KR100614340B1 - Current collector of secondary battery having ptc-characteristics and fabricating method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차전지의 양극 활물질층이나 음극 활물질층 상에 구비되는 집전체에 관한 것으로서, 금속박으로 형성되어 상기 활물질층에 접하는 제1집전층; 상기 제1집전층 상에 구비되는 PTC 물질층; 및 금속박으로 형성되되 상기 PTC 물질층을 사이에 두고 상기 제1집전층과 대칭으로 형성되는 제2집전층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a current collector provided on a positive electrode active material layer or a negative electrode active material layer of a secondary battery, comprising: a first current collector layer formed of metal foil and in contact with the active material layer; A PTC material layer provided on the first current collecting layer; And a second current collector layer formed of metal foil and symmetrically formed with the first current collector layer with the PTC material layer therebetween.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면 이차전지의 양극 활물질층 혹은 음극 활물질층 상에 구비되는 집전체의 제조방법에 있어서, 한 쌍의 금속호일을 회전하는 두 개의 롤러 사이에 유입시키는 단계; 및 상기 롤러 통과 직전의 금속호일 사이에 용융상태의 PTC 물질을 투입하여 압착적층이 이루어지도록 하는 단계;를 포함하는 이차전지용 집전체 제조방법이 개시된다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a method for manufacturing a current collector provided on a positive electrode active material layer or a negative electrode active material layer of a secondary battery, the method comprising the steps of flowing a pair of metal foil between two rollers to rotate; Disclosed is a method for manufacturing a current collector for a secondary battery, comprising the steps of: putting a PTC material in a molten state between the metal foils immediately before the roller passing to form a compression laminate.

본 발명의 다른 실시예에 의하면 이차전지의 양극 활물질층 혹은 음극 활물질층 상에 구비되는 집전체의 제조방법에 있어서, PTC 분말과 바인더를 혼합하여 슬러리를 만드는 단계; 상기 슬러리를 금속호일 표면에 도포하는 단계; 및 상기 슬러리 위에 다른 금속호일을 압착시키는 단계;를 포함하는 이차전지용 집전체 제조방법이 개시된다.According to another embodiment of the present invention, a method for manufacturing a current collector provided on a positive electrode active material layer or a negative electrode active material layer of a secondary battery, comprising the steps of: mixing a PTC powder and a binder to form a slurry; Applying the slurry to the surface of the metal foil; A method for manufacturing a current collector for a secondary battery comprising a; pressing another metal foil on the slurry.

본 발명에 의하면 집전체 내에서 PTC 물질의 작용이 이루어지므로 과전류 등 이상상태 발생시 보다 신속히 전류를 차단할 수 있으며, 활물질층의 공간을 점유하지 않으므로 전지성능의 저하를 방지할 수 있다.According to the present invention, since the action of the PTC material in the current collector, the current can be cut off more quickly when an abnormal state such as overcurrent occurs, and the battery performance can be prevented since it does not occupy the space of the active material layer.

활물질층, 집전체, PTC, 라미네이션Active material layer, current collector, PTC, lamination

Description

PTC 특성을 갖는 이차전지용 집전체 및 그 제조방법{CURRENT COLLECTOR OF SECONDARY BATTERY HAVING PTC-CHARACTERISTICS AND FABRICATING METHOD THEREOF}Current collector for secondary battery having PTC characteristics and its manufacturing method {CURRENT COLLECTOR OF SECONDARY BATTERY HAVING PTC-CHARACTERISTICS AND FABRICATING METHOD THEREOF}

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.The following drawings attached to this specification are illustrative of preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as limited to

도 1은 종래기술에 따른 이차전지의 내부구성을 도시하는 단면도.1 is a cross-sectional view showing the internal configuration of a secondary battery according to the prior art.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 집전체의 구성을 도시하는 단면도.2 is a cross-sectional view showing the configuration of a current collector for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 집전체의 구성을 도시하는 단면도.3 is a cross-sectional view showing the configuration of a current collector for a secondary battery according to another embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 집전체의 제조공정을 개략적으로 도시하는 구성도.Figure 4 is a schematic diagram showing a manufacturing process of a current collector for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 집전체의 제조공정을 개략적으로 도시하는 구성도.5 is a configuration diagram schematically showing a manufacturing process of a current collector for a secondary battery according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명><Description of main reference numerals in the drawings>

