KR100373582B1 - 이소시아네이트 화합물을 포함하는 리튬이온 전지또는 리튬이온폴리머전지용 음극전극 코팅액, 이를 이용한 음극전극 및 이의 제조방법 - Google Patents

이소시아네이트 화합물을 포함하는 리튬이온 전지또는 리튬이온폴리머전지용 음극전극 코팅액, 이를 이용한 음극전극 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 1종 이상의 음극전극 활물질, 1종 이상의 결합재, 1종 이상의 이소시아네이트 화합물 및 1종 이상의 용매로 구성된 리튬이온 전지 및/또는 리튬이온 폴리머전지용 음극전극 코팅액, 이를 음극전극 극판에 도포하고 건조하여 제조한 리튬이온 전지 또는 리튬이온 폴리머전지용 음극전극 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에서 사용되는 음극전극 코팅액은 HOH/NCO 및 또는 OH/NCO의 반응을 향상시키기 위한 1종 이상의 촉매, 미반응 이소시아네이트기를 제거해주는 1종 이상의 아민 화합물을 더 포함할 수도 있다.

Description

이소시아네이트 화합물을 포함하는 리튬이온전지 또는 리튬이온 폴리머전지용 음극전극 코팅액, 이를 이용한 음극전극 및 이의 제조 방법
본 발명은 이소시아네이트 화합물을 포함하는 리튬이온 전지용 또는 리튬이온 폴리머전지용 음극전극 코팅액, 이를 사용하여 제조한 음극전극 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게로는, 본 발명은 1종 이상의 음극전극 활물질, 1종 이상의 결합재 및 1종 이상의 이소시아네이트 화합물을 l종 이상의 용매와 혼합하여 만들어진 리튬이온전지 또는 리튬이온폴리머전지용 음극전극 코팅액, 이를 음극전극 극판에 도포하고 건조하여 전극물질과 극판사이의 접착력을 증대시킨 리튬이온전지 또는 리튬이온폴리머전지용 음극전극, 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
상기 이소시아네이트 함유 화합물은 전극극판 및 전극활물질 상의 히드록실기와 반응하여 우레탄 결합 및/또는 가교구조인 알로판네이트 결합을 형성한다. 이러한 우레탄 결합 및/또는 가교구조인 알로판네이트 결합은 상기 전극극판과 이 위에 형성된 필름 사이의 접착력을 향상시키고 전극극판 및 전극활물질 사이의 결합력을 증대시킴으로써, 거듭된 충방전을 통해서도 전지는 성능을 유지하며, 수명이 연장된다.
최근 전자기기들의 소형화, 경량화 및 휴대화 추세에 따라 이들의 전원으로 사용되고 있는 전지에 있어서도, 소형화 및 경량화뿐만 아니라 고에너지밀도 및 수명 등의 고성능화에 대한 요구가 증대되고 있다. 리튬 이온 전지는 현재까지 개발된 여러 전지들 중에서 높은 에너지밀도, 가벼운 중량, 탁월한 재충전특성 등으로 인해 가장 각광받고 있는 전지이다.
전극극판과 이 위에 코팅된 전극활물질 및 결합재로서 구성된 코팅층을 포함하는 리튬이온 전지용 전극은, 전극활물질 및 결합재를 이들을 위한 용매에 용해시켜 코팅액을 제조하고, 결과된 코팅액을 금속 집전판인 전극극판상에 코팅하는 용매증발법(Solvent casting method)에 의하여 제조될 수 있다.
전지의 전극은 충방전 시의 발열 등으로 인하여 수축 팽창을 거듭하고, 이에 의해 극판과 전자활물질을 결합하는 결합재는 열화하게 되어, 전극극판과 전자활물질에의 접착력은 점점 저하된다. 금속 호일을 포함하는 전극극판과 전극물질과의접착력이 좋지 않으면 충방전이 계속됨에 따라 전극물질들이 금속 집전판인 전극극판에서 분리되거나 떨어져 나감으로써, 전지 수명의 저하, 전지 용량의 감소 및 출력 안정성 저하 등의 문제가 발생할 뿐만 아니라, 전지의 안전성에도 커다란 문제가 생긴다.
