KR100719716B1 - Negative electrode for lithium rechargeable battery and lithium rechargeable battery comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로서, 음극 극판 및 상기 음극 극판의 적어도 일 면에 형성된 음극 활물질층을 포함하는 리튬 이차 전지용 음극에 있어서, 상기 음극 활물질층은 리튬 이온을 삽입 및 탈리할 수 있는 음극 활물질 및 금속 탄화물 충전제를 배합한 스티렌부타디엔고무 바인더를 포함하여 이루어지는 리튬 이차 전지용 음극을 제공한다.The present invention relates to a negative electrode for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery including the same. In the negative electrode for a lithium secondary battery including a negative electrode plate and a negative electrode active material layer formed on at least one surface of the negative electrode plate, the negative electrode active material layer is lithium ion Provided is a negative electrode for a lithium secondary battery comprising a styrene-butadiene rubber binder containing a negative electrode active material and a metal carbide filler capable of inserting and detaching.

Description

리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지{NEGATIVE ELECTRODE FOR LITHIUM RECHARGEABLE BATTERY AND LITHIUM RECHARGEABLE BATTERY COMPRISING THE SAME}A negative electrode for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery including the same TECHNICAL FIELD

도 1은 본 발명의 일 실시예로서 나타낸 리튬 이차 전지의 단면도.1 is a cross-sectional view of a lithium secondary battery shown as an embodiment of the present invention.

본 발명은 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전지의 두께가 팽창되는 스웰링 현상을 억제할 수 있는 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a negative electrode for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery including the same, and more particularly, to a negative electrode for a lithium secondary battery capable of suppressing a swelling phenomenon in which the thickness of a battery is expanded, and a lithium secondary battery including the same. .

최근 전자, 통신, 컴퓨터 산업 등의 급속한 발전에 힘입어 기기의 소형, 경량화 및 고기능화와 함께, 캠코더, 휴대폰, 노트북 PC 등 휴대용 전자제품의 사용이 일반화됨으로써, 가볍고 오래 사용할 수 있으며 신뢰성이 높은 전지에 대한 요구가 높아지고 있다. 특히, 충전가능한 리튬 이차 전지는 기존의 납축 전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연 전지 등과 비교할 때 단위 중량당 에너지 밀도가 3배 정도 높고, 급속 충전할 수 있기 때문에 국내외에서 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다.With the recent rapid development of the electronics, telecommunications, and computer industries, the use of portable electronic products such as camcorders, mobile phones, notebook PCs, etc., as well as the compactness, light weight, and high functionality of the devices are becoming common. The demand for it is increasing. In particular, the rechargeable lithium secondary battery has a high energy density per unit weight of about 3 times as compared with the conventional lead acid battery, nickel-cadmium battery, nickel-hydrogen battery, and nickel-zinc battery, and can be rapidly charged. Development is underway.

리튬 이차 전지의 음극 활물질로 종래에는 에너지 밀도가 매우 높은 리튬 금속을 사용하는 것이 제안되었으나, 충전시에 음극에 덴드라이트(dendrite)가 형성되고, 이는 계속되는 충/방전시에 세퍼레이터를 관통하여 대극인 양극에 이르러 내부 단락을 일으킬 우려가 있다. 또한, 석출된 덴드라이트는 리튬 전극의 비표면적 증가에 따른 반응성을 급격히 증가시키고 전극 표면에서 전해액과의 반응하여 전자전도성이 결여된 고분자 막이 형성된다. 이 때문에 전지 저항이 급속히 증가하거나 전자전도의 네트워크로부터 고립된 입자가 존재하게 되고 이는 충방전을 저해하는 요소로서 작용하게 된다.Conventionally, it has been proposed to use lithium metal having a very high energy density as a negative electrode active material of a lithium secondary battery. However, dendrite is formed on the negative electrode during charging, and the electrode penetrates through the separator during subsequent charge / discharge. There is a danger of reaching the anode and causing an internal short circuit. In addition, the precipitated dendrite rapidly increases the reactivity according to the increase in the specific surface area of the lithium electrode and reacts with the electrolyte at the electrode surface to form a polymer film lacking electron conductivity. For this reason, the battery resistance rapidly increases or there are particles isolated from the network of electron conduction, which acts as a factor that inhibits charging and discharging.

이러한 문제점 때문에, 최근에는 음극 활물질로 리튬 금속 대신 리튬 이온을 삽입(intercalation)/탈리(deintercalation)할 수 있는 흑연 재료를 사용하는 방법이 제안되었다. 일반적으로 흑연 음극 활물질은 금속 리튬이 석출되지 않기 때문에 덴드라이트에 의한 내부 단락은 발생되지 않고 이에 따른 부가적인 단점이 발생되지 않는다.Due to this problem, a method of using a graphite material capable of intercalation / deintercalation of lithium ions as a negative electrode active material has recently been proposed. In general, since the graphite negative electrode active material does not precipitate metal lithium, internal short circuits due to dendrites do not occur and thus additional disadvantages do not occur.

