KR100497249B1 - Lithium ion secondary battery - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리튬 이온 이차 전지에 관한 것으로서, 이 리튬 이온 이차 전지는 고분자 기재, 집전체 및 음극 활물질층을 포함하는 음극; 리튬 이온의 흡장 및 탈리가 가능한 양극 활물질을 포함하는 양극; 및 전해액을 포함한다.The present invention relates to a lithium ion secondary battery, the lithium ion secondary battery comprising a negative electrode comprising a polymer substrate, a current collector and a negative electrode active material layer; A positive electrode including a positive electrode active material capable of occluding and detaching lithium ions; And electrolyte solutions.
본 발명의 리튬 이온 이차 전지는 우수한 에너지 밀도를 갖는다.The lithium ion secondary battery of the present invention has an excellent energy density.
Description
[산업상 이용 분야][Industrial use]
본 발명은 리튬 이온 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 높은 에너지 밀도를 갖는 리튬 이온 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium ion secondary battery, and more particularly to a lithium ion secondary battery having a high energy density.
[종래 기술][Prior art]
최근의 휴대용 소형 전자기기의 전원으로서 각광받고 있는 리튬 이차 전지는 유기 전해액을 사용하여 기존의 알칼리 수용액을 사용한 전지보다 2배 이상의 높은 방전 전압을 보임으로써 높은 에너지 밀도를 나타내는 전지이다.Lithium secondary batteries, which are in the spotlight as power sources of recent portable small electronic devices, exhibit high energy density by showing a discharge voltage that is twice as high as that of a battery using an alkaline aqueous solution using an organic electrolyte solution.
리튬 이차 전지의 양극 활물질로는 LiCoO2, LiMn2O4, LiNi1-x CoxO2 (0 < X < 1)등과 같이 리튬이 인터칼레이션이 가능한 구조를 가진 리튬과 전이 금속으로 이루어진 산화물을 주로 사용하였다.As a cathode active material of a lithium secondary battery, an oxide composed of lithium and a transition metal having a structure capable of intercalating lithium, such as LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , and LiNi 1-x Co x O 2 (0 <X <1) Was mainly used.
음극 활물질로는 초기에는 리튬 금속을 사용하였으나, 덴드라이트가 발생되어 수명이 매우 짧은 문제 등으로 인하여, 최근에는 리튬의 삽입/탈리가 가능한 인조 흑연, 천연 흑연, 하드 카본을 포함한 다양한 형태의 탄소계 재료가 사용되고 있다. 그러나 상기 탄소 계열의 음극 활물질은 덴드라이트 발생 문제는 해결할 수 있고, 저전위에서 전압 평탄성이 우수하고 양호한 수명 특성을 가지고 있으나, 유기 전해액과의 높은 반응성, 물질내 리튬의 낮은 확산 속도 등으로 인해 전력(power) 특성, 초기 비가역 제어, 충방전 중의 전극 부풀림 현상(swelling) 등의 문제점이 있다.Lithium metal was initially used as a negative electrode active material. However, due to a problem of dendrites occurring and a very short lifespan, various types of carbon-based carbonaceous materials including artificial graphite, natural graphite, and hard carbon, which can be inserted / desorbed of lithium, have recently been used. The material is being used. However, the carbon-based anode active material can solve the problem of dendrites and has excellent voltage flatness and good life characteristics at low potential, but due to high reactivity with the organic electrolyte and low diffusion rate of lithium in the material, power ( There are problems such as power characteristics, initial irreversible control, and electrode swelling during charging and discharging.