일반적으로, 리튬이온 폴리머전지를 포함하는 리튬이온전지의 음극전극은 카본 및 흑연 등의 음극전극 활물질과 결합재를 용매와 혼합하고, 결과된 혼합물을 동 호일과 같은 금속제 전극극판 상에 코팅하고, 코팅액을 건조시켜 전극극판 상에 코팅층을 형성시킴으로써 제조된다. 그러나, 상술한 바처럼 충방전 시의 발열 등으로 인하여 리튬이온 음극전극은 수축 팽창을 거듭하고, 이에 의해 동호일 극판과 음극활물질을 결합하는 결합재는 열화하게 되어, 그들 사이의 접착력은 점점 저하된다. 따라서, 리튬이온전지의 수명과 용량이 감소하고 출력의 안전성이 떨어지게 된다.
따라서, 리튬이온전지용 음극전극 극판인 금속 박막과 음극전극 활물질의 접착력을 향상시키기 위하여 많은 방법들이 제안되어 있다.
음극전극 극판으로 사용되는 동 호일의 표면을 호박산과 같은 유기산으로 처리하는 방법이 제안되어 있다. 이 표면 처리법은 압연 동호일의 표면을 유기산으로 부식시켜 미세요철을 생성시키고, 이에 의해 표면 거칠기를 증대시킴으로써 음극전극의 필름의 접착력을 향상시키는 것이다. 그러나 이 방법은 공정상 복잡하며 단순한 물리적 접착력의 향상이므로 접착력 증대에 한계가 있다는 단점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명자들은 광범위한 연구를 수행하였으며, 그 결과, 이소시아네이트 화합물을 리튬이온전지 또는 리튬이온 폴리머전지의 음극전극 코팅액에 첨가시킬 때, 이소시아네이트 화합물이 전극극판 및 전극활물질 상의 히드록실기와 반응하여 우레탄 결합 및/또는 알로판네이트 결합을 형성함으로써 상기 전극극판 및 전극활물질 사이의 접착력을 향상시키고, 이에 의해 전지의 거듭된 충방전을 통해서도 성능을 유지시키고 수명을 연장시키는 효과를 준다는 것을 발견하였다. 더 나아가서, 이소시아네이트 화합물은 리튬이온과 반응하여 리튬 히드록사이드의 패시베이션 필름(Passivation film)을 형성하고 음극의 인터칼레이션(intercalation)을 방해하는 카본 또는 흑연 표면의 히드록실기를 제거함으로써 전지성능을 향상시킨다는 것을 발견하였다. 본 발명은 이러한 발견을 기초로 하여 완성되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 이소시아네이트 화합물을 포함하는 리튬이온전지 또는 리튬이온 폴리머전지용 음극전극 제조용 코팅액 및 이를 사용하여 전극물질과 극판사이의 접착력을 증대시킨 리튬이온전지 또는 리튬이온 폴리머전지용 음극전극을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 이소시아네이트 화합물을 포함하는 음극전극 제조용 코팅액을 사용하여 전극물질과 극판사이의 접착력이 증대된 리튬이온전지 또는 리튬이온폴리머 전지용 음극전극을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 방법에 따라 제조된 리튬이온 음극전극은 통상의 리튬이온 1차 및 2차 전지 뿐만 아니라 리튬이온 폴리머전지 등에서 더욱 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 방법에 따라 이소시아네이트 화합물의 함량을 달리하여 제조된 리튬이온 음극 반쪽전지로부터 수득된 임피던스 측정결과인 Re, Rt 및 Rct 값을 보여주는 그래프이다.