흑연계 음극 활물질을 포함하는 리튬 이차 전지의 경우, 음극 제조 시 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF) 바인더 대신에 스티렌-부타디엔고무(SBR) 바인더를 셀룰로오스메틸셀룰로오스(CMC) 증점제와 함께 물에 분산시킨 수계 바인더 시스템을 사용하고 있다. PVdF는 결착력은 우수하나 유연성이 부족하기 때문에, 충방전에 의한 팽창 수축율이 높은 천연 흑연을 활물질로 이용할 경우 활물질과 결착제의 결합이 파괴되어 전지의 싸이클 특성이 저하되기 쉽다. 상기 SBR은 탄성이 높기 때문에 전지용량이나 충방전 효율을 향상시킬 수 있다고 알려져 있다. 하지만, SBR은 금속 집전체와 활물질의 결착력이 PVdF에 비하여 낮아 사이클 특성이 더욱 짧아지는 문제점이 있다. 이외에도 SBR은 팽윤성이 높고 슬러리 제조시 분산성을 저해하는 응집현상(agglomerization) 등을 유발하는 문제점이 있다.In the case of a lithium secondary battery including a graphite-based negative electrode active material, a water-based system in which a styrene-butadiene rubber (SBR) binder is dispersed in water together with a cellulose methyl cellulose (CMC) thickener instead of a polyvinylidene fluoride (PVdF) binder in manufacturing a negative electrode Binder system is used. PVdF has excellent binding ability but lacks flexibility, and thus, when natural graphite having high expansion shrinkage rate due to charge / discharge is used as the active material, the bond between the active material and the binder is broken and the cycle characteristics of the battery are easily deteriorated. The SBR is known to improve battery capacity and charge and discharge efficiency because of its high elasticity. However, SBR has a problem in that the binding property between the metal current collector and the active material is lower than that of PVdF, thereby shortening cycle characteristics. In addition, SBR has a problem of causing agglomeration (agglomerization), etc., which is high in swelling property and inhibits dispersibility in slurry production.

특히 음극 활물질로 사용되는 흑연은 리튬 이온(직경 0.61Å)의 삽입에 따라 층간거리(이론값 3.354Å)가 3.7Å까지 증가하기 때문에 전지의 형태 안정성에 관한 문제가 발생하게 된다.In particular, graphite used as a negative electrode active material increases the interlayer distance (theoretical value 3.354 kPa) to 3.7 kPa with the insertion of lithium ions (diameter of 0.61 kPa), thereby causing a problem regarding the shape stability of the battery.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 충전 시 음극의 스웰링을 억제할 수 있는 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a lithium secondary battery negative electrode and a lithium secondary battery comprising the same that can suppress the swelling of the negative electrode during charging.

상기 목적을 달성하기 위하여 음극 극판 및 상기 음극 극판의 적어도 일 면에 형성된 음극 활물질층을 포함하는 리튬 이차 전지용 음극에 있어서, 상기 음극 활물질층은 리튬 이온을 삽입 및 탈리할 수 있는 음극 활물질 및 금속 탄화물 충전제를 배합한 스티렌부타디엔고무 바인더를 포함하여 이루어지는 리튬 이차 전지용 음극을 제공한다.In the negative electrode for a lithium secondary battery comprising a negative electrode plate and a negative electrode active material layer formed on at least one surface of the negative electrode plate in order to achieve the above object, the negative electrode active material layer is a negative electrode active material and metal carbide that can insert and detach lithium ions The negative electrode for lithium secondary batteries which contains the styrene-butadiene rubber binder which mix | blended the filler is provided.

본 발명은 또한 상기 음극을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.The present invention also provides a lithium secondary battery comprising the negative electrode.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 음극을 이루는 음극 활물질층의 바인더로서 사용되는 스티렌부타디엔고무(SBR)의 강화를 통해서 극판 스웰링(swelling)을 억제할 수 있는 리튬 이 차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지를 제공할 수 있다.The present invention provides a negative electrode for a lithium secondary battery capable of suppressing swelling of a plate through reinforcement of styrene butadiene rubber (SBR) used as a binder of a negative electrode active material layer forming a negative electrode, and a lithium secondary battery comprising the same. Can be.

상기 SBR에 금속 탄화물 충전제를 배합하여 SBR의 인장강도 특성을 향상시켜, 음극 활물질용 바인더로 사용함으로써 극판 스웰링을 억제할 수 있다. 상기 금속 탄화물 충전제는 10x106 psi보다 큰 탄성계수를 갖는 것이 바람직하다. 종래에는 충전제로서 ZnO, SiO2 등과 같은 산화물이 사용되었으나, 본 발명에서는 충전제로서 이러한 산화물보다 큰 탄성계수를 갖는 금속 탄화물을 사용하여 SBR 바인더의 인장강도를 강화시킬 수 있다. 금속 탄화물이 SBR 내에 배합되면 금속 탄화물과 SBR 고무의 계면 사이에 인장력 차이로 인해 압축응력이 발생하고 이로 인해 고인장강도가 얻어진다.By mixing a metal carbide filler in the SBR to improve the tensile strength characteristics of the SBR, it is possible to suppress the electrode plate swelling by using as a binder for the negative electrode active material. The metal carbide filler preferably has an elastic modulus greater than 10 × 10 6 psi. Conventionally, oxides such as ZnO, SiO 2, etc. have been used as fillers, but in the present invention, metal carbides having a modulus of elasticity larger than those of oxides may be used as fillers to enhance tensile strength of SBR binders. When metal carbide is blended into the SBR, compressive stress occurs due to the difference in tensile force between the interface of the metal carbide and the SBR rubber, thereby obtaining a high tensile strength.

상기 금속 탄화물로는 탄화 텅스텐(W2C), 탄화 티타늄(TiC) 중에서 선택된 적어도 하나의 탄화물을 사용할 수 있다. 상기 탄화 텅스텐은 90x106 psi의 탄성계수를 가지며, 탄화 티타늄은 45.7x106 psi의 탄성계수를 갖는다. 상기 금속 탄화물의 함량은 SBR에 대하여 0.5 내지 5중량% 사용할 수 있다. As the metal carbide, at least one carbide selected from tungsten carbide (W 2 C) and titanium carbide (TiC) may be used. The tungsten carbide has an elastic modulus of 90 × 10 6 psi, and the titanium carbide has an elastic modulus of 45.7 × 10 6 psi. The content of the metal carbide may be 0.5 to 5% by weight based on the SBR.

