KR100842930B1 - 리튬 이차 전지용 음극, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 - Google Patents

리튬 이차 전지용 음극, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR100842930B1
KR100842930B1 KR1020060106685A KR20060106685A KR100842930B1 KR 100842930 B1 KR100842930 B1 KR 100842930B1 KR 1020060106685 A KR1020060106685 A KR 1020060106685A KR 20060106685 A KR20060106685 A KR 20060106685A KR 100842930 B1 KR100842930 B1 KR 100842930B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
negative electrode
current collector
active material
particles
electrode current
Prior art date
Application number
KR1020060106685A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080039035A (ko
Inventor
이성만
이종혁
김영래
이유성
이헌영
Original Assignee
강원대학교산학협력단
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 강원대학교산학협력단 filed Critical 강원대학교산학협력단
Priority to KR1020060106685A priority Critical patent/KR100842930B1/ko
Publication of KR20080039035A publication Critical patent/KR20080039035A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100842930B1 publication Critical patent/KR100842930B1/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
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/134—Electrodes based on metals, Si or alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/16—Electroplating with layers of varying thickness
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/60—Electroplating characterised by the structure or texture of the layers
    • C25D5/605—Surface topography of the layers, e.g. rough, dendritic or nodular layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/06—Wires; Strips; Foils
    • C25D7/0614—Strips or foils
    • 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
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • 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
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • 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
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/386—Silicon or alloys based on silicon
    • 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
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/387—Tin or alloys based on tin
    • 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
    • H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • 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

Abstract

본 발명은 리튬 이차 전지용 음극, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로서, 상기 음극은 음극 집전체; 및 상기 음극 집전체의 적어도 일면에 위치한 음극 활물질층을 포함하고, 상기 음극 집전체의 적어도 일면은 2 내지 7㎛의 표면 거칠기(Rz)를 가지며, 상기 음극 활물질은 Si 입자, Si 화합물 입자, Si 함유 복합체 입자, Si상 함유 탄소복합체 입자, Sn 입자, Sn 화합물 입자, Sn 함유 복합체 입자, Sn상 함유 탄소 복합체 입자, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 입자를 포함하는 음극 활물질을 포함한다.
본 발명에 따른 음극은, 음극 집전체의 조면화된 표면 형상으로 인하여, 음극 활물질과 음극 집전체의 접촉 면적, 및 결착력을 증가시키고, 음극 활물질 입자들이 음극 집전체의 요철사이에 삽입되어 있어 충방전시 음극 활물질의 부피 변화에 따른 음극 활물질과 음극 집전체 계면에서의 기계적인 응력을 완화시킨다.
리튬이차전지, 음극, 음극집전체, 음극활물질, 표면거칠기, 돌기