도 2는 반복된 충방전에 따른 MDI의 첨가 효과를 보여주기 위하여 본 발명에서 제조된 리튬이온 음극반쪽전지의 충방전 반복회수에 따라 흑연 전극으로부터 리튬이 디인터칼레이션하는 용량의 변화를 나타낸 그래프이다.
본 발명에 따른 리튬이온전지 또는 리튬이온 폴리머전지의 음극전극 제조용 코팅액은 전극활성분, 결합재, 용매 및 이소시아네이트 화합물로 주로 구성된다. 상기 이소시아네이트 화합물 중의 이소시아네이트기는 동호일 표면의 히드록실기와 전극활물질인 카본 또는 흑연 표면의 히드록실기와 반응하여 우레탄 결합 및/또는 알로판네이트 결합을 그 사이에 형성한다. 이러한 우레탄 결합을 갖는 본 발명의 방법으로 제조된 음극전극은, 다른 물리적 결합만을 가지거나 물리적 결합력으로 주로 구성된 결합력을 갖는 기존의 음극전극보다, 전극활물질과 전극극판 사이에 상당히 향상된 결합력을 제공한다.
본 발명에서 사용하고 있는 리튬이온전지는, 실제에 있어서는, 전해질이 액체인 리튬이온 전지 및 전해질이 폴리머 등을 포함하는 고형질인 리튬이온 폴리머전지 등을 모두다 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용되는 이소시아네이트 화합물이란 하나 이상의 이소시아네이트기(-NCO)를 함유하고 있는 화합물로서, 예를 들면 2,4-톨루엔디이소시아네이트(2.4-TDI), 2,6-톨루엔디이소시아네이트 (2,6-TDI), 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 4, 4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트(H12MDI), 1, 5-나프탈렌디이소시아네이트(NDI), 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 자일렌디이소시아네이트(XDI), 이소포론디이소시아네이트(IPDl), 3-이소시아네이토메틸-3,5,5-트리메틸시클로헥실디이소시아네이트(TMDI)을 포함한다.
본 발명에 따른 리튬이온전지 또는 리튬이온 폴리머전지의 음극전극 코팅액은 상기 이소시아네이트 화합물을 상기 음극전극 코팅액에 포함된 전극활물질의 중량을 기준으로 0.1중량% 이상, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 5중량%의 범위로 함유할 수 있다. 이소시아네이트의 함량이 0. l중랑%보다 적으면, 본 발명의 목적인 물리적인 결합력은 달성함에 충분하지 못하며, 5중량% 이상이면 산화전류가 과도하게 나타나는 경향이 있을 수도 있고, 따라서 이를 방지하기 위한 다른 첨가제를 부가하여야 할 경우가 많으므로 바람직하지 못하다. 그러나 5중량% 이상의 이소시아네이트 함량도 본 발명의 범주를 벗어 나는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 리튬이온전지 또는 리튬이온 폴리머전지의 음극전극 제조용 코팅액은, 이소시아네이트기(-NCO)와 전극극판 및/또는 전극활물질에 있는 히드록실기(-OH) 사이의 우레탄 형성 반응을 용이하게 하기 위한 촉매를 더 포함할 수도 있다. 이러한 OH/NCO의 반응을 향상시키기 위한 촉매의 예는 디부틸틴 디라우레이트(DBTLD), 옥토케인산 주석, 테트라부틸 티타네이트와 같은 유기금속염류를 포함한다.