본 발명에 따른 금속 탄화물 충전제를 배합한 SBR 바인더의 함량은 음극 활물질에 대하여 0.1 내지 20중량%, 바람직하게는 0.1 내지 10중량%이다. 상기 바인더의 함량이 너무 적으면 음극 활물질과 음극 활물질간, 음극 활물질과 집전체간의 접착력이 불충분하고, 그 함량이 너무 많으면 접착력은 좋아지지만 음극 활물질의 함량이 그만큼 감소하여 전지용량을 고용량화하는데 불리하다.The content of the SBR binder incorporating the metal carbide filler according to the present invention is 0.1 to 20% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight based on the negative electrode active material. If the content of the binder is too small, the adhesion between the negative electrode active material and the negative electrode active material, between the negative electrode active material and the current collector is insufficient, and if the content is too high, the adhesion becomes good, but the content of the negative electrode active material decreases by that amount, which is disadvantageous in increasing the battery capacity. .

리튬이온을 삽입 및 탈리할 수 있는 음극 활물질로는 결정질 탄소, 비정질 탄소, 탄소 복합체, 탄소 섬유 등의 탄소 재료, 리튬 금속, 리튬 합금 등이 사용될 수 있다. 예를 들면, 비결정질 탄소로는 하드카본, 코크스, 1500℃ 이하에서 소성한 메조카본 마이크로비드(mesocarbon microbead: MCMB), 메조페이스피치계 탄소섬유(mesophase pitch-based carbon fiber: MPCF) 등이 있다. 결정질 탄소로는 흑연계 재료가 있으며, 구체적으로는 천연흑연, 흑연화 코크스, 흑연화 MCMB, 흑연화 MPCF 등이 있다. 상기 탄소재 물질은 d002 층간거리(interplanar distance)가 3.35∼3.38Å, X-선 회절(X-ray diffraction)에 의한 Lc(crystallite size)가 적어도 20㎚ 이상인 물질이 바람직하다. 리튬 합금으로는 리튬과 알루미늄, 아연, 비스무스, 카드뮴, 안티몬, 실리콘, 납, 주석, 갈륨 또는 인듐과의 합금이 사용될 수 있다.As the negative electrode active material capable of inserting and detaching lithium ions, carbon materials such as crystalline carbon, amorphous carbon, carbon composite, carbon fiber, lithium metal, and lithium alloy may be used. For example, amorphous carbon includes hard carbon, coke, mesocarbon microbeads (MCMB) fired at 1500 ° C. or lower, mesophase pitch-based carbon fibers (MPCF), and the like. The crystalline carbon includes a graphite material, and specific examples thereof include natural graphite, graphitized coke, graphitized MCMB, graphitized MPCF, and the like. The carbonaceous material is preferably a material having an d002 interplanar distance of 3.35 to 3.38 kPa and an Lc (crystallite size) of at least 20 nm by X-ray diffraction. As the lithium alloy, an alloy of lithium with aluminum, zinc, bismuth, cadmium, antimony, silicon, lead, tin, gallium or indium may be used.

상기 음극 활물질층은 전자 전도성을 향상시키기 위해서 도전재를 더 포함할 수 있다. 상기 도전재로는 특히 한정되지 않으나, 인조 흑연, 천연 흑연 등의 흑연계, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 덴카 블랙, 써멀 블랙, 채널 블랙 등의 카본 블랙계, 탄소섬유, 금속섬유 등의 도전성 섬유류, 동, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속분말, 산화티탄 등의 도전성 금속산화물, 또는 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리아세틸렌, 폴리피롤 등의 전도성 고분자를 단독 또는 이들을 혼합하여 사용할 수 있다. 도전재의 첨가량은 음극 활물질에 대하여 0.1 내지 10중량%가 바람직하고, 1 내지 5중량%인 것이 더 바람직하다. 도전재의 함량이 0.1중량%보다 적으면 전기화학적 특성이 저하되고, 10중량%을 초과하면 중량당 에너지 밀도가 저하된다.The negative electrode active material layer may further include a conductive material to improve electronic conductivity. The conductive material is not particularly limited, but may be graphite based on artificial graphite or natural graphite, carbon black based on acetylene black, Ketjen black, denka black, thermal black, channel black, conductive fibers such as carbon fiber, metal fiber, Metal powders such as copper, nickel, aluminum and silver, conductive metal oxides such as titanium oxide, or conductive polymers such as polyaniline, polythiophene, polyacetylene and polypyrrole may be used alone or in combination thereof. 0.1-10 weight% is preferable with respect to a negative electrode active material, and, as for the addition amount of a electrically conductive material, it is more preferable that it is 1-5 weight%. When the content of the conductive material is less than 0.1% by weight, the electrochemical properties are lowered, and when the content of the conductive material is more than 10% by weight, the energy density per weight is reduced.

상기 음극 활물질층은 음극 활물질, 바인더 등을 용매에 혼합, 분산시켜 얻은 음극 활물질 슬러리를 음극 극판에 도포하고, 그것을 건조 및 압연하여 형성된다. 상기 용매로는 비수용매 또는 물이 사용된다. 비수용매로는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N,N-디메틸아미노프로필아민, 에틸렌옥사이드, 테트라하이드로퓨란 등을 들 수 있다.The said negative electrode active material layer is formed by apply | coating the negative electrode active material slurry obtained by mixing and disperse | distributing a negative electrode active material, a binder, etc. to a solvent, to a negative electrode plate, and drying and rolling it. As the solvent, a nonaqueous solvent or water is used. Examples of the non-aqueous solvent include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, N, N-dimethylaminopropylamine, ethylene oxide and tetrahydrofuran.