이에 따라, 덴드라이트 문제를 해결하여 장수명을 갖도록 리튬 합금을 음극 활물질로 사용하기 위한 연구가 진행되었다. 미국 특허 제 6,051,340 호에는 리튬과 합금되지 않는 금속과 리튬과 합금이 되는 금속을 포함하는 음극이 기술되어 있다. 이 특허에서 상기 리튬과 합금되지 않는 금속은 집전체의 역할을 하며, 상기 리튬과 합금이 되는 금속은 충전시 양극으로부터 빠져나온 리튬 이온과 합금을 형성하고, 이 합금이 음극 활물질로 작용하게 되며, 음극은 충전시 리튬을 포함하게 된다. Accordingly, researches for using lithium alloy as a negative electrode active material to solve the problem of dendrites have a long life. U. S. Patent No. 6,051, 340 describes a negative electrode comprising a metal that is not alloyed with lithium and a metal that is alloyed with lithium. In this patent, the metal that is not alloyed with lithium serves as a current collector, and the metal that is alloyed with lithium forms an alloy with lithium ions taken out of the anode during charging, and the alloy serves as a negative electrode active material, The negative electrode contains lithium during charging.
그러나 상술한 리튬 합금으로도 만족할만한 전지 특성을 얻기는 어려웠다.However, even with the lithium alloy described above, it was difficult to obtain satisfactory battery characteristics.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 에너지 밀도가 우수한 음극을 포함하는 리튬 이온 이차 전지를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a lithium ion secondary battery including a negative electrode having an excellent energy density.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고분자 기재, 집전체 및 음극 활물질층을 포함하는 음극; 리튬 이온의 흡장 및 탈리가 가능한 양극 활물질을 포함하는 양극; 및 전해액을 포함하는 리튬 이온 이차 전지를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a negative electrode comprising a polymer substrate, a current collector and a negative electrode active material layer; A positive electrode including a positive electrode active material capable of occluding and detaching lithium ions; And it provides a lithium ion secondary battery comprising an electrolyte solution.
이하 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명은 리튬 이온 이차 전지의 음극으로 종래 탄소 물질이 아니라 리튬을 전류 집전체에 증착한 것을 사용하였다. 본 발명의 음극은 도 1에 나타낸 것과 같이, 고분자 기재(1), 이 고분자 기재에 형성된 집전체 층(3, 3') 및 이 집전체 층에 형성된 음극 활물질 층(5, 5')으로 구성된다. 상기 고분자 기재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 폴리에스테르로 이루어진 군에서 선택되는 고분자를 포함한다. 상기 고분자 기재의 두께는 1 내지 30㎛가 바람직하고, 2 내지 25㎛가 보다 바람직하며, 3 내지 20㎛가 가장 바람직하다. 상기 고분자 기재의 두께가 1㎛ 미만인 경우에는 핸들링이 어려운 문제점이 있고, 30㎛보다 큰 경우에는 에너지 밀도가 감소되는 문제점이 있다.In the present invention, a negative electrode of a lithium ion secondary battery uses a lithium vapor deposited on a current collector instead of a conventional carbon material. As shown in FIG. 1, the negative electrode of the present invention is composed of a polymer substrate 1, current collector layers 3, 3 'formed on the polymer substrate, and negative electrode active material layers 5, 5' formed on the current collector layer. do. The polymer substrate includes a polymer selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polyimide, polyethylene naphthalate, polypropylene, polyethylene, and polyester. 1-30 micrometers is preferable, as for the thickness of the said polymer base material, 2-25 micrometers is more preferable, and its 3-20 micrometers are the most preferable. When the thickness of the polymer substrate is less than 1 μm, handling is difficult, and when larger than 30 μm, there is a problem that the energy density is reduced.
상기 고분자 기재는 실리콘 이형제를 더욱 포함할 수도 있다. The polymer substrate may further include a silicone release agent.
