KR100646554B1 - 음극판 및 이를 구비하는 이차 전지 - Google Patents

음극판 및 이를 구비하는 이차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR100646554B1
KR100646554B1 KR1020050041417A KR20050041417A KR100646554B1 KR 100646554 B1 KR100646554 B1 KR 100646554B1 KR 1020050041417 A KR1020050041417 A KR 1020050041417A KR 20050041417 A KR20050041417 A KR 20050041417A KR 100646554 B1 KR100646554 B1 KR 100646554B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
negative electrode
current collector
electrode current
secondary battery
active material
Prior art date
Application number
KR1020050041417A
Other languages
English (en)
Inventor
민재윤
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
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 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020050041417A priority Critical patent/KR100646554B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100646554B1 publication Critical patent/KR100646554B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • 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
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 음극 전극 집전체가 이온으로 용출되어 부식되는 것을 방지하는 음극 집전체 부식 방지막을 구비하는 음극판 및 이를 구비하는 이차 전지에 관한 것으로, 본 발명의 이차 전지용 음극판은 음극 집전체와; 상기 음극 집전체의 적어도 일면의 일부에 코팅된 음극 활물질층과; 상기 음극 집전체 타부의 일부분에 형성된 음극 집전체 부식 방지막을 구비하여 이루어진다.
이차 전지, 음극판, 음극 집전체 부식 방지막