10...양극 활물질층 20...음극 활물질층10 positive electrode active material layer 20 negative electrode active material layer

B...전해질층 100a...제1집전층B ... electrolyte layer 100a ... first collector layer

100b...PTC 물질층 100c...제2집전층100b ... PTC material layer 100c ... second collector layer

200a,200b...롤러200a, 200b ... roller

본 발명은 이차전지용 집전체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 활물질층과 접하는 부분이나 활물질층 내부 이외의 지점에 PTC 특성을 갖는 물질을 구비하여 보다 신속하게 PTC 작용을 수행하고, 한편으로는 전지의 성능저하를 방지할 수 있는 이차전지용 집전체 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a current collector for a secondary battery and a method for manufacturing the same, and more particularly, a PTC action is performed more quickly by including a material having a PTC characteristic at a portion other than the portion in contact with the active material layer or inside the active material layer. The present invention relates to a current collector for secondary batteries and a method of manufacturing the same, which can prevent performance degradation of a battery.

정온도계수(Positive Temperature Coefficient; 이하 PTC)의 특성을 갖는 물질은 주위의 온도가 상승하거나 허용치 이상의 전류가 유입되어 자체적으로 발열될 경우 저항값이 수백배 혹은 그 이상으로 급격히 상승하여 전지 내부와 외부 회로 간의 전기적 접속을 차단하는 작용을 하므로 특히, 온도상승시 폭발위험이 있는 리튬이온(Lithium-ion) 이차전지의 보호회로에 유용하게 사용되고 있다.A material having a positive temperature coefficient (PTC) characteristic rapidly increases its resistance to hundreds of times or more when the ambient temperature rises or a current exceeding the allowable value induces heat generation. Since it serves to cut off the electrical connection between the circuits, it is particularly useful in the protection circuit of lithium-ion (Lithium-ion) secondary battery which has a risk of explosion when the temperature rises.

PTC 소자를 이용한 리튬이온 이차전지의 보호를 위해, 예를 들어 각형 전지의 경우에는 전지 캔 외벽과 외부단자 간에 PTC 소자가 연결되어 전류를 차단하고, 원통형 전지의 경우에는 전지 캔 내부에 PTC 소자가 장착되어 과전류로부터 전지를 보호한다. 그러나, 이러한 기술들은 이차전지 팩에 별도로 PTC 소자를 부착한 후 회로적으로 연결하는 방식을 사용하므로 이차전지 팩의 부피가 커지는 단점이 있으며, PTC 소자의 연결부가 단선될 수 있는 우려가 있다.In order to protect the lithium ion secondary battery using a PTC element, for example, in the case of a square battery, a PTC element is connected between the outer wall of the battery can and an external terminal to cut off the current. It protects the battery from over current. However, these technologies have a disadvantage in that the volume of the secondary battery pack becomes large because the technique of attaching a PTC device separately to the secondary battery pack and then connecting the circuits may be large, and the connection part of the PTC device may be disconnected.

이와는 다른 방식의 이차전지 기술로는 예컨대, 미국특허 제6346345호, 제657941호, 제6558616호, 제6440605호, 제6399252호, 제6114433호 등을 통해 개시된 바와 같이 전극구조 내에 PTC 물질을 직접 투입하는 기술을 들 수 있다. 이 중 Mitsubishi사가 출원한 미국특허 제6346345호는 도 1에 도시된 바와 같은 구조의 이차전지 기술을 제시하고 있다.Alternative secondary battery technologies include, for example, directly injecting a PTC material into an electrode structure as disclosed in US Pat. Nos. 6,337,525, 6,651,616, 6,640,605, 63,99,252, 6114433, and the like. The technique to say is. Among these, US Patent No. 6346345, filed by Mitsubishi Corporation, proposes a secondary battery technology having a structure as shown in FIG. 1.