상기 집전체는 리튬과 합금을 형성하지 않는 물질로 형성된 것으로서, 이러한 물질의 예로는 Ni, Ti, Cu, Ag, At, Pt, Fe, Co, Cr, W 및 Mo로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다. 상기 집전체의 두께는 10Å 내지 10㎛가 바람직하고, 100Å 내지 9㎛이 보다 바람직하고, 200Å 내지 8㎛이 가장 바람직하다. 상기 집전체의 두께가 100Å보다 작을 경우에는 집전 능력 저하가 우려되고 10㎛보다 클 경우에는 에너지 밀도가 감소되어 바람직하지 않다.The current collector is formed of a material that does not form an alloy with lithium, and examples of such materials include those selected from the group consisting of Ni, Ti, Cu, Ag, At, Pt, Fe, Co, Cr, W, and Mo. Can be. 10 kPa-10 micrometers are preferable, as for the thickness of the said electrical power collector, 100 kPa-9 micrometers are more preferable, and 200 kPa-8 micrometers are the most preferable. If the thickness of the current collector is less than 100 kV, the current collector capacity may be deteriorated, and if the current collector is larger than 10 µm, the energy density is reduced, which is not preferable.
상기 음극 활물질 층은 리튬 금속, 리튬 금속의 합금 또는 리튬과 가역적으로 화합물을 형성할 수 있는 물질을 포함한다. 상기 리튬과 합금 혹은 화합물을 형성할 수 있는 물질로는 Al, Mg, K, Na, Ca, Sr, Ba, Si, Ge, Sb, Pb, In 및 Zn로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.The negative electrode active material layer includes lithium metal, an alloy of lithium metal, or a material capable of reversibly forming a compound with lithium. As a material capable of forming an alloy or a compound with the lithium, those selected from the group consisting of Al, Mg, K, Na, Ca, Sr, Ba, Si, Ge, Sb, Pb, In, and Zn may be used.
또한, 상기 음극 활물질 층은 표면에 보호막을 더욱 포함할 수 있다. 상기 보호막은 고분자 물질, 무기 물질 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것으로 형성된 단일막 또는 다중막일 수 있다.In addition, the negative electrode active material layer may further include a protective film on the surface. The passivation layer may be a single layer or a multilayer formed of one selected from the group consisting of a polymer material, an inorganic material, or a mixture thereof.
상기 무기 물질은 LiPON(Lithium Phosphorus Oxy-Nitride, Li2.9PO3.3N0.46 ), Li2CO3, Li3N, Li3PO4 또는 Li5PO 4를 사용할 수 있다.The inorganic material may be LiPON (Lithium Phosphorus Oxy-Nitride, Li 2.9 PO 3.3 N 0.46 ), Li 2 CO 3 , Li 3 N, Li 3 PO 4 or Li 5 PO 4 .
상기 무기 물질로 형성된 보호막의 두께는 10Å 내지 10,000Å이 바람직하다. 상기 보호막의 두께가 10Å보다 얇을 경우에는 보호막의 두께가 너무 얇아서 물리적으로 보호막이 손상될 우려가 있으며, 10,000Å보다 두꺼울 경우에는 이온 전도도 및 에너지 밀도가 저하되는 문제점이 있다.The thickness of the protective film formed of the inorganic material is preferably 10 kPa to 10,000 kPa. When the thickness of the protective film is thinner than 10 kW, the thickness of the protective film may be too thin, so that the protective film may be physically damaged. When the protective film is thicker than 10,000 kW, the ion conductivity and energy density may be reduced.
또한, 상기 보호막을 형성하는 고분자 물질로는 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌의 코폴리머, 폴리(비닐 아세테이트), 폴리(비닐 부티랄-코-비닐 알콜-코-비닐 아세테이트), 폴리(메틸메타크릴레이트-코-에틸 아크릴레이트), 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐 클로라이드 코-비닐 아세테이트, 폴리비닐 알콜, 폴리(1-비닐피롤리돈-코-비닐 아세테이트), 셀룰로즈 아세테이트, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리비닐 에테르, 아크릴로니트릴-부타디엔 러버, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 설포네이티드 스티렌/에틸-부틸렌/스티렌 트리블럭 폴리머, 폴리에틸렌 옥사이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.Further, the polymer material forming the protective film may be polyvinylidene fluoride, copolymer of polyvinylidene fluoride and hexafluoropropylene, poly (vinyl acetate), poly (vinyl butyral-co-vinyl alcohol-co- Vinyl acetate), poly (methylmethacrylate-co-ethyl acrylate), polyacrylonitrile, polyvinyl chloride co-vinyl acetate, polyvinyl alcohol, poly (1-vinylpyrrolidone-co-vinyl acetate), Cellulose acetate, polyvinylpyrrolidone, polyacrylate, polymethacrylate, polyolefin, polyurethane, polyvinyl ether, acrylonitrile-butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene-styrene, sulfonated Styrene / ethyl-butylene / styrene triblock polymer, polyethylene oxide and mixtures thereof can do.