게다가, 용매건조과정의 높은 온도로 인하여 이미 형성되어 있는 우레탄 관능기는 경우에 따라 미반응 이소시아네이트기와 더 반응하여 가교구조인 알로판네이트(allophanate) 결합을 형성함으로써 음극전극의 물리적 결합 성질을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 이소시아네이트 함유 화합물은 코팅액 속에 존재할 수도 있는 소량의 수분과 반응하여 우레탄 결합 및/또는 알로판네이트 결합을 형성함으로써 추가의 물리적 결합력을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 전지 내의 수분을 제거함으로써 수분에 의한 분해반응 등을 방지할 수 있다. 이는 전극 내의 수분 제어가 어려운 리튬이온 폴리머전지에서 더욱 유용하다. 따라서, 본 발명의 리튬이온 음극전극 제조용 코팅액은, 이소시아네이트기(-NCO)와 전지 내 수분(HOH) 사이의 HOH/NCO 반응을 향상시키기 위한 촉매를 더 포함할 수도 있다. 이러한 HOH/NCO 반응을 향상시키기 위한 촉매의 예는 트리에틸렌 디아민(DABCO), 디메틸에탄올아민(DMEA), 데트라메틸부탄디아민(TMBDA), 디메틸시클로헥실 아민 (DMCHA), 트리에틸아민(TEA)와 같은 3차 아민을 포함한다.
Figure pat00003
Figure pat00004
전지 내에 미반응 이소시아네이트기가 존재하면, 3볼트 이상에서 분해반응을 야기하며, 이에 의해 산화전위가 유도된다. 따라서 전극전위가 높은 리튬이온전지 내에는 미반응 이소시아네이트기가 존재하지 않도록 주의해야 한다. 이를 위해, 첨가되는 이소시아네이트기를 화학양론적으로 제어하여 미반응 이소시아네이트기가 잔류하지 않도록 해야 하나, 전극활물질 및 전극극판에 존재하는 히드록실기의 양은 제조 방법, 보관, 건조 등의 전처리 과정에 크게 영향을 받아 변하므로, 일률적으로 이소시아네이트 화합물의 첨가량을 결정하기는 힘들다. 이런 경우 적외선 분광기, CV(Cyclic Voltmeter)와 같은 기기를 이용하여 첨가할 이소시아네이트의 양을 정량할 수 있다.
더나아가서, 본 발명에 따른 리튬이온 음극전극 제조용 코팅액은 전지 내의미반응 이소시아네이트기를 제거하기 위한 임의의 아민 화합물을 더 포함할 수도 있다.
즉, 이소시아네이트기가 리튬이온전지 내에 존재하고 이들을 확실히 제거해야 할 필요성이 있는 경우에는, 이소시아네이트기와의 반응성이 히드록실기보다 낮은 아민기를 함유하는 화합물을 첨가하며 리튬이온전지 내에 존재할 가능성이 있는 이소시아네이트기를 제거한다. 이러한 아민 화합물은 이소시아네이트기와 반응하여 우레아 결합을 형성한다. 더나아가서, 상기 아민 화합물과 이소시아네이트기와 반응으로 형성된 우레아 결합은 또다른 이소시아네이트기와 반응하여 비우렛 결합과 같은 가교 구조를 형성한다. 이와 같이, 임의선택적으로 첨가할 수 있는 아민 화합물은 미반응 이소시아네이트기 제거제로서 뿐만 아니라 접착력 향상을 위한 가교 구조 형성제의 역할을 한다. 이러한 목적으로 본 발명에서 사용될 수 있는 아민 화합물의 예는 3, 3'-디클로로-4, 4'-디아미노디페닐메탄(MOCA), m-페닐렌디아민(m-PDA), 및 큐멘디아민과 m-PDA의 혼합물(Caytur 7)을 포함한다.
Figure pat00005
Figure pat00006
본 발명에서 사용될 수 있는 결합재로는 당업계에 공지된 음극전극용 결합재를 사용할 수 있으며, 예를 들면 폴리비닐리덴 플루오라이드 또는 이의 공중합체와 같은 중합체성 결합재이다.
본 발명에서 사용될 수 있는 전극활물질로는 당업계에 공지된 리튬이온 음극전극용 전극활물질을 사용할 수 있으며, 예를들면 카본 또는 흑연 등이다. 이러한음극전극용 전극활물질로서는, 리튬이온을 인터칼레이션할 수 있으며 음극전극용 전극활물질로서 사용할수 있으면 본 발명에서도 사용 가능하다.