도 1을 참조하면, 이차전지는 전해질층(B)을 사이에 두고 형성되는 양극(A) 및 음극(C)과, 집전기능을 수행하도록 상기 양극(A)과 음극(C)에 각각 구비되는 집전체(12,13)를 포함하되, 상기 양극(A)과 음극(B)에는 각각 양극 활물질층(10)과 음극 활물질층(20)이 구비되고, 특히 양극 활물질층(10) 내부 및 상기 양극 활물질층(10)과 집전체(12) 사이에는 PTC 물질(11)이 구비된다. 여기서, 양극 활물질층(10) 내에 구비된 PTC 물질(11)은 양극 활물질(10a)과 바인딩 된다.Referring to FIG. 1, the secondary battery is provided at each of the positive electrode (A) and the negative electrode (C) formed with the electrolyte layer (B) interposed therebetween, and the positive electrode (A) and the negative electrode (C) to perform a current collecting function. Including the current collector (12, 13), the positive electrode (A) and the negative electrode (B) is provided with a positive electrode active material layer 10 and a negative electrode active material layer 20, in particular inside the positive electrode active material layer 10 and the The PTC material 11 is provided between the positive electrode active material layer 10 and the current collector 12. Here, the PTC material 11 provided in the cathode active material layer 10 is bound to the cathode active material 10a.

상기와 같은 구성에 의하면 집전체(12,13)를 거쳐 양극 활물질층(10)을 흐르는 전류가 내부단락 등 이상상태에 의해 급격히 증가할 경우 PTC 물질(11)이 작용하여 저항의 급격한 상승에 의해 전류의 흐름을 억제함으로써 전지를 보호하게 된다.According to the above configuration, when the current flowing through the current collectors 12 and 13 through the positive electrode active material layer 10 increases rapidly due to an abnormal state such as an internal short circuit, the PTC material 11 acts to cause a sudden increase in resistance. By suppressing the flow of current, the battery is protected.

그러나, 이와 같은 구조는 실질적인 발전기능을 수행하는 양극 활물질층(10) 내의 공간을 PTC 물질(11)이 부분적으로 차지하게 되므로 전지의 내부저항이 높아지고, 상기 PTC 물질(11)의 양만큼 양극 활물질(10a)이 감소하여 전지의 활성이 저 하될 수 있는 단점이 있다.However, such a structure increases the internal resistance of the battery because the PTC material 11 partially occupies a space in the positive electrode active material layer 10 which performs a substantial power generation function, and increases the amount of the positive electrode active material by the amount of the PTC material 11. There is a disadvantage that the activity of the battery may be reduced by decreasing the number 10a.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, PTC 특성을 갖는 물질을 전극 내에 구비하되 전류의 이상상태 발생시 신속하게 회로를 차단할 수 있으며, 활성저하의 방지를 위해 활물질층 이외의 영역에 PTC 물질을 구비하여 전지를 보호하게 되는 이차전지용 집전체 및 그 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, provided with a material having a PTC characteristic in the electrode can be quickly cut off the circuit in the event of an abnormal state of the current, in the region other than the active material layer to prevent the active degradation An object of the present invention is to provide a secondary battery current collector and a method of manufacturing the same, including a PTC material to protect a battery.

본 발명의 다른 목적은 전지시트를 롤형태로 제조할 수 있도록 유연성이 부여된 PTC 물질층이 구비되는 이차전지용 집전체 제조방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a current collector manufacturing method for a secondary battery provided with a PTC material layer provided with flexibility to manufacture the battery sheet in a roll form.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 이차전지용 집전체는, 금속박으로 형성되어 상기 활물질층에 접하는 제1집전층; 상기 제1집전층 상에 구비되는 PTC 물질층; 및 금속박으로 형성되되 상기 PTC 물질층을 사이에 두고 상기 제1집전층과 대칭으로 형성되는 제2집전층;을 포함한다.In order to achieve the above object, a current collector for a secondary battery according to the present invention includes: a first current collector layer formed of metal foil and in contact with the active material layer; A PTC material layer provided on the first current collecting layer; And a second current collector layer formed of metal foil and symmetrically formed with the first current collector layer with the PTC material layer therebetween.

바람직하게 상기 PTC 물질층에는, 고분자 수지와 전도성 물질이 각각 30 ~ 70wt%의 범위로 함유될 수 있다.Preferably, the PTC material layer may contain a polymer resin and a conductive material in the range of 30 to 70wt%.

상기 고분자 수지로는 일부 혹은 전체적으로 결정성을 갖는 수지가 채용되고, 상기 고분자 수지의 용융열은 30J/g 이상으로 설정되는 것이 바람직하다.It is preferable that some or all of resins having crystallinity are used as the polymer resin, and the heat of fusion of the polymer resin is set to 30 J / g or more.

상기 PTC 물질층은 상온에서의 비저항이 0.05 ~ 5Ωㆍcm의 범위를 갖는 것이 바람직하다.It is preferable that the PTC material layer has a specific resistance of 0.05 to 5Ω · cm at room temperature.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 이차전지의 양극 활물질층 혹은 음극 활물질층 상에 구비되는 집전체의 제조방법에 있어서, 한 쌍의 금속호일을 회전하는 두 개의 롤러 사이에 유입시키는 단계; 및 상기 롤러 통과 직전의 금속호일 사이에 용융상태의 PTC 물질을 투입하여 압착적층이 이루어지도록 하는 단계;를 포함하는 이차전지용 집전체 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a method for manufacturing a current collector provided on a positive electrode active material layer or a negative electrode active material layer of a secondary battery, the method comprising the steps of flowing a pair of metal foil between two rollers to rotate; And inserting a PTC material in a molten state between the metal foils immediately before the roller passes to form a compression laminate.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 이차전지의 양극 활물질층 혹은 음극 활물질층 상에 구비되는 집전체의 제조방법에 있어서, PTC 분말과 바인더를 혼합하여 슬러리를 만드는 단계; 상기 슬러리를 금속호일 표면에 도포하는 단계; 및 상기 슬러리 위에 다른 금속호일을 압착시키는 단계;를 포함하는 이차전지용 집전체 제조방법이 제공된다.Further, according to another embodiment of the present invention, in the method of manufacturing a current collector provided on the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer of the secondary battery, the step of mixing the PTC powder and the binder to make a slurry; Applying the slurry to the surface of the metal foil; And pressing the other metal foil on the slurry. There is provided a current collector manufacturing method including a secondary battery.

상기 PTC 분말의 평균입도는 0.01 ~ 50㎛의 범위를 갖는 것이 바람직하다.It is preferable that the average particle size of the said PTC powder has a range of 0.01-50 micrometers.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 집전체의 구성을 도시하는 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing the configuration of a current collector for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 집전체는 전해질층(B)을 사이에 두고 양측에 형성된 이차전지의 양극 활물질층(10)과 음극 활물질층(20) 상에 구비되어 집전기능을 수행하는 것으로서, PTC 작용과 함께 양극 집전체(100) 또는 음극 집전체(101) 중 어느 하나의 역할을 하게 된다. 도면에는 본 발명이 양극 집전체(100)의 역할을 하는 실시예가 도시되어 있다.2, the current collector according to the present invention is provided on the positive electrode active material layer 10 and the negative electrode active material layer 20 of the secondary battery formed on both sides with the electrolyte layer B therebetween to perform a current collecting function. In this case, the positive electrode collector 100 or the negative electrode collector 101 plays a role of PTC together with the PTC action. In the drawings, an embodiment in which the present invention serves as the positive electrode current collector 100 is shown.

다시 도 2를 참조했을 때, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이차전지용 집전체는 양극 활물질층(10)에 접하는 제1집전층(10a)과, 상기 제1집전층(10a) 상에 구비되는 PTC 물질층(10b)과, 상기 PTC 물질층(10b)을 사이에 두고 상기 제1집전층(10a)과 대칭으로 형성되는 제2집전층(10c)을 포함한다.Referring to FIG. 2 again, the secondary battery current collector according to the preferred embodiment of the present invention is provided on the first current collector layer 10a and the first current collector layer 10a that are in contact with the positive electrode active material layer 10. A PTC material layer 10b and a second current collecting layer 10c symmetrically formed with the first current collecting layer 10a with the PTC material layer 10b interposed therebetween.

상기 제1집전층(10a)과 제2집전층(10c)은 알루미늄이나 구리와 같은 금속의 박막으로 형성될 수 있다.The first collector layer 10a and the second collector layer 10c may be formed of a thin film of metal such as aluminum or copper.

PTC 물질층(10b)은 일부 혹은 전체적으로 결정성을 갖는 고분자 수지와 전도성 물질의 혼합물로 구성될 수 있다. 여기서, 고분자 수지와 전도성 물질의 함량비는 작업성이나 제1집전층(10a) 및 제2집전층(10c) 표면과의 최적 접촉력, 저항률 등을 감안하여 전체 PTC 물질층(10b)의 무게에 대하여 각각 30 ~ 70wt%를 이루고, 하기의 기타 첨가물이 0 ~ 10wt%를 이루는 것이 바람직하다.The PTC material layer 10b may be composed of a mixture of a polymer resin and a conductive material having some or all crystallinity. Herein, the content ratio of the polymer resin and the conductive material is determined based on the weight of the entire PTC material layer 10b in consideration of workability, optimum contact force and resistivity of the surfaces of the first and second current collector layers 10a and 10c. It is preferably 30 to 70wt% with respect to 0 to 10wt% of the other additives below.

일반적으로 PTC 특성은, 결정성 고분자의 온도가 상승할 때 부피가 팽창하여 전도성 물질간의 간격을 밀어냄으로써 저항이 상승하는 원리에 의해 나타나는 것이 므로 고분자 수지의 녹는점 범위가 중요한데, 이차전지의 작동 온도범위와 내부 전해질층(B) 및 리튬의 폭발위험 온도 등을 감안할 때 결정성 고분자의 녹는점은 60 ~ 160℃의 범위를 갖는 것이 바람직하며, 결정성 고분자의 용융열(Heat of fusion)값은 30J/g 이상의 범위에 해당하는 것이 바람직하다.In general, the PTC characteristic is that the melting point range of the polymer resin is important because the resistance is increased by expanding the volume of the crystalline polymer when the temperature of the crystalline polymer is increased and pushing the gap between the conductive materials. Considering the range and the internal electrolyte layer (B) and the explosion risk temperature of lithium, the melting point of the crystalline polymer is preferably in the range of 60 ~ 160 ℃, the heat of fusion of the crystalline polymer (Heat of fusion) value is It is preferable to correspond to the range of 30 J / g or more.

또한, 상기 전도성 물질로는 카본류와 같이 전도성이 우수한 재료가 사용되고, 그밖에 상기 제1집전층(10a) 및 제2집전층(10c)과의 접착력을 향상시키기 위한 말레산무수물(Maleic Anhydride) 등이나 고분자 간의 가교를 위한 가교제, 산화방지제 등과 같은 첨가물이 소량 함유될 수 있다. 상기 전도성 물질은 상온에서 0.05 ~ 5Ωㆍcm의 비저항을 갖는 한편, 과전류 등 이상상태시 일반적인 온도범위인 60 ~ 160℃에서는 수백에서 수만배 이상으로 온도가 상승하여 회로에 흐르는 과전류를 효과적으로 차단할 수 있어야 한다.In addition, a conductive material such as carbon may be used as the conductive material, and maleic anhydride for improving adhesion to the first and second collector layers 10a and 10c. However, a small amount of additives such as a crosslinking agent or an antioxidant for crosslinking between polymers may be contained. The conductive material has a specific resistance of 0.05 to 5Ω · cm at room temperature, while the temperature rises from hundreds to tens of thousands of times in the general temperature range of 60 to 160 ° C in an abnormal state such as overcurrent, and can effectively block the overcurrent flowing in the circuit. do.

이차전지의 에너지 밀도를 높이고자 롤형태로 다층 라미네이션(Lamination) 된 구조로 이차전지가 구성될 경우, PTC 특성을 갖는 본 발명의 집전체(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 롤형태의 시트 양단에만 구비될 수 있다.In order to increase the energy density of the secondary battery, when the secondary battery is configured in a multilayered lamination (rolled) structure in the form of a roll, the current collector 100 of the present invention having a PTC characteristic is a roll-shaped sheet as shown in FIG. 3. It may be provided only at both ends.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 이차전지용 집전체는 단락 등 이상전류의 발생시 집전이 이루어지는 집전체 자체에서 PTC 동작이 수행됨으로써 신속하게 고저항값으로 전환되어 전류를 차단하게 된다.The secondary battery current collector of the present invention having the configuration as described above is quickly converted to a high resistance value by performing a PTC operation in the current collector itself in which current is generated when an abnormal current such as a short circuit occurs to cut off the current.

한편, 도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 집전체의 제조공정이 개략적으로 도시되어 있다.Meanwhile, FIG. 4 schematically shows a manufacturing process of a current collector for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명은 회전 가능하게 구비된 두 개의 롤러(200a,200b) 사이에 바람직하게 알루미늄 혹은 구리의 금속호일을 유입시킴과 아울러, 상기 금속호일이 롤러를 통과하기 직전에 금속호일 사이에 용융상태의 PTC 물질을 투입하면서 상기 롤러를 이용해 라미네이션함으로써 PTC 물질층(100b)을 사이에 두고 양측에 제1집전층(100a) 및 제2집전층(100c)이 압착적층된 시트형태의 집전체를 제조한다.Referring to FIG. 4, the present invention preferably introduces a metal foil of aluminum or copper between the two rollers 200a and 200b rotatably provided, and immediately before the metal foil passes through the roller. Lamination using the roller while injecting the molten state of the PTC material between the first collector layer (100a) and the second collector layer (100c) on both sides with the PTC material layer (100b) sandwiched in the form of a sheet Prepare a current collector.

도 5에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 집전체의 제조공정이 개략적으로 도시되어 있다.5 schematically illustrates a manufacturing process of a current collector for a secondary battery according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, PTC 분말과 바인더를 혼합하여 슬러리를 만든 후, 상기 슬러리를 금속호일 표면에 도포하고, 이어서 상기 슬러리 위에 다른 금속호일을 소정의 압착수단(미도시)을 이용해 압착시켜 PTC 물질층(100b)을 사이에 두고 양측에 제1집전층(100a) 및 제2집전층(100c)이 압착적층된 시트형태의 집전체를 제조한다. 이러한 구성에 의하면 상기 PTC 물질층(100b)이 PTC 분말(100b-1)의 집합체로 이루어지므로 바인더의 특성에 따라 유연성이 부여되어 롤형태의 전지를 제조하는 것이 가능하다. 이를 위해, 상기 PTC 분말(100b-1)은 0.01 ~ 50㎛의 평균입도로 분쇄된 분말이 채용되는 것이 바람직하며, 상기 바인더로는 폴리불화비닐리덴 (polyvinylidene fluoride) 등이 사용될 수 있다.Referring to FIG. 5, after the PTC powder and the binder are mixed to form a slurry, the slurry is applied to the surface of the metal foil, and then another metal foil is pressed onto the slurry using a predetermined pressing means (not shown) to press the PTC material. A current collector in the form of a sheet in which the first collector layer 100a and the second collector layer 100c are pressed and laminated on both sides with the layer 100b interposed therebetween is manufactured. According to such a configuration, since the PTC material layer 100b is formed of an aggregate of PTC powders 100b-1, flexibility may be provided according to the properties of the binder to manufacture a roll-type battery. To this end, the PTC powder (100b-1) is preferably a powder pulverized to an average particle size of 0.01 ~ 50㎛, polyvinylidene fluoride (polyvinylidene fluoride) may be used as the binder.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below by the person skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims.

본 발명에 의하면 PTC 특성을 갖는 물질이 집전체 내에 구비되므로 과전류 등 이상상태 발생시 신속하게 회로를 차단할 수 있으며, 종래와는 달리 활물질층의 활성저하를 방지할 수 있다.According to the present invention, since a material having a PTC characteristic is provided in the current collector, a circuit can be quickly cut off when an abnormal state such as an overcurrent occurs, and unlike the related art, it is possible to prevent deactivation of the active material layer.