Description

리튬 이차 전지용 음극, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지{NEGATIVE ELECTRODE FOR USING LITHIUM SECONDARY BATTERY, AND LITHIUM SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음극의 개략 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지의 개략 단면도.
도 3은 비교예 1에서 사용된 음극 집전체 일면의 주사 전자 현미경(SEM) 사진.
도 4는 비교예 2에서 사용된 음극 집전체 일면의 주사 전자 현미경 사진.
도 5는 실시예 1, 및 2에서 사용된 음극 집전체 일면의 주사 전자 현미경 사진.
도 6은 실시예 1, 및 2에서 사용된 음극 집전체 단면의 주사 전자 현미경 사진.
도 7은 실시예 1, 및 비교예 1, 및 2에서 제조된 음극을 포함하는 전지의 사이클 특성을 나타내는 그래프.
도 8은 실시예 2, 및 비교예 3에서 제조된 음극을 포함하는 전지의 사이클 특성을 나타내는 그래프.
도 9a는 비교예 4에서 제조된 음극의 40 사이클 충방전 전의 사진.
도 9b는 비교예 4에서 제조된 음극의 40 사이클 충방전 후의 사진.
도 10a는 실시예 1에서 제조된 음극의 40 사이클 충방전 전의 사진.
도 10b는 실시예 1에서 제조된 음극의 40 사이클 충방전 후의 사진.
[산업상 이용 분야]
본 발명은 리튬 이차 전지용 음극, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음극 집전체의 조면화된 표면 형상으로 인하여, 음극 활물질과 음극 집전체의 접촉 면적, 및 결착력을 증가시키고, 음극 활물질 입자들이 음극 집전체의 돌기사이에 삽입되어 있어 충방전시 음극 활물질의 부피 변화에 따른 음극 활물질과 음극 집전체 계면에서의 기계적인 응력을 완화시키는 리튬 이차 전지용 음극, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다.
[종래 기술]
리튬 이차 전지의 음극 활물질로는 탄소계 물질이 주로 사용되고 있다. 그러나, 탄소계 물질로 이루어지는 음극은 최대 이론용량이 372 mAh/g (844 mAh/cc)으로 제한되어 용량 증대에 한계가 있다.
고용량을 나타내는 음극 재료로 Si 및 Sn 등이 제안되어 있다. 그러나, 상기 재료는 충방전시 리튬과 반응하여 부피가 크게 변화하여 활물질에 균열이 발생하고 파괴됨으로써 충방전 사이클이 진행됨에 따라 용량이 급격하게 저하되어 수명 이 짧아지는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위해 상기 Si 및 Sn 원소를 포함하는 합금 입자를 이용하거나, 상기 합금 입자와 탄소가 결합된 복합체 활물질을 이용하는 방법이 검토되어 왔다.
그러나, 전지의 충방전 사이클 특성을 향상시키기 위하여 Si 및 Sn을 포함하는 복합 화합물 입자의 구성 및 제조 방법에 대한 제안은 있었지만, Si 및 Sn을 포함하는 음극 활물질 입자를 이용하는 전지의 사이클 특성을 개선하기 위하여 음극 집전체를 이용하는 방법에 대한 제안은 없었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여, 음극 집전체의 조면화된 표면 형상으로 인하여, 음극 활물질과 음극 집전체의 접촉 면적, 및 결착력을 증가시키고, 음극 활물질 입자들이 음극 집전체의 돌기 사이에 삽입되어 있어 충방전시 음극 활물질의 부피 변화에 따른 음극 활물질과 음극 집전체 계면에서의 기계적인 응력을 완화시키는 리튬 이차 전지용 음극을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 음극을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 음극 집전체; 및 상기 음극 집전체의 적어도 일면에 위치한 음극 활물질층을 포함하고, 상기 음극 집전체의 적어도 일면은 2 내지 7㎛의 표면 거칠기(Rz)를 가지며, 상기 음극 활물질은 Si 입자, Si 화합물 입자, Si 함유 복합체 입자, Si상 함유 탄소복합체 입자, Sn 입자, Sn 화합물 입자, Sn 함유 복합체 입자, Sn상 함유 탄소 복합체 입자, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 입자를 포함하는 음극 활물질을 포함하는 것인 리튬 이차 전지용 음극을 제공한다.
상기 음극 집전체의 적어도 일면의 표면에 위치하는 돌기를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 음극 집전체의 적어도 일면의 표면에 돌출된 돌출부, 및 상기 돌출부의 상부에 위치하는 돌기를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 돌기의 평균 직경은 1㎛ 내지 7㎛인 것이 바람직하고, 2.5㎛ 내지 5㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.
상기 돌출부 상부의 평균 직경은 상기 돌기의 평균 직경 보다 작은 것이 바람직하다.
상기 돌기 사이의 평균간격(S)은 2.5 내지 20㎛인 것이 바람직하고, 4 내지 10㎛인 것이 더욱 바람직하다.
상기 음극 활물질 입자의 크기는 상기 돌기 사이의 평균간격의 1/2 이하인 것이 바람직하다.
상기 음극 집전체의 적어도 일면의 표면 거칠기는 2 내지 7㎛인 것이 바람직하고, 4 내지 6㎛인 것이 더욱 바람직하다.
상기 음극 집전체는 구리, 니켈, 스테인레스, 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하고, 상기 음극 집전체는 전해법에 의하여, 구리, 니켈, 스테인레스, 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈, 및 이들의 조 합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 음극 집전체 표면에 석출시켜 표면 거칠기를 형성한 것이 바람직하다.
본 발명은 또한, 리튬 이온을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극 활물질을 포함하는 양극; 상기 음극; 및 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.
