の製造方法が提供される。
このとき、前記（Ｓ３）工程では、前記バインダーが硬化する前に、塗布された前記導電材スラリー上に前記多孔性の第１支持層を形成することができる。
また、前記（Ｓ４）工程では、前記バインダーが硬化する前に、前記（Ｓ３）工程の結果物をコーティングブレードにより圧着し、前記電極活物質層と前記第１支持層との間に接着して一体化した導電層を形成することができる。
また、前記（Ｓ１）工程の前又は前記（Ｓ４）工程の後、前記集電体の他面に、第２支持層を圧着して形成する工程をさらに含むことができる。
また、本発明のさらに他の態様によれば、正極、負極、前記正極と前記負極との間に選択されされたセパレータ、及び電解質を含む二次電池において、前記正極及び前記負極の少なくとも１つが本発明の二次電池用電極である二次電池が提供される。
一方、本発明のさらに他の態様によれば、内部電極；前記内部電極の外面を囲んで形成され、電極の短絡を防止する分離層；及び前記分離層の外面を囲んで螺旋状に巻き取られて形成された外部電極；を含み、前記内部電極及び前記外部電極の１種以上が本発明の二次電池用電極で形成されるケーブル型二次電池が提供される。
このとき、前記外部電極は、一方向に延びたストリップ構造であり得る。
また、前記外部電極は、互いに重ならないように螺旋状に巻き取られて形成されるか、または、互いに重なるように螺旋状に巻き取られて形成され得る。
また、前記内部電極は、内部に空間が形成された中空型構造であり得る。
このとき、前記内部電極は、螺旋状に巻き取られた１つ以上の前記二次電池用電極を含むことができる。
また、前記内部電極の内部に形成された空間に、内部電極集電体コア部、電解質を含むリチウムイオン供給コア部、または充填コア部を形成することができる。
このとき、前記リチウムイオン供給コア部は、ゲル型ポリマー電解質及び支持体をさらに含むことができ、液体電解質及び多孔性担体をさらに含むことができる。
一方、前記電解質は、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、メチルホルメート（ＭＦ）、γ‐ブチロラクトン（γ‐ＢＬ）、スルホラン、メチルアセテート（ＭＡ）、またはメチルプロピオネート（ＭＰ）を使用した非水電解液；ＰＥＯ、ＰＶｄＦ、ＰＶｄＦ‐ＨＦＰ、ＰＭＭＡ、ＰＡＮまたはＰＶＡｃを使用したゲル型高分子電解質；及びＰＥＯ、ポリプロピレンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリエーテルイミン（ＰＥＩ）、ポリエチレンスルフィド（ＰＥＳ）またはＰＶＡｃを使用した固体電解質；からなる群より選択された電解質を含むことができる。
また、前記電解質は、リチウム塩をさらに含むことができ、このとき、前記リチウム塩は、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ10Ｃｌ10、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＣＯ2、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＡｌＣｌ4、ＣＨ3ＳＯ3Ｌｉ、ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉ、（ＣＦ3ＳＯ2）2ＮＬｉ、クロロホウ酸リチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、及びテトラフェニルホウ酸リチウムからなる群より選択されたいずれか１つまたはこれらのうち２種以上の混合物であり得る。
一方、前記内部電極が負極であり、外部電極が正極であるか、または、内部電極が正極であり、外部電極が負極であり得る。
また、前記分離層は、電解質層またはセパレータであり得る。
このとき、前記電解質層は、ＰＥＯ、ＰＶｄＦ、ＰＶｄＦ‐ＨＦＰ、ＰＭＭＡ、ＰＡＮまたはＰＶＡｃを使用したゲル型高分子電解質；及びＰＥＯ、ＰＰＯ、ＰＥＩ、ＰＥＳまたはＰＶＡｃを使用した固体電解質；からなる群より選択された電解質を含むことができる。
また、前記電解質層は、リチウム塩をさらに含むことができ、前記リチウム塩は、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ10Ｃｌ10、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＣＯ2、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＡｌＣｌ4、ＣＨ3ＳＯ3Ｌｉ、ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉ、（ＣＦ3ＳＯ2）2ＮＬｉ、クロロホウ酸リチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、及びテトラフェニルホウ酸リチウムからなる群より選択されたいずれか１つまたはこれらのうち２種以上の混合物であり得る。
また、前記セパレータは、エチレン単独重合体、プロピレン単独重合体、エチレン‐ブテン共重合体、エチレン‐ヘキセン共重合体及びエチレン‐メタクリレート共重合体からなる群より選択されたポリオレフィン系高分子から製造された多孔性高分子基材；ポリエステル、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンスルフィド及びポリエチレンナフタレートからなる群より選択された高分子から製造された多孔性高分子基材；無機物粒子とバインダー高分子との混合物から形成された多孔性基材；または前記多孔性高分子基材の少なくとも一面上に無機物粒子とバインダー高分子との混合物から形成された多孔性コーティング層を備えたセパレータであり得る。
一方、本発明のさらに他の態様によれば、電解質を含むリチウムイオン供給コア部；前記リチウムイオン供給コア部の外面を囲んで形成され、集電体及び電極活物質層を備える内部電極；前記内部電極の外面を囲んで形成され、電極の短絡を防止する分離層；及び前記分離層の外面を囲んで螺旋状に巻き取られて形成され、集電体及び電極活物質層を備える外部電極；を含み、前記内部電極及び前記外部電極の１種以上が本発明の二次電池用電極で形成されるケーブル型二次電池が提供される。
また、本発明のさらに他の態様によれば、互いに平行に配置された２以上の内部電極；前記内部電極の外面を一緒に囲んで形成され、電極の短絡を防止する分離層；及び前記分離層の外面を囲んで螺旋状に巻き取られて形成された外部電極；を含み、前記内部電極及び前記外部電極の１種以上が本発明の二次電池用電極で形成されるケーブル型二次電池が提供される。
また、本発明のさらに他の態様によれば、電解質を含む２以上のリチウムイオン供給コア部；それぞれの前記リチウムイオン供給コア部の外面を囲んで形成され、集電体及び電極活物質層を備えて互いに平行に配置される２以上の内部電極；前記内部電極の外面を一緒に囲んで形成され、電極の短絡を防止する分離層；及び前記分離層の外面を囲んで螺旋状に巻き取られて形成され、集電体及び電極活物質層を備える外部電極；を含み、前記内部電極及び前記外部電極の１種以上が本発明の二次電池用電極で形成されるケーブル型二次電池が提供される。
このとき、前記内部電極は、螺旋状に巻き取られた１つ以上の前記二次電池用電極を含むことができる。
本発明によれば、シート型電極の少なくとも一面に支持層を取り入れることで、電極の柔軟性を大幅に向上させることができる。
また、電極が完全に折れるなどの過酷な外力が作用するとき、電極活物質層のバインダー含量を増加させなくても、前記支持層が緩衝作用をすることで、電極活物質層のクラック発生を緩和し、それにより、集電体から電極活物質層が脱離する現象を防止することができる。
それにより、電池の容量減少を防止し、電池のサイクル寿命特性を向上させることができる。
また、電極活物質層の上面に導電層を備えることで電極の導電性を増加させることができ、導電層の気孔構造を通じて電解液の移動が自由である。
さらに、多孔性の支持層を備えることで電極活物質層への電解液の流入が円滑になり、前記多孔性支持層の気孔に電解液が含浸することで電池内の抵抗増加を防止し、電池の性能低下を防止することができる。
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
本発明の一実施例によるシート型の二次電池用電極を示した断面図である。 本発明の他の実施例によるシート型の二次電池用電極を示した断面図である。 本発明の一実施例によるシート型の二次電池用電極の製造方法を概略的に示した図である。 本発明の一実施例によるメッシュ型集電体の表面を示した図である。 本発明の一実施例による、複数の凹部が形成された集電体の表面を概略的に示した図である。 本発明の他の実施例による、複数の凹部が形成された集電体の表面を概略的に示した図である。 本発明の一実施例によって製造されたシート型の二次電池用電極を撮影した写真である。 本発明のケーブル型二次電池において、シート型内部電極がリチウムイオン供給コア部の外面に巻き取られて形成されることを概略的に示した図である。 本発明の一実施例によるケーブル型二次電池の構造を概略的に示した斜視図である。 本発明の一実施例による複数の内部電極を備えるケーブル型二次電池の断面を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施例によって製造されたシート型電極を二つ折りにした後の様子を撮影した写真である。 本発明の一比較例によって製造されたシート型電極を二つ折りにした後の様子を撮影した写真である。 本発明の実施例及び比較例によって製造された電極を備えるコイン型ハーフセルの寿命特性を示したグラフである。
以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。本明細書及び請求範囲に使用された用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。
また、本明細書に記載された実施例と図面に示された構成は、本発明の最も望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想の全てを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
図１及び図２は本発明の一実施例によるシート型の二次電池用電極の断面を示した図であり、図３は本発明の一実施例によるシート型の二次電池用電極の望ましい製造方法を概略的に示した図である。
図１ないし図３を参照すれば、本発明によるシート型の二次電池用電極は、集電体１０；前記集電体１０の一面に形成された電極活物質層２０；前記電極活物質層２０上に形成され、導電材とバインダーを含む導電層３０；及び前記導電層３０上に形成された多孔性の第１支持層４０；を含む。
また、前記集電体１０の他面に形成された第２支持層５０をさらに含むこともできる。
可撓性を有する電池を製造するためには、電極の可撓性が十分確保されなければならない。しかし、可撓性電池の一例である従来のケーブル型二次電池は、形態の変形に伴う外力によるストレス、または、Ｓｉ、Ｓｎ系の高容量負極活物質を適用したとき、充放電過程で電極活物質層の急激な体積膨張などによって電極活物質層の脱離現象が生じ、電池の容量減少及びサイクル寿命特性の劣化現象が発生した。このような問題を解決するための一環として、電極活物質層に含まれるバインダーの含量を増加させれば、曲げやねじれに対する柔軟性を有し得る。
しかし、電極活物質層のバインダー含量の増加は電極抵抗を増加させ、電池性能低下の原因になり、また、電極が完全に折れるなどの過酷な外力が作用すれば、バインダーの含量を増加させても電極活物質層の脱離は防止できず、適切な解決方法になれなかった。
そこで、本発明では、電極の外面に形成された多孔性の第１支持層４０と、集電体１０の他面に形成され得る第２支持層５０をさらに含むことで、上述した問題点を解決した。
すなわち、前記多孔性の第１支持層４０は、電極に曲げまたはねじれの外力が作用しても、電極活物質層２０に作用する外力を緩和する緩衝作用をすることで、電極活物質層２０の脱離現象を防止し、電極の柔軟性を向上させる。また、さらに形成され得る前記第２支持層５０は、集電体１０の断線を抑制し、集電体１０の柔軟性をさらに向上させることができる。
さらに、本発明は、前記多孔性の第１支持層４０と電極活物質層２０とが互いに接着して一体化できるように、その間に接着物として、導電材とバインダーを含む導電材スラリーの乾燥結果物である導電層３０を含む。
前記接着物として一般的なバインダーを適用すれば、電極の抵抗として作用して電池の性能劣化が発生する恐れがあるが、前記導電層３０を含むようになれば、電極の導電性を向上させることで、このような問題点を解消することができる。
図１ないし図３を参照して、シート型の二次電池用電極の製造方法について説明する。参考までに、図３では集電体１０の下面に第２支持層５０が予め形成されている状態で導電層を形成する場合を示しているが、これは本発明の一実施例に過ぎず、後述するように第２支持層５０が形成されていない状態で導電層を形成することができる。
まず、集電体１０の一面に、電極活物質スラリーを塗布し乾燥して電極活物質層２０を形成する（Ｓ１）。
ここで、前記集電体１０は、電極活物質の電気化学反応によって生成された電子を集めるか、または電気化学反応に必要な電子を供給する役割をするものであって、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素または銅；カーボン、ニッケル、チタンまたは銀で表面処理されたステンレススチール；アルミニウム‐カドミウム合金；導電材で表面処理された非伝導性高分子；伝導性高分子；Ｎｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ／Ａｇ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｃｕ、ＢａまたはＩＴＯである金属粉末を含む金属ペースト；若しくは黒鉛、カーボンブラックまたは炭素ナノチューブである炭素粉末を含む炭素ペースト；から製造されたものであり得る。