본 발명에 따른 리튬 이차 전지는 상기 음극과, 양극 및 비수성 전해액을 포함한다. 상기 양극은 양극 극판 및 상기 양극 극판의 적어도 일 면에 형성된 양극 활물질층을 포함하며, 상기 양극 활물질층은 리튬 이온을 삽입 및 탈리할 수 있는 양극 활물질을 포함한다. 상기 양극도 양극 활물질, 바인더 등을 용매에 혼합, 분산시켜 얻은 양극 활물질 슬러리를 양극 극판에 도포하고, 그것을 건조 및 압연하여 형성된다.The lithium secondary battery according to the present invention includes the negative electrode, the positive electrode, and the nonaqueous electrolyte solution. The positive electrode includes a positive electrode plate and a positive electrode active material layer formed on at least one surface of the positive electrode plate, and the positive electrode active material layer includes a positive electrode active material capable of inserting and detaching lithium ions. The positive electrode is formed by applying a positive electrode active material slurry obtained by mixing and dispersing a positive electrode active material, a binder, and the like in a solvent, onto the positive electrode plate, and drying and rolling it.

양극 활물질로는 코발트, 망간, 니켈에서 선택되는 최소한 1종 및 리튬과의 복합산화물 중 1종 이상의 것이 바람직하고, 그 대표적인 예로는 하기에 기재된 리튬 함유 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다.As the positive electrode active material, at least one selected from cobalt, manganese, nickel and at least one of a composite oxide with lithium is preferable, and a lithium-containing compound described below may be preferably used.

LixMn1 - yMyA2 (1)Li x Mn 1 - y M y A 2 (1)

LixMn1 - yMyO2 - zXz (2)Li x Mn 1 - y MyO 2 - z X z (2)

LixMn2O4 - zXz (3)Li x Mn 2 O 4 - z X z (3)

LixMn2 - yMyM'zA4 (4)Li x Mn 2 - y M y M ' z A 4 (4)

LixCo1 - yMyA2 (5)Li x Co 1 - y M y A 2 (5)

LixCo1 - yMyO2 - zXz (6)Li x Co 1 - y M y O 2 - z X z (6)

LixNi1 - yMyA2 (7)Li x Ni 1 - y M y A 2 (7)

LixNi1 - yMyO2 - zXz (8)Li x Ni 1 - y M y O 2 - z X z (8)

LixNi1 - yCoyO2 - zXz (9)Li x Ni 1 - y Co y O 2 - z X z (9)

LixNi1 -y- zCoyMzAα (10)Li x Ni 1 -y- z Co y M z A α (10)

LixNi1 -y- zCoyMzO2 Xα (11)Li x Ni 1 -y- z Co y M z O 2 X α (11)

LixNi1 -y- zMnyMzAα (12)Li x Ni 1 -y- z Mn y M z A α (12)

LixNi1 -y- zMnyMzO2 Xα (13)Li x Ni 1 -y- z Mn y M z O 2 X α (13)

(상기 식에서 0.9≤x≤1.1, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.5, 0≤α≤2이고, M과 M'은 동일하거나 서로 다르며, Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, Sn, V, Ge, Ga, B, As, Zr, Mn, Cr, Fe, Sr, V 및 희토류 원소로 이루어진 군에서 선택되며, A는 O, F, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되고, X는 F, S 및 P로 이루어진 군에서 선택된다.)(Wherein 0.9≤x≤1.1, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.5, 0≤α≤2, M and M 'are the same or different, Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, Sn, V, Ge, Ga, B, As, Zr, Mn, Cr, Fe, Sr, V and rare earth elements, A is selected from the group consisting of O, F, S and P And X is selected from the group consisting of F, S and P.)

상기 양극 극판 및 음극 극판으로는 알루미늄, 구리, 니켈, 은, 스테인레스강 등의 금속, 이들 금속의 합금 등을 사용할 수 있다. 통상, 양극 극판으로는 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 사용되고, 음극 극판으로는 구리 또는 구리 합금이 사용된다.As the positive electrode plate and the negative electrode plate, metals such as aluminum, copper, nickel, silver, stainless steel, alloys of these metals, and the like can be used. Usually, aluminum or an aluminum alloy is used as a positive electrode plate, and copper or a copper alloy is used as a negative electrode plate.

상기 비수성 전해액은 리튬염과 비수성 유기 용매를 포함하며, 충방전 특성 개량, 과충전방지 등을 위한 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 리튬염은 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬 전지의 작동을 가능하게 하며, 상기 비수성 유기용매는 전지의 전기화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 한다.The non-aqueous electrolyte may include a lithium salt and a non-aqueous organic solvent, and may further include additives for improving charge and discharge characteristics, preventing overcharge, and the like. The lithium salt acts as a source of lithium ions in the battery to enable operation of the basic lithium battery, and the non-aqueous organic solvent serves as a medium through which ions involved in the electrochemical reaction of the battery can move.