이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 음극 집전체; 및 상기 음극 집전체의 적어도 일면에 위치한 음극 활물질층을 포함하고, 상기 음극 집전체의 적어도 일면은 2 내지 7㎛의 표면 거칠기(Rz)를 가지며, 상기 음극 활물질은 Si 입자, Si 화합물 입자, Si 함유 복합체 입자, Si상 함유 탄소복합체 입자, Sn 입자, Sn 화합물 입자, Sn 함유 복합체 입자, Sn상 함유 탄소 복합체 입자, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 입자를 포함하는 음극 활물질을 포함하는 것인 리튬 이차 전지용 음극을 제공한다.
상기 Si 입자는 한 입자 내에 Si 원소들이 화학적으로 결합되어 있는 상태를 의미한다. 상기 Si 입자는 초미세화된 입자 크기를 가지는 것이 바람직하며, 보다 구체적으로는 5nm 내지 5㎛의 크기를 갖는 것이 바람직하고, 5nm 내지 1㎛ 의 크기를 갖는 것이 더욱 바람직하다.
상기 Si 화합물 입자는 한 입자 내에 Si를 포함하고 있는 화합물들이 화학적으로 결합되어 있는 상태를 의미한다. 상기 Si를 포함하고 있는 화합물은 Si 원소를 포함하고 있는 화합물이면 어느 것이나 가능하다. 특히, 상기 Si를 포함하고 있는 화합물은 Si와 전이원소를 포함하는 화합물인 것이 바람직하다. 상기 전이원 소는 리튬과 반응하지 않는 전이원소인 것이 바람직하고, 상기 전이원소는 Sc, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, La, Hf, Ta, W, Re, Os, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 전이금속인 것이 더욱 바람직하다.
상기 Si 화합물 입자의 바람직한 예로 MSix,(여기서, x는 3 내지 9이고, M은 Sc, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, La, Hf, Ta, W, Re, Os 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 전이금속이다.)로 표시되는 것을 들 수 있다.
상기 Si 함유 복합체 입자는 한 입자 내에 Si 원소, 및 Si를 포함하고 있는 화합물이 화학적으로 결합되어 있는 상태를 의미한다. 상기 Si를 포함하고 있는 화합물은 상기 Si와 전이원소를 포함하는 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 Si 함유 탄소 복합체 입자는 한 입자 내에 Si 원소, Si를 포함하고 있는 화합물, 및 탄소가 혼합되어 있는 상태를 의미한다. 상기 Si를 포함하고 있는 화합물은 상기 Si와 전이원소를 포함하는 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 Sn 입자는 한 입자 내에 Sn 원소들이 화학적으로 결합되어 있는 상태를 의미한다. 상기 Sn 입자는 초미세화된 입자 크기를 가지는 것이 바람직하며, 보다 구체적으로는 5nm 내지 5㎛의 크기를 갖는 것이 바람직하고, 5nm 내지 1㎛ 의 크기를 갖는 것이 더욱 바람직하다.
상기 Sn 화합물 입자는 한 입자 내에 Sn을 포함하고 있는 화합물들이 화학적으로 결합되어 있는 상태를 의미한다. 상기 Sn을 포함하고 있는 화합물은 Sn 원소 를 포함하고 있는 화합물이면 어느 것이나 가능하다. 특히, 상기 Sn을 포함하고 있는 화합물은 Sn과 전이원소를 포함하는 화합물인 것이 바람직하다. 상기 전이원소는 리튬과 반응하지 않는 전이원소인 것이 바람직하고, 상기 전이원소는 Sc, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, La, Hf, Ta, W, Re, Os, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 전이금속인 것이 더욱 바람직하다.
상기 Sn 화합물 입자의 바람직한 예로 MSnx,(여기서, x는 3 내지 9이고, M은 Sc, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, La, Hf, Ta, W, Re, Os 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 전이금속이다.)로 표시되는 것을 들 수 있다.
상기 Sn 함유 복합체 입자는 한 입자 내에 Sn 원소, 및 Sn을 포함하고 있는 화합물이 화학적으로 결합되어 있는 상태를 의미한다. 상기 Sn을 포함하고 있는 화합물은 상기 Sn과 전이원소를 포함하는 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 Sn 함유 탄소 복합체 입자는 한 입자 내에 Sn 원소, Sn을 포함하고 있는 화합물, 및 탄소가 혼합되어 있는 상태를 의미한다. 상기 Sn을 포함하고 있는 화합물은 상기 Sn과 전이원소를 포함하는 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 Si 입자, Si 화합물 입자, Si 함유 복합체 입자, Si 함유 탄소 복합체 입자, Sn 입자, Sn 화합물 입자, Sn 함유 복합체 입자, 및 Sn 함유 탄소 복합체 입자를 리튬 이차 전지의 음극 활물질로 사용하는 경우, 충방전시에 리튬과 반응하면서 큰 부피 변화가 일어난다. 이로 인하여 음극 활물질 입자가 미분화되고, 음극 집전체와의 전기적 접촉불량이 발생한다. 그 결과, 사이클이 진행됨에 따라 전지의 용량이 급격하게 감소하여 사이클 수명이 짧아지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 음극 집전체의 적어도 일면은 2 내지 7㎛의 표면 거칠기(Rz)를 가진다. 본 발명은 상기 표면 거칠기를 가지는 음극 집전체의 일면에 상기 음극 활물질을 위치시킴으로써, 음극 활물질과 음극 집전체의 접촉 면적, 및 결착력을 증가시키고, 음극 활물질과 음극 집전체 계면에서의 팽창 응력을 완화시킨다. 그 결과, 충방전시 음극 활물질의 과도한 부피 팽창으로 인하여 음극 활물질이 음극 집전체에서 탈리되는 현상을 억제 시킬 수 있어, 전지의 사이클 특성이 개선된다.