上述したように、二次電池に曲げまたはねじれなどの外力が作用すれば、電極活物質層が集電体から脱離する現象が発生することがある。したがって、電極の柔軟性のために電極活物質層に多量のバインダー成分を含有させるようになる。しかし、このような多量のバインダーは、電解液によって膨潤（ｓｗｅｌｌｉｎｇ）して集電体から脱離し易く、それにより電池性能の低下が発生する恐れがある。
したがって、電極活物質層と集電体との間の接着力を向上させるため、前記集電体１０は、導電材及びバインダーからなる下塗層をさらに含むことができる。このとき、前記導電材及びバインダーは、後述する導電材コーティング層の形成に使用するものと同じ種類のものを使用することができる。
また、図４ないし図６を参照すれば、前記集電体１０はメッシュ型の集電体であり得、集電体の表面積をさらに増加させるため、少なくとも一面に、複数の凹部を形成することができる。このとき、前記複数の凹部は、連続的なパターンを有するか、または、断続的なパターンを有し得る。すなわち、互いに離隔して長さ方向に形成された連続的なパターンの凹部を有するか、または、複数の孔が形成された断続的なパターンを有し得る。前記複数の孔は円形であってもよく、多角形であってもよい。
一方、前記二次電池用電極が負極である場合、前記電極活物質層２０は、天然黒鉛、人造黒鉛または炭素質材料；リチウム含有チタン複合酸化物（ＬＴＯ）；Ｓｉ、Ｓｎ、Ｌｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、Ｃｅ、ＮｉまたはＦｅである金属類（Ｍｅ）；前記金属類（Ｍｅ）の合金類；前記金属類（Ｍｅ）の酸化物（ＭｅＯｘ）；及び前記金属類（Ｍｅ）と炭素との複合体からなる群より選択されたいずれか１つの活物質またはこれらのうち２種以上の混合物を含み、前記二次電池用電極が正極である場合、前記電極活物質層は、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＣｏＰＯ4、ＬｉＦｅＰＯ4、ＬｉＮｉＭｎＣｏＯ2、及びＬｉＮｉ1-x-y-zＣｏxＭ１yＭ２zＯ2（Ｍ１及びＭ２は互いに独立して、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｇ及びＭｏからなる群より選択され、ｘ、ｙ及びｚは互いに独立した酸化物組成元素の原子分率であって、０≦ｘ＜０．５、０≦ｙ＜０．５、０≦ｚ＜０．５、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である）からなる群より選択されたいずれか１つの活物質またはこれらのうち２種以上の混合物を含むことができる。
次いで、前記電極活物質層２０上に、導電材とバインダーを含む導電材スラリー３０’を塗布する（Ｓ２）。
このとき、前記導電材スラリー３０’は接着物として使用される。一般的なバインダーのみを使用すれば、気孔が形成されず電極活物質層に電解液が流入し難く、結局抵抗として作用して電池性能の劣化を生じさせる恐れがある。
ここで、前記導電材スラリー３０’は、その後導電層３０を形成するようになり、前記導電材と前記バインダーとを１：１０ないし８：１０の重量比で混合して形成することができる。
このとき、前記導電材は、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維、炭素ナノチューブ及びグラフェンからなる群より選択されるいずれか１つまたはこれらのうち２種以上の混合物を含むものであり得るが、これらに限定されることはない。
また、前記バインダーは、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン‐ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン‐co-トリクロロエチレン、ポリブチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアセテート、エチレンビニルアセテート共重合体、ポリエチレンオキサイド、ポリアリレート、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、シアノエチルプルラン、シアノエチルポリビニルアルコール、シアノエチルセルロース、シアノエチルスクロース、プルラン、カルボキシルメチルセルロース、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルスチレンブタジエン共重合体及びポリイミドからなる群より選択されたいずれか１つまたはこれらのうち２種以上の混合物であり得るが、これらに限定されることはない。
次いで、塗布された前記導電材スラリー３０’上に多孔性の第１支持層４０を形成する（Ｓ３）。
ここで、前記第１支持層４０は、メッシュ型多孔性膜または不織布であり得る。このように多孔性の構造を有することで、電極活物質層２０への電解液の流入を円滑にし、第１支持層４０自体でも電解液の含浸性に優れるため、イオン伝導性が確保されて電池内部の抵抗増加を防止し、電池の性能低下を防止することができる。
また、前記第１支持層４０は、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線形低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンスルフィド及びポリエチレンナフタレートからなる群より選択されたいずれか１つまたはこれらのうち２種以上の混合物から形成することができる。
一方、前記第１支持層４０上に、導電材及びバインダーを備える導電材コーティング層をさらに含むことができる。前記導電材コーティング層は、電極活物質層の伝導性を向上させて電極の抵抗を減少させることで、電池の性能低下を防止する。
このとき、前記導電材及びバインダーとしては、上述した導電材スラリーに使用されたものと同じものなどを使用することができる。
負極の場合、負極活物質層の伝導性が比較的に優れるため、前記導電材コーティング層を含まなくても、一般的な負極が使われた場合と同様の性能を示すが、正極の場合は、正極活物質層の伝導性が低く、電極抵抗の増加による性能低下が深刻になり得るため、電池内部の抵抗減少のために正極に適用されるとき特に有利である。
このとき、前記導電材コーティング層は、前記導電材と前記バインダーとを８０：２０ないし９９：１の重量比で混合したものであり得る。バインダーの含量が増加すれば、電極の抵抗が過度に増加する恐れがあるが、上述した数値範囲の含量を満足すれば、電極の抵抗が過度に増加することを防止できる。さらに、上述したように、第１支持層が電極活物質層の脱離現象を防止する緩衝作用を果たすため、比較的少量のバインダーが含まれても、電極の柔軟性確保にはあまり差し支えない。
次いで、前記（Ｓ３）工程の結果物を圧着し、前記電極活物質層２０と前記第１支持層４０との間に接着して一体化した導電層３０を形成する（Ｓ４）。
前記導電層３０は、電極の導電性を向上させて電池の性能劣化を防止することができる。
このとき、前記導電層は、電極活物質層への電解液の流入を円滑にするため、多孔性構造で形成でき、このとき、前記導電層に形成された気孔の大きさが０．０１μｍないし５μｍであり、気孔度が５ないし７０％であり得る。
図７は、本発明の一実施例によって製造された二次電池用電極を撮影した写真である。
一方、前記導電材スラリー３０’を前記電極活物質層２０の一面にコーティングした後、乾燥させて導電層３０を形成した後、その上に第１支持層４０をラミネートなどを通じて形成すれば、前記電極活物質層２０と前記第１支持層４０とを互いに接着させる導電材スラリー３０’のバインダー成分が硬化し、両層間の強い接着力が維持されないこともあり得る。
また、本発明の望ましい製造方法のように、予め製造された多孔性の第１支持層を使用せず、導電層に高分子溶液をコーティングすることで多孔性の支持層を形成することもできる。しかし、高分子溶液をコーティングして形成した多孔性支持体は、本発明の望ましい製造方法によって製造された多孔性の第１支持層に比べて機械的物性が悪く、外力による電極活物質層の脱離現象を効果的に抑制することができない。
しかし、本発明の望ましい製造方法によれば、前記バインダー成分が硬化する前に、塗布された導電材スラリー３０’の上面に第１支持層４０を形成し、コーティングブレード６０により共にコーティングすることで、前記電極活物質層２０と前記第１支持層４０との間に接着して一体化した導電層３０を形成することができる。
一方、前記（Ｓ１）工程の前又は前記（Ｓ４）工程の後、前記集電体１０の他面に、第２支持層５０を圧着して形成する工程をさらに含むことができる。ここで、前記第２支持層５０は、前記集電体１０の断線を抑制し、前記集電体１０の柔軟性を一層向上させることができる。
このとき、前記第２支持層５０は、高分子フィルムであり得、このとき、前記高分子フィルムは、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド及びポリアミドからなる群より選択されるいずれか１つまたはこれらのうち２種以上の混合物から形成することができる。
一方、本発明の二次電池は、正極、負極、前記正極と前記負極との間に介在されたセパレータ、及び電解質を含むものであって、前記正極及び負極の少なくとも１つは上述した本発明の二次電池用電極である。
ここで、本発明の二次電池は、積層型、巻取型、積層／折畳型の一般的な形態の二次電池だけでなく、ケーブル型二次電池などの特殊な形態の二次電池でもあり得る。
一方、本発明によるケーブル型二次電池は、内部電極；前記内部電極の外面を囲んで形成され、電極の短絡を防止する分離層；及び前記分離層の外面を囲んで螺旋状に巻き取られて形成された外部電極；を含み、前記内部電極及び前記外部電極の１種以上が上述した本発明の二次電池用電極で形成される。
ここで、螺旋状とは、英語でスパイラル（ｓｐｉｒａｌ）またはヘリックス（ｈｅｌｉｘ）であって、一定範囲をねじれ曲がった形状であり、一般にバネ状と類似する形状を通称する。
このとき、前記外部電極は、一方向に延びたストリップ（ｓｔｒｉｐ、帯）構造であり得る。
また、前記外部電極は、互いに重ならないように螺旋状に巻き取られて形成され得る。このとき、前記外部電極は、電池の性能が低下しないように前記外部電極の幅の２倍以内の間隔を置いて互いに離隔し、重ならないように螺旋状に巻き取られて形成され得る。
また、前記外部電極は、互いに重なるように螺旋状に巻き取られて形成され得る。このとき、前記外部電極は、電池の内部抵抗の過度な上昇を抑制するため、互いに重なる部分の幅が前記外部電極の幅の０．９倍以内になるように螺旋状に巻き取られて形成され得る。
一方、前記内部電極は、内部に空間が形成された中空型構造であり得る。
このとき、前記内部電極は、螺旋状に巻き取られた１つ以上の前記二次電池用電極を含むことができる。
また、前記内部電極の内部に形成された空間に、内部電極集電体コア部が形成され得る。
このとき、前記内部電極集電体コア部は、カーボンナノチューブ、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素または銅；カーボン、ニッケル、チタンまたは銀で表面処理されたステンレススチール；アルミニウム‐カドミウム合金；導電材で表面処理された非伝導性高分子；若しくは伝導性高分子から製造され得る。
また、前記内部電極の内部に形成された空間に、電解質を含むリチウムイオン供給コア部が形成され得る。
このとき、前記リチウムイオン供給コア部は、ゲル型ポリマー電解質及び支持体を含むことができる。
また、前記リチウムイオン供給コア部は、液体電解質及び多孔性担体を含むことができる。
また、前記内部電極の内部に形成された空間に、充填コア部が形成され得る。
前記充填コア部は、上述した内部電極集電体コア部及びリチウムイオン供給コア部を形成する材料の外に、ケーブル型二次電池において多様な性能を改善させるための材料、例えば、高分子樹脂、ゴム、無機物などを、ワイヤ型、繊維状、粉末状、メッシュ、発泡体などの多様な形状で形成することができる。
一方、図８は、本発明の一実施例によるケーブル型二次電池であって、シート型内部電極がリチウムイオン供給コア部１１０の外面に巻き取られて形成されることを概略的に示した図であり、シート型の内部電極がケーブル型二次電池に適用される様子を示している。後述するシート型の外部電極が分離層の外面に巻き取られて形成される様子も同様である。
このような本発明の一実施例によるケーブル型二次電池は、電解質を含むリチウムイオン供給コア部；前記リチウムイオン供給コア部の外面を囲んで形成され、集電体及び電極活物質層を備える内部電極；前記内部電極の外面を囲んで形成され、電極の短絡を防止する分離層；及び前記分離層の外面を囲んで螺旋状に巻き取られて形成され、集電体及び電極活物質層を備える外部電極；を含み、前記内部電極及び前記外部電極の１種以上が本発明の二次電池用電極で形成される。
本発明の一実施例によるケーブル型二次電池は、所定形状の水平断面を有し、水平断面に対する長さ方向に長く延びた線型構造を有し得る。本発明の一実施例によるケーブル型二次電池は、可撓性を有するため、変形が自由である。ここで、所定の形状とは、特に形状を制限しないということであり、本発明の本質から逸脱しない如何なる形状も可能であるという意味である。
図９には、内部電極に上述した本発明の二次電池用電極が導入されたケーブル型二次電池１００が示されている。
図９を参照すれば、電解質を含むリチウムイオン供給コア部１１０；前記リチウムイオン供給コア部１１０の外面を囲んで巻き取られて形成される内部電極；前記内部電極の外面を囲んで形成され、電極の短絡を防止する分離層１７０；及び前記分離層１７０の外面を囲んで螺旋状に巻き取られて形成され、外部集電体１９０及び外部電極活物質層１８０を備える外部電極；を含み、前記内部電極は、内部集電体１２０、前記内部集電体１２０の一面に形成された内部電極活物質層１３０、前記内部電極活物質層１３０の上面に形成され、導電材とバインダーを含む導電層１４０、前記導電層１４０の上面に形成された多孔性の第１支持層１５０、及び前記内部集電体１２０の他面に形成された第２支持層１６０を含む。