하기에 실시예를 참고로 본 발명을 더욱 상세히 기술한다. 이러한 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 것이며, 제한하는 것은 아니다.
실시예 1
음극전극 활물질인 90중량부의 흑연(SFG15), 결합재인 10중량부의 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF) 및 용매인 50중량부의 N-메틸-2-피롤리디논 (NMP)를 혼합하여 균일한 혼합물을 수득하였다. 상기 균일한 혼합물에 전극활물질을 기준으로 0.5%의 4, 4'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI)를 이소시아네이트 함유 화합물로서 첨가하고, 이어서 HOH/NCO 반응촉매인 트리에틸렌디아민(DABCO) 및 OH/NCO 반응 촉매인 옥토케인산 주석을 각각 소량씩 첨가하여 본 발명의 음극전극 코팅액을 수득하였다.
상기 수득한 음극전극 코팅액을 적절한 두께의 구리 호일 위에 열풍 코팅기를 사용하여 코팅하였다. 이때, 120℃의 열풍을 불어주어 용매인 NMP를 증발시켜 동 호일에 적절한 두께의 필름을 형성시켰다. 이 온도에서 미반응 MDl는 이미 형성되어 있는 우레탄 결합과 반응하여 가교구조인 알로판네이트 결합을 형성한다.
이렇게 수득한 음극전극을 작업전극(working electrode)으로 사용하고 리튬을 상대전극으로 사용하여 음극 반쪽전지를 제조하였다. 전해액으로서 에틸렌카보네이트(EC)/디에틸렌카보네이트(DEC) 혼합용매 중의 LiPF6의 l몰 용액을 사용하였으며, 격막으로서 폴리프로필렌계 필름 (Celgard 2400)을 사용하였다.
본 실시예에서 제조된 음극 반쪽전지에 대해서, CV를 이용하여 전위안정성 및 임피던스를 측정하였다.
실시예 2-4
이소시아네이트 화합물로서 MDI를 전극활물질을 기준으로 각각 1%(실시예 2), 3%(실시예 3) 및 5%(실시예 4)의 양으로 각각 첨가함을 제외하고는 실시예 l에서와 동일한 방식으로 제조한 음극전극 코팅액을 사용하여 음극전극을 제조하고, 이를 이용하여 실시예 l에서와 동일한 방식으로 음극 반쪽전지를 각각 제조하였다.
이렇게 제조된 음극 반쪽전지들에 대해서 실시예 1에서처럼 전위안정성 및 임피던스를 측정하였다.
실시예 3에서 3%의 MDI를 함유하는 코팅액으로 제조된 음극 반쪽전지 및 실시예 5에서 5%의 MDI를 함유하는 코팅액으로 제조된 음극 반쪽전지에서는 3볼트 이상에서 산화전류가 관찰되었다. 이때 소량의 아민 화합물을 첨가하여 이소시아네이트의 반응을 완결시킨 음극전극을 이용하여 제조한 음극 반쪽전지에서는 3V 이상에서도 산화전위가 관찰되지 않았다.
소량의 아민 화합물을 더 포함하는 코팅액으로 제조된 음극 반쪽전지들에 대해서 실시예 l에서처럼 전위안정성 및 임피던스를 측정하였을 때, 아민 화합물을 포함하지 않는 코팅액으로 제조된 음극 반쪽전지에서와 실질적으로 유사한 결과를 수득하였다.
비교예 1
이소시아네이트 화합물을 사용하지 않음을 제외하고는 실시예 l에서와 동일한 방식으로 제조한 음극전극 코팅액을 사용하여 음극전극을 만들고, 이로부터 음극 반쪽전지를 제조하였다.