상기 음극 집전체의 적어도 일면의 표면에 위치하는 돌기를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 음극 집전체의 적어도 일면의 표면에 위치하는 돌기를 포함하는 경우, 음극 활물질층이 음극 집전체와 맞물리게 위치하여 음극 활물질과 음극 집전체의 결착력을 더욱 강화시킨다. 상기 돌기는 상기 음극 집전체 표면에 돌출된 돌출부의 상부에 형성되는 것이 더욱 바람직하다. 이는 상기 음극 활물질층이 음극 집전체와 더욱 잘 맞물리게 형성될 수 있도록 하기 때문이다. 상기 돌기가 형성된 돌출부 상부의 평균 직경은 돌기의 평균 직경 보다 작은 것이 바람직하다.
상기 돌기의 평균 직경은 1㎛ 내지 7㎛ 인 것이 바람직하고, 2.5㎛ 내지 5㎛ 인 것이 더욱 바람직하다. 상기 돌기의 평균 직경이 1㎛ 미만인 경우, 상기 음극 활물질층이 음극 집전체와 맞물리는 효과가 떨어지게 되고, 7㎛를 초과하는 경우, 돌출부 하단의 직경이 커지게 되므로 단위면적당 돌출부의 수가 줄어들어 상기 음 극 활물질층이 음극 집전체와 맞물리는 효과가 떨어지고, 돌기의 직경이 크기 때문에 돌출부의 높이도 증가하여 집전체의 전체 두께가 증가함으로써 전극의 단위중량당 용량이 낮아진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음극의 단면을 도 1에 나타내었다.
도 1을 참고하면, 음극 집전체(110)는 일면에 돌출부(112)와 상기 돌출부 상부에 형성된 돌기(111)를 포함하고 있다. 음극 활물질층(120)은 음극 집전체(110)와 맞물리게 형성되어 있고, 음극 활물질층(120)은 상기 돌기(111) 사이에 삽입되어 있다. 그 결과, 음극 활물질층(120)과 음극 집전체(110)의 접촉 면적이 증가하고, 음극 활물질층(120)은 상기 돌기(111) 사이에 삽입되어 있어 음극 활물질층(120)이 과도하게 부피 팽창을 하는 경우에도 음극 집전체(110)에서 탈리되는 것을 방지할 수 있다.
상기 음극 집전체의 표면 거칠기(Rz)는 2 내지 7㎛인 것이 바람직하고, 4 내지 6㎛인 것이 더욱 바람직하다. 상기 음극 집전체의 표면 거칠기가 2㎛ 미만인 경우, 충방전시 음극 활물질의 부피 팽창에 의한 기계적 응력에 대한 분산 효과가 적어 팽창 응력을 완화하는 효과가 떨어지며, 7㎛를 초과하는 경우, 원하는 전지의 용량을 얻기 위하여 전극에 도포되는 음극 활물질의 양이 음극 집전체의 표면 거칠기의 부피만큼 증가하게 되어 전극의 두께가 두꺼워지는 단점이 있다.
상기 돌기 사이의 평균간격(S)은 0.0025 내지 0.02mm인 것이 바람직하고, 0.004 내지 0.01mm인 것이 더욱 바람직하다. 상기 돌기 사이의 평균간격이 0.0025mm 미만인 경우, 음극 활물질 입자에 비해 상기 돌기 사이의 평균 간격이 너 무 작아 음극 활물질이 돌기 사이로 충분히 삽입되지 않고, 0.02mm를 초과하는 경우에는 음극 활물질과 음극 집전체 사이의 접촉 면적이 증가하는 효과, 및 음극 활물질의 부피 팽창에 따른 응력 완화 효과가 떨어져 바람직하지 않다.
상기 돌기 사이의 평균간격과 음극 활물질 입자의 크기와의 관계는 음극 활물질 입자의 크기가 돌기 사이의 평균간격의 1/2 이하인 것이 바람직하다. 음극 활물질 입자의 크기가 돌기 사이의 평균간격의 1/2 보다 크면 돌기 사이에 음극 활물질이 충분히 삽입되지 못하여 음극 활물질과 음극 집전체의 접촉이 충분하지 못하여 결착력이 저하되고, 전기적 접촉이 떨어지는 문제가 있다.
상기 음극 집전체로는 구리, 니켈, 스테인레스, 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하고, 구리, 또는 니켈을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 음극 집전체는 전해법에 의하여, 구리, 니켈, 스테인레스, 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 음극 집전체 표면에 석출시켜 표면 거칠기를 형성한 것이 바람직하다.
특히, 표면이 조면화된 동박인 것이 바람직하며, 조면화된 전해 동박인 것이 더욱 바람직하다. 상기 조면화된 전해 동박은 Cu 이온이 용해된 전해액 중에 금속 재질의 드럼을 침지하고, 상기 드럼을 회전시키면서 전류를 흘려 드럼의 표면에 Cu를 석출시키고, 석출된 Cu를 박리하여 얻을 수 있다. 상기와 같이 제조된 조면화된 전해 동박은 적어도 한면에 조면화 처리가 이루어져 있다. 또한, 상기 표면이 조면화된 동박은, 압연 동박의 한면 또는 양면에 전해법에 의해 Cu를 석출시켜 제 조할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음극은, 음극 집전체의 조면화된 표면 형상으로 인하여, 음극 활물질과 음극 집전체의 접촉 면적, 및 결착력을 증가시키고, 음극 활물질 입자들이 음극 집전체의 돌기 사이에 삽입되어 있어 충방전시 음극 활물질의 부피 변화에 따른 음극 활물질과 음극 집전체 계면에서의 기계적인 응력을 완화시키는 효과를 가진다.
본 발명은 또한, 리튬 이온을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극 활물질을 포함하는 양극, 상기 음극, 및 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.
리튬 이차 전지는 사용하는 세퍼레이터와 전해질의 종류에 따라 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지 및 리튬 폴리머 전지로 분류될 수 있고, 형태에 따라 원통형, 각형, 코인형, 파우치형 등으로 분류될 수 있으며, 사이즈에 따라 벌크 타입과 박막 타입으로 나눌 수 있다. 이들 전지의 구조와 제조 방법은 이 분야에 널리 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지의 개략적인 단면도이다.
도 2를 참고하여 본 발명의 리튬 이차 전지의 제조과정을 설명하면, 상기 리튬 이차 전지(4)는 양극(41), 음극(42) 및 상기 양극(41)과 음극(42) 사이에 존재하는 세퍼레이터(43)를 포함하는 전극조립체(44)를 케이스(45)에 넣은 다음, 케이스(45)의 상부에 전해액을 주입하고 캡 플레이트(46) 및 가스켓(47)으로 밀봉하여 조립하여 제조될 수 있다.