上述したように、内部電極ではなく外部電極が上述した本発明のシート型の二次電池用電極であっても良く、内部電極と外部電極ともに本発明のシート型の二次電池用電極で形成されても良い。
ここで、前記リチウムイオン供給コア部１１０は、電解質を含む。該電解質としては、その種類を特に限定しないが、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチルホルメート、γ‐ブチロラクトン、スルホラン、メチルアセテート、またはメチルプロピオネートを使用した非水電解液；ＰＥＯ、ＰＶｄＦ、ＰＶｄＦ‐ＨＦＰ、ＰＭＭＡ、ＰＡＮまたはＰＶＡｃを使用したゲル型高分子電解質；若しくはＰＥＯ、ＰＰＯ、ＰＥＩ、ＰＥＳまたはＰＶＡｃを使用した固体電解質；などを使用することができる。また、このような電解質は、リチウム塩をさらに含むことができるが、このようなリチウム塩としては、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ10Ｃｌ10、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＣＯ2、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＡｌＣｌ4、ＣＨ3ＳＯ3Ｌｉ、ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉ、（ＣＦ3ＳＯ2）2ＮＬｉ、クロロホウ酸リチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、及びテトラフェニルホウ酸リチウムなどを使用することが望ましい。また、このようなリチウムイオン供給コア部１１０は、電解質のみから構成でき、液相の電解液である場合は、多孔質の担体を使用して構成することもできる。
一方、前記内部電極が負極であり、外部電極が正極であるか、または、内部電極が正極であり、外部電極が負極であり得る。
前記負極または正極に使用される電極活物質は、上述した通りである。
また、本発明の分離層１７０としては、電解質層またはセパレータを使用することができる。
イオンの通路になる電解質層としては、ＰＥＯ、ＰＶｄＦ、ＰＶｄＦ‐ＨＦＰ、ＰＭＭＡ、ＰＡＮまたはＰＶＡｃを使用したゲル型高分子電解質；若しくはＰＥＯ、ＰＰＯ、ＰＥＩ、ＰＥＳまたはＰＶＡｃを使用した固体電解質；などを使用する。固体電解質のマトリクスは、高分子またはセラミックガラスを基本骨格にすることが望ましい。一般の高分子電解質の場合は、イオン伝導度が満足できても反応速度の面でイオンの移動が非常に遅い恐れがあるため、固体よりは、イオンの移動が容易なゲル型高分子の電解質を使用することが望ましい。ゲル型高分子電解質は、機械的特性に優れないため、それを補うために支持体を含むことができ、このような支持体としては気孔構造支持体または架橋高分子を使用することができる。本発明の電解質層は、セパレータの役割も果たせるため、別途のセパレータを使用しなくてもよい。
本発明の電解質層は、リチウム塩をさらに含むことができる。リチウム塩は、イオン伝導度及び反応速度を向上させることができ、これらの非制限的な例としては、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ10Ｃｌ10、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＣＯ2、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＡｌＣｌ4、ＣＨ3ＳＯ3Ｌｉ、ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉ、（ＣＦ3ＳＯ2）2ＮＬｉ、クロロホウ酸リチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、及びテトラフェニルホウ酸リチウムなどが挙げられる。
前記セパレータとしては、その種類を限定しないが、エチレン単独重合体、プロピレン単独重合体、エチレン‐ブテン共重合体、エチレン‐ヘキセン共重合体及びエチレン‐メタクリレート共重合体からなる群より選択されたポリオレフィン系高分子から製造された多孔性高分子基材；ポリエステル、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンスルフィド及びポリエチレンナフタレートからなる群より選択された高分子から製造された多孔性高分子基材；無機物粒子とバインダー高分子との混合物から形成された多孔性基材；または前記多孔性高分子基材の少なくとも一面上に無機物粒子とバインダー高分子との混合物から形成された多孔性コーティング層を備えたセパレータなどを使用することができる。
このとき、無機物粒子とバインダー高分子との混合物から形成された前記多孔性コーティング層では、無機物粒子同士が互いに結着した状態を維持できるように、バインダー高分子がこれらを互いに付着（すなわち、バインダー高分子が無機物粒子同士の間を連結及び固定）しており、また、前記多孔性コーティング層は高分子バインダーによって前記多孔性高分子基材と結着した状態を維持する。このような多孔性コーティング層の無機物粒子は、実質的に互いに接触した状態で最密充填された構造で存在し、無機物粒子同士が接触した状態で生じるインタースティシャル・ボリューム（ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ ｖｏｌｕｍｅ）が前記多孔性コーティング層の気孔になる。
特に、リチウムイオン供給コア部のリチウムイオンが外部電極にも容易に伝達されるためには、前記ポリエステル、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンスルフィド及びポリエチレンナフタレートからなる群より選択された高分子から製造された多孔性高分子基材に該当する不織布材質のセパレータを使用することが望ましい。
また、本発明は、保護被覆１９５を備える。保護被覆１９５は、絶縁体であって、空気中の水分及び外部衝撃から電極を保護するために外部集電体の外面に形成される。前記保護被覆としては、水分遮断層を含む通常の高分子樹脂を使用することができる。このとき、前記水分遮断層としては、水分遮断性能に優れたアルミニウムや液晶高分子などが使用でき、前記高分子樹脂としては、ＰＥＴ、ＰＶＣ、ＨＤＰＥまたはエポキシ樹脂などが使用できる。
一方、本発明の他の態様による２以上の内部電極を含むケーブル型二次電池は、互いに平行に配置された２以上の内部電極；前記内部電極の外面を一緒に囲んで形成され、電極の短絡を防止する分離層；及び前記分離層の外面を囲んで螺旋状に巻き取られて形成された外部電極；を含み、前記内部電極及び前記外部電極の１種以上が上述した本発明の二次電池用電極で形成される。
さらに、本発明のさらに他の態様による２以上の内部電極を含むケーブル型二次電池は、電解質を含む２以上のリチウムイオン供給コア部；それぞれの前記リチウムイオン供給コア部の外面を囲んで形成され、集電体及び電極活物質層を備えて互いに平行に配置される２以上の内部電極；前記内部電極の外面を一緒に囲んで形成され、電極の短絡を防止する分離層；及び前記分離層の外面を囲んで螺旋状に巻き取られて形成され、集電体及び電極活物質層を備える外部電極；を含み、前記内部電極及び前記外部電極の１種以上が上述した本発明の二次電池用電極で形成される。
前記２以上の内部電極を含むケーブル型二次電池のうち、図１０は内部電極に上述した本発明の二次電池用電極が導入されたケーブル型二次電池２００を示している。
図１０を参照すれば、電解質を含む２以上のリチウムイオン供給コア部２１０；それぞれの前記リチウムイオン供給コア部２１０の外面を囲んで巻き取られて形成され、互いに平行に配置される２以上の内部電極；前記内部電極の外面を一緒に囲んで形成され、電極の短絡を防止する分離層２７０；及び前記分離層２７０の外面を囲んで螺旋状に巻き取られて形成され、外部集電体２９０及び外部電極活物質層２８０を備える外部電極；を含み、前記内部電極は、内部集電体２２０、前記内部集電体２２０の一面に形成された内部電極活物質層２３０、前記内部電極活物質層２３０の上面に形成され、導電材とバインダーを含む導電層２４０、前記導電層２４０の上面に形成された多孔性の第１支持層２５０、及び前記内部集電体２２０の他面に形成された第２支持層２６０を含む。
上述したように、内部電極ではなく外部電極が上述した本発明のシート型の二次電池用電極であっても良く、内部電極と外部電極ともに本発明のシート型の二次電池用電極で形成されても良い。
このようなケーブル型二次電池２００は、複数の電極からなる内部電極を備えるため、内部電極の個数を調節することで電極活物質層のローディング量及び電池容量の調整が容易であり、複数の電極を備えることで断線の可能性を防止することができる。
以下、本発明を具体的な実施例を挙げて説明する。しかし、本発明による実施例は多くの他の形態に変形されることができ、本発明の範囲が後述する実施例に限定されると解釈されてはならない。本発明の実施例は当業界で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
＜実施例＞
（１）正極の製造
アルミニウムホイルからなるシート型の集電体の一面に、ポリエチレンフィルムからなる第２支持層を圧着して形成した。
次いで、正極活物質としてＬｉＣｏＯ2、導電材としてデンカブラック及びバインダーとしてＰＶｄＦがそれぞれ８０重量％、５重量％及び１５重量％でＮＭＰ溶媒に分散された正極活物質スラリーを前記シート型の集電体の他面にコーティングして乾燥し、正極活物質層を形成した。
次いで、デンカブラックとＰＶｄＦとを４０：６０の重量比で混合した導電材スラリーを前記正極活物質層の上面に塗布し、その上にＰＥＴ不織布からなる第１支持層を形成した後、前記第２支持層、集電体、正極活物質層、導電材スラリー及び第１支持層が順に積層された基材を圧着することでシート型の二次電池用正極を製造した。
（２）コイン型ハーフセルの製造
実施例（１）で製造されたシート型の二次電池用正極と、リチウムホイルからなる負極との間にポリエチレンセパレータを介在することで、電極組立体を製造した。前記電極組立体を電池ケースに収納した後、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとを１：２の体積比で混合した非水溶媒に１Ｍ ＬｉＰＦ6が添加された電解液を注入してコイン型ハーフセルを製造した。
＜比較例１＞
（１）正極の製造
アルミニウムホイルからなるシート型の集電体の一面に、正極活物質としてＬｉＣｏＯ2、導電材としてデンカブラック及びバインダーとしてＰＶｄＦがそれぞれ８０重量％、５重量％及び１５重量％でＮＭＰ溶媒に分散された正極活物質スラリーを塗布して乾燥させることで正極を製造した。
（２）コイン型ハーフセルの製造
比較例１の（１）で製造された正極を使用することを除き、実施例（２）と同様の方法でコイン型ハーフセルを製造した。
＜比較例２＞
（１）正極の製造
デンカブラックが含まれた導電材スラリーの代わりに、ＰＶｄＦバインダーのみを含むスラリーを使用することを除き、実施例１の（１）と同様の方法で正極を製造した。
（２）コイン型ハーフセルの製造
比較例２の（１）で製造された正極を使用することを除き、実施例（２）と同様の方法でコイン型ハーフセルを製造した。
＜電極の曲げ実験＞
実施例および比較例１で製造された正極を二つ折りにした後、その模様を観察した。
図１１及び図１２は、それぞれ実施例及び比較例で製造されたシート型電極を二つ折りにした後の様子を撮影した写真である。
比較例の場合、電極が割れて酷いクラックが発生したが、実施例の場合はクラックが発生せず、第１支持層であるＰＥＴ不織布が電極活物質層をよく固定していることが確認できた。このことから、電極の柔軟性が大幅に向上したことが分かる。
＜充放電特性の評価＞
実施例及び比較例で製造されたコイン型ハーフセルを用いて充放電特性を評価した。０．５Ｃの電流密度で４．２５Ｖまで定電流充電した後、定電圧で４．２５Ｖに一定に維持し、電流密度が０．００５Ｃになれば充電を終了した。放電は０．５Ｃの電流密度で３．０Ｖまで定電流モードで放電を完了した。同じ条件で充放電を２０回繰り返した。
図１３には、実施例と比較例によるハーフセルの寿命特性が示されている。実施例の場合、比較例１と比べて、ほぼ類似の寿命特性を示す一方、比較例２の場合は電池の性能が非常に劣る。比較例２の場合は導電材を含まないため、気孔が形成されず、電極活物質層に電解液が流入し難くなった結果、抵抗として作用して電池性能が悪くなったことが分かる。
なお、本明細書及び図面に開示された本発明の実施例は、理解を助けるために提示された特定例に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。ここに開示された実施例の外にも本発明の技術的思想に基づいた他の変形例が実施可能であるということは、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者にとって自明であろう。
１０ 集電体
２０ 電極活物質層
３０ 導電層
３０’ 導電材スラリー
４０ 第１支持層
５０ 第２支持層
６０ コーティングブレード
１００、２００ ケーブル型二次電池
１１０、２１０ リチウムイオン供給コア部
１２０、２２０ 内部集電体
１３０、２３０ 内部電極活物質層
１４０、２４０ 導電層
１５０、２５０ 第１支持層
１６０、２６０ 第２支持層
１７０、２７０ 分離層
１８０、２８０ 外部電極活物質層
１９０、２９０ 外部集電体
１９５、２９５ 保護被覆

