KR100858415B1 - 양극 전압에서 안정한 금속이 피복되어 있는 양극 집전체및 그것을 포함하는 리튬 이차전지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알루미늄 또는 그것의 합금으로 이루어진 양극 집전체의 표면에 Ni, Au, Tl 등과 같은 전극의 양극 전압에 안정한 금속을 피복하여 양극 집전체와 활물질의 접착력을 강화시킴으로써, 내부 저항의 증가없이, 특히, 고온 저장시 전지의 작동전압에서 양극 활물질이 집전체로부터 박리되는 것을 방지한다. 또한, 본 발명은 과충전 등과 같은 남용시 알루미늄 집전체의 연소반응을 억제하여 전지의 전기적 특성 저하 및 안전성을 향상시킬 수 있는 양극 집전체, 및 그것을 양극의 구성요소로 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다.

Description

양극 전압에서 안정한 금속이 피복되어 있는 양극 집전체 및 그것을 포함하는 리튬 이차전지 {Positive Current Collector Coated With Metal Stable On Positive Voltage And Lithium Secondary Battery}

도 1은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 양극과 비교예 1의 양극에서 집전체에 대한 양극 활물질의 결합력에 대한 실험 결과를 나타낸 그래프이다;

도 2는 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 양극과 비교예 1의 양극을 전해액에 담근 후 60℃에서 3 일 보존한 후의 결착력 실험 결과를 나타낸 그래프이다.

본 발명은 양극 전압에서 안정한 금속이 피복되어 있는 양극 집전체와 그것을 포함하고 있는 리튬 이차전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주로 알루미늄으로 이루어진 양극 집전체의 표면에 Ni, Au, Tl, W 등과 같이 양극 전압에 안정한 금속을 피복하여 양극 집전체와 활물질의 접착력을 강화시킴으로써 전지의 작동전압에서 양극 활물질이 집전체로부터 박리되는 것을 방지하여 전지의 성능을 향상시 킬 수 있고, 과충전 등과 같은 전지의 남용시 알루미늄 집전체의 연소반응을 억제하여 전지의 전기적 특성 저하 및 안전성을 향상시킬 수 있는 양극 집전체와 그것을 양극의 구성요소로 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.

일반적으로 리튬 이차전지는, 양극 활물질로서의 리튬 코발트계 산화물, 리튬 니켈계 산화물, 리튬 망간계 산화물 등에 도전제 및 결착제를 혼합한 합제를 알루미늄, 니켈 등의 집전체에 부착시킨 것을 양극으로 사용하고 있다. 니켈은 안정성 면에서 우수하지만 상대적으로 고가이므로 양극 집전체로는 주로 알루미늄이나 그것의 합금이 사용되고 있다.

그러나, 알루미늄계 양극 집전체(이하에서는, 때때로, "알루미늄 집전체"로 약칭하기도 함)는 전지의 작동 중에 그것의 표면에 부착되어 있는 양극 활물질이 박리되는 경향이 나타나는 문제점을 가지고 있다. 이러한 박리 현상은 전지의 성능 저하를 유발하는 주요 원인의 하나이다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 다양한 방법들이 제시되고 있다. 예를 들어, 알루미늄 집전체의 표면을 에칭하여 미세한 요철을 형성함으로써 집전체와의 결합력을 높이는 방법이 제시되고 있다. 이러한 방법은 간단한 공정에 의해 높은 비표면적의 알루미늄 집전체가 얻어질 수 있는 장점이 있지만, 반면에, 에 칭 처리로 인해 알루미늄 집전체의 수명이 저하되는 문제점을 가지고 있다.

또다른 방법으로서, 일본특허출원공개 제1997-306472호에는 양극 또는 음극 집전체의 표면에, 실란계, 에폭시 실란계, 메르캅토 실란계, 비닐 실란계, 아크릴 실란계 커플링제를 도포하여 양극 활물질과의 결합력을 향상시키는 방법이 제시되어 있다. 집전체와 활물질 사이에 상기와 같은 물질의 커플링 층을 형성하는 방법은 높은 결합력을 제공하는 장점은 있으나, 높은 내부 저항으로 전지의 성능을 저하시키는 문제점을 가지고 있다.

또다른 방법으로서, 일본특허출원공개 제2002-134103호에는 리튬 폴리머 이차전지용 전극에서 집전체의 표면에 도전제, 접착성 수지 및 알코올을 포함하는 도포액을 사용하여 앵커(anchor) 막을 형성하는 방법이 제시되어 있다. 그러나, 이 방법 역시 도전제를 포함하고 있음에도 앵커막의 저항값이 높으므로 전지의 성능 저하를 유발하는 문제점을 가지고 있다.