상기 음극은 본 발명에 따른 음극을 사용한다. 상기 음극은 상기 음극 활물질, 바인더 및 선택적으로 도전제를 혼합하여 음극 활물질층 형성용 조성물을 제조한 후 이를 구리 등의 음극 전류 집전체에 도포하여 제조될 수 있다. 상기 바인더로는 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시프로필렌셀룰로즈, 디아세틸렌셀룰로즈, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 스티렌 부타디엔 러버 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 상기 도전제로는 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용가능하며, 그 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 탄소섬유, 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말, 금속 섬유 등을 사용할 수 있고, 또한 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 재료를 1종 또는 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 도전제로 음극 활물질 내부에 분산된 비정질 탄소 또는 소프트 카본과 동일한 탄소계 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 도전제로 음극 활물질 내부에 분산된 탄소물질과 동일한 비정질 탄소 또는 소프트 카본을 사용할 경우, 결정질 탄소에 비해 충방전시 부피 변화가 작아 전극의 기계적 응력에 대한 완충효과가 우수하다.
상기 리튬 이차 전지용 음극은 상기 리튬 이차 전지용 음극 활물질과 상기 도전제는 98 : 2 내지 5 : 95의 중량비로 포함할 수 있다.
리튬 이차 전지용 음극 활물질과 상기 도전제인 결정질 탄소 또는 비정질 탄 소의 중량비가 98 : 2 미만인 경우, 도전성 향상 효과가 미미하고, 5 : 95를 초과하는 경우, 전지의 용량 향상의 효과를 기대하기 어렵다.
상기 양극은 양극 활물질을 포함하며, 상기 양극 활물질로는 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물(리티에이티드 인터칼레이션 화합물)을 사용할 수 있다. 구체적으로는 코발트, 망간, 니켈로부터 선택되는 적어도 1종과 리튬과의 복합 산화물 중 1종 이상의 것을 사용할 수 있다.
상기 양극 역시 음극과 마찬가지로 상기 양극 활물질, 바인더 및 선택적으로 도전제를 혼합하여 양극 활물질층 형성용 조성물을 제조한 후, 이 조성물을 알루미늄 등의 양극 전류 집전체에 도포하여 제조할 수 있다.
상기 리튬 이차 전지에 충전되는 전해질로는 비수성 전해질 또는 공지된 고체 전해질 등이 사용 가능하다.
상기 비수성 유기용매는 전지의 전기화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 한다. 비수성 유기용매로는 카보네이트계, 에스테르계, 에테르계 또는 케톤계 용매를 사용할 수 있다. 상기 카보네이트계 용매로는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 메틸에틸 카보네이트(MEC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC) 등이 사용될 수 있으며, 상기 에스테르계 용매로는 n-메틸 아세테이트, n-에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트 등이 사용될 수 있다.
리튬 이차 전지의 종류에 따라 양극과 음극 사이에 세퍼레이터가 존재할 수 있다. 이러한 세퍼레이터로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드 또는 이들의 2층 이상의 다층막이 사용될 수 있으며, 폴리에틸렌/폴리프로필렌 2층 세퍼레이터, 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌 3층 세퍼레이터, 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 3층 세퍼레이터 등과 같은 혼합 다층막이 사용될 수 있음은 물론이다
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(음극의 제조)
(실시예 1)
입경이 약 6 ㎛ 인 흑연(제조사 Timcal Ltd., 제품명 Timrex SFG6), 및 입경이 약 30 내지 50 ㎛인 구형의 실리콘 입자를 70:30 의 중량비로 혼합하고, Ar분위기에서 파우더와 볼의 비율을 1:10 중량비로 하여 14시간 동안 플래너터리 밀링(planetary milling)을 실시하여 음극 활물질 분말을 제조하였다.
상기 제조된 음극 활물질 분말과 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)를 90:10 의 중량비로 N-메틸피롤리돈(NMP)에서 혼합하여 음극 슬러리를 제조하였다.
음극 집전체로 두께가 12㎛인 동박을 준비하였다. 상기 동박의 일 표면에는 다수의 돌출부가 형성되어 있으며, 상기 다수의 돌출부 위에 돌기가 형성되어 있었다. 상기 돌기의 평균 직경은 4㎛였고, 돌기 사이의 평균 간격은 0.006mm이었다. 상기 동박의 표면 조도는 5.1㎛이었다.
상기 제조된 음극 슬러리를 상기 음극 집전체 위에 75㎛ 두께로 코팅하고, 120 ℃에서 12시간 이상 건조시킨 후, 압연(pressing)하여 45㎛의 두께를 갖는 음극을 제조하였다.
(실시예 2)
음극 활물질로 Ti28Si72을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 음극을 제조하였다.
(실시예 3)
음극 집전체로 사용된 동박의 표면 조도가 2㎛인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 음극을 제조하였다.
(실시예 4)
음극 집전체로 사용된 동박의 표면 조도가 3㎛인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 음극을 제조하였다.
(실시예 5)
음극 집전체로 사용된 동박의 표면 조도가 4㎛인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 음극을 제조하였다.
(실시예 6)
음극 집전체로 사용된 동박의 표면 조도가 6㎛인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 음극을 제조하였다.