Claims (64)

  1. 集電体；
    前記集電体の一面に形成された電極活物質層；
    前記電極活物質層上に形成され、導電材とバインダーを含む導電層；及び
    前記導電層上に形成された多孔性の第１支持層；を含むシート型の二次電池用電極。
  2. 前記集電体が、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素もしくは銅；カーボン、ニッケル、チタンもしくは銀で表面処理されたステンレススチール；アルミニウム‐カドミウム合金；導電材で表面処理された非伝導性高分子；伝導性高分子；Ｎｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ／Ａｇ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｃｕ、ＢａもしくはＩＴＯの金属粉末を含む金属ペースト；または黒鉛、カーボンブラックもしくは炭素ナノチューブの炭素粉末を含む炭素ペースト；から形成された請求項１に記載の二次電池用電極。
  3. 前記集電体が、メッシュ型集電体である請求項１に記載の二次電池用電極。
  4. 前記集電体が、導電材及びバインダーからなる下塗層をさらに含む請求項１に記載の二次電池用電極。
  5. 前記導電材が、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維、炭素ナノチューブ及びグラフェンからなる群より選択されるいずれか１つまたはこれらのうち２種以上の混合物を含む請求項４に記載の二次電池用電極。
  6. 前記バインダーが、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニリデン‐ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン‐co-トリクロロエチレン、ポリブチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアセテート、エチレンビニルアセテート共重合体、ポリエチレンオキサイド、ポリアリレート、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、シアノエチルプルラン、シアノエチルポリビニルアルコール、シアノエチルセルロース、シアノエチルスクロース、プルラン、カルボキシルメチルセルロース、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルスチレンブタジエン共重合体及びポリイミドからなる群より選択されたいずれか１つまたはこれらのうち２種以上の混合物である請求項４に記載の二次電池用電極。
  7. 前記集電体が、前記集電体の少なくとも一面に、複数の凹部を有する請求項１に記載の二次電池用電極。
  8. 前記複数の凹部が、連続的なパターンを有するか、又は、断続的なパターンを有する請求項７に記載の二次電池用電極。
  9. 前記連続的なパターンが、互いに離隔して長さ方向に形成された請求項８に記載の二次電池用電極。
  10. 前記断続的なパターンが、複数の孔により形成されている請求項８に記載の二次電池用電極。
  11. 前記複数の孔が、円形または多角形である請求項１０に記載の二次電池用電極。
  12. 前記第１支持層が、メッシュ型多孔性膜または不織布である請求項１に記載の二次電池用電極。
  13. 前記第１支持層が、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線形低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンスルフィド及びポリエチレンナフタレートからなる群より選択されたいずれか１つまたはこれらのうち２種以上の混合物から形成された請求項１に記載の二次電池用電極。
  14. 前記第１支持層上に、導電材及びバインダーを備える導電材コーティング層をさらに含む請求項１に記載の二次電池用電極。
  15. 前記導電材コーティング層において、前記導電材と前記バインダーとが８０：２０ないし９９：１の重量比で存在する請求項１４に記載の二次電池用電極。
  16. 前記導電材が、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維、炭素ナノチューブ及びグラフェンからなる群より選択されるいずれか１つまたはこれらのうち２種以上の混合物を含む請求項１４に記載の二次電池用電極。
  17. 前記バインダーが、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニリデン‐ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン‐co-トリクロロエチレン、ポリブチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアセテート、エチレンビニルアセテート共重合体、ポリエチレンオキサイド、ポリアリレート、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、シアノエチルプルラン、シアノエチルポリビニルアルコール、シアノエチルセルロース、シアノエチルスクロース、プルラン、カルボキシルメチルセルロース、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルスチレンブタジエン共重合体及びポリイミドからなる群より選択されたいずれか１つまたはこれらのうち２種以上の混合物である請求項１４に記載の二次電池用電極。
  18. 前記導電層が、１：１０ないし８：１０の重量比の前記導電材と前記バインダーとの混合物から形成された請求項１に記載の二次電池用電極。
  19. 前記導電層が、気孔の大きさが０．０１μｍないし５μｍであり、気孔度が５ないし７０％である孔を有する請求項１に記載の二次電池用電極。
  20. 前記導電材が、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維、炭素ナノチューブ及びグラフェンからなる群より選択されるいずれか１つまたはこれらのうち２種以上の混合物を含む請求項１に記載の二次電池用電極。
  21. 前記バインダーが、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニリデン‐ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン‐co-トリクロロエチレン、ポリブチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアセテート、エチレンビニルアセテート共重合体、ポリエチレンオキサイド、ポリアリレート、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、シアノエチルプルラン、シアノエチルポリビニルアルコール、シアノエチルセルロース、シアノエチルスクロース、プルラン、カルボキシルメチルセルロース、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルスチレンブタジエン共重合体及びポリイミドからなる群より選択されたいずれか１つまたはこれらのうち２種以上の混合物である請求項１に記載の二次電池用電極。
  22. 前記第１支持層が、前記第１支持層上に、無機物粒子とバインダー高分子との混合物を含む多孔性コーティング層をさらに含む請求項１に記載の二次電池用電極。
  23. 前記集電体の他面に形成された第２支持層をさらに含む請求項１に記載の二次電池用電極。
  24. 前記第２支持層が、高分子フィルムである請求項２３に記載の二次電池用電極。
  25. 前記高分子フィルムが、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド及びポリアミドからなる群より選択されるいずれか１つまたはこれらのうち２種以上の混合物から形成される請求項２４に記載の二次電池用電極。
  26. 前記二次電池用電極が負極である場合、
    前記電極活物質層は、天然黒鉛、人造黒鉛または炭素質材料；リチウム含有チタン複合酸化物（ＬＴＯ）；Ｓｉ、Ｓｎ、Ｌｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、Ｃｅ、ＮｉまたはＦｅである金属類（Ｍｅ）；前記金属類（Ｍｅ）の合金類；前記金属類（Ｍｅ）の酸化物（ＭｅＯｘ）；及び前記金属類（Ｍｅ）と炭素との複合体からなる群より選択されたいずれか１つの活物質またはこれらのうち２種以上の混合物を含み、
    前記二次電池用電極が正極である場合、前記電極活物質層は、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＣｏＰＯ4、ＬｉＦｅＰＯ4、ＬｉＮｉＭｎＣｏＯ2、及びＬｉＮｉ1-x-y-zＣｏxＭ１yＭ２zＯ2（Ｍ１及びＭ２は互いに独立して、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｇ及びＭｏからなる群より選択され、ｘ、ｙ及びｚは互いに独立した酸化物組成元素の原子分率であって、０≦ｘ＜０．５、０≦ｙ＜０．５、０≦ｚ＜０．５、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である）からなる群より選択されたいずれか１つの活物質またはこれらのうち２種以上の混合物を含む請求項１に記載の二次電池用電極。
  27. （Ｓ１）集電体の一面に、電極活物質を含有するスラリーを塗布し乾燥して電極活物質層を形成する工程；
    （Ｓ２）前記電極活物質層の上面に、導電材とバインダーを含むスラリーを塗布する工程；
    （Ｓ３）塗布された前記導電材とバインダーを含むスラリー上に多孔性の第１支持層を形成する工程；及び
    （Ｓ４）前記（Ｓ３）工程の結果物を圧迫し、前記電極活物質層と前記第１支持層との間に接着して互いに一体化した導電層を形成する工程；を含むシート型の二次電池用電極の製造方法。
  28. 前記（Ｓ３）工程では、前記バインダーが硬化する前に、塗布された前記導電材スラリー上に前記多孔性の第１支持層を形成する請求項２７に記載の二次電池用電極の製造方法。
  29. 前記（Ｓ４）工程では、前記バインダーが硬化する前に、前記（Ｓ３）工程の結果物をコーティングブレードにより圧迫し、前記電極活物質層と前記第１支持層との間に接着して互いに一体化した導電層を形成する請求項２７に記載の二次電池用電極の製造方法。
  30. 前記（Ｓ１）工程の前又は前記（Ｓ４）工程の後、前記集電体の他面に、第２支持層を圧迫して形成する工程をさらに含む請求項２７に記載の二次電池用電極の製造方法。
  31. 正極、負極、前記正極と前記負極との間に介在されたセパレータ、及び非水性電解質液を含む二次電池において、