Description

음극판 및 이를 구비하는 이차 전지{Anode Plate and Secondary Battery with the same}
도 1은 종래의 이차 전지의 방전 특성을 도시한 도면.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 전극 조립체의 펼쳐진 상태를 도시한 평면도.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 전극 조립체의 권취후 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체를 구비하는 이차 전지의 방전 특성을 설명하기 위한 도면.
(도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명)
100; 전극 조립체 110; 양극판
111; 양극 집전체 113; 양극 활물질층
115; 양극 탭 120; 음극판
121; 음극 집전체 123; 음극 활물질층
125; 음극 탭 130; 세퍼레이터
140; 절연 테이프
본 발명은 음극판 및 이를 구비하는 이차 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음극 전극 집전체가 이온으로 용출되어 부식되는 것을 방지하는 음극 집전체 부식 방지막을 구비하는 음극판 및 이를 구비하는 이차 전지에 관한 것이다.
최근에는 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 콤팩트하고 경량화된 전기/전자장치들이 활발하게 개발 및 생산되고 있다. 이러한 휴대용 전기/전자장치들은 별도의 전원이 구비되지 않은 장소에서도 작동될 수 있도록 전지 팩을 내장하고 있다. 내장된 전지 팩은 휴대용 전기/전자장치를 일정기간동안 구동시키기 위해 일정 레벨의 전압을 출력시킬 수 있도록 내부에 적어도 하나의 전지를 구비하고 있다.
상기 전지 팩은 경제적인 측면을 고려하여 최근에는 충방전이 가능한 이차전지를 채용하고 있다. 이차 전지에는 대표적으로, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지와 니켈-수소(Ni-MH)전지 및 리튬(Li) 전지와 리튬 이온(Li-ion) 전지 등의 리튬 이차 전지 등이 있다.
특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V로서, 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로는, 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다. 또한, 리튬 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다.
통상적으로, 상기 리튬 이차 전지는 리튬 이온을 생성할 수 있는 리튬 화합물로 이루어지는 양극 활물질이 코팅된 양극 전극판, 상기 리튬 이온을 수용할 수 있는 흑연과 같은 음극 활물질이 코팅된 음극 전극판 및 상기 양극 전극판과 음극 전극판 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온(Li-ion)의 이동만을 가능하게 하는 세퍼레이터가 권취된 전극 조립체와, 상기 전극 조립체를 수용하는 리튬 이온 이차 전지용 외장재와, 상기 리튬 이차 전지용 외장재 내측에 주입되어 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 전해액 등으로 이루어져 있다.
한편, 상기한 바와 같은 리튬 이차 전지의 충??방전 특성을 살펴보면 하기와 같다. 이때, 상기 양극 활물질로는 리튬 코발트산화물(
Figure 112005025857141-pat00001
), 음극 활물질로는 탄소(C)를 예를 들어 설명한다.
상기 리튬 이차 전지의 양극에서는
Figure 112005025857141-pat00002
와 같은 반응이 발생하며, 음극에서는
Figure 112005025857141-pat00003
와 같은 반응이 발생하여, 전체 전지 화학 반응은
Figure 112005025857141-pat00004
와 같다.
보다 상세히 설명하면, 충전기로부터 상기 리튬 이차 전지의 음극에 전자가 제공되는 충전시에는 양극 활물질로부터 리튬 이온이 음극 활물질로 이동한다. 즉, 상기 리튬 화합물로부터 발생한 리튬 이온이 전해액 및 세퍼레이터를 통과하여 상기 흑 연에 인터칼레이션(intercalation)되어 충전이 진행된다. 그런데, 상기 충전시, 그 충전 전압을 제한하지 않고, 계속 충전하면, 전압도 계속 상승하는 특성이 있다. 따라서, 충전기 및 전지 자체에 각종 안전 소자 및 제어 회로 등을 부착하여 이러한 과충전을 예방하고 있다.
또한, 음극을 통하여 전자가 방출되는 방전시에는 상기 충전과 반대로 음극 활물질에 인터칼레이션된 리튬 이온이 양극 활물질로 이동한다. 즉, 흑연으로부터 리튬 이온이 전해액 및 세퍼레이터를 통과하여 리튬 화합물로 디인터칼레이션(deintercalation)되면서 방전이 진행된다.
도 1은 종래의 이차 전지의 방전 특성도를 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이차 전지의 전체 전압은 양극(알루미늄 집전체 및 양극 활물질)과 음극(구리 집전체 및 음극 활물질) 사이의 전위차가 된다. 방전 시간이 지남에 따라 양극 자체의 전압은 일정하지만, 음극 자체의 전압은 점차 증가함으로써, 양극과 음극 사이의 전위치가 거의 없어지고, 이에 따라 전지의 전체 전압은 감소한다.
그런데, 도시된 바와 같이, A 구간에서는 음극 방전 거동 특성 그래프의 기울기가 보다 낮게 형성된다. 이는 종래의 구리 집전체 및 음극 활물질로 이루어진 음극은 상기 이차 전지의 전체 전압이 대략 0V에 가까워지면서 구리 집전체가 산화되어 구리 이온(Cu2+)으로 용출되는 때문이다. 즉, 상기 이차 전지의 전체 전압이 대략 0.5V이하, 또는 구리 집전체 자체의 전압이 3.5V 이상이 되면, 구리 집전체에서 구리 이온(Cu2+)이 용출되기 시작한다.
상기한 바와 같이, 음극인 구리 집전체가 용출되면 전지 노화가 이루어져, 전지 용량이 급격히 감소함으로써, 다시 이차 전지를 충전한다고 해도 전지로서 사용하기 어렵게 된다. 물론, 이러한 과방전을 방지하기 위해 과방전 제어회로가 외장재 등에 부착되지만, 그 과방전 제어회로가 외부 회로를 끊어서 방전을 종료한다고 해도 이들의 제어회로 자체에서 어떠한 형태로든 전류를 계속 소비함으로써 오랜 기간후에는 전지가 완전 방전되어 다시 사용할 수 없는 상태가 된다.
또한, 상기한 바와 같은 구리 이온(Cu2+)의 용출 문제는 상기 전극 조립체를 상기 이차 전지용 외장재에 삽입하고 조립하는 공정을 수행하고, 전해액을 주입한 후, 상기 이차 전지를 안정화시키는 화성 공정 중 이차 전지의 전체 전압이 대략 0V에 가까운 에이징 공정에서 주로 발생한다.