(실시예 7)
음극 집전체로 사용된 동박의 표면 조도가 7㎛인 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일하게 실시하여 음극을 제조하였다.
(비교예 1)
음극 집전체로 10㎛ 두께이고, 일면에 돌기가 형성되어 있지 않은 전해 동박을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 음극을 제조하였다. 상기 음극 집전체의 표면 거칠기는 1.5㎛이었다.
(비교예 2)
음극 집전체로 에칭된 동박을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 음극을 제조하였다. 상기 에칭된 동박은 상기 비교예 1에서 제조된 전해 동박을 염화 철(Ⅲ)과 염산을 1:2의 비율로 혼합한 수용액에 30초 동안 함침시킨 후, 증류수로 수세하여 진공 건조하여 제조하였다.
(비교예 3)
음극 집전체로 10㎛ 두께이고, 일면에 돌기가 형성되어 있지 않은 전해 동박을 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 실시하여 음극을 제조하였다. 상기 전해 동박의 표면 거칠기는 1.5 ㎛였다.
(비교예 4)
Si 파우더를 밀링에 의하여 평균 입경이 0.2㎛가 되도록 분쇄한 후, 상기 분쇄된 Si 파우더, 평균 입경이 15㎛인 천연흑연(NG-7, Japan), 및 Ag 나노 입자를 30:70:10의 중량비로 혼합한 후, 플래너터리 밀링을 250rpm으로 5시간 동안 실시하여 음극 활물질 분말을 제조하였다. 상기 제조된 음극 활물질 분말과 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)를 91:9 의 중량비로 N-메틸피롤리돈(NMP)에서 혼합하여 음극 슬러리를 제조하였다. 음극 집전체로는 표면이 평탄한 동박을 사용하였다.
(테스트용 셀의 제조)
상기 실시예 1 내지 7, 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 음극을 작용극으로 하고, 금속 리튬박을 대극으로 하여, 작용극과 대극 사이에 다공질 폴리프로필렌 필름으로 이루어진 세퍼레이터를 삽입하고, 전해액으로서 디에틸 카보네이트(DEC)와 에틸렌 카보네이트(EC)의 혼합 용매(DEC : EC = 1 : 1)에 LiPF6가 1(몰/L)의 농도가 되도록 용해시킨 것을 사용하여 2016 코인타입(coin type)의 반쪽셀(half cell)을 제작하였다.
(제조된 음극의 전자 현미경 관찰)
비교예 1, 및 2, 및 실시예 1, 및 2에서 사용된 음극을 주사 전자 현미경(SEM)으로 관찰하였고, 그 결과를 각각 도 3 내지 6에 나타내었다.
도 3은 비교예 1에서 사용된 음극 집전체 일면의 주사 전자 현미경 사진이고, 도 4는 비교예 2에서 사용된 음극 집전체 일면의 주사 전자 현미경 사진이다. 도 5는 실시예 1, 및 실시예 2에서 사용된 음극 집전체 일면의 주사 전자 현미경 사진이고, 도 6은 실시예 1, 및 실시예 2에서 사용된 음극 집전체 단면의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 3 내지 도 6을 참고하면, 실시예 1, 및 2에서 사용된 음극 집전체가 비교예 1, 및 2에서 사용된 음극 집전체에 비하여 표면 거칠기가 큰 것을 관찰할 수 있다. 또한, 도 5, 및 도 6을 참고하면, 실시예 1 내지 2에서 사용된 음극 집전체의 표면에서는 돌출부 상에 형성되어 있는 돌기를 관찰할 수 있다.
(제조된 테스트용 셀의 사이클 특성 실험)
상기 실시예 1 내지 7, 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 음극을 포함하는 전지의 전기적 특성을 평가하였다. 상기 전지의 전기적 특성 평가는 100mA/g의 전류밀도로 충방전하여 행하였다. 충전은 CC/CV mode로 행하였고, 종지전압은 0.02V로 유지하였으며, 전류가 0.01mA일 때 충전을 종료하였다. 방전은 CC mode로 행하였고, 종지전압은 1.5 V로 유지하였다. 상기 조건으로 실시예 1 내지 7, 및 비교예 1 및 3에 따라 제조된 음극을 포함하는 전지에 대하여 충방전을 실시하여 사이클 수명 특성을 평가하였다. 상기 실시예 1, 및 비교예 1, 및 2에서 제조된 음극을 포함하는 전지의 사이클 수명 평가 결과를 도 7에 나타내었고, 실시예 2, 및 비교예 3에서 제조된 음극을 포함하는 전지의 사이클 수명 평가 결과를 도 8에 나타내었다. 실시예 3 내지 7에서 제조된 음극을 포함하는 전지의 경우, 실시예 1과 유사한 사이클 수명 특성을 보여 주었다.
도 7을 참고하면, 비교예 2의 음극을 이용하는 전지의 사이클 특성은 에칭된 표면 특성으로 인하여 비교예1 의 음극을 이용하는 전지의 사이클 특성에 비하여 개선된 것을 확인 할 수 있으나, 실시예 1의 음극을 이용하는 전지의 사이클 특성이 더욱 우수한 것을 알 수 있다.
도 8을 참고하면, 비교예 3의 음극을 이용하는 전지의 사이클 특성보다 실시예 2의 음극을 이용하는 전지의 사이클 특성이 우수한 것을 알 수 있다.
또한, 비교예 4에서 제조된 음극의 40 사이클 충방전 전의 사진을 도 9a에 나타내었고, 충방전 후의 사진을 도 9b에 나타내었다. 실시예 1에서 제조된 음극 의 40 사이클 충방전 전의 사진을 도 10a에 나타내었고, 충방전 후의 사진을 도 10b에 나타내었다. 상기 도 9a, 도 9b, 도 10a, 및 도 10b는 모두 음극의 음극 활물질이 도포된 면의 이면(뒷면)의 사진이다.
도 9a 및 도 9b를 참고하면, 비교예 4에서 제조된 음극의 경우, 40사이클 충방전 후에 음극 활물질의 부피 변화에 따른 기계적 응력에 의하여 음극 집전체가 심하게 변형되었음을 알 수 있다. 그러나, 도 10a 및 도 10b를 참고하면, 실시예 1의 음극은 40 사이클 충방전 후에도 음극이 변형되지 않았음을 알 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
본 발명에 따른 음극은, 음극 집전체의 조면화된 표면 형상으로 인하여, 음극 활물질과 음극 집전체의 접촉 면적, 및 결착력을 증가시키고, 음극 활물질 입자들이 음극 집전체의 돌기 사이에 삽입되어 있어 충방전시 음극 활물질의 부피 변화에 따른 음극 활물질과 음극 집전체 계면에서의 기계적인 응력을 완화시킨다.

Claims (14)

  1. 음극 집전체; 및
    상기 음극 집전체의 적어도 일면에 위치한 음극 활물질층을 포함하고,
    상기 음극 집전체의 적어도 일면은 2 내지 7㎛의 표면 거칠기(Rz)를 가지며,
    상기 음극 활물질은 Si 입자, Si 화합물 입자, Si 함유 복합체 입자, Si상 함유 탄소복합체 입자, Sn 입자, Sn 화합물 입자, Sn 함유 복합체 입자, Sn상 함유 탄소 복합체 입자, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 입자를 포함하는 음극 활물질을 포함하고,
    상기 음극 집전체의 적어도 일면의 표면에 위치하는 돌기를 포함하고,
    상기 음극 집전체는 구리, 니켈, 스테인레스, 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬 이차 전지용 음극.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 돌기의 평균 직경은 1 ㎛ 내지 7 ㎛인 것인 리튬 이차 전지용 음극.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 돌기의 평균 직경은 2.5 ㎛ 내지 5 ㎛인 것인 리튬 이차 전지용 음극.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 음극 집전체의 적어도 일면의 표면에 돌출된 돌출부, 및 상기 돌출부의 상부에 위치하는 돌기를 포함하는 것인 리튬 이차 전지용 음극.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 돌출부 상부의 평균 직경은 상기 돌기의 평균 직경보다 작은 것인 리튬 이차 전지용 음극.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 돌기 사이의 평균간격(S)은 2.5 내지 20㎛인 것인 리튬 이차 전지용 음극.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 돌기 사이의 평균간격(S)은 4 내지 10㎛인 것인 리튬 이차 전지용 음극.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 음극 활물질 입자의 크기는 상기 돌기 사이의 평균간격의 1/2 이하인 것인 리튬 이차 전지용 음극.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 음극 집전체의 적어도 일면은 4 내지 6㎛의 표면 거칠기를 가지는 것인 리튬 이차 전지용 음극.
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 음극 집전체는 전해법에 의하여, 구리, 니켈, 스테인레스, 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 음극 집전체 표면에 석출시켜 표면 거칠기를 형성한 것인 리튬 이차 전지용 음극.
  13. 제1항에 있어서,
    음극 집전체; 및
    상기 음극 집전체의 적어도 일면에 위치한 음극 활물질층을 포함하고,
    상기 음극 집전체의 적어도 일면은 2 내지 7㎛의 표면 거칠기(Rz)를 가지고, 상기 음극 집전체의 적어도 일면의 표면에 돌출된 돌출부, 및 상기 돌출부의 상부에 위치하는 돌기를 포함하고,
    상기 음극 활물질은 Si 입자, Si 화합물 입자, Si 함유 복합체 입자, Si상 함유 탄소복합체 입자, Sn 입자, Sn 화합물 입자, Sn 함유 복합체 입자, Sn상 함유 탄소 복합체 입자, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 입자를 포함하는 음극 활물질을 포함하는 것인 리튬 이차 전지용 음극.
  14. 리튬 이온을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극 활물질을 포함하는 양극;
    제1항, 제3항 내지 제10항, 제12항, 및 제13항 중 어느 한 항에 따른 음극; 및
    전해질
    을 포함하는 리튬 이차 전지.
KR1020060106685A 2006-10-31 2006-10-31 리튬 이차 전지용 음극, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 KR100842930B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060106685A KR100842930B1 (ko) 2006-10-31 2006-10-31 리튬 이차 전지용 음극, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060106685A KR100842930B1 (ko) 2006-10-31 2006-10-31 리튬 이차 전지용 음극, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080039035A KR20080039035A (ko) 2008-05-07
KR100842930B1 true KR100842930B1 (ko) 2008-07-02

Family

ID=39647391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060106685A KR100842930B1 (ko) 2006-10-31 2006-10-31 리튬 이차 전지용 음극, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100842930B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150077944A (ko) * 2013-12-30 2015-07-08 일진머티리얼즈 주식회사 동박, 이를 포함하는 전기부품 및 전지
KR101841852B1 (ko) 2015-12-30 2018-03-23 아우오 크리스탈 코포레이션 리튬전지 음극재 및 그의 제조방법

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009016310A (ja) * 2007-07-09 2009-01-22 Panasonic Corp 集電体、電極および非水電解質二次電池
US8765299B2 (en) 2010-01-15 2014-07-01 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode assembly and secondary battery including the same
WO2016153255A1 (ko) * 2015-03-23 2016-09-29 주식회사 엘지화학 음극 활물질 및 이의 제조방법
KR101817418B1 (ko) 2015-03-23 2018-01-11 주식회사 엘지화학 음극 활물질 및 이의 제조방법
WO2017123034A1 (ko) * 2016-01-13 2017-07-20 엘에스엠트론 주식회사 동박, 그 제조방법, 그것을 포함하는 전극, 및 그것을 포함하는 이차전지
KR20170085425A (ko) * 2016-01-13 2017-07-24 엘에스엠트론 주식회사 동박, 그 제조방법, 그것을 포함하는 전극, 및 그것을 포함하는 이차전지
KR101976174B1 (ko) 2016-02-24 2019-05-09 주식회사 엘지화학 리튬 이차전지용 전극 조립체, 이를 포함하는 리튬 이차전지 및 전지모듈
KR102282912B1 (ko) * 2019-10-14 2021-07-28 경상국립대학교산학협력단 음극, 이를 포함하는 이차 전지, 및 이의 제조 방법
KR102348461B1 (ko) * 2019-12-19 2022-01-10 일진머티리얼즈 주식회사 표면처리 동박, 이의 제조방법 및 이를 포함한 이차전지용 음극

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040005673A (ko) * 2002-07-10 2004-01-16 소니 가부시끼 가이샤 전지
KR20040036439A (ko) * 2002-10-25 2004-04-30 삼성에스디아이 주식회사 리튬 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 전지
KR20050118216A (ko) * 2003-03-25 2005-12-15 산요덴키가부시키가이샤 ２ 차 전지용 비수계 전해액 및 비수계 전해질 ２ 차 전지

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040005673A (ko) * 2002-07-10 2004-01-16 소니 가부시끼 가이샤 전지
KR20040036439A (ko) * 2002-10-25 2004-04-30 삼성에스디아이 주식회사 리튬 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 전지
KR20050118216A (ko) * 2003-03-25 2005-12-15 산요덴키가부시키가이샤 ２ 차 전지용 비수계 전해액 및 비수계 전해질 ２ 차 전지

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150077944A (ko) * 2013-12-30 2015-07-08 일진머티리얼즈 주식회사 동박, 이를 포함하는 전기부품 및 전지
WO2015102323A1 (ko) * 2013-12-30 2015-07-09 일진머티리얼즈 주식회사 동박, 이를 포함하는 전기부품 및 전지
KR101695236B1 (ko) * 2013-12-30 2017-01-11 일진머티리얼즈 주식회사 동박, 이를 포함하는 전기부품 및 전지
JP2017508890A (ja) * 2013-12-30 2017-03-30 イルジン マテリアルズ カンパニー リミテッドＩｌｊｉｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． 銅箔、これを含む電気部品及び電池
KR101841852B1 (ko) 2015-12-30 2018-03-23 아우오 크리스탈 코포레이션 리튬전지 음극재 및 그의 제조방법
US10403888B2 (en) 2015-12-30 2019-09-03 Auo Crystal Corporation Negative electrode material of lithium battery and method for manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080039035A (ko) 2008-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100842930B1 (ko) 리튬 이차 전지용 음극, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
US11502299B2 (en) Battery cell engineering and design to reach high energy
CA2496374C (en) Positive electrode active material and non-aqueous electrolyte secondary cell
JP6196329B2 (ja) カソード活性材料、電極及びリチウムイオン移動度及び電池容量が改良された二次バッテリー
JP3568052B2 (ja) 金属多孔体、その製造方法及びそれを用いた電池用極板
Rahman et al. A review on porous negative electrodes for high performance lithium-ion batteries
US7258950B2 (en) Electrode for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery
JP5348706B2 (ja) 非水電解液二次電池用負極、それを用いた非水電解液二次電池、および非水電解液二次電池用負極の製造方法
US20170271678A1 (en) Primer Surface Coating For High-Performance Silicon-Based Electrodes
JP5031193B2 (ja) 金属製の多孔質負極及びそれを用いたリチウム二次電池
US20130004847A1 (en) High energy lithium ion batteries with particular negative electrode compositions
US20040033419A1 (en) Negative active material, negative electrode using the same, non-aqueous electrolyte battery using the same, and method for preparing the same
US20100136431A1 (en) Anode active material, anode including the anode active material, method of manufacturing the anode, and lithium battery including the anode
KR20120123380A (ko) 가변 용량 전지 어셈블리
KR20130016727A (ko) 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조 방법, 그리고 이를 포함하는 음극 및 리튬 이차 전지
KR20140039022A (ko) 전지
KR102585559B1 (ko) 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 이차 전지
WO2022038835A1 (ja) リチウム２次電池
EP3227953A1 (en) Anode materials for lithium ion batteries and methods of making and using same
JP2013246900A (ja) 二次電池
WO2017177960A1 (zh) 电解液、电池和电池组
JP2005025991A (ja) 非水電解質二次電池
CN109904404B (zh) 锂二次电池负极活性材料、其制备方法及含其锂二次电池
JP3511489B2 (ja) リチウム二次電池用捲回型電極体の作製方法
KR102306877B1 (ko) 고용량 이차전지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
AMND Amendment
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130410

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140320

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160324

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee