KR100553732B1 - 리튬 2차전지용 극판 제조방법 - Google Patents

Abstract

리튬 2차전지용 극판 제조방법이 개시된다. 개시된 리튬 2차전지용 극판 제조방법은 리튬 2차전지의 양,음극판에 이용되며, 활물질층이 형성된 집전체를 포함하는 되는 극판을 제조하기 위한 것으로, 가) 상기 집전체에 대하여 표면처리하는 단계와, 나) 상기 집전체 상에 활물질 및 고착제를 포함하는 활물질층을 형성하는 단계 및 다) 방전가스를 이용하여 상기 활물질층의 표면에 노출되는 고착제 및 불순물을 제거하는 단계를 포함한다.

Description

리튬 2차전지용 극판 제조방법{Electrode manufacturing method for lithum secondary battery}

도 1은 통상적인 리튬 2차전지에 이용되는 극판의 일예를 도시한 사시도,

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선의 단면도,

그리고, 도 3은 본 발명에 따른 리튬 2차전지용 극판 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11.활물질층 12.집전체

13.활물질 14.가소제

15.고착제 16.불순물

본 발명은 리튬 2차전지용 극판 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 리튬 2차전지에 이용되는 양,음극판을 포함하는 극판의 제조시 활물질층의 표면에 노출되는 고착제 및 불순물을 제거하기 위한 리튬 2차전지용 극판 제조방법에 관한 것이다.

전지는 일회용인 1차전지와 충전하여 재사용이 가능한 2차전지로 구분된다. 2차전지는 NiCd 전지, NiMH 전지, 리튬 2차전지 등이 있다. 이중, 리튬 2차전지는 다른 2차 전지에 비해 용량이 크다는 장점이 있어서, 이를 실용화 및 개선하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 리튬 2차전지는 전해질, 전극 재료에 따라 리튬 이온 전지, 고분자 전해질 전지, 플라스틱 리튬 이온 전지 등으로 구분될 수 있다.

도 1은 상술한 리튬 2차전지에 이용되는 극판의 일예를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선의 단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 이 극판(10)은 예컨대, 리튬 2차전지의 양, 음극판으로 이용되며, 통상적으로 양면에 활물질층(11)이 형성된 집전체(12)를 구비한다. 여기서, 활물질층(11)은 예컨대 활물질(13), 가소제(14) 및 고착제(15)의 혼합물이 집전체(12) 상에 도포되거나, 압착되어 형성된다.

리튬 2차전지에 있어서, 상술한 바와 같은 구조를 가지는 극판(10)이 전해액이 함침된 세퍼레이터에 의해 구분되어 상호 적층됨으로써, 소정 전류를 생성하는 전지몸체를 이루게 된다. 이러한 전지몸체에서 생성되는 전류의 효율성이 향상되기 위해서는 전지몸체 내부에 존재하는 저항이 최소화되어야 한다. 통상적으로 전지몸체에서 존재하는 저항은 각 층간의 접촉부위에서 계면저항의 형태로 존재한다. 특히, 집전체(12) 상에 형성된 활물질층(11)의 표면에는 고착제(15) 및 불순물(16)이 소정 형상으로 존재하기 때문에, 극판(10)이 적층될 때 다른층과 접촉되는 부위에서 상기 고착제(15) 및 불순물(16)에 의해 리튬 이온의 이동이 방해되어 계면 저항 이 커지게 된다. 따라서, 전지몸체로부터 생성되는 전류 효율 및 충방전 특성이 나빠지며 수명이 저하되는 문제점이 있다. 특히 리튬 폴리머 전지의 경우, 기존 알카리 전지와 리튬 이온 전지와 달리 비교적 고체 상태로 이루어지므로 내부저항이 높은 편이다. 따라서, 상술한 문제점으로 인해 전지 내부의 계면저항이 커질 경우 전지의 충방전 특성 및 수명이 저하된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 극판의 신뢰성을 향상시키기 위해서 집전체 상에 형성된 활물질층의 표면에 노출되는 고착제 및 불순물을 효과적으로 제거하기 위한 리튬 2차전지용 극판 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명인 리튬 2차전지용 극판 제조방법은, 리튬 2차전지의 양,음극판에 이용되며, 활물질층이 형성된 집전체를 포함하는 되는 극판을 제조하기 위한 것으로,

가) 상기 집전체에 대하여 표면처리하는 단계;와, 나) 상기 집전체 상에 활물질 및 고착제를 포함하는 활물질층을 형성하는 단계; 및 다) 방전가스를 이용하여 상기 활물질층의 표면에 노출되는 고착제 및 불순물을 제거하는 단계;를 포함한다.

그리고 본 발명에 있어서, 상기 방전가스는 플라즈마 또는 코로나 방전에 의해 형성된 것을 특징으로 한다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 리튬 2차전지용 극판 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명에 따른 리튬 2차전지용 극판 제조방법은, 리튬 2차전지에 있어서 소정 전류를 생성하는 전지몸체를 구성하는 것으로, 양,음극판에 이용되며, 활물질층이 형성된 집전체를 포함하는 극판을 제조하기 위한 것이다.

도 1 내지 3을 참조하여 설명하면, 우선, 소정 형상으로 제작된 집전체(12)에 대하여 표면처리가 실시된다(S31). 이러한 표면처리공정은 후공정의 신뢰성을 향상시키기 위해서 집전체(12)의 표면을 세정하여 이물질을 제거하며 건조하는 과정 등을 포함한다.

그리고, 활물질층(11)이 집전체(12) 상에 형성된다(S32). 이러한 활물질층(11)은 예컨대, 활물질(13), 고착제(15), 가소제(14)를 포함하는 혼합물을 집전체상에 도포시키거나 압착시켜서 형성한다. 이때, 활물질층(11)의 표면에는 고착제(15) 및 상술한 과정을 진행하는 동안 포함되는 불순물(16)이 소정 형상으로 형성된다.

다음에, 상기 활물질층(11)의 표면에 형성된 고착제(15) 및 불순물(16)을 제거하기 위해서, 방전가스를 이용하여 상기 활물질층(11)에 대하여 표면처리한다(S33). 이때, 상기 방전가스는 플라즈마 또는 코로나 방전에 의해 형성될 수 있다.

상술한 바와 같은 과정을 통하여 제조가 완료된 극판(10)은 예컨대, 리튬 2차전지에 이용될 때 소정 형상으로 절단된 후 적층됨으로써 소정 전류를 생성하는 전지몸체를 이룬다. 이때, 각 극판의 접촉부위에서 리튬 이온의 이동을 방해하는 고착제(15) 및 불순물(16)이 제거된 상태이므로 계면저항이 줄어들게 된다. 특히, 방전가스를 이용하여 활물질층(11)의 표면에 형성된 고착제(15) 및 불순물(16)을 제거하는 방법은 에칭공정 등 화학적인 방법에 비해 극판(10)에 미치는 불필요한 손상을 줄일 수 있다. 또한, 방전가스를 이용하는 방법은 활물질층(11) 표면에 산화물에 의한 피막 형성을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 리튬 2차전지용 극판 제조방법에 의하면, 방전가스를 이용하여 활물질층 표면에 노출되는 고착제 및 불순물을 효과적으로 제거할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 리튬 2차전지용 극판 제조방법에 의해 제조된 극판이 리튬 2차전지에 이용되어 전지몸체를 구성할 경우, 전지몸체에서 계면저항이 최소화되어 전류효율이 향상되며, 충,방전 특성이 향상된다는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 리튬 2차전지의 양,음극판에 이용되며, 활물질층이 형성된 집전체를 포함하는 극판을 제조하기 위한 것으로,

   가) 상기 집전체에 대하여 표면처리하는 단계;

   나) 상기 집전체 상에 활물질 및 고착제를 포함하는 활물질층을 형성하는 단계; 및

   다) 플라즈마 또는 코로나 방전가스를 이용하여 상기 활물질층의 표면에 노출되는 고착제 및 불순물을 제거하는 단계;를 포함하는 리튬 2차전지용 극판 제조방법.
2. 삭제

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