도 1은 실시예 1-4 및 비교예 1에서 제조된 음극 반쪽전지로부터 수득된 임피던스 측정결과를 보여주는 그래프이다. 그래프의 가로축을 따라 MDI의 함량은 각각 0% (비교예 1), 0.5% (실시예 1), 1% (실시예 2), 3% (실시예 3)및 5% (실시예 4)로 변화하고, 세로축을 따라 위로부터 Rt (전체 저항, Total resistance), Rct (전하이동 저항, Charge transfer resistance) 및 Re (전해질 저항, Electrolyte resistance) 값들을 나타낸다.
이러한 MDI를 첨가하였을 때, MDI를 첨가하지 않은 코팅액으로 제조된 음극 반쪽전지(비교예 1)와 비교하면, Re 값은 크게 변화가 없지만, Rt 및 Rct 값은 월등히 우수한 결과를 보여준다. 특히 1%의 MDI를 첨가한 코팅액으로 제조된 음극 반쪽전지(실시예 2)가 가장 우수한 결과를 보여준다.
도 2는 반복된 충방전에 따른 MDI의 첨가 효과를 보여준다. 실시예 2 (MDI 첨가량 1%) 및 비교예 1 (MDI 첨가량 0%)에서 각각 수득된 음극 반쪽전지를 C/5의 정전류로 0.005 V까지 흑연에 리튬을 인터칼레이션 후 C/5의 정전류로 2 V까지 디인터칼레이션하는 충방전 실험을 20회 반복하였으며, 흑연으로부터 리튬이 디인터칼레이션하는 1회 용량을 기준으로 리튬의 디인터칼레이션 용량을 각각 계산하였다.
결과는 비교예 1 (MDI 첨가량 0%)에서 각각 수득된 음극 반쪽전지보다 실시예 2(MDI 첨가량 1%)에서 제조된 음극 반쪽전지에서 흑연으로부터의 디인터칼레이션 용량의 감소가 더 적고 감소 비율도 더 적은 것을 알 수 있다.
실시예 5
EC/DEC 중의 1 mol의 LiPF6전해액 용액에 결합재인 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF, Elf Atochem사 제품) 20중량부를 첨가하여 균일한 용액을 제조한다. 이 때의 용매는 아세톤을 사용하였다. 음극전극 활물질인 80중량부의 흑연을 상기 결합재를 포함하는 용액과 혼합하였다. 결과로 형성된 균일 혼합물에 전극활물질을 기준으로 MDI를 0%, 0.5%, 1%, 3%, 5%의 양으로 각각 첨가하여, MDI의 함량이 다른 5가지 리튬이온 폴리머전지용 음극전극 코팅액을 제조하였다. 상기 코팅액들을 동호일 위에 코팅하고, 50 내지 60℃의 열풍을 불어 건조시켜 음극전극용 코팅을 형성시킴으로써, 5가지 리튬 이온 폴리머전지용 음극 전극을 각각 제조하였다.
EC/DEC 중의 1 mol의 LiPF6전해액 용액, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF, Elf Atochem사 제품) 및 THF 용매를 혼합하여 균일한 코팅액을 제조하고, 이렇게 제조한 코팅액을 이형지 위에 코팅 및 건조하여 폴리머 전해질을 제조하였다.
상기 제조된 5가지 음극 전극 각각을 상기 제조된 폴리머 전해질과 함께 사용하여 리튬이온 폴리머전지의 음극 반쪽 전지 5가지를 제조하였다.
폴리머 전해질을 사용한 리튬이온 음극 반쪽전지에 대하여 CV 측정, 임피던스 측정, 충방전 시험 등을 행하였으며, 그 결과 실시예 1 내지 4에서와 실질적으로 동일한 결과를 보여주었다. 즉, MDI 첨가량 0%인 코팅액으로 만든 음극반쪽전지보다 본 발명에 따라 이소시아네이트를 함유하는 코팅액으로 제조한 리튬이온 폴리머전지의 음극 반쪽 전지에서는 흑연으로부터의 디인터칼레이션 용량의 감소가 더 적고 감소 비율도 더적은 것을 알 수 있었다.