상기 리튬염으로는 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiClO4, LiCF3SO3, LiN(SO2CF3)2, LiN(SO2C2F5)2, LiC(SO2CF3)3, LiN(SO3CF3)2, LiC4F9SO3, LiAlO4, LiAlCl4, LiCl 및 LiI로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 리튬염의 농도는 0.6 내지 2.0M 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하며, 0.7 내지 1.6M 범위 내에서 사용하는 것이 더 바람직하다. 리튬염의 농도가 0.6M 미만이면 전해질의 전도도가 낮아져 전해질 성능이 떨어지고, 2.0M을 초과하는 경우에는 전해질의 점도가 증가하여 리튬 이온의 이동성이 감소하는 문제점이 있다.The lithium salt may be LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , LiN (SO 3 CF 3 ) 2 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 It may be used in combination of one or two or more selected from the group consisting of. The concentration of the lithium salt is preferably used in the range of 0.6 to 2.0M, more preferably in the range of 0.7 to 1.6M. If the concentration of the lithium salt is less than 0.6M, the conductivity of the electrolyte is lowered, the performance of the electrolyte is lowered, and if it exceeds 2.0M, the viscosity of the electrolyte is increased, there is a problem that the mobility of lithium ions decreases.

상기 비수성 유기용매로는 카보네이트, 에스테르, 에테르 또는 케톤을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 카보네이트로는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 메틸에틸 카보네이트(MEC) 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC) 등이 사용될 수 있으며, 상기 에스테르로는 γ-부티로락톤(GBL), n-메틸 아세테이트, n-에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트 등이 사용될 수 있으며, 상기 에테르로는 디부틸 에테르 등이 사용될 수 있으나 이들에 한정되는 것은 아니다.As the non-aqueous organic solvent, carbonate, ester, ether or ketone may be used alone or in combination. The carbonates include dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), methylpropyl carbonate (MPC), ethylpropyl carbonate (EPC), methylethyl carbonate (MEC) ethylene carbonate (EC), Propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), and the like may be used, and as the ester, γ-butyrolactone (GBL), n-methyl acetate, n-ethyl acetate, n-propyl acetate, and the like may be used. As the ether, dibutyl ether may be used, but is not limited thereto.

상기 비수성 유기용매 중 카보네이트계 용매의 경우 환형(cyclic) 카보네이트와 사슬형(chain) 카보네이트를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우 환형 카보네이트와 사슬형 카보네이트는 1:1 내지 1:9의 부피비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기 부피비로 혼합되어야 전해질의 성능이 바람직하게 나타난다. In the case of the carbonate-based solvent in the non-aqueous organic solvent, it is preferable to use a mixture of cyclic carbonate and chain carbonate. In this case, it is preferable to use the cyclic carbonate and the chain carbonate by mixing in a volume ratio of 1: 1 to 1: 9. The performance of the electrolyte is preferable when mixed in the above volume ratio.

상기 비수성 유기 용매는 또한 방향족 탄화수소계 유기 용매를 더 포함할 수 있다. 상기 방향족 탄화수소계 유기 용매의 구체적인 예로는 벤젠, 플루오로벤젠, 브로모벤젠, 클로로벤젠, 사이클로헥실벤젠, 이소프로필벤젠, n-부틸벤젠, 옥틸벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌 등이 사용될 수 있으며, 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다. 방향족 탄화수소계 유기 용매를 포함하는 전해액에서 카보네이트 용매/방향족 탄화수소계 유기 용매의 부피비가 1:1 내지 30:1인 것이 바람직하다. 상기 부피비로 혼합되어야 전해액의 성능이 바람직하게 나타날 수 있다.The non-aqueous organic solvent may also further comprise an aromatic hydrocarbon-based organic solvent. Specific examples of the aromatic hydrocarbon organic solvent may include benzene, fluorobenzene, bromobenzene, chlorobenzene, cyclohexylbenzene, isopropylbenzene, n-butylbenzene, octylbenzene, toluene, xylene, mesitylene, and the like. It may be used alone or in combination. It is preferable that the volume ratio of the carbonate solvent / aromatic hydrocarbon-based organic solvent in the electrolyte solution containing the aromatic hydrocarbon-based organic solvent is 1: 1 to 30: 1. The performance of the electrolyte solution may be desirable to be mixed in the volume ratio.

리튬 이차 전지는 양극 및 음극 사이에 단락을 방지하고 리튬 이온의 이동통로를 제공하는 세퍼레이터를 포함할 수 있으며, 이러한 세퍼레이터로는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀계 고분자막 또는 이들의 다중막, 미세다공성 필름, 직포 및 부직포 등을 사용할 수 있다. 또한, 다공성의 폴리올레핀 필름에 안정성이 우수한 수지가 코팅된 필름을 사용할 수도 있다.The lithium secondary battery may include a separator that prevents a short circuit between the positive electrode and the negative electrode and provides a movement path of lithium ions, and the separator may include a polyolefin-based polymer film such as polypropylene or polyethylene, or a multi-film or microporous film thereof. , Woven and nonwoven fabrics can be used. In addition, a film coated with a resin having excellent stability may be used for the porous polyolefin film.

도 1은 본 발명의 일 실시예로서 나타낸 각형 타입의 리튬 이차 전지의 단면 도이다.1 is a cross-sectional view of a rectangular type lithium secondary battery shown as one embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 리튬 이차 전지는 양극(13), 음극(15) 및 세퍼레이터(14)를 포함하는 전극조립체(12)를 전해액과 함께 캔(10)에 수납하고, 이 캔(10)의 상단부를 캡조립체(20)로 밀봉함으로써 형성된다. 상기 캡조립체(20)는 캡플레이트(40)와 절연플레이트(50)와 터미널플레이트(60) 및 전극단자(30)를 포함하여 구성된다. 상기 캡조립체(20)는 절연케이스(70)와 결합되어 캔(10)을 밀봉하게 된다.Referring to FIG. 1, a lithium secondary battery stores an electrode assembly 12 including a positive electrode 13, a negative electrode 15, and a separator 14 in a can 10 together with an electrolyte, It is formed by sealing the upper end with the cap assembly 20. The cap assembly 20 includes a cap plate 40, an insulating plate 50, a terminal plate 60, and an electrode terminal 30. The cap assembly 20 is combined with the insulating case 70 to seal the can 10.

상기 캡플레이트(40)의 중앙에 형성되어 있는 단자통공(41)에는 전극단자(30)가 삽입된다. 상기 전극단자(30)가 단자통공(41)에 삽입될 때는 전극단자(30)와 캡플레이트(40)의 절연을 위하여 전극단자(30)의 외면에 튜브형 개스킷(46)이 결합되어 함께 삽입된다. 상기 캡조립체(20)가 상기 캔(10)의 상단부에 조립된 후 전해액주입공(42)을 통하여 전해액이 주입되고 전해액주입공(42)은 마개(43)에 의하여 밀폐된다.The electrode terminal 30 is inserted into the terminal through-hole 41 formed in the center of the cap plate 40. When the electrode terminal 30 is inserted into the terminal through-hole 41, the tubular gasket 46 is coupled to the outer surface of the electrode terminal 30 and inserted together to insulate the electrode terminal 30 and the cap plate 40. . After the cap assembly 20 is assembled to the upper end of the can 10, the electrolyte is injected through the electrolyte injection hole 42 and the electrolyte injection hole 42 is closed by a stopper 43.

상기 전극단자(30)는 상기 음극(15)의 음극탭(17) 또는 상기 양극(13)의 양극탭(16)에 연결되어 음극단자 또는 양극단자로 작용하게 된다.The electrode terminal 30 is connected to the negative electrode tab 17 of the negative electrode 15 or the positive electrode tab 16 of the positive electrode 13 to act as a negative electrode terminal or a positive electrode terminal.

본 발명의 리튬 이차 전지가 상기 형상으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 음극을 포함하며 전지로서 작동할 수 있는 원통형, 파우치 등 어떠한 형상도 가능함은 당연하다.The lithium secondary battery of the present invention is not limited to the above shape, and any shape including a cylindrical shape, a pouch, etc., including the negative electrode of the present invention and capable of operating as a battery, is possible.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples and comparative examples of the present invention are described. However, the following examples are only preferred examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

비교예Comparative example 1 One

LiCoO2 양극 활물질, 폴리비닐리덴 플루오라이드 바인더 및 카본 도전제(슈퍼 P)를 92:4:4의 중량비로 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 용매 중에서 분산시켜 양극 활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 활물질 슬러리를 두께 15㎛의 알루미늄 포일 집전체에 코팅하고 건조, 압연하여 양극을 제조하였다. 음극 활물질인 인조 흑연, 바인더인 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 및 증점제로서 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)를 96:2:2의 중량비로 혼합한 후 물에 분산시켜 슬러리를 제조하고, 이 슬러리를 두께 10㎛의 구리 포일 집전체에 코팅한 후 건조, 압연하여 음극을 제조하였다.A positive electrode active material slurry was prepared by dispersing a LiCoO 2 positive electrode active material, a polyvinylidene fluoride binder, and a carbon conductive agent (Super P) in an N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) solvent at a weight ratio of 92: 4: 4. . The positive electrode active material slurry was coated on an aluminum foil current collector having a thickness of 15 μm, dried, and rolled to prepare a positive electrode. Artificial graphite as a negative electrode active material, styrene-butadiene rubber (SBR) as a binder, and carboxymethyl cellulose (CMC) as a thickener were mixed in a weight ratio of 96: 2: 2, and then dispersed in water to prepare a slurry. The negative electrode was prepared by coating the copper foil current collector having a thickness of about μm, followed by drying and rolling.

상기 제조된 전극들을 폴리에틸렌 재질의 세퍼레이터를 사용하여 권취, 압축하여 각형 캔에 넣은 다음 전해액을 주입하여 리튬 이차 전지를 제조하였다. 이 때 전해액으로는 LiPF6가 1.0M 용해된 에틸렌 카보네이트와 디에틸 카보네이트 혼합 용액(1:1 부피비)을 사용하였다.The prepared electrodes were wound and compressed using a polyethylene separator, placed in a rectangular can, and then injected with an electrolyte to prepare a lithium secondary battery. At this time, an ethylene carbonate and diethyl carbonate mixed solution (1: 1 volume ratio) in which LiPF 6 was dissolved in 1.0 M was used.

실시예Example 1 One

음극 활물질용 바인더로서 텅스텐 탄화물(W2C)을 2중량% 배합한 스티렌부타디엔고무를 사용하는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하였다.A tungsten carbide (W 2 C) as a binder for the negative electrode active material 2 was conducted in the same manner as the comparative example 1, except that the styrene-butadiene rubber by weight% formulation.

실시예Example 2 2

음극 활물질용 바인더로서 티타늄 탄화물(TiC)을 2중량% 배합한 스티렌부타디엔고무를 사용하는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하였다.It carried out similarly to the comparative example 1 except using styrene butadiene rubber which mix | blended 2 weight% of titanium carbide (TiC) as a binder for negative electrode active materials.