상기 고분자 물질로 형성된 보호막의 두께는 100Å 내지 10㎛이 바람직하다. 상기 고분자 물질로 형성된 보호막의 두께가 100Å 보다 얇을 경우에는 너무 얇아서 물리적으로 보호막이 손상될 수 있으며, 10㎛보다 두꺼울 경우에는 이온 전도도 및 에너지 밀도 저하의 문제점이 있다.The thickness of the protective film formed of the polymer material is preferably 100 μm to 10 μm. When the thickness of the protective film formed of the polymer material is thinner than 100 Å, it may be too thin to physically damage the protective film, and when the protective film is thicker than 10 μm, there is a problem of lowering ion conductivity and energy density.
상기 구성을 갖는 본 발명의 음극은 예를 들어 필름 형태 등의 고분자 기재의 일면 또는 양면에 집전체 물질을 증착하여 상기 고분자 기재에 집전체를 형성하고, 상기 고분자 기재에 형성된 집전체에 음극 활물질을 증착하여 제조한다. 상기 증착 공정은 상기 집전체 물질 및 음극 활물질을 증착시킬 수 있는 어떠한 방법으로도 실시할 수 있으며, 그 대표적인 예로는 스퍼터링법, 전자 빔 증발법(electron beam evaporation), 진공 열 증발법(vaccum thermal evaporation), 레이저 어블레이션(laser ablation), 화학 기상 증착법, 열 증발(thermal evaporation), 플라즈마 화학 기상 증착법, 레이저 화학 기상 증착법 및 젯트 기상 증착법 등을 들 수 있다. 상기 증착 공정은 집전체 및 음극 활물질 증착 모두 모두 10-6 토르 이상의 고진공에서 가열하여 실시하고, 증착 분위기는 수분이 거의 없는 드라이룸에서 실시한다.The negative electrode of the present invention having the above-described configuration forms a current collector on the polymer substrate by depositing a current collector material on one or both surfaces of the polymer substrate, such as a film form, and the negative electrode active material on the current collector formed on the polymer substrate. Prepare by vapor deposition. The deposition process may be performed by any method capable of depositing the current collector material and the negative electrode active material, and representative examples thereof may be sputtering, electron beam evaporation, and vacuum thermal evaporation. ), Laser ablation, chemical vapor deposition, thermal evaporation, plasma chemical vapor deposition, laser chemical vapor deposition, and jet vapor deposition. The deposition process is carried out by heating at a high vacuum of 10 -6 Torr or more for both the current collector and the negative electrode active material deposition, and the deposition atmosphere is carried out in a dry room with little moisture.
상기 음극을 포함하는 본 발명의 리튬 이온 이차 전지는 리튬 이온을 가역적으로 흡장 및 탈리하는 양극 활물질을 포함하는 양극을 포함한다.The lithium ion secondary battery of the present invention including the negative electrode includes a positive electrode including a positive electrode active material that reversibly occludes and desorbs lithium ions.
본 발명의 음극을 포함하는 리튬 이온 이차 전지의 양극은 리튬 이온을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극 활물질을 포함한다. 이 양극 활물질의 대표적인 예로는 하기 화학식 1 내지 12로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.The positive electrode of a lithium ion secondary battery including the negative electrode of the present invention includes a positive electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium ions. Representative examples of the positive electrode active material may be selected from the group consisting of the following formula (1) to (12).