또한, 본 발명은 분말형태의 PTC 물질을 집전체에 구비함으로써 유연성을 부여하여 롤형태의 이차전지에 적용될 수 있는 잇점도 있다.In addition, the present invention has the advantage that it can be applied to a roll-shaped secondary battery by providing flexibility by providing a powder-like PTC material to the current collector.

Claims (8)

이차전지의 양극 활물질층 혹은 음극 활물질층 상에 구비되는 집전체에 있어서,In the current collector provided on the positive electrode active material layer or negative electrode active material layer of the secondary battery, 금속박으로 형성되어 상기 활물질층에 접하는 제1집전층;A first collector layer formed of metal foil and in contact with the active material layer; 상기 제1집전층 상에 구비되어 상기 활물질층과는 비접촉되는, 고분자 수지와 전도성 물질을 함유한 PTC 물질층; 및A PTC material layer including a polymer resin and a conductive material on the first current collector layer and in contact with the active material layer; And 금속박으로 형성되고, 상기 PTC 물질층을 사이에 두고 상기 제1집전층과 대칭되도록 배치되는 제2집전층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 집전체.And a second collector layer formed of a metal foil, the second collector layer being symmetrical with the first collector layer with the PTC material layer therebetween. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고분자 수지와 전도성 물질이 각각 30 ~ 70wt% 함유된 것을 특징으로 하는 이차전지용 집전체.The current collector for secondary batteries, characterized in that the polymer resin and the conductive material contained 30 to 70wt%, respectively. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 고분자 수지의 녹는점이 60 ~ 160℃인 것을 특징으로 하는 이차전지용 집전체.The secondary battery current collector, characterized in that the melting point of the polymer resin is 60 ~ 160 ℃. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 상기 고분자 수지로는 일부 혹은 전체적으로 결정성을 갖는 수지가 채용되고,As the polymer resin, some or all resins having crystallinity may be employed. 상기 고분자 수지의 용융열이 30J/g 이상인 것을 특징으로 하는 이차전지용 집전체.The secondary battery current collector, characterized in that the heat of fusion of the polymer resin is 30J / g or more. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 PTC 물질층의 상온에서의 비저항이 0.05 ~ 5Ωㆍcm인 것을 특징으로 하는 이차전지용 집전체.The specific resistance of the said PTC material layer at normal temperature is 0.05-5 ohm * cm, The collector for secondary batteries characterized by the above-mentioned. 이차전지의 양극 활물질층 혹은 음극 활물질층 상에 구비되는 집전체의 제조방법에 있어서,In the manufacturing method of the current collector provided on the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer of the secondary battery, 한 쌍의 금속호일을 회전하는 두 개의 롤러 사이에 유입시키는 단계; 및Introducing a pair of metal foil between two rotating rollers; And 상기 롤러 통과 직전의 금속호일 사이에 용융상태의 PTC 물질을 투입하여 압착적층이 이루어지도록 하는 단계;를 포함하는 이차전지용 집전체 제조방법.And inserting a PTC material in a molten state between the metal foils immediately before the rollers so as to form a compression laminate. 2. 이차전지의 양극 활물질층 혹은 음극 활물질층 상에 구비되는 집전체의 제조방법에 있어서,In the manufacturing method of the current collector provided on the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer of the secondary battery, PTC 분말과 바인더를 혼합하여 슬러리를 만드는 단계;Mixing the PTC powder and the binder to make a slurry; 상기 슬러리를 금속호일 표면에 도포하는 단계; 및Applying the slurry to the surface of the metal foil; And 상기 슬러리 위에 다른 금속호일을 압착시키는 단계;를 포함하는 이차전지용 집전체 제조방법.Comprising the step of pressing another metal foil on the slurry; current collector manufacturing method for a secondary battery comprising a. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 PTC 분말의 평균입도가 0.01 ~ 50㎛의 범위에 해당하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 집전체 제조방법.The current collector manufacturing method for a secondary battery, characterized in that the average particle size of the PTC powder is in the range of 0.01 ~ 50㎛.
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