본 발명에 따라 이소시아네이트기 함유 화합물을 함유하는 코팅액으로 제조된 음극전극은 거듭된 충방전에도 높은 전위안정성 및 우수한 임피던스 특성을 보여줌으로써, 리튬이온전지 및/또는 리튬이온 폴리머전지의 음극전극으로서 유용함을 보여준다. 또한 본 발명에 따른 리튬이온전지 및/또는 리튬이온 폴리머전지의 음극전극은 이소시아네이트기로 인하여 전극극판과 그 위에 형성된 필름사이의 접착력이 향상되어 거듭된 충방전을 통해서도 전지는 그 성능을 오래 유지할 수 있어 수명이 연장되는 효과를 줄 수 있다.

Claims (8)

1종 이상의 음극전극 활물질, 1종 이상의 결합재 및 1종 이상의 이소시아네이트 화합물을 1종 이상의 용매와 혼합하여 만들어진 음극전극 코팅액을 음극전극 극판에 도포하고 건조하여 제조됨을 특징으로 하는 리튬이온전지 또는 리튬이온 폴리머전지용 음극전극.
제 1항에 있어서, 상기 이소시아네이트 함유 화합물은 2,4-톨루엔디이소시아네이트(2,4-TDI), 2,6-톨루엔디이소시아네이트(2,6-TDI), 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트 (H12MDl), 1,5-나프탈렌디이소시아네이트(NDI), 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 자일렌디이소시아네이트(XDI), 이소포론디이소시아네이트(IPDI), 3-이소시아네이토메틸-3,5,5-트리메틸시클로헥실디이소시아네이트(TMDI)로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물임을 특징으로 하는 음극전극.
제 1항에 있어서, 음극전극 코팅액에서 상기 이소시아네이트 함유 화합물은 0.1 중량% 이상, 바람직하게는 0.12 중량% 내지 5중량% 사이의 범위로 있음을 특징으로 하는 음극전극.
제 1항에 있어서, 상기 음극전극의 전극극판은 구리, 니켈, 카본 등에서 선택되며 호일 또는 메쉬 형태임을 특징으로 하는 음극전극.
제 1항에 있어서, 상기 음극전극 코팅액은 HOH/NCO의 반응을 향상시키기 위한 촉매로서 트리에틸렌디아민(DABCO), 디메틸에탄올아민(DMEA), 테트라메틸부탄디아민(TMBDA), 디메틸시클로헥실아민(DMCHA), 트리에틸아민(TEA)과 같은 3차 아민으로 구성된 군에서 선택된 적어도 1종의 화합물 및/또는 OH/NCO의 반응을 향상시키기 위한 촉매로서 디부틸틴디라우레이트(DBTDL), 옥토케인산 주석 및 테트라부틸 티타네이트와 같은 유기금속염류로 구성된 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 더 포함함을 특징으로 하는 음극전극.
제 1항에 있어서, 상기 음극전극 코팅액은 3, 3'-디클로로-4, 4'-디아미노디페닐메탄(MOCA), m-페닐렌디아민(m-PDA), 및 큐멘디아민과 m-PDA의 혼합물(Caytur 7)로 구성된 군에서 선택되는 적어도 l종의 아민 화합물을 더 포함함을 특징으로 하는 음극전극.
1종 이상의 음극전극 활물질, l종 이상의 결합재 및 1종 이상의 이소시아네이트 화합물을 l종 이상의 용매와 혼합하여 만들어진 음극전극 코팅액을 음극전극 극판에 도포하고 건조하여 제조됨을 특징으로 하는 리튬이온전지 또는 리튬이온 폴리머전지용 음극전극의 제조 방법.
1종 이상의 음극전극 활물질, 1종 이상의 결합재 및 1종 이상의 이소시아네이트 화합물을 1종 이상의 용매로 구성됨을 특징으로 하는 리튬이온전지 또는 리튬이온 폴리머전지용 음극전극 코팅액.
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