    前記正極及び前記負極の少なくとも１つは、請求項１ないし請求項２６のうちいずれか１項に記載の二次電池用電極である二次電池。
  32. 前記二次電池が、積層型、巻取型、積層／折畳型またはケーブル型である請求項３１に記載の二次電池。
  33. 内部電極；
    前記内部電極の外面を囲み、電極の短絡を防止する分離層；及び
    前記分離層の外面を囲んで螺旋状に巻き取られた外部電極；を含み、
    前記内部電極及び前記外部電極の１つ以上が請求項１ないし請求項２６のうちいずれか１項に記載の二次電池用電極で形成されるケーブル型二次電池。
  34. 前記外部電極が、一方向に延びたストリップ構造である請求項３３に記載のケーブル型二次電池。
  35. 前記外部電極が、幅方向に互いに重ならないように螺旋状に巻き取られている請求項３３に記載のケーブル型二次電池。
  36. 前記外部電極が、前記外部電極の幅の２倍以内の間隔を置いて互いに離隔し、重ならないように螺旋状に巻き取られている請求項３５に記載のケーブル型二次電池。
  37. 前記外部電極が、幅方向に互いに重なるように螺旋状に巻き取られている請求項３３に記載のケーブル型二次電池。
  38. 前記外部電極が、重なる部分の幅が前記外部電極の幅の０．９倍以内になるように螺旋状に巻き取られている請求項３７に記載のケーブル型二次電池。
  39. 前記内部電極が、中心部に空間が形成された中空型構造である請求項３３に記載のケーブル型二次電池。
  40. 前記内部電極が、螺旋状に巻き取られた１つ以上の前記二次電池用電極を含む請求項３９に記載のケーブル型二次電池。
  41. 前記内部電極は、前記内部電極の内に、内部電極集電体コア部、電解質を含むリチウムイオン供給コア部、または充填コア部を備える請求項３９に記載のケーブル型二次電池。
  42. 前記内部電極集電体コア部が、カーボンナノチューブ、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素もしくは銅；カーボン、ニッケル、チタンもしくは銀で表面処理されたステンレススチール；アルミニウム‐カドミウム合金；導電材で表面処理された非伝導性高分子；または伝導性高分子から形成された請求項４１に記載のケーブル型二次電池。
  43. 前記リチウムイオン供給コア部が、ゲル型ポリマー電解質及び支持体を含む請求項４１に記載のケーブル型二次電池。
  44. 前記リチウムイオン供給コア部が、液体電解質及び多孔性担体を含む請求項４１に記載のケーブル型二次電池。
  45. 前記電解質が、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、メチルホルメート（ＭＦ）、γ‐ブチロラクトン（γ‐ＢＬ）、スルホラン、メチルアセテート（ＭＡ）、またはメチルプロピオネート（ＭＰ）を使用した非水電解液；ＰＥＯ、ＰＶｄＦ、ＰＶｄＦ‐ＨＦＰ、ＰＭＭＡ、ＰＡＮまたはＰＶＡｃを使用したゲル型高分子電解質；及びＰＥＯ、ポリプロピレンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリエーテルイミン（ＰＥＩ）、ポリエチレンスルフィド（ＰＥＳ）またはポリビニルアセテート（ＰＶＡｃ）を使用した固体電解質；からなる群より選択された電解質を含む請求項４１に記載のケーブル型二次電池。
  46. 前記電解質が、リチウム塩をさらに含む請求項４１に記載のケーブル型二次電池。
  47. 前記リチウム塩が、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ10Ｃｌ10、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＣＯ2、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＡｌＣｌ4、ＣＨ3ＳＯ3Ｌｉ、ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉ、（ＣＦ3ＳＯ2）2ＮＬｉ、クロロホウ酸リチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、及びテトラフェニルホウ酸リチウムからなる群より選択されたいずれか１つまたはこれらのうち２種以上の混合物である請求項４６に記載のケーブル型二次電池。
  48. 前記充填コア部が、ワイヤ、繊維状、粉末状、メッシュ、または発泡体の形状を有する高分子樹脂、ゴム、または無機物を含む請求項４１に記載のケーブル型二次電池。
  49. 前記内部電極が負極であり、前記外部電極が正極であるか、または、前記内部電極が正極であり、前記外部電極が負極である請求項３３に記載のケーブル型二次電池。
  50. 前記分離層が、電解質層またはセパレータである請求項３３に記載のケーブル型二次電池。
  51. 前記電解質層が、ＰＥＯ、ＰＶｄＦ、ＰＶｄＦ‐ＨＦＰ、ＰＭＭＡ、ＰＡＮまたはＰＶＡｃを使用したゲル型高分子電解質；及びＰＥＯ、ポリプロピレンオキサイド（ＰＰＯ)、ポリエーテルイミン（ＰＥＩ）、ポリエチレンスルフィド（ＰＥＳ）またはポリビニルアセテート（ＰＶＡｃ）を使用した固体電解質；からなる群より選択された電解質を含む請求項５０に記載のケーブル型二次電池。
  52. 前記電解質層が、リチウム塩をさらに含む請求項５０に記載のケーブル型二次電池。
  53. 前記リチウム塩が、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ10Ｃｌ10、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＣＯ2、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＡｌＣｌ4、ＣＨ3ＳＯ3Ｌｉ、ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉ、（ＣＦ3ＳＯ2）2ＮＬｉ、クロロホウ酸リチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、及びテトラフェニルホウ酸リチウムからなる群より選択されたいずれか１つまたはこれらのうち２種以上の混合物である請求項５２に記載のケーブル型二次電池。
  54. 前記セパレータが、エチレン単独重合体、プロピレン単独重合体、エチレン‐ブテン共重合体、エチレン‐ヘキセン共重合体及びエチレン‐メタクリレート共重合体からなる群より選択されたポリオレフィン系高分子から形成された多孔性高分子基材；ポリエステル、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンスルフィド及びポリエチレンナフタレートからなる群より選択された高分子から形成された多孔性高分子基材；無機物粒子とバインダー高分子との混合物から形成された多孔性基材；または前記多孔性高分子基材の少なくとも一面上に形成され、無機物粒子とバインダー高分子との混合物を含む多孔性コーティング層を備えたセパレータである請求項５０に記載のケーブル型二次電池。
  55. 前記多孔性高分子基材が、多孔性高分子フィルム基材、または、多孔性不織布基材である請求項５４に記載のケーブル型二次電池。
  56. 前記外部電極の外面を囲んでいる保護被覆をさらに含む請求項３３に記載のケーブル型二次電池。
  57. 前記保護被覆が、高分子樹脂で形成された請求項５６に記載のケーブル型二次電池。
  58. 前記高分子樹脂が、ＰＥＴ、ＰＶＣ、ＨＤＰＥ及びエポキシ樹脂からなる群より選択されるいずれか１つまたはこれらのうち２種以上の混合物を含む請求項５７に記載のケーブル型二次電池。
  59. 前記保護被覆が、水分遮断層をさらに含む請求項５７に記載のケーブル型二次電池。
  60. 前記水分遮断層が、アルミニウムまたは液晶高分子で形成された請求項５９に記載のケーブル型二次電池。
  61. 電解質を含むリチウムイオン供給コア部；
    前記リチウムイオン供給コア部の外面を囲み、集電体及び電極活物質層を備える内部電極；
    前記内部電極の外面を囲み、電極の短絡を防止する分離層；及び
    前記分離層の外面を囲んで螺旋状に巻き取られ、集電体及び電極活物質層を備える外部電極；を含み、
    前記内部電極及び前記外部電極の１つ以上が、請求項１ないし請求項２６のうちいずれか１項に記載の二次電池用電極から形成されるケーブル型二次電池。
  62. 互いに平行に配置された２以上の内部電極；
    前記内部電極の外面を囲み、電極の短絡を防止する分離層；及び
    前記分離層の外面を囲んで螺旋状に巻き取られた外部電極；を含み、
    前記内部電極及び前記外部電極の１つ以上が、請求項１ないし請求項２６のうちいずれか１項に記載の二次電池用電極から形成されるケーブル型二次電池。
  63. 電解質を含む２以上のリチウムイオン供給コア部；
    前記リチウムイオン供給コア部それぞれの外面を囲み、集電体及び電極活物質層をそれぞれ備えて互いに平行に配置される２以上の内部電極；
    前記内部電極の外面を囲み、電極の短絡を防止する分離層；及び
    前記分離層の外面を囲んで螺旋状に巻き取られ、集電体及び電極活物質層を備える外部電極；を含み、
    前記内部電極及び前記外部電極の１つ以上が請求項１ないし請求項２６のうちいずれか１項に記載の二次電池用電極から形成される、所定形状の水平断面を有して長さ方向に延びたケーブル型二次電池。
  64. 前記内部電極が、螺旋状に巻き取られた１つ以上の前記二次電池用電極を含む請求項６３に記載のケーブル型二次電池。
JP2015515973A 2013-05-07 2014-05-07 二次電池用電極、その製造方法、それを含む二次電池、及びケーブル型二次電池 Active JP6149106B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2013-0051564 2013-05-07
KR20130051564 2013-05-07
PCT/KR2014/004046 WO2014182062A1 (ko) 2013-05-07 2014-05-07 이차전지용 전극, 그의 제조방법, 그를 포함하는 이차전지 및 케이블형 이차전지
KR10-2014-0054278 2014-05-07
KR1020140054278A KR101470556B1 (ko) 2013-05-07 2014-05-07 이차전지용 전극, 그의 제조방법, 그를 포함하는 이차전지 및 케이블형 이차전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015518643A true JP2015518643A (ja) 2015-07-02
JP6149106B2 JP6149106B2 (ja) 2017-06-14