<스웰링 특성><Swelling characteristics>

상기 비교예 1, 실시예 1 및 2의 리튬 이차 전지에 대하여 25℃에서 정전류-정전압(CC-CV) 조건하에서 0.5C, 4.2V의 충전 전압으로 충전한 후, 90℃의 고온 챔버에 4시간 방치한 다음 전지 두께 변화를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다. 표 1에서의 두께 변화율은 고온 방치 전의 전지 두께를 기준으로 하였을 경우의 변화율을 보인 것이다.The lithium secondary batteries of Comparative Examples 1 and 2 were charged at a charging voltage of 0.5 C and 4.2 V at 25 ° C. under constant current-constant voltage (CC-CV) conditions, and then 4 hours in a high temperature chamber at 90 ° C. After leaving, the cell thickness change was measured and the results are shown in Table 1. The thickness change rate in Table 1 shows the change rate at the time of the battery thickness before high temperature standing.

90℃에서 4시간 방치 후 두께변화율(%)Thickness change rate after 4 hours at 90 ℃ 비교예 1Comparative Example 1 16.5%16.5% 실시예 1Example 1 14.0%14.0% 실시예2Example 2 14.0%14.0%

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 금속 탄화물 충전제가 배합된 SBR 바인더를 음극 활물질용 바인더로 사용함으로써 우수한 스웰링 억제효과를 나타내는 것을 알 수 있다.As shown in Table 1, it can be seen that an excellent swelling inhibiting effect is obtained by using the SBR binder in which the metal carbide filler is blended as the binder for the negative electrode active material.

본 발명은 음극 활물질용 바인더로 사용되는 SBR 바인더에 금속 탄화물 충전제를 배합하여 사용함으로써 SBR의 강화를 통해서 극판 스웰링을 억제할 수 있다.The present invention can suppress the electrode plate swelling through the strengthening of the SBR by using a metal carbide filler in combination with the SBR binder used as the binder for the negative electrode active material.

본 발명에 대해 상기 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명에 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the above embodiments, it is merely illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. . Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (19)