[화학식 1][Formula 1]
LixMn1-yMyA2 Li x Mn 1-y M y A 2
[화학식 2][Formula 2]
LixMn1-yMyO2-zXz Li x Mn 1-y M y O 2-z X z
[화학식 3][Formula 3]
LixMn2O4-zXz Li x Mn 2 O 4-z X z
[화학식 4][Formula 4]
LixCo1-yMyA2 Li x Co 1-y M y A 2
[화학식 5][Formula 5]
LixCo1-yMyO2-zXz Li x Co 1-y M y O 2-z X z
[화학식 6][Formula 6]
LixNi1-yMyA2 Li x Ni 1-y M y A 2
[화학식 7][Formula 7]
LixNi1-yMyO2-zXz Li x Ni 1-y M y O 2-z X z
[화학식 8][Formula 8]
LixNi1-yCoyO2-zXz Li x Ni 1-y Co y O 2-z X z
[화학식 9][Formula 9]
LixNi1-y-zCoyMzAα Li x Ni 1-yz Co y M z A α
[화학식 10][Formula 10]
LixNi1-y-zCoyMzO2-αXα Li x Ni 1-yz Co y M z O 2-α X α
[화학식 11][Formula 11]
LixNi1-y-zMnyMzAα Li x Ni 1-yz Mn y M z A α
[화학식 12][Formula 12]
LixNi1-y-zMnyMzO2-αXα Li x Ni 1-yz Mn y M z O 2-α X α
(상기 식들에서, 0.90 ≤x ≤1.1, 0 ≤y ≤0.5, 0 ≤z ≤0.5, 0 ≤ α≤2이고, M는 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V 및 희토류 원소로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소이며, A는 O, F, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 원소이고, X는 F, S 또는 P이다.)(Wherein 0.90 ≦ x ≦ 1.1, 0 ≦ y ≦ 0.5, 0 ≦ z ≦ 0.5, 0 ≦ α ≦ 2, M is Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V and At least one element selected from the group consisting of rare earth elements, A is an element selected from the group consisting of O, F, S and P, and X is F, S or P.)
본 발명의 리튬 이온 이차 전지에서 전해액은 유기 용매와 리튬염을 포함한다. 상기 유기 용매로는 벤젠, 플루오로벤젠, 톨루엔, 디메탈포름아마이드, 디메틸아세테이트, 트리플루오로톨루엔, 자일렌, 사이클로헥산, 테트라하이드로퓨란, 2-메틸테트라하이드로퓨란, 사이클로헥사논, 에탄올, 이소프로필 알콜, 디메틸 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 메틸프로필 카보네이트, 메틸프로피오네이트, 에틸프로피오네이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 디메톡시에탄, 1,3-디옥솔란, 디글리임, 테트라글라임, 에틸카보네이트, 프로필카보네이트, ν-부티로락톤 및 설포란으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 하나 이상 사용할 수 있다. 하나 이상 혼합하여 사용하는 경우의 혼합 비율은 목적하는 전지 성능에 따라 적절하게 조절할 수 있으며, 이는 당해 분야에 종사하는 사람들에게는 널리 이해될 수 있다.In the lithium ion secondary battery of the present invention, the electrolyte solution contains an organic solvent and a lithium salt. As the organic solvent, benzene, fluorobenzene, toluene, dimetalformamide, dimethyl acetate, trifluorotoluene, xylene, cyclohexane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, cyclohexanone, ethanol, iso Propyl alcohol, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, diethyl carbonate, methylpropyl carbonate, methylpropionate, ethylpropionate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, dimethoxyethane, 1,3-dioxolane, digly One or more selected from the group consisting of lym, tetraglyme, ethyl carbonate, propyl carbonate, ν-butyrolactone and sulfolane may be used. The mixing ratio in the case of mixing more than one can be appropriately adjusted according to the desired battery performance, which can be widely understood by those skilled in the art.
상기 리튬염으로는 LiPF6, LiBF4, LiClO4, LiCF3SO3 , LiC4F9SO3 및 LiN(CF3SO2)2 및 LiAsF6로 이루어진 군에서 선택되는 리튬염을 하나 이상 사용할 수 있다. 이들은 유기 용매에 용해되며, 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬 이온 이차 전지의 작동을 가능하게 하고, 양극과 음극 사이의 리튬 이온의 이동을 촉진한다.As the lithium salt, one or more lithium salts selected from the group consisting of LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2, and LiAsF 6 may be used. have. They are dissolved in organic solvents and act as a source of lithium ions in the cell to enable operation of the basic lithium ion secondary battery and to promote the movement of lithium ions between the positive and negative electrodes.
이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, examples and comparative examples of the present invention are described. However, the following examples are only one preferred embodiment of the present invention and the present invention is not limited to the following examples.
(비교예 1)(Comparative Example 1)
LiCoO2 양극 활물질, 폴리비닐리덴 플루오라이드 바인더 및 슈퍼-P 도전재를 94/3/3 중량비로 N-메틸피롤리돈 혼합 용매 중에서 혼합하여 양극 활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 슬러리를 알루미늄 집전체 위에 코팅하고, 건조한 후, 압연기로 압연을 실시하여 양극판을 제조하였다.A positive electrode active material slurry was prepared by mixing a LiCoO 2 positive electrode active material, a polyvinylidene fluoride binder, and a super-P conductive material in an N-methylpyrrolidone mixed solvent at a 94/3/3 weight ratio. The slurry was coated on an aluminum current collector, dried, and rolled using a rolling mill to prepare a positive electrode plate.
카본 음극 활물질 및 폴리비닐리덴 플루오라이드 바인더를 94/6 중량비로 N-메틸피롤리돈 혼합 용매 중에서 혼합하여 음극 활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 음극 활물질 슬러리를 구리 집전체 위에 코팅하고, 건조한 후, 압연기로 압연을 실시하여 음극판을 제조하였다. The negative electrode active material slurry was prepared by mixing the carbon negative electrode active material and the polyvinylidene fluoride binder in an N-methylpyrrolidone mixed solvent in a 94/6 weight ratio. The negative electrode active material slurry was coated on a copper current collector, dried, and rolled using a rolling mill to prepare a negative electrode plate.
상기 양극판과 음극판을 사용하여 전지를 조립하였다. 제조된 전지는 높이 4.5cm, 폭 3.7cm, 두께 0.4cm의 사양을 가지고 용량은 650mAh이었다. 이때, 전해액은 1.0M LiPF6가 용해된 에틸렌 카보네이트/디메틸 카보네이트 및 에틸메틸 카보네이트(3/3/4 부피피)의 혼합 용액을 사용하였다.The battery was assembled using the positive plate and the negative plate. The battery produced had a specification of 4.5 cm in height, 3.7 cm in width, and 0.4 cm in thickness and had a capacity of 650 mAh. In this case, a mixed solution of ethylene carbonate / dimethyl carbonate and ethylmethyl carbonate (3/3/4 vol. Volume) in which 1.0 M LiPF 6 was dissolved was used.
(실시예 1)(Example 1)
5㎛의 두께를 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 양면 위에 구리를 1000Å 증착하였다. 구리가 증착된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 양면 위에 리튬을 각각 5㎛씩 증착하여 음극판을 제조하였다.1000 Å of copper was deposited on both sides of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 5 μm. A negative electrode plate was prepared by depositing 5 μm each of lithium on both surfaces of a copper-deposited polyethylene terephthalate film.
상기 음극과 상기 비교예 1의 양극을 이용하여 전지를 제조하였다.A battery was manufactured using the negative electrode and the positive electrode of Comparative Example 1.
전지는 높이 4.5cm, 폭 3.7cm, 두께 0.25cm의 사양을 가지고 용량은 650mAh이다.The battery is 4.5cm high, 3.7cm wide and 0.25cm thick, with a capacity of 650mAh.
(실시예 2)(Example 2)
구리가 증착된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 양면 위에 리튬을 각각 15㎛씩 증착하여 제조된 음극을 사용하여 높이 4.5cm, 폭 3.7cm, 두께 0.27cm의 사양을 갖는 650mAh의 리튬 이온 이차 전지를 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.A lithium ion secondary battery of 650 mAh having a specification of 4.5 cm in height, 3.7 cm in width, and 0.27 cm in thickness was manufactured by using a negative electrode manufactured by depositing lithium at 15 μm on both sides of a copper-deposited polyethylene terephthalate film. Except that was carried out in the same manner as in Example 1.
(실시예 3)(Example 3)
구리가 증착된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 양면 위에 리튬을 각각 30㎛씩 증착하여 제조된 음극을 사용하여 높이 4.5cm, 폭 3.7cm, 두께 0.31cm의 사양을 갖는 650mAh의 리튬 이온 이차 전지를 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.A lithium ion secondary battery of 650 mAh having a specification of 4.5 cm in height, 3.7 cm in width, and 0.31 cm in thickness was fabricated using a negative electrode manufactured by depositing lithium at 30 μm on both sides of a copper-deposited polyethylene terephthalate film. Except that was carried out in the same manner as in Example 1.
(실시예 4)(Example 4)
구리가 증착된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 양면 위에 리튬을 각각 45㎛씩 증착하여 제조된 음극을 사용하여 높이 4.5cm, 폭 3.7cm, 두께 0.35cm의 사양을 갖는 650mAh의 리튬 이온 이차 전지를 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.A lithium ion secondary battery of 650 mAh having a specification of 4.5 cm in height, 3.7 cm in width, and 0.35 cm in thickness was manufactured using a negative electrode prepared by depositing lithium at 45 μm on both sides of a copper-deposited polyethylene terephthalate film. Except that was carried out in the same manner as in Example 1.
전지는 높이 4.5cm, 폭 3.7cm, 두께 0.35cm의 사양을 가지고 용량은 650mAh이다.The battery measures 4.5cm high, 3.7cm wide and 0.35cm thick, and has a capacity of 650mAh.
(실시예 5)(Example 5)
구리가 증착된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 양면 위에 리튬을 각각 60㎛씩 증착하여 제조된 음극을 사용하여 높이 4.5cm, 폭 3.7cm, 두께 0.38cm의 사양을 갖는 650mAh의 리튬 이온 이차 전지를 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.A lithium ion secondary battery of 650 mAh having a specification of 4.5 cm in height, 3.7 cm in width, and 0.38 cm in thickness was fabricated using a cathode prepared by depositing 60 μm of lithium on both sides of a copper-deposited polyethylene terephthalate film. Except that was carried out in the same manner as in Example 1.
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1의 리튬 이온 이차 전지를 0.2C로 충전하고 0.2C로 방전한 후, 용량, Wh/kg, Wh/kg 증가율, Wh/l 및 Wh/l 증가율을 측정한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.After charging the lithium ion secondary batteries of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 at 0.2C and discharging at 0.2C, the capacity, Wh / kg, Wh / kg increase rate, Wh / l and Wh / l increase rate were measured. The results are shown in Table 1 below.
상기 표 1에 나타낸 것과 같이, 폴리에틸렌테레프탈레이트 위에 구리를 증착하고 리튬을 다시 증착한 실시예 1 내지 5의 전지가 질량 에너지 밀도와 체적 에너지 밀도가 비교예 1에 비해서 모두 높음을 알 수 있다.As shown in Table 1, it can be seen that the batteries of Examples 1 to 5 in which copper was deposited on polyethylene terephthalate and lithium was again deposited were higher in mass energy density and volumetric energy density than in Comparative Example 1.
본 발명의 리튬 이온 이차 전지는 우수한 에너지 밀도를 갖는다.The lithium ion secondary battery of the present invention has an excellent energy density.
도 1은 본 발명의 음극의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a cathode of the present invention.
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