Family

ID=52441467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015515973A Active JP6149106B2 (ja) 2013-05-07 2014-05-07 二次電池用電極、その製造方法、それを含む二次電池、及びケーブル型二次電池

Country Status (6)

Country Link
US (2) US9293783B2 (ja)
EP (1) EP2846381B1 (ja)
JP (1) JP6149106B2 (ja)
KR (3) KR101470556B1 (ja)
CN (2) CN204441378U (ja)
WO (1) WO2014182062A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016091858A (ja) * 2014-11-06 2016-05-23 エルジー・ケム・リミテッド ケーブル型二次電池
JP2017518618A (ja) * 2014-06-19 2017-07-06 エルジー・ケム・リミテッド ケーブル型二次電池
KR20170107374A (ko) 2016-03-15 2017-09-25 가부시끼가이샤 도시바 비수전해질 전지, 전지 팩 및 차량
KR20170130854A (ko) * 2016-05-19 2017-11-29 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지, 바이폴라 전극 및 바이폴라 전극 제조 방법
WO2019208110A1 (ja) * 2018-04-26 2019-10-31 日立化成株式会社 電解質スラリー組成物、電解質シートの製造方法、及び二次電池の製造方法

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6073469B2 (ja) 2013-04-29 2017-02-01 エルジー・ケム・リミテッド ケーブル型二次電池用パッケージ及びそれを含むケーブル型二次電池
WO2014182063A1 (ko) 2013-05-07 2014-11-13 주식회사 엘지화학 이차전지용 전극, 그의 제조방법, 그를 포함하는 이차전지 및 케이블형 이차전지
JP6038298B2 (ja) 2013-05-07 2016-12-07 エルジー・ケム・リミテッド ケーブル型二次電池及びその製造方法
DE202014010605U1 (de) 2013-05-07 2016-02-18 Lg Chem, Ltd. Kabelartige Sekundärbatterie
EP2846381B1 (en) * 2013-05-07 2018-02-28 LG Chem, Ltd. Electrode for secondary battery, method for manufacturing same, and secondary battery and cable-type secondary battery including same
WO2014182064A1 (ko) * 2013-05-07 2014-11-13 주식회사 엘지화학 이차전지용 전극, 그의 제조방법, 그를 포함하는 이차전지 및 케이블형 이차전지
EP2830126B1 (en) 2013-05-07 2019-07-03 LG Chem, Ltd. Electrode for secondary battery, preparation thereof, and secondary battery and cable-type secondary battery comprising the same
EP2822084B1 (en) 2013-05-07 2016-12-14 LG Chem, Ltd. Cable-type secondary battery
KR102384975B1 (ko) * 2014-11-28 2022-04-12 에스케이온 주식회사 리튬전극의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지
CN106469825B (zh) * 2015-08-21 2019-03-29 北京好风光储能技术有限公司 一种高功率大容量锂离子电池及其制备方法
WO2017054889A1 (en) * 2015-10-02 2017-04-06 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for manufacturing a flexible layer stack and flexible layer stack
KR102065733B1 (ko) * 2015-10-21 2020-01-13 주식회사 엘지화학 전극 복합체, 그를 포함하는 이차전지 및 케이블형 전지 이차전지
CN108140898B (zh) * 2015-10-21 2021-05-25 株式会社Lg化学 线缆型二次电池
US10770732B2 (en) * 2015-10-21 2020-09-08 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery including spaced spring inner electrode support wound on outside of winding core
EP3370279B1 (en) 2015-11-30 2020-01-01 LG Chem, Ltd. Cathode for secondary battery and secondary battery comprising same
EP3467845B1 (en) * 2016-05-23 2020-06-03 FUJIFILM Corporation Solid electrolyte composition, electrode sheet for all-solid-state secondary battery as well as methods for manufacturing the same, and all-solid-state secondary battery as well as method for manufacturing the same
KR101991934B1 (ko) * 2016-07-15 2019-06-24 주식회사 엘지화학 전극 및 그 전극의 제조방법
KR102160701B1 (ko) * 2016-07-18 2020-09-28 주식회사 엘지화학 천공 구조의 집전체를 포함하는 전극, 이를 포함하는 리튬 이차전지
CN106229464B (zh) * 2016-07-27 2020-07-03 河南师范大学 一种导电聚合物膜及采用该导电聚合物膜修饰的正极极片
KR102140122B1 (ko) 2016-08-19 2020-07-31 주식회사 엘지화학 다중 보호층을 포함하는 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
JP6972557B2 (ja) * 2017-01-10 2021-11-24 三菱自動車工業株式会社 車両の制御装置
KR102425003B1 (ko) * 2017-02-02 2022-07-22 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
KR102314029B1 (ko) 2017-03-30 2021-10-18 주식회사 엘지에너지솔루션 고로딩 전극의 제조 방법
US11196038B2 (en) 2017-05-22 2021-12-07 Lg Chem, Ltd. Flexible electrode, method for manufacturing the same and secondary battery including the same
US11515569B2 (en) 2017-09-04 2022-11-29 Lg Energy Solution, Ltd. Method for manufacturing flexible battery, and flexible battery manufactured thereby
US20190198934A1 (en) * 2017-12-21 2019-06-27 GM Global Technology Operations LLC Method of generating silicon thick electrodes with improved life performance
US11211606B2 (en) 2017-12-28 2021-12-28 The Hong Kong Polytechnic University Electrode for battery and fabrication method thereof
CN108336361B (zh) * 2017-12-28 2020-10-23 广州倬粤动力新能源有限公司 电镀式板栅纤维复合线
KR102090572B1 (ko) * 2018-03-12 2020-03-18 (주)포스코케미칼 알루미늄으로 코팅된 1차 입자를 포함하는 리튬티탄 복합산화물 및 이의 제조 방법
KR102255128B1 (ko) * 2018-04-23 2021-05-21 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
US11367862B2 (en) * 2018-08-28 2022-06-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Cathode and lithium battery including the same
KR102355101B1 (ko) * 2018-10-18 2022-02-04 주식회사 엘지에너지솔루션 삼차원 구조 전극 및 이를 포함하는 전기화학소자
US20210313587A1 (en) * 2018-12-03 2021-10-07 Lg Chem, Ltd. Flexible Electrode, Secondary Battery Including the Same, and Flexible Secondary Battery
WO2020159202A1 (ko) * 2019-01-28 2020-08-06 주식회사 엘지화학 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
CN112290029B (zh) * 2019-04-28 2022-04-22 宁德时代新能源科技股份有限公司 正极集流体、正极极片、电化学装置、电动汽车及电子产品
KR102384659B1 (ko) * 2019-09-19 2022-04-11 한국전자기술연구원 유연 전극, 그를 이용한 리튬이차전지 및 그의 제조 방법
KR102452368B1 (ko) 2020-07-30 2022-10-07 한국기계연구원 자가 보호층이 형성된 전극 제조방법
CN112038576A (zh) * 2020-09-28 2020-12-04 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种电极及其制造方法，以及包含该电极的锂离子电池
CN113097432B (zh) * 2021-03-30 2022-06-24 宁德新能源科技有限公司 电化学装置和电子装置
CN116349047A (zh) * 2021-07-14 2023-06-27 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池组件及加工方法和装置、电池单体、电池和用电设备