저렴한 알루미늄 집전체를 사용한 양극에서 나타나는, 앞서 설명한 바와 같은, 박리 현상을 유발하는 가장 주요 원인들 중의 하나는, 양극의 작동 전압에서 전해질의 플루오르 공급원이 집전체의 알루미늄과 반응하여 그것의 표면에 AlF₃ 등과 같은 피막을 형성하기 때문이다. 이러한 AlF₃ 피막의 형성은 전지 온도의 상승시 플루오르 공급원의 증가로 인해 더욱 가속되는 경향이 있다. 상기 AlF₃ 피막은 양극 활물질과 알루미늄 집전체의 결합력을 저하시키게 되어 양극의 저항을 높이는 작용을 한다. 따라서, 양극 활물질의 박리를 초래하고, 전지의 전기적 특성, 특 히, 양극 활물질로부터 집전체로 전자의 이동 속도를 저하시켜, 전지의 성능에 악영향을 끼치는 것으로 확인되었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 심도있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 알루미늄계 양극 집전체의 표면에 Ni, Au, Tl, W 등의 금속을 피막하는 경우에는 전해질의 플루오르 공급원과의 반응에 의한 AlF₃ 피막의 형성을 방지할 수 있고, 그로 인해, 특히, 고온 저장시 종래의 알루미늄 집전체에서 나타나는 양극 활물질의 박리 현상 및 전지의 전기적 특성의 저하를 근본적으로 해결할 수 있으며, 전지의 남용시(과충전, 내부단락 등) 집전체인 알루미늄 호일의 연소에 의한 발열을 억제하여 전지의 안전성을 향상시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명의 첫번째 목적은 전지의 양극 전압에서 안정한 금속을 알루미늄 집전체의 표면에 피복함으로써 저항 상승을 유발하지 않으면서 고온 저장시에도 양극 활물질의 박리 및 전지의 전기적 특성 저하를 방지할 수 있고 또한 양극 집전체인 알루미늄의 연소반응을 억제시키는 양극 집전체를 제공하는 것이다.

본 발명의 두번째 목적은 그러한 양극 집전체를 양극의 구성요소로서 포함하고 있는 리튬 이차전지를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 양극 집전체는, 알루미늄계 양극 집전체의 일면 또는 양면에 전지의 양극 전압에 안정한 금속의 피막층을 포함하는 것으로 구성되어 있다.

상기 알루미늄계 집전체는 대략 3 내지 500 ㎛의 두께를 가지며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 만들어질 수 있다. 상기 집전체는 알루미늄만의 단일 금속이거나 또는 알루미늄 성분에 임의의 원소가 포함되어 있는 합금의 형태일 수 있다.

상기 피막층을 형성하는 금속은, 앞서 정의되어 있는 바와 같이, 전지의 양극 전압(산화 전위)에서 안정한 금속으로서, 바람직하게는, 니켈(Ni), 니켈 합금, 금(Au), 탈륨(Tl) 및 텅스텐(W)으로 이루어진 군에서 선택되거나 이들의 둘 또는 그 이상의 합금을 들 수 있지만, 반드시 이들 만으로 한정되는 것은 아니다. 그 중에서도 상대적으로 비용이 저렴한 니켈 또는 니켈 합금이 특히 바람직하다. 이들 금속들은 양극 전압에서 전해질의 플루오르 공급원과 반응하여 바람직하지 않은 피막을 형성하지 않거나, 적어도 알루미늄과 비교하여 그러한 피막을 형성하려는 경향이 매우 적다는 특징을 가진다.

상기 금속 피막층의 균일한 두께는 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 5 nm 내지 5 ㎛ 일 수 있다. 피막층의 형태는 균일한 두께를 가지는 막(film)의 형태이거나 불균일한 두께를 가지는 클러스터(cluster)의 형태일 수 있다. 특 히, 클러스터 타입의 피막층은 높은 비표면적을 가지므로 양극 활물질을 부착할 때 막 타입의 피막층보다 우수한 접착력을 제공하므로 더욱 바람직하다.

본 발명의 피막층은 그 자체가 금속으로 이루어져 있기 때문에, 앞서 설명한 바와 같은 선행기술의 커플링층이나 앵커층과 비교하여, 내부 저항이 매우 낮다는 특징도 갖는다.

피막층은 알루미늄 집전체의 일면 또는 양면에 형성할 수 있으며, 바람직하게는 양면에 형성한다.

알루미늄 집전체에 피막층을 형성하는 방법은 다양할 수 있으며, 예를 들어, 도금법, 기상 증착법, 액상 성장법 등이 사용될 수 있다.

상기 도금법에는, 전기 에너지를 이용하는 전기 도금법; 화학변화를 이용하는 화학 도금법; 확산 침투에 의한 피막을 형성하는 침투 도금법; 용융 금속을 피도금체 상에 분무기로 분사하여 피막을 형성하는 금속 융사법; 휘발성 금속을 증발시켜 피도금체에서 열분해 등으로 피막하는 화학 증착법; 음극 스퍼터링법; 진공증착 도금법; 이온 도금법 등이 있다.

높은 비표면적을 제공하는 클러스터 타입의 피막층을 제공하는 방법으로서는 금속 융사에 의한 도금법이 특히 바람직하다.

상기 기상 증착법은 크게 물리적으로 증착을 행하는 PVD 법과 화학적으로 증착하는 CVD 법으로 분류할 수 있다. PVD 법에는 저항 가열, 전자빔 가열, 유도 가열에 의한 진공 증착법; 스퍼터링법; 이온 플레이팅법; 분자선 에피텍시법; 이온 증착법 등이 있으며, CVD 법에는 상압 CVD 법, 감압 CVD 등의 열 CVD 법; 광분해, 열분해 등의 광 CVD 법; 유도결합형 쿨롱방전, 용량결합형 쿨롱방전 등의 쿨롱방전법; ECR 방전 등의 플라즈마 CVD 법 등이 있다.

본 발명은 또한 상기와 같은 양극 집전체를 양극의 구성요소로서 사용하는 리튬 이차전지를 제공한다.

본 발명에 따른 양극 집전체를 사용하여, 양극, 음극, 분리막 및 리튬염 함유 비수 전해질로 구성된 리튬 이차전지를 제조하는 방법은 당업계에 공지되어 있다.

양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전제 및 결착제의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.

상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO₂), 리튬 니켈 산화물(Li_1+aNi_xMn_yCo_zO₂ (여기서, -0.05≤a≤0.1, x+y+z =1), 등의 층상 화학물이나 화학식 Li_1+xMn_2-xO₄ (여기서, x 는 0 ~ 0.2 임) 나 LiMnO₂등의 리튬 망간 산화물; 화학식 LiNi_1-xM_xO₂ (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn_2-xM_xO₂ (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn₂O₄; 디설파이 드 화합물; LiFePO₄ 등의 Olivine phosphate 화합물 및 여기에 전이금속이 치환된 Li_(1-X)M_XFePO₄ (여기서, M=Co, Ni, Mn, Nb, Zr, x = 0 ~ 0.1)을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

상기 도전제는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 도전제는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.

상기 결착제는 활물질과 도전제 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 10 중량%로 첨가된다. 이러한 결착제의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC) 등을 들 수 있다.

음극은 음극 집전체 상에 음극 재료를 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 더 포함될 수도 있다.

상기 음극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 또한, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.

상기 음극 재료는, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; Sn_xMe_1-xMe'_yO_z(Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.

상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.

리튬염 함유 비수계 전해질은, 비수 전해질과 리튬으로 이루어져 있다. 비수 전해질로는 비수 전해액, 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.

상기 비수 전해액으로는, 예를 들어, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마- 부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.

상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.

상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO₄, LiBF₄, LiB₁₀Cl₁₀, LiPF₆, LiCF₃SO₃, LiCF₃CO₂, LiAsF₆, LiSbF₆, LiAlCl₄, CH₃SO₃Li, CF₃SO₃Li, (CF₃SO₂)₂NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.

또한, 비수계 전해질에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우 에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있다.

이상은 본 발명에 따른 알루미늄계 양극 집전체를 사용하여 구성될 수 있는 전지의 구성요소들에 대한 예시적인 설명이며, 경우에 따라서는 구성요소들의 일부가 제외되거나 치환되거나 기타의 구성요소가 추가될 수도 있다.

이하에서는 실시예를 통해 본 발명의 내용을 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

용융 Ni 을 Gas atomizing sprayer를 사용하여 두께 20 ㎛의 알루미늄 호일에 분무하여 클러스터 타입의 Ni 피막층을 형성하였다. 상기 피막층의 두께는 약 10 nm 이었다. 그런 다음, LiCoO₂, 카본블랙 및 PVDF를 90:5:5의 중량비로 NMP에 분산시켜 슬러리를 제조한 후, 이 슬러리를 상기 알루미늄 집전체에 코팅하고, 130℃에서 충분히 건조한 후, 압연하여 양극을 제조하였다.

또한, 그라파이트, 아세틸렌 블랙 및 PVDF를 90:4:6의 중량비로 NMP에 분산시켜 슬러리를 제조하고, 이 슬러리를 구리 집전체에 코팅한 후, 80℃에서 충분히 건조한 뒤 압연하여 음극을 제조하였다.

이렇게 제조한 음극과 양극 사이에 PVDF로 코팅되어 있는 분리막(Hoechst Celanese 사의 celgard 2400)을 배치하여 bicell 을 제작한 후, EC/EMC (비율 1:2)계 용액에 1M LiPF₆을 첨가한 전해액을 주입하여 리튬 이온 이차전지를 제조하였다. 이 전지를 25℃에서 4.2 V 까지 0.1 C의 속도로 4.2 V에서 전류가 0.02C 이하가 될 때까지 충전한 후, 3 V 까지 0.5 C의 속도로 방전하였다. 또한, 1 C로 충전 및 방전 실험을 수행하고, 고온 저장 전에 만충전하여 3 일 저장하였다. 고온 저장 전 방전 용량, 60℃에서 3 일 저장한 후의 용량, 및 저항 증가 결과가 하기 표 1에 개시되어 있다. 또한 4.2 V로 충전된 양극으로 DSC 결과를 얻었으며, 이후 설명하는 비교예 1의 발열량을 100 으로 하여 발열량의 상대적인 값을 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

전기 도금법으로 알루미늄 호일위에 Ni 피막층을 형성하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실험을 행하였다. 그 결과가 하기 표 1에 개시되어 있다.

[실시예 3]

용융 Ni-Al 합금을 분사하여 두께 20 ㎛의 알루미늄 호일에 분무하여 클러스터 타입의 Ni 피막층을 형성하였다는 점 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실험을 행하였다. 여기서 니켈합금의 니켈 함유량은 70% 이상이며, 그 결과가 하기 표 1에 개시되어 있다.

[비교예 1]

Ni 피막층이 형성되어 있지 않은 알루미늄 호일을 양극 집전체로서 사용하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실험을 행하였다. 그 결과가 하기 표 1에 개시되어 있다.

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 방법으로 금속 피막층이 형성되어 있는 알루미늄을 양극 집전체로서 사용한 리튬 이차전지(실시예 1)는 무처리 알루미늄을 양극 집전체로서 사용한 리튬 이차전지(비교예 1)와 비교하여, 60℃의 고온 저장시에 우수한 충방전 특성을 나타냈으며, 저항 증가도 낮았음을 알 수 있다. 또한, DSC의 결과에서도 무처리 알루미늄을 양극 집전체로서 사용한 리튬 이차전지(비교예 1)와 비교하여 발열량도 적음을 알 수 있다.

고온 저장 후 저항 증가 비가 낮은 이유는 Ni 피막층에 의한 접착력 향상 때문인 것으로 추측된다. 따라서, 이를 확인하기 위하여, 실시예 1 내지 3에서 사용한 양극과 비교예 1에서 사용한 양극을 각각 Stable Micro System 사의 Texture analyzer XT plus로 접착력 실험을 행하였다. 그 결과는 도 1에 개시되어 있다. 또한, 실시예 1 내지 3에서 사용한 양극과 비교예 1에서 사용한 양극을 각각 전해액에 담근 후 60℃에서 3 일 보존한 후 결착력 실험을 행하였다. 그 결과가 도 2에 개시되어 있다.

일반적으로 양극의 결착력은 전해액에 침지한 후 급격히 떨어진다. 그러나, 실시예 1에서 사용한 양극은 전해액 침지 후의 결착력이 비교예 1의 보다 월등히 큰 값을 가짐을 알 수 있다.

이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 알루미늄계 양극 집전체는 전지의 양극 전압에서 안정한 금속이 피막층을 형성하고 있으므로, 전해질의 플루오르 공급원과의 반응에 의한 AlF₃ 피막의 형성을 방지할 수 있고, 그로 인해, 특히, 고온 저장시 종래의 알루미늄 집전체에서 나타나는 양극 활물질의 박리 현상 및 전지의 전기적 특성의 저하를, 저항 상승을 유발하지 않으면서, 근본적으로 해소할 수 있는 장점이 있다.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (8)

1. 알루미늄계 양극 집전체 상에 양극 활물질을 포함하는 슬러리를 도포한 후 건조하여 제조되는 양극을 포함하는 리튬 이차전지로서, 상기 양극 집전체의 일면 또는 양면에 전지의 양극 전압에 안정한 금속의 피막층을 포함하는 것으로 구성된 리튬 이차전지.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 알루미늄계 양극 집전체는 알루미늄의 단일 금속 또는 알루미늄 성분 이외의 다른 원소를 포함하고 있는 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 금속은 니켈(Ni), 니켈 합금, 금(Au), 탈륨(Tl), 및 텅스텐(W)으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 금속, 또는 둘 또는 그 이상의 합금인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 알루미늄계 집전체의 두께는 3 내지 500 ㎛이고, 상기 피막층의 5 nm 내지 5 ㎛인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 피막층의 형태는 균일한 두께를 가지는 막(film) 타입이거나 불균일한 두께를 가지는 클러스터(cluster) 타입인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 피막층은 도금법, 기상 증착법 또는 액상 성장법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 도금법은 금속 융사법인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
8. 삭제

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