본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 음극 전극 집전체가 이온으로 용출되어 부식되는 것을 방지하는 음극 집전체 부식 방지막을 구비하는 음극판 및 이를 구비하는 이차 전지를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이차 전지용 음극판은 음극 집전체와; 상기 음극 집전체의 어느 한면이나 양면 모두의 일 부분에 코팅되는 음극 활물질층과; 상기 음극 집전체의 상기 음극 활물질층이 형성되지 않은 일부분에 형성되며, 상기 음극 집전체 물질보다 이온화 경향이 크고 도전성인 물질로 이루어지는 음극 집전체 부식 방지막을 구비하여 이루어진다.
상기 음극 집전체 부식 방지막은 아연(Zn)으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 음극 집전체의 타부에 부착된 음극 탭을 더 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 이차 전지용 음극판은 활물질층 형성부와, 상기 활물질층 형성부 양단의 무지부로 구분되는 음극 집전체와; 상기 음극 집전체의 활물질층 형성부에 형성된 음극 활물질층과; 상기 무지부의 일부에 형성되며, 상기 음극 집전체 물질보다 이온화 경향이 크며 도전성인 물질로 이루어지는 음극 집전체 부식 방지막을 구비하여 이루어진다.
상기 음극 집전체 무지부 중 어느 하나에 부착된 음극 탭을 더 구비하며, 상기 음극 집전체 부식 방지층은 상기 음극 탭이 부착된 무지부 반대편의 무지부에 형성될 수 있다.
삭제
상기 음극 집전체 무지부 중 어느 하나에 부착된 음극 탭을 더 구비하며, 상기 음극 집전체 부식 방지층은 상기 음극 탭이 부착된 무지부에 형성될 수도 있다.
또한, 본 발명의 이차 전지는 양극판, 음극 집전체의 어느 한면이나 앙면 모두의 일부에 코팅되는 음극 활물질층과, 상기 음극 집전체의 상기 음극 활물질층이 형성되지 않은 일부분에 형성되며 상기 음극 집전체 물질보다 이온화 경향이 크고 도전성인 물질로 이루어지는 음극 집전체 부식 방지막을 구비하는 음극판, 상기 양극판 및 음극판의 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체와; 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 이차 전지용 외장재를 포함하여 이루어진다.
상기 양극판에 부착되어 일정 길이 외부로 돌출되는 양극 탭을 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 양극 탭 및 음극 탭이 돌출되는 경계부에는 상기 양극판 및 음극판 간의 쇼트(short)를 방지하기 위하여 절연 테이프를 더 구비할 수도 있다.
상기 이차 전지용 외장재는 원통형 케이스, 각형 케이스 및 파우치 외장재 중 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 설명한다.
도면의 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 전극 조립체의 펼쳐진 상태를 도시한 평면도이며, 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 전극 조립체의 권취후 사시도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 전극 조립체(100) 및 상기 전극 조립체(100)를 수용하기 위한 이차 전지용 외장재 및 전해액(도면상에는 미도시)을 구비하여 이루어진다.
상기 전극 조립체(100)는 양극판(110), 음극판(120) 및 상기 양극판(110)과 음극판(120) 사이에 개재되어 상기 양극판(110)과 음극판(120)의 쇼트(short)를 방지하고 리튬 이온의 이동만 가능하게 하는 세퍼레이터(130)를 포함하여 이루어진다.
상기 양극판(110)은 도전성이 우수한 양극 집전체(111)와, 양극 활물질을 포함하여 상기 양극 집전체(111)의 적어도 일면에 형성되는 양극 활물질층(113)을 구비한다. 또한, 상기 양극판(110)에는 상기 양극 활물질층(113)이 형성되지 않은 무지부(111a)에 일반적으로 알루미늄(Al) 재질로 이루어지며, 외부, 예를 들면 상부로 일정 길이 돌출된 양극 탭(115)이 접합되어 있다.
이때, 상기 양극 집전체(111)로는 일반적으로 도전성이 우수한 알루미늄(Al)이 사용된다. 상기 양극 활물질층(113)은 리튬 이차 전지의 양극 화학 반응에 참여하여 전자를 발생시키는 양극 활물질과, 상기 양극 활물질에서 발생한 전자를 상기 전극 집전체로 전달하는 도전제와, 상기 양극 활물질 및 도전제를 결착시키며 양극 전극판의 기계적 강도를 유지하는 양극 바인더가 용매를 통하여 혼합된 양극 슬러리를 상기 양극 집전체(111)의 적어도 일면 상에 코팅하여 형성된다. 이러한 상기 양극 활물질은 리튬 이차 전지의 양극 화학 반응에 참여하여 전자를 발생시킬 수 있는 물질로 이루어지며, 예를 들면, 칼코게나이드(chalcogenide) 화합물이 사용되고 있으며, 그 예로 LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiNi1-xCoxO2(0<x<1), LiMnO2 등의 복합 금속 산화물들이 사용되나, 본 발명에서 이의 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 음극판(120)은 전도성 금속 박막으로 이루어지는 음극 집전체(121)와, 상기 음극 집전체(121)의 적어도 일면의 일부에 코팅되며, 음극 활물질을 포함하는 음극 활물질층(123)과, 상기 음극 집전체(121)의 타부에 부착된 음극 탭(125)과, 상기 음극 집전체(121) 타부의 일부분에 형성된 음극 집전체 부식 방지막(127)을 구비하는 구조로 이루어진다.
다시 말하면, 상기 음극판(120)은 활물질 형성부(121a) 및 상기 활물질 형성부(121a) 양단의 무지부(121b)로 구분되는 음극 집전체(121)와, 상기 음극 집전체(121)의 활물질 형성부(121a)에 형성된 음극 활물질층(123)과, 상기 음극 집전체(121) 무지부(121b)에 부착된 음극 탭(125)과, 상기 무지부(121b)의 일부분에 형성된 음극 집전체 부식 방지층(127)을 구비하는 구조로 이루어진다.
이때, 상기 음극 활물질층(123)은 상기 음극 집전체(121)의 일부, 다시 말하면, 활물질 형성부(121a)에 형성되며, 리튬 이차 전지의 음극 화학 반응에 참여하여 전자가 유입되는 음극 활물질과, 상기 음극 활물질을 상기 전극 집전체 상으로 결착시키며 음극 전극판의 기계적 강도를 유지하는 음극 바인더가 용매를 통하여 혼합된 음극 슬러리를 상기 음극 집전체(121) 상에 코팅하여 형성된다. 상기 음극 활물질는 탄소(C) 계열 물질, Si, Sn, 틴 옥사이드, 틴 합금 복합체(composite tin alloys), 전이 금속 산화물, 리튬 금속 나이트라이드 또는 리튬 금속 산화물 등이 사용되나, 본 발명에서 이의 재질을 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 음극 바인더로는 스티렌-부타디엔 러버(SBR)를 증점제인 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)와 함께 물에 분산시킨 수계 바인더 시스템이 사용되나, 본 발명에서 이의 재질을 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 음극 탭(125)은 상기 음극 집전체(121b)의 무지부 중 어느 하나에 부착되며, 일반적으로 니켈(Ni) 재질로 이루어지며, 외부, 예를 들면 하부로 일정 길이 돌출되나, 본 발명에서 그 재질 및 돌출 방향을 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 음극 집전체 부식 방지층(127)은 상기 음극 집전체(121) 무지부(121b)의 일부에 형성되어, 상기 음극 집전체(121)가 용출되어 부식되는 현상을 방지하는 역할을 수행한다. 이때, 상기 음극 집전체 부식 방지층(127)은 상기 음극 집전체(121)보다 이온화 경향이 큰 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 음극 집전체 부식 방지층(127)은 아연(Zn)으로 이루어진다. 이는 상기 음극 집전체 부식 방지층(127)으로 상기 음극 집전체(121)보다 이온화 경향이 큰 물질을 사용함으로써, 이차 전지의 전지 전압이 0.5V 이하가 되는 이차 전지의 제조 공정 중 화성 공정과 이차 전지의 사용 중 과방전된 경우에 상기 음극 집전체 물질이 이온화하여 용출되며, 이에 따라 상기 음극 집전체가 부식되는 현상을 방지할 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 상기 음극 집전체 부식 방지층 물질이 상기 음극 집전체 물질보다 이온화 경향이 크므로, 이차 전지의 전지 전압이 0.5V 이하가 되는 경우, 상기 음극 집전체(121) 대신 이온화되는 일종의 희생막으로 작용하여 상기 음극 집전체(121)의 부식을 방지하는 것이다. 음극 집전체 부식 방지층으로 사용될 수 있는 물질로는 이외에도 마그네슘(Mg), 알미늄(Al), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 주석(Sn) 등이 있다.
또한, 도면상에서, 상기 음극 집전체 부식 방지층(127)은 상기 음극 탭(125)이 부착된 무지부(121b) 반대편의 무지부(121b)에 형성되는 것을 예를 들어 설명하였으나, 상기 음극 집전체 부식 방지층(127)은 상기 음극 탭(125)이 부착된 무지부(121b)에 형성될 수도 있다.
상기 세퍼레이터(130)는 상기 양극판(110)과 음극판(120)의 쇼트(short)를 방지하고 전극 조립체(100)를 이용하는 이차 전지의 전하(charge), 예를 들면 리튬 이온의 이동만 가능하게 하는 것으로, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌과 폴리플로필렌의 공중합체(co-polymer)로 이루어지는 군(group)에서 선택되는 어느 하나로 이루어져 있으나, 본 실시예에서 그 재질을 한정하는 것은 아니다. 상기 세퍼레이터(130)는 상기 양극판(110) 및 음극판(120)보다 폭을 넓게 하여 형성하는 것이 상기 양극판(110) 및 음극판(120) 간의 단락을 방지하는데 유리하다.
또한, 상기 양극 탭(115) 및 음극 탭(125)이 상기 전극 조립체(100)로부터 인출되는 경계부에는 상기 양극판(110) 및 음극판(120) 간의 쇼트(short)를 방지하기 위하여 절연 테이프(140)로 각각 절연되어 있다.
한편, 도면상에는 도시하지 않았으나, 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차 전지는 상기 전극 조립체(100)를 수용하기 위한 이차 전지용 외장재 및 전해액을 구비한다.
이때, 상기 전극 조립체(100)를 수용하는 이차 전지용 외장재는 상기 전극 조립체(100)의 형태 및 이차 전지의 사용 용도에 따라, 원통형 케이스, 각형 케이스 및 파우치 외장재 중 선택되는 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 전해액은 충방전시 전지 내부의 양극 및 음극에서 전기 화학적 반응에 의하여 생성되는 리튬 이온(Li Ion)의 이동 매체 역할을 하며, 이는 리튬염과 고순도 유기 용매류의 혼합물인 비수질계 유기 전해액일 수 있다. 더불어, 상기 전해액은 고분자 전해질을 이용한 폴리머일 수도 있으며, 여기서 상기 전해액 물질의 종류를 한정하는 것은 아니다.
이차 전지의 전해액 내에 함유되는 아연 이온(Zn2+)의 농도 범위는 대략 1ppb에서 10ppm 정도가 가능하다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체를 구비하는 이차 전지의 방전 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체를 구비하는 이차 전지는 음극판에 음극 집전체 부식 방지막을 구비함으로써, 음극의 방전 거동 특성선이 종 래의 음극 집전체 부식 방지막이 없는 방전 거동 특성선에서 나타나는 기울기의 감소 현상이 방지됨을 알 수 있다.
다시 말하면, 종래의 음극은 자체 전압이 대략 3.5V 부근(전지 전체 전압의 측면에서는 대략 0.5V 이하)에서 음극판용 전극 집전체 물질, 예를 들면, 구리가 구리 이온으로 용출되기 시작하였지만, 본 발명이 적용된 음극은 자체 전압이 대략 3.5V 이상(전지 전체 전압의 측면에서 대략 0.5V 이하)에서도 상기 음극판용 전극 집전체가 전해액과 직접 맞닿지 않아, 구리 이온이 용출되지 않는다. 즉, 은(Ag)과 같이 상기 음극판용 전극 집전체 물질보다 이온화 경향이 작은 물질로 이루어지는 음극 집전체 부식 방지막을 상기 음극판용 전극 집전체의 양면에 형성하여, 상기 음극판용 전극 집전체 물질이 이온화되어 용출되는 것을 방지하는 것이다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 본 발명은 음극 전극 집전체가 이온으로 용출되어 부식되는 것을 방지하는 음극 집전체 부식 방지막을 구비하는 음극판 및 이를 구비하는 이차 전지를 제공할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (16)