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4626452B1 (ja) * 1968-07-23 1971-07-31
JPH07220759A (ja) * 1994-01-31 1995-08-18 Sony Corp 非水電解液二次電池
JP2000311693A (ja) * 1999-04-16 2000-11-07 Samsung Sdi Co Ltd 集電体および電極並びにこれらを用いた２次電池
JP2009064767A (ja) * 2007-08-15 2009-03-26 Nissan Motor Co Ltd 組電池
KR100918751B1 (ko) * 2006-07-26 2009-09-24 주식회사 엘지화학 분리막과의 계면 접착이 향상된 전극 및 이를 포함하는전기 화학 소자
JP2010165471A (ja) * 2009-01-13 2010-07-29 Sanyo Electric Co Ltd リチウム二次電池
JP2011192620A (ja) * 2010-03-17 2011-09-29 Toyo Ink Sc Holdings Co Ltd リチウムイオン二次電池電極用カーボンブラック分散体の製造方法
WO2012026670A2 (ko) * 2010-08-27 2012-03-01 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
JP2013020410A (ja) * 2011-07-11 2013-01-31 Mukogawa Gakuin 数式出力コンピュータ、数式出力方法、数式出力プログラム、および数式出力プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
WO2013055188A1 (ko) * 2011-10-13 2013-04-18 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
WO2013062337A2 (ko) * 2011-10-25 2013-05-02 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지

Family Cites Families (85)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3079456A (en) 1960-10-28 1963-02-26 Joseph C Pawlak Deferred action battery
US4522897A (en) 1983-10-14 1985-06-11 Cape Cod Research, Inc. Rope batteries
DE3829419C1 (ja) * 1988-08-31 1989-12-28 Accumulatorenwerke Hoppecke Carl Zoellner & Sohn Gmbh & Co Kg, 5790 Brilon, De
FR2652450B1 (fr) 1989-09-22 1991-11-29 Accumulateurs Fixes Procede de fabrication d'une electrode a support de type mousse pour generateur electrochimique et electrode obtenue par ce procede.
US5478676A (en) * 1994-08-02 1995-12-26 Rexam Graphics Current collector having a conductive primer layer
JP3407501B2 (ja) 1995-09-29 2003-05-19 松下電器産業株式会社 ポリマ電解質およびそれを用いたリチウム・ポリマ電池
AU1438197A (en) 1996-01-25 1997-08-20 Danionics A/S Electrode/current collector, laminates for an electrochemical device
JP3260319B2 (ja) 1998-04-08 2002-02-25 ティーディーケイ株式会社 シート型電極・電解質構造体の製造方法
US6277514B1 (en) 1998-12-17 2001-08-21 Moltech Corporation Protective coating for separators for electrochemical cells
WO2000079618A1 (en) 1999-06-22 2000-12-28 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Separator for cell, cell, and method for producing separator
AU2001253806A1 (en) * 2000-04-26 2001-11-07 Quallion, Llc Lithium battery suitable for hybrid electric vehicles
US6403263B1 (en) 2000-09-20 2002-06-11 Moltech Corporation Cathode current collector for electrochemical cells
US20020164441A1 (en) 2001-03-01 2002-11-07 The University Of Chicago Packaging for primary and secondary batteries
US7195844B2 (en) 2002-03-28 2007-03-27 Tdk Corporation Lithium secondary battery
JP2004281156A (ja) 2003-03-14 2004-10-07 Toyo Aluminium Kk 蓄電用容器、蓄電用容器集合体及びこれらの製造方法
JP2005038612A (ja) 2003-07-15 2005-02-10 Ngk Spark Plug Co Ltd リチウムイオン二次電池およびその製造方法
JP4518865B2 (ja) 2003-09-30 2010-08-04 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池およびその製造方法
TWI258238B (en) 2003-11-05 2006-07-11 Lg Chemical Ltd Functional polymer film-coated electrode and electrochemical device using the same
KR100569188B1 (ko) 2004-01-16 2006-04-10 한국과학기술연구원 탄소-다공성 지지체 복합 전극 및 그 제조방법
KR100666821B1 (ko) 2004-02-07 2007-01-09 주식회사 엘지화학 유/무기 복합 다공성 코팅층이 형성된 전극 및 이를포함하는 전기 화학 소자
KR100625892B1 (ko) 2004-04-12 2006-09-20 경상대학교산학협력단 실형태의 가변형 전지
JP2006012835A (ja) 2004-06-23 2006-01-12 Samsung Sdi Co Ltd 二次電池
JP2006069559A (ja) 2004-08-31 2006-03-16 Toppan Printing Co Ltd 積層体および包装材料
US8247135B2 (en) 2004-09-14 2012-08-21 Case Western Reserve University Light-weight, flexible edge collected fuel cells
CN101048898B (zh) 2004-10-29 2012-02-01 麦德托尼克公司 锂离子电池及医疗装置
KR100582557B1 (ko) * 2004-11-25 2006-05-22 한국전자통신연구원 표면 패터닝된 음극 집전체로 이루어지는 리튬금속 고분자이차전지용 음극 및 그 제조 방법
KR100772305B1 (ko) 2005-03-02 2007-11-02 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 리튬이온 이차전지 및 그 제조법
JP4826214B2 (ja) 2005-11-04 2011-11-30 日産自動車株式会社 駆動システム
US8828591B2 (en) 2006-03-02 2014-09-09 Sony Corporation External packaging material for battery device, nonaqueous electrolyte secondary battery using the same, and battery pack
JP5092457B2 (ja) 2006-03-02 2012-12-05 ソニー株式会社 電池素子外装材、これを用いた非水電解質二次電池及び電池パック
JP2007280617A (ja) 2006-04-03 2007-10-25 Sony Corp 電池パック
KR100879893B1 (ko) 2006-07-10 2009-01-21 주식회사 엘지화학 실링부의 안전성이 향상된 이차전지
US7955731B2 (en) 2006-08-14 2011-06-07 Sony Corporation Nonaqueous electrolyte secondary cell
US20080089006A1 (en) 2006-10-17 2008-04-17 Maxwell Technologies, Inc. Electrode for energy storage device
US7976976B2 (en) 2007-02-07 2011-07-12 Rosecreek Technologies Inc. Composite current collector
KR100963981B1 (ko) * 2007-03-26 2010-06-15 주식회사 엘지화학 로딩량이 다른 활물질층을 포함하고 있는 젤리-롤
JP5879018B2 (ja) 2007-05-10 2016-03-08 日立マクセル株式会社 電気化学素子およびその製造方法
EP2026403B1 (en) 2007-08-15 2017-05-24 Nissan Motor Co., Ltd. Cell and battery incorporating the cell
KR101147604B1 (ko) 2007-10-12 2012-05-23 주식회사 엘지화학 젤리-롤형 전극조립체의 변형을 억제하기 위한 제조방법
CN103633285B (zh) 2007-10-26 2017-07-07 赛昂能源有限公司 用于电池电极的底涂料
EP2214248B1 (en) 2007-11-13 2015-04-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Lithium battery and method for producing the same
KR20110038038A (ko) * 2008-07-29 2011-04-13 파나소닉 주식회사 비수 전해질 이차전지용 집전체, 비수 전해질 이차전지용 전극, 및 그들 제조방법, 및 비수 전해질 이차전지
JP5689800B2 (ja) 2008-09-03 2015-03-25 エルジー・ケム・リミテッド 多孔性コーティング層を備えたセパレータ及びこれを備えた電気化学素子
JP5308753B2 (ja) 2008-09-11 2013-10-09 株式会社イノアックコーポレーション 蓄電装置用容器
JP2010160984A (ja) * 2009-01-08 2010-07-22 Nissan Motor Co Ltd リチウムイオン二次電池用負極およびこれを用いたリチウムイオン二次電池
WO2010081150A1 (en) 2009-01-12 2010-07-15 A123 Systems, Inc. Laminated battery cell and methods for creating the same
JP4527190B1 (ja) 2009-01-14 2010-08-18 パナソニック株式会社 非水系電池用正極板、非水系電池用電極群およびその製造方法、並びに、角形非水系二次電池およびその製造方法
JP4835742B2 (ja) 2009-02-20 2011-12-14 ソニー株式会社 電池および電池パック
KR101036164B1 (ko) 2009-04-24 2011-05-23 성균관대학교산학협력단 복합전극 및 이의 제조방법
JP4964350B2 (ja) 2009-04-28 2012-06-27 太陽誘電株式会社 電気化学デバイスおよびその製造方法
JP5313761B2 (ja) * 2009-05-08 2013-10-09 パナソニック株式会社 リチウムイオン電池
KR101064986B1 (ko) 2009-06-04 2011-09-15 강원대학교산학협력단 세라믹 다공성 지지체, 그를 이용한 강화 복합 전해질 막 및 그를 구비한 막-전극 어셈블리
CN102576855B (zh) 2009-08-24 2015-11-25 赛昂能源有限公司 用于电化学电池的剥离系统
JP5646831B2 (ja) 2009-09-04 2014-12-24 日立マクセル株式会社 リチウム二次電池およびその製造方法、並びにリチウム二次電池用セパレータ
KR101438980B1 (ko) 2009-10-02 2014-09-11 도요타지도샤가부시키가이샤 리튬 2차 전지 및 상기 전지용 정극
KR101115922B1 (ko) 2010-02-02 2012-02-13 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지의 제조방법
KR101105355B1 (ko) 2010-03-26 2012-01-16 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 플렉서블한 전극용 집전체, 이의 제조방법 및 이를 이용한 음극
KR20110127972A (ko) 2010-05-20 2011-11-28 주식회사 엘지화학 금속 코팅된 고분자 집전체를 갖는 케이블형 이차전지
KR101322694B1 (ko) 2010-06-14 2013-10-28 주식회사 엘지화학 전기화학소자용 전해질, 그 제조방법 및 이를 구비한 전기화학소자
KR101432862B1 (ko) 2010-06-15 2014-08-26 코오롱인더스트리 주식회사 다공성 지지체 및 그 제조방법
FR2961637B1 (fr) 2010-06-16 2012-07-27 Commissariat Energie Atomique Collecteur de courant avec moyens d'etancheite integres, batterie bipolaire comprenant un tel collecteur
KR20120000708A (ko) * 2010-06-28 2012-01-04 주식회사 엘지화학 전기화학소자용 음극, 그 제조방법 및 이를 구비한 전기화학소자
KR101351896B1 (ko) 2010-06-28 2014-01-22 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지용 음극 및 이를 구비하는 케이블형 이차전지
KR101512251B1 (ko) * 2010-08-05 2015-04-14 도요타지도샤가부시키가이샤 이차 전지
KR101252981B1 (ko) 2010-08-05 2013-04-15 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 이차전지용 파우치 및 이를 이용한 파우치형 이차전지, 중대형 전지팩
EP2605325B1 (en) 2010-08-09 2015-11-18 LG Chem, Ltd. Cathode current collector coated with a primer and magnesium secondary battery including same
KR101322695B1 (ko) 2010-08-25 2013-10-25 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
US20120115259A1 (en) * 2010-11-10 2012-05-10 Keon Jae Lee Method for fabricating flexible electronic device and electronic device fabricated thereby
KR101198806B1 (ko) 2010-12-06 2012-11-07 현대자동차주식회사 다공절연층을 포함하는 이차전지 전극 및 그 제조 방법
WO2012085887A2 (en) 2010-12-23 2012-06-28 Garal Pty Ltd Fuel cell and electrolyser structure
US9048464B2 (en) 2010-12-31 2015-06-02 General Electric Company Vacuum chamber method to form polymer coatings on porous support
WO2012112006A2 (ko) 2011-02-17 2012-08-23 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
WO2012124960A2 (ko) 2011-03-11 2012-09-20 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
CN102804455B (zh) 2011-03-16 2016-01-20 松下知识产权经营株式会社 卷绕式电池及其制造方法
DE202012013285U1 (de) 2011-10-13 2015-12-14 Lg Chem. Ltd. Sekundärbatterie des Kabeltyps
JP5810224B2 (ja) 2011-10-13 2015-11-11 エルジー・ケム・リミテッド ケーブル型二次電池
CN103891025B (zh) 2011-10-13 2016-06-22 株式会社Lg化学 线缆型二次电池
JP5788105B2 (ja) * 2011-10-25 2015-09-30 エルジー・ケム・リミテッド 二次電池用負極、及びそれを備える二次電池
EP2772966B1 (en) 2011-10-25 2016-11-23 LG Chem, Ltd. Cathode for secondary battery and secondary battery having same
US8993172B2 (en) 2011-12-10 2015-03-31 Kalptree Energy, Inc. Li-ion battery and battery active components on metal wire
US8895189B2 (en) 2012-02-03 2014-11-25 Nanotek Instruments, Inc. Surface-mediated cells with high power density and high energy density
KR101470559B1 (ko) 2012-08-30 2014-12-08 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지용 음극 및 그를 포함하는 케이블형 이차전지
JP5912190B2 (ja) * 2012-12-12 2016-04-27 エルジー・ケム・リミテッド 二次電池用電極、それを含む二次電池及びケーブル型二次電池
KR101548789B1 (ko) 2012-12-21 2015-09-01 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지 및 이의 제조 방법
EP2846381B1 (en) * 2013-05-07 2018-02-28 LG Chem, Ltd. Electrode for secondary battery, method for manufacturing same, and secondary battery and cable-type secondary battery including same

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4626452B1 (ja) * 1968-07-23 1971-07-31
JPH07220759A (ja) * 1994-01-31 1995-08-18 Sony Corp 非水電解液二次電池
JP2000311693A (ja) * 1999-04-16 2000-11-07 Samsung Sdi Co Ltd 集電体および電極並びにこれらを用いた２次電池
KR100918751B1 (ko) * 2006-07-26 2009-09-24 주식회사 엘지화학 분리막과의 계면 접착이 향상된 전극 및 이를 포함하는전기 화학 소자
JP2009064767A (ja) * 2007-08-15 2009-03-26 Nissan Motor Co Ltd 組電池
JP2010165471A (ja) * 2009-01-13 2010-07-29 Sanyo Electric Co Ltd リチウム二次電池
JP2011192620A (ja) * 2010-03-17 2011-09-29 Toyo Ink Sc Holdings Co Ltd リチウムイオン二次電池電極用カーボンブラック分散体の製造方法
WO2012026670A2 (ko) * 2010-08-27 2012-03-01 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
JP2013020410A (ja) * 2011-07-11 2013-01-31 Mukogawa Gakuin 数式出力コンピュータ、数式出力方法、数式出力プログラム、および数式出力プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
WO2013055188A1 (ko) * 2011-10-13 2013-04-18 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
WO2013062337A2 (ko) * 2011-10-25 2013-05-02 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017518618A (ja) * 2014-06-19 2017-07-06 エルジー・ケム・リミテッド ケーブル型二次電池
JP2016091858A (ja) * 2014-11-06 2016-05-23 エルジー・ケム・リミテッド ケーブル型二次電池
KR20170107374A (ko) 2016-03-15 2017-09-25 가부시끼가이샤 도시바 비수전해질 전지, 전지 팩 및 차량
US10559820B2 (en) 2016-03-15 2020-02-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonaqueous electrolyte battery, battery pack and vehicle
KR20170130854A (ko) * 2016-05-19 2017-11-29 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지, 바이폴라 전극 및 바이폴라 전극 제조 방법
KR102614018B1 (ko) * 2016-05-19 2023-12-13 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지, 바이폴라 전극 및 바이폴라 전극 제조 방법
WO2019208110A1 (ja) * 2018-04-26 2019-10-31 日立化成株式会社 電解質スラリー組成物、電解質シートの製造方法、及び二次電池の製造方法
JPWO2019208110A1 (ja) * 2018-04-26 2021-05-27 昭和電工マテリアルズ株式会社 電解質スラリー組成物、電解質シートの製造方法、及び二次電池の製造方法
JP7423120B2 (ja) 2018-04-26 2024-01-29 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 電解質スラリー組成物、電解質シートの製造方法、及び二次電池の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2846381B1 (en) 2018-02-28
KR20140132292A (ko) 2014-11-17
EP2846381A1 (en) 2015-03-11
EP2846381A4 (en) 2016-02-10
CN204441378U (zh) 2015-07-01
CN104466093B (zh) 2017-06-23
WO2014182062A1 (ko) 2014-11-13
US20140370351A1 (en) 2014-12-18
US20150017500A1 (en) 2015-01-15
CN104466093A (zh) 2015-03-25
KR101735035B1 (ko) 2017-05-12
KR101470556B1 (ko) 2014-12-10
JP6149106B2 (ja) 2017-06-14
KR20150063340A (ko) 2015-06-09
US9065143B2 (en) 2015-06-23
KR20140132308A (ko) 2014-11-17
US9293783B2 (en) 2016-03-22
KR101567970B1 (ko) 2015-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6576975B2 (ja) 二次電池用電極、その製造方法、それを含む二次電池、及びケーブル型二次電池
JP6149106B2 (ja) 二次電池用電極、その製造方法、それを含む二次電池、及びケーブル型二次電池
JP5938524B2 (ja) 二次電池用電極、その製造方法、それを含む二次電池、及びケーブル型二次電池
JP6316388B2 (ja) ケーブル型二次電池
JP5938523B2 (ja) 二次電池用電極、その製造方法、それを含む二次電池及びケーブル型二次電池
JP6560345B2 (ja) 二次電池用電極、その製造方法、それを含む二次電池及びケーブル型二次電池
JP6037579B2 (ja) ケーブル型二次電池
JP6284910B2 (ja) ケーブル型二次電池
JP6038298B2 (ja) ケーブル型二次電池及びその製造方法
JP6549163B2 (ja) ケーブル型二次電池
JP6284912B2 (ja) ケーブル型二次電池
JP6129419B2 (ja) ケーブル型二次電池
JP2018527728A (ja) ケーブル型二次電池
US10476098B2 (en) Multilayer cable-type secondary battery
KR101752373B1 (ko) 전극 복합체, 그를 포함하는 이차전지 및 케이블형 전지 이차전지
JP2018528590A (ja) ケーブル型二次電池
JP5952878B2 (ja) ケーブル型二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140716

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140716

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150806

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151106

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160510

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160808

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170124

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170328

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170516

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170522

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6149106

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250