음극 극판 및 상기 음극 극판의 적어도 일 면에 형성된 음극 활물질층을 포함하는 리튬 이차 전지용 음극에 있어서,In the negative electrode for a lithium secondary battery comprising a negative electrode plate and a negative electrode active material layer formed on at least one surface of the negative electrode plate, 상기 음극 활물질층은 리튬 이온을 삽입 및 탈리할 수 있는 음극 활물질 및 금속 탄화물 충전제를 배합한 스티렌부타디엔고무 바인더를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 음극.The negative electrode active material layer is a negative electrode for a lithium secondary battery comprising a styrene butadiene rubber binder containing a negative electrode active material and a metal carbide filler capable of inserting and detaching lithium ions. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 금속 탄화물은 탄화 텅스텐, 탄화 티타늄 중에서 선택된 적어도 하나의 탄화물인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 음극.The negative electrode for a rechargeable lithium battery of claim 1, wherein the metal carbide is at least one carbide selected from tungsten carbide and titanium carbide. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 탄화물의 함량은 스티렌부타디엔고무 바인더에 대하여 0.5 내지 5중량%인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 음극.The negative electrode for a rechargeable lithium battery of claim 1, wherein the content of the metal carbide is 0.5 to 5 wt% based on the styrene butadiene rubber binder. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 탄화물 충전제가 배합된 스티렌부타디엔고무의 함량은 음극 활물질에 대하여 0.1 내지 20중량%인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 음극.The negative electrode for a lithium secondary battery according to claim 1, wherein the content of the styrene butadiene rubber in which the metal carbide filler is blended is 0.1 to 20 wt% based on the negative electrode active material. 제 5 항에 있어서, 상기 스트렌부타디엔고무의 함량은 음극 활물질에 대하여 0.1 내지 10중량%인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 음극.The negative electrode of claim 5, wherein the content of the styrene-butadiene rubber is 0.1 to 10 wt% based on the negative electrode active material. 제 1 항에 있어서, 상기 음극 활물질은 결정질 탄소, 비정질 탄소, 탄소 복합체, 탄소 섬유, 리튬 금속 및 리튬 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 음극.The negative electrode of claim 1, wherein the negative electrode active material is selected from the group consisting of crystalline carbon, amorphous carbon, carbon composite, carbon fiber, lithium metal, and lithium alloy. 제 1 항에 있어서, 상기 음극 활물질층이 도전재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 음극.The negative electrode for a lithium secondary battery according to claim 1, wherein the negative electrode active material layer further comprises a conductive material. 제 8 항에 있어서, 상기 도전재는 인조 흑연, 천연 흑연, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 덴카 블랙, 써멀 블랙, 채널 블랙, 탄소섬유, 금속섬유, 동 분말, 니켈 분말, 알루미늄 분말, 은 분말, 산화티탄, 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리아세틸 및 폴리피롤로 이루어진 군에서 선택된 것을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 음극.The method of claim 8, wherein the conductive material is artificial graphite, natural graphite, acetylene black, Ketjen black, denka black, thermal black, channel black, carbon fiber, metal fiber, copper powder, nickel powder, aluminum powder, silver powder, titanium oxide , Polyaniline, polythiophene, polyacetyl and polypyrrole negative electrode for a lithium secondary battery, characterized in that used alone or in combination. 양극 극판 및 상기 양극 극판의 적어도 일 면에 형성된 양극 활물질층을 포함하는 양극;A positive electrode including a positive electrode plate and a positive electrode active material layer formed on at least one surface of the positive electrode plate; 음극 극판 및 상기 음극 극판의 적어도 일 면에 형성된 음극 활물질층을 포함하며, 상기 음극 활물질층은 리튬 이온을 삽입 및 탈리할 수 있는 음극 활물질 및 금속 탄화물 충전제를 배합한 스티렌부타디엔고무 바인더를 포함하여 이루어지는 음극; 및And a negative electrode active material layer formed on at least one surface of the negative electrode plate and the negative electrode plate, wherein the negative electrode active material layer comprises a styrene-butadiene rubber binder containing a negative electrode active material capable of inserting and desorbing lithium ions and a metal carbide filler. cathode; And 비수성 전해액을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.A lithium secondary battery comprising a nonaqueous electrolyte. 삭제delete 제 10 항에 있어서, 상기 금속 탄화물은 탄화 텅스텐, 탄화 티타늄 중에서 선택된 적어도 하나의 탄화물인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.The lithium secondary battery of claim 10, wherein the metal carbide is at least one carbide selected from tungsten carbide and titanium carbide. 제 10 항에 있어서, 상기 금속 탄화물의 함량은 스티렌부타디엔고무 바인더에 대하여 0.5 내지 5중량%인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.The lithium secondary battery according to claim 10, wherein the content of the metal carbide is 0.5 to 5% by weight based on the styrene-butadiene rubber binder. 제 10 항에 있어서, 상기 금속 탄화물 충전제가 배합된 스티렌부타디엔고무의 함량은 음극 활물질에 대하여 0.1 내지 20중량%인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.The lithium secondary battery according to claim 10, wherein the content of the styrene butadiene rubber in which the metal carbide filler is blended is 0.1 to 20 wt% based on the negative electrode active material. 제 14 항에 있어서, 상기 스트렌부타디엔고무의 함량은 음극 활물질에 대하여 0.1 내지 10중량%인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.The method of claim 14, wherein the content of the styrene butadiene rubber lithium secondary battery, characterized in that 0.1 to 10% by weight based on the negative electrode active material. 제 10 항에 있어서, 상기 음극 활물질은 결정질 탄소, 비정질 탄소, 탄소 복합체, 탄소 섬유, 리튬 금속 및 리튬 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.The lithium secondary battery according to claim 10, wherein the negative electrode active material is selected from the group consisting of crystalline carbon, amorphous carbon, carbon composite, carbon fiber, lithium metal, and lithium alloy. 제 10 항에 있어서, 상기 음극 활물질층이 도전재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.The lithium secondary battery according to claim 10, wherein the negative electrode active material layer further comprises a conductive material. 제 17 항에 있어서, 상기 도전재는 인조 흑연, 천연 흑연, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 덴카 블랙, 써멀 블랙, 채널 블랙, 탄소섬유, 금속섬유, 동 분말, 니켈 분말, 알루미늄 분말, 은 분말, 산화티탄, 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리아세틸 및 폴리피롤로 이루어진 군에서 선택된 것을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.18. The method of claim 17, wherein the conductive material is artificial graphite, natural graphite, acetylene black, Ketjen black, denka black, thermal black, channel black, carbon fiber, metal fiber, copper powder, nickel powder, aluminum powder, silver powder, titanium oxide , Polyaniline, polythiophene, polyacetyl and polypyrrole lithium secondary battery, characterized in that used alone or in combination. 제 10 항에 있어서, 상기 양극 활물질층은 리튬 이온을 삽입 및 탈리할 수 있는 양극 활물질을 포함하여 이루어지며, 상기 양극 활물질은 하기 (1) 내지 (13)으로 이루어진 군에서 선택되는 리튬 화합물인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.The method of claim 10, wherein the positive electrode active material layer comprises a positive electrode active material capable of inserting and detaching lithium ions, wherein the positive electrode active material is a lithium compound selected from the group consisting of (1) to (13) A lithium secondary battery characterized by the above. LixMn1 - yMyA2 (1)Li x Mn 1 - y M y A 2 (1) LixMn1 - yMyO2 - zXz (2)Li x Mn 1 - y MyO 2 - z X z (2) LixMn2O4 - zXz (3)Li x Mn 2 O 4 - z X z (3) LixMn2 - yMyM'zA4 (4)Li x Mn 2 - y M y M ' z A 4 (4) LixCo1 - yMyA2 (5)Li x Co 1 - y M y A 2 (5) LixCo1 - yMyO2 - zXz (6)Li x Co 1 - y M y O 2 - z X z (6) LixNi1 - yMyA2 (7)Li x Ni 1 - y M y A 2 (7) LixNi1 - yMyO2 - zXz (8)Li x Ni 1 - y M y O 2 - z X z (8) LixNi1 - yCoyO2 - zXz (9)Li x Ni 1 - y Co y O 2 - z X z (9) LixNi1 -y- zCoyMzAα (10)Li x Ni 1 -y- z Co y M z A α (10) LixNi1 -y- zCoyMzO2 Xα (11)Li x Ni 1 -y- z Co y M z O 2 X α (11) LixNi1 -y- zMnyMzAα (12)Li x Ni 1 -y- z Mn y M z A α (12) LixNi1 -y- zMnyMzO2 Xα (13)Li x Ni 1 -y- z Mn y M z O 2 X α (13) (상기 식에서 0.9≤x≤1.1, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.5, 0≤α≤2이고, M과 M'은 동일하거나 서로 다르며, Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, Sn, V, Ge, Ga, B, As, Zr, Mn, Cr, Fe, Sr, V 및 희토류 원소로 이루어진 군에서 선택되며, A는 O, F, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되고, X는 F, S 및 P로 이루어진 군에서 선택된다.)(Wherein 0.9≤x≤1.1, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.5, 0≤α≤2, M and M 'are the same or different, Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, Sn, V, Ge, Ga, B, As, Zr, Mn, Cr, Fe, Sr, V and rare earth elements, A is selected from the group consisting of O, F, S and P And X is selected from the group consisting of F, S and P.)
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