  1. 음극 집전체와;
    상기 음극 집전체의 어느 한면이나 양면 모두의 일 부분에 코팅되는 음극 활물질층과;
    상기 음극 집전체의 상기 음극 활물질층이 형성되지 않은 일부분에 형성되며, 상기 음극 집전체 물질보다 이온화 경향이 크고 도전성인 물질로 이루어지는 음극 집전체 부식 방지막을 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극판.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 음극 집전체 부식 방지막은 아연(Zn)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 음극판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 음극 집전체의 상기 음극 활물질층이 형성되지 않은 일부분에 부착되는 음극 탭을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 음극판.
  5. 활물질층 형성부와, 상기 활물질층 형성부 양단의 무지부로 구분되는 음극 집전체와;
    상기 음극 집전체의 활물질층 형성부에 형성된 음극 활물질층과;
    상기 무지부의 일부에 형성되며, 상기 음극 집전체 물질보다 이온화 경향이 크며 도전성인 물질로 이루어지는 음극 집전체 부식 방지막을 구비하는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 음극판.
  6. 삭제
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 음극 집전체 부식 방지막은 아연(Zn)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 음극판.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 음극 집전체 무지부 중 어느 하나에 부착된 음극 탭을 더 구비하며,
    상기 음극 집전체 부식 방지층은 상기 음극 탭이 부착된 무지부 반대편의 무지부에 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 음극판.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 음극 집전체 무지부 중 어느 하나에 부착된 음극 탭을 더 구비하며,
    상기 음극 집전체 부식 방지층은 상기 음극 탭이 부착된 무지부에 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 음극판.
  10. 양극판, 음극 집전체의 어느 한면이나 앙면 모두의 일부에 코팅되는 음극 활물질층과, 상기 음극 집전체의 상기 음극 활물질층이 형성되지 않은 일부분에 형성되며 상기 음극 집전체 물질보다 이온화 경향이 크고 도전성인 물질로 이루어지는 음극 집전체 부식 방지막을 구비하는 음극판, 상기 양극판 및 음극판의 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체와;
    상기 전극 조립체를 수용하기 위한 이차 전지용 외장재를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  11. 삭제
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 음극 집전체 부식 방지막은 아연(Zn)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 음극 집전체의 상기 음극 활물질층이 형성되지 않은 부분에 부착되는 음극 탭을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 양극판에 부착되어 일정 길이 외부로 돌출되는 양극 탭을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 양극 탭 및 음극 탭이 돌출되는 경계부에는 상기 양극판 및 음극판 간의 쇼트(short)를 방지하기 위하여 절연 테이프를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 이차 전지용 외장재는 원통형 케이스, 각형 케이스 및 파우치 외장재 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이차 전지.
KR1020050041417A 2005-05-18 2005-05-18 음극판 및 이를 구비하는 이차 전지 KR100646554B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050041417A KR100646554B1 (ko) 2005-05-18 2005-05-18 음극판 및 이를 구비하는 이차 전지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050041417A KR100646554B1 (ko) 2005-05-18 2005-05-18 음극판 및 이를 구비하는 이차 전지

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100646554B1 true KR100646554B1 (ko) 2006-11-14

Family

ID=37654706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050041417A KR100646554B1 (ko) 2005-05-18 2005-05-18 음극판 및 이를 구비하는 이차 전지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100646554B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016068680A1 (ko) * 2014-10-31 2016-05-06 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5187033A (en) 1989-06-30 1993-02-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Lithium secondary battery
JPH06260211A (ja) * 1993-03-04 1994-09-16 Fuji Elelctrochem Co Ltd 偏平形リチウム二次電池
KR19990000596U (ko) * 1997-06-11 1999-01-15 손욱 이차 전지의 음극판
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5187033A (en) 1989-06-30 1993-02-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Lithium secondary battery
JPH06260211A (ja) * 1993-03-04 1994-09-16 Fuji Elelctrochem Co Ltd 偏平形リチウム二次電池
KR19990000596U (ko) * 1997-06-11 1999-01-15 손욱 이차 전지의 음극판
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

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1020050041417 - 708171
1020050041417 - 708172

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016068680A1 (ko) * 2014-10-31 2016-05-06 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지
KR101829849B1 (ko) * 2014-10-31 2018-02-19 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10608249B2 (en) Conformal coating of lithium anode via vapor deposition for rechargeable lithium ion batteries
JP3061756B2 (ja) 非水系の再充電可能電池における過充電保護のための重合性の芳香族添加剤
TWI269472B (en) Cathode active material comprising additive for improving overdischarge-performance and lithium secondary battery using the same
KR101049331B1 (ko) 리튬 이차 전지
US8563173B2 (en) Li-ion battery with anode current collector coating
JP2006244734A (ja) 全固体型リチウム二次電池
JPH09171840A (ja) 非水系リチウム電池における過充電保護用芳香族モノマー系気体発生剤
US6489061B1 (en) Secondary non-aquenous electrochemical cell configured to improve overcharge and overdischarge acceptance ability
JPH09283149A (ja) 電池用極板の集電体及びその集電体を用いた電池
JPH05151995A (ja) 非水電解液二次電池
JP2008226643A (ja) 非水電解液二次電池
JP2001223023A (ja) リチウム２次電池
KR100646554B1 (ko) 음극판 및 이를 구비하는 이차 전지
KR100709833B1 (ko) 구리 집전체의 용출을 막을 수 있는 리튬 이차 전지
KR100591453B1 (ko) 이차 전지용 전극판
KR100696826B1 (ko) 전극판 및 이를 구비하는 리튬 이차 전지
JP3404929B2 (ja) 非水電解液電池
JP4753690B2 (ja) 有機電解質電池
KR100601559B1 (ko) 권취형 전극 조립체 및 이를 구비하는 리튬 이차 전지
KR101735148B1 (ko) 양극 박막, 이를 포함하는 양극 및 이차전지
JP2005327516A (ja) 非水電解液二次電池の充電方法
KR20060112739A (ko) 음극판 및 이를 구비하는 이차 전지
JP2004235007A (ja) 非水電解質二次電池
JPH08162118A (ja) 非水電解液二次電池及びその製造方法
JPH097602A (ja) 非水電解液二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121022

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131024

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141023

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151020

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee