KR101165063B1 - 리튬 이차 전지용 전극체, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 - Google Patents

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

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Abstract

본 발명은 리튬 이차 전지에 사용되는 전극체에 관한 것이다. 보다 상세하게는 집전체, 활물질, 및 도전재를 포함하는 리튬 전지 전극체에 있어서, 상기 집전체는 에칭된 것이고, 상기 활물질의 평균입경은 1 ㎛ 이하인 것임을 특징으로 하는 리튬 전지 전극체에 관한 것이다. 본 발명의 전극체는 집전체의 표면에 에칭영역을 형성하여 전극집전체의 표면적을 증가시킴으로써 전극활물질층의 전극집전체에 대한 접착력을 증가시킬 수 있는 효과가 있고, 높은 충전용량 및 고온 저장성이 향상되는 효과가 있다.
에칭, 집전체, 활물질, 입경크기, 리튬철인산염, 전극, 리튬 이차 전지

Description

리튬 이차 전지용 전극체, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지{ELECTRODE FOR LITHIUM-SECONDARY-BATTERY, AND LITHIUM SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME}
본 발명은 리튬 이차 전지에 사용되는 전극체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에칭된 집전체 및 입경크기가 제한된 활물질을 사용하여 높은 충전용량 및 고온 저장성이 향상된 전극체에 관한 것이다.
통상적으로, 상기 리튬 이차 전지는 양극활물질층이 적어도 일면의 소정영역에 코팅된 양극판, 음극활물질층이 적어도 일면의 소정영역에 코팅된 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 위치되어 양극판과 음극판의 쇼트를 방지하고 리튬 이온(Li-ion)의 이동만을 가능하게 하는 세퍼레이터가 권취된 전극조립체와, 상기 전극조립체를 수용하는 리튬 이차 전지용 케이스와, 상기 리튬 이차 전지용 케이스 내부에 주입되어 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 전해액을 포함하여 형성된다.
상기 양극판 및 음극판은 전극집전체와 전극활물질층을 포함하여 형성되며, 상기 전극활물질층은 도전재 및 결합제가 유기 용매와 혼합된 슬러리 상태로 제조 되어 전극집전체 상에 코팅되어 형성하게 된다. 따라서, 상기 양극활물질과 음극활물질은 자체 내에 포함되는 결합제에 의하여 전극집전체에 부착되어 전극활물질층을 형성하게 된다.
리튬 이차 전지 전극체에 관한 종래의 기술로는 하기 문헌 1 내지 문헌 3의 것을 예시할 수 있다.
문헌 1은 유기산이 포함된 코팅액을 리튬 이온 음극 전극에 코팅처리 함으로써 리튬 이온 전지의 제조 공정을 간소화하고, 리튬 이온 전지나 리튬 이온 폴리머 전지의 음극 집전판인 압연 동박과 음극 필름과의 접착력을 증대시키는 것에 관한 내용을 개시하고 있다.
문헌 2는 지방족 니트릴 화합물이 전해액에 첨가제로 사용하여, 과충전 시 양극의 구조붕괴와 전해액과의 반응으로 인한 발열로 전지내부의 온도가 상승함으로써 발생되는 발화 및 파열 현상을 막을 뿐만 아니라 물리적인 충격에 의한 국부적인 내부단락 또는 가열에 의한 온도상승으로 고온노출이 발생하더라도 발화 및 파열이 방지될 수 있는 우수한 안전성을 갖는 전극을 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것을 개시하고 있다.
문헌 3은 A) 리튬을 흡장 및 방출할 수 있는 전극활물질 분말; 및 B) 상기 전극활물질을 구성하는 각 금속 원소를 포함하는 1종 이상의 전극활물질 전구체 화합물을 포함하는 졸 용액 을 혼합하여 형성된 슬러리를 기판에 도포하여 전극활물질 후막층을 형성시킨 리튬 이차 마이크로 전지용 전극에 관한 것을 개시하고 있 다.
[ 문헌 1 ] KR 10-1997-0010409 (1997.03.25)
[ 문헌 2 ] KR 10-2005-0009995 (2005.02.03)
[ 문헌 3 ] KR 10-2004-0057704 (2004.07.23)
상기 문헌들은 활물질의 평균입경 크기를 특별히 제한하지 않은 점에서, 본 발명과 큰 차이점이 있다.
종래기술의 전극은, 표면조도가 높고 균일한 상태의 전극집전체상에 전극활물질 슬러리가 도포되어 제조되므로, 상기 전극집전체와 상기 전극활물질 사이의 접착력이 낮은 문제점이 있다.
또한, 이차 전지의 충ㆍ방전 과정에서 전극활물질층은 미세하게 수축과 팽창을 반복하게 되는데, 이러한 과정 중에 전극집전체와 접착력이 낮은 부분의 활물질이 떨어지게 되어 이차 전지의 신뢰성이 저하시키는 문제점이 있다.
특히, 활물질이의 평균입경이 1 ㎛ 이하의 미세한 전극 활물질을 사용하는 경우 집전체와 활물질 간의 결착이 충분하지 않게 된다. 이 경우, 보다 많은 양의 바인더 물질이 요구되지만, 바인더의 사용 양을 늘리면 에너지 밀도, 출력밀도의 감소 뿐만 아니라 배터리 성능저하의 요인이 되는 또 다른 문제점이 있다.
이에, 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 전극활물질과 전극집전체에 대한 접착력이 증가되도록 집전체의 표면을 에칭 처리하고, 활물질과 전극집전체 간에 접촉면적을 높히기 위해 활물질의 평균입경 크기를 제한한 전극체를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서,
집전체, 활물질, 및 도전재를 포함하는 리튬 전지 전극체에 있어서, 상기 집전체는 에칭된 것이고, 상기 활물질의 평균입경은 3 ㎛ 이하인 것임을 특징으로 하는 리튬 전지 전극체를 제공한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 활물질의 평균입경은 1 ㎛ 이하인 것임을 특징으로 하는 리튬 전지 전극체를 제공한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 집전체는 120 ㎌/㎠ 이하의 캐퍼시티를 가진 것임을 특징으로 하는 리튬 전지 전극체를 제공한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 활물질은 리튬메탈인산염 (LiMPO4 ,여기서 M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn, Cu 또는 Ta)의 올리빈 구조를 가지는 활물질인 것임을 특징으로 하는 리튬 전지 전극체를 제공한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 활물질은 리튬철인산염(LiFePO4)인 것을 특징으로 하는 리튬 전지 전극체를 제공한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 도전재는 카본블랙인 것임을 특징으로 하는 리튬 전지 전극체를 제공한다.
또한, 본 발명의 전극체를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지를 제공한다.
본 발명의 전극체는 집전체의 표면에 에칭영역을 형성하여 전극집전체의 표면적을 증가시킴으로써 전극활물질층의 전극집전체에 대한 접착력을 증가시킬 수 있는 효과가 있고, 높은 충전용량 및 고온 저장성이 향상되는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명은 집전체, 활물질, 및 도전재를 포함하는 리튬 전지 전극체에 있어서, 상기 집전체는 에칭된 것이고, 상기 활물질의 평균입경은 3 ㎛ 이하인 것임을 특징으로 한다. 더 바람직하게는 상기 활물질의 평균입경은 1 ㎛ 이하인 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 전극체는 양극 전극체 및 음극 전극체를 포함하는 개념이다. 양극 전극체인지 음극 전극체인지에 따라 상기 집전체, 활물질은 각각 달리 선택될 수 있다.
상기 집전체는 다양한 금속을 사용할 수 있고, 상기 집전체의 에칭영역은 화학에칭방법 또는 전기화학적 에칭방법에 의하여 형성될 수 있다(여기서, 에칭영역이라 함은 집전체 상에서 에칭이 되어진 집전체의 일부분을 말한다). 또한 상기 화학적 또는 전기화학적 에칭방법은 산성용액 또는 알카리용액을 사용할 수 있으며, 이때 산성용액은 염산, 황산, 염화제2철 중 어느 하나를 포함하여 사용될 수 있으며, 알카리 용액은 수산화나트륨을 포함하여 사용될 수 있다. 또한 상기 집전체의 전기화학적 에칭은 교류전류 또는 직류전류에 의하여 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 집전체는 구리 금속으로 이루어질 수 있으며(특히, 음극 집전체의 경우임) 이때, 상기 집전체의 에칭영역은 화학에칭방법에 의하여 형성될 수 있으며, 질산, 염소산, 황산, 염화철 또는 염화동을 사용하여 의하여 이루어질 수 있다.
상기 집전체는 양극집전체 및 음극집전체를 포함하는 것이고, 상기 양극집전체 및 음극집전체의 적어도 일면에 에칭영역이 형성되며, 코팅되는 상기 양극활물질층 및 음극활물질층과 전극집전체 사이의 접착력을 증가시키게 된다.
상기 양극집전체는 알루미늄(Al) 재질, 음극집전체는 구리(Cu) 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 에칭정도는 에칭된 영역의 두께가 상기 집전체 전체 두께의 1/3 이하인 것이 바람직하다. 상기 에칭영역의 두께가 1/3보다 크게 되면, 상기 집전체의 기계적 강도가 취약해져서 리튬 이차 전지 제조시 집전체가 끊어지는 문제가 발생할 수 있다.
상기 양극집전체 또는 음극집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만든다.
또한, 상기 집전체는 120 ㎌/㎠ 이하의 캐퍼시티(capacity)를 가진 것이 바람직하다. 에칭된 집전체는 표면의 불규칙한 굴곡으로 인해 표면적이 증가되므로, 집전체의 에칭정도를 나타냄에 있어 단위면적당 캐퍼시티를 사용하여 나타낼 수 있다. 에칭정도가 상기 범위를 초과하는 경우 집전체의 기계적 강도가 취약해져서 리튬 이차 전지 제조시 집전체가 끊어지는 문제가 발생할 수 있다.
상기 에칭영역은 화학에칭 또는 전기화학적 에칭방법에 의하여 형성된다. 다만, 상기 양극집전체는 알루미늄 재질의 박막으로 형성되는 것이 바람직하며, 음극집전체는 구리 재질의 박막이 사용되는 것이 바람직하므로, 상기 집전체를 에칭하는 과정은 사용되는 금속 재질에 따라 다르게 적용될 수 있다.
상기 집전체 중 통상 알루미늄 재질로 형성되는 양극집전체의 에칭영역 형성방법에 대하여 설명한다.
상기 양극집전체에 에칭영역을 형성하는 화학에칭방법에서는 산성용액 또는 알카리용액이 사용된다. 화학에칭방법에 사용되는 산성용액으로는 염산, 황산, 염화제2철 등이 사용될 수 있다. 또한 화학에칭방법에 사용되는 알카리용액은 수산화나트륨을 포함하는 용액이 사용될 수 있다. 다만, 화학에칭에 사용되는 용액으로는 상기에 언급한 내용에 한정하는 것은 아니며, 알루미늄을 부식시킬 수 있는 다양한 용액이 사용될 수 있음은 물론이다.
상기 알루미늄의 화학에칭방법은 전처리과정과 에칭과정을 포함하여 형성된다. 상기 전처리과정은 알루미늄 박막을 수산화나트륨(NaOH)을 포함하는 알카리 용액을 사용하여 알카리 처리하여 상기 양극집전체의 표면에 잔존하는 기름 성분 및 산화피막을 제거하는 과정이다.
상기 에칭과정은 알루미늄 박막을 산성용액 또는 알카리용액에 침적하여 상기 알루미늄 박막의 표면에 요철을 형성하는 과정이다. 상기에서 언급한 바와 같이 이때 사용되는 산성용액으로는 염산, 황산, 염화 제2철 등이 사용될 수 있다. 또한 상기 산성용액은 적정한 농도와 상온보다 높은 온도를 유지하여 에칭 과정이 효율적으로 진행될 수 있도록 한다. 예를 들면, 산성용액으로 염산을 사용하는 경우에는 염산의 농도를 0.8 ~ 2.0M으로 조정하며, 온도는 35 ~ 45℃를 유지하여 에칭공정을 진행할 수 있다.
상기 양극집전체에 에칭영역을 형성하는 방법으로 상기 화학에칭 외에 전기화학적 에칭방법이 사용될 수 있다. 전기화학적 에칭방법은 화학 에칭방법에서 보다 에칭을 빠르게 진행하기 위해서 알루미늄 금속에 전류를 공급한다. 즉, 알루미늄 금속을 산성 용액 또는 알카리 용액에 침적한 상태에서 알루미늄 금속에 직류 전류 또는 교류전류를 가하게 된다. 이때, 가해지는 전류는 필요한 에칭영역과 깊이에 따라 적정한 값을 공급하게 된다. 예를 들면, 전기화학적 에칭방법에서는 전류밀도가 수 mA/㎠에서 수백 mA/㎠의 전류를 사용하게 된다. 또한 교류전류를 사용하는 경우에는 적정한 교류 주파수 범위를 갖는 전류를 공급하게 된다.
다음은 상기 집전체 중 통상 구리 재질로 형성되는 것이 바람직한 음극집전체의 에칭영역 형성방법에 대하여 설명한다.
상기 음극집전체의 에칭영역을 형성하는 화학에칭방법에서는 산성용액이 사용된다. 구리 금속의 화학에칭방법에 사용되는 산성용액으로는 질산, 염소산, 황산, 염화철 또는 염화동 등이 사용될 수 있다. 다만, 화학에칭방법에 사용되는 용 액으로는 상기에 언급한 내용에 한정하는 것은 아니며, 구리를 부식시킬 수 있는 다양한 용액이 사용될 수 있음은 물론이다.
상기 음극집전체인 구리 박막의 화학에칭 방법 역시 전처리과정과 에칭과정을 포함하여 형성된다. 상기 전처리과정은 구리 박막을 수산화나트륨(NaOH)을 포함하는 알카리 용액을 사용하여 알카리 처리하여 상기 구리 박막의 표면에 잔존하는기름 성분 및 산화피막을 제거하는 과정이다.
상기 에칭과정은 구리 박막을 산성용액에 침적하여 상기 구리 박막의 표면에 요철을 형성하는 과정이다. 상기에서 언급한 바와 같이 이때 사용되는 산성용액으로는 질산, 염소산, 황산, 염화철 또는 염화동 등이 사용될 수 있다. 또한 상기 산성용액은 적정한 농도와 상온보다 높은 온도를 유지하여 에칭 과정이 효율적으로 진행될 수 있도록 한다.
상기 음극집전체에 에칭영역을 형성하는 방법으로, 상기 양극집전체의 경우와 마찬가지로 상기 화학에칭 외에 전기화학적 에칭방법이 사용될 수 있다. 음극집전체의 전기화학적 에칭방법은 상기 양극집전체의 경우와 유사하므로 여기서 설명은 생략한다.
상기한 집전체에 에칭영역을 형성하는 에칭방법 이외에 일반적으로 알루미늄 또는 구리금속을 에칭하는 방법이 사용될 수 있음은 물론이다.
상기 활물질은 양극활물질 및 음극활물질을 포함하는 것이다.
상기 양극활물질로서 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1 + xMn2 - xO4(여기서, x = 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1 -xMxO2(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 LiMn2-xMxO2(여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1임) 또는 Li2Mn3MO8(여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 예시로 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
특히, 상기 양극활물질로서는 리튬메탈인산염 (LiMPO4 ,여기서 M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn, Cu 또는 Ta) 및 올리빈 구조를 가지는 활물질인 것이 바람직하고, 리튬철인산염인 것이 더욱 바람직하다. 리튬철인산염은 다른 양극활물질에 비해 매우 우수한 열적안전성을 가지고 있으므로, 리튬이온전지의 안전성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
다만, 리튬철인산염의 경우 낮은 전기전도도를 가지는 특성으로 인해 출력특성 및 Rate특성이 저하될 우려가 있다. 이를 해결하기 위해서 활물질의 입경을 작 게 제조해야 하고, 더불어 종래의 기술은 집전체에 카본물질을 먼저 코팅한 후, 그 위에 활물질을 코팅하는 방법을 사용하여 집전체-활물질간의 접촉면적을 넓히고 결착력을 확보하여 출력 및 고온저장성능/사이클 특성을 향상시키여야 한다.
그러나 본 발명에서는 상기한 바와 같이 카본 코팅 없이 에칭된 집전체를 사용함으로서 코팅을 2회 실시하는 번거로움과 비용을 감소시키고, 보다 나은 출력 및 고온저장성능/사이클특성을 확보하고자 한 것이다.
본 발명에서, 상기 활물질의 평균입경은 3 ㎛ 이하인 것, 더 바람직하게는 1 ㎛ 이하인 것임을 특징으로 한다. 특히, 리튬철인산염의 경우 낮은 전기전도도를 가지는 특성을 가지므로 활물질의 입경을 작게 제조하여 집전체-활물질간의 접촉면적을 넓히고 결착력을 확보하여 출력 및 고온 저장성능/사이클 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 활물질의 입경크기를 작게하는 경우, 집전체 상에 도전재를 코팅하지 않아도 충분한 출력 특성을 나타내므로 집전체에 활물질을 코팅하는 단계를 생략할 수 있는 공정상의 장점이 있다.
상기 음극활물질은 종래 리튬 이차 전지에 사용되는 음극활물질을 제한없이 사용할 수 있고, 이러한 음극 활물질의 예시로서는, 천연 흑연, 인조 흑연, 팽창 흑연, 탄소섬유, 난흑연화성탄소, 카본블랙, 카본나노튜브, 플러렌, 활성탄 등의 탄소 및 흑연재료; 리튬과 합금이 가능한 Al, Si, Sn, Ag, Bi, Mg, Zn, In, Ge, Pb, Pd, Pt, Ti 등의 금속 및 이러한 원소를 포함하는 화합물; 금속 및 그 화합물과 탄소 및 흑연재료의 복화합물; 리튬 함유 질화물 등을 들 수 있다.
상기 도전재는 도전성을 향상시키기 위한 성분이다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것으로서, 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; 산화 아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 전도성 고분자 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 전극체는 종래 알려진 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들어 상기 활물질 및 결착제를 포함하는 재료를 일정한 형상으로 성형하여도 좋고 상기의 재료를 알루미늄박 이나 메쉬 등의 집전체에 도포시키는 방법으로 제조된 것도 바람직하다.
더욱 구체적으로는 전극 재료 조성물을 제조하여, 이를 알루미늄박이나 메쉬 집전체에 직접 코팅하거나, 별도의 지지체상에 캐스팅하고 이 지지체로부터 박리시킨 양극 활물질 필름을 알루미늄박 이나 메쉬 집전체에 라미네이션하여 전극판을 얻는다. 또한 본 발명의 전극은 상기에서 열거한 형태에 한정되는 것은 아니고 열거한 형태 이외의 형태라도 가능하다.
또한 본 발명의 리튬 이차 전지는 상기의 전극체을 포함하여 제조되는 것을 특징으로 한다. 상기한 양극 전극체 및 음극 전극체를 폴리에틸렌 분리막 등과 교호적층한 것을 전지케이스에 전해액과 함께 넣어 전지를 제작할 수 있다. 본 발명의 리튬 이차 전지는 당해 기술분야에 널리 알려져 있는 종래의 기술을 사용하여 제작할 수 있고 특별히 제한되지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예를 들어 더 상세히 설명한다. 본 명세서 상의 실시예는 발명의 상세한 설명을 위한 것일뿐 권리범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
실시예
실시예 1
양극 집전체로 알루미늄을 사용하고, 음극 집전체로 구리를 사용하여 각각의 집전체에 전기화학적 에칭을 하였다. 집전체의 단위 면적당 캐퍼시티는 약 108 ㎌/㎠ 이었다. 각각의 양극 및 음극 집전체에 평균입경이 1 ㎛이하인 양극 활물질(리튬니켈인산염) 및 음극 활물질을 약 15 ㎛ 두께로 도포한 후 건조?압연하여 각각 양극 및 음극 전극체를 제조하였다. 이 때 건조온도는 140℃ 이었다.
실시예 2
양극 활물질 및 음극 활물질로 평균입경이 3 ㎛인 것을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 모두 동일한 방법으로 전극체 를 제조하였다.
실시예 3
양극 활물질로 평균입경이 1 ㎛인 리튬철인산염(LiFePO4)을 사용한 것을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 모두 동일한 방법으로 전극체를 제조하였다.
비교예 1
에칭되지 아니한 집전체를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 모두 동일한 방법으로 전극체를 제조하였다.
비교예 2
활물질로 평균입경이 6㎛ 인 것을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 모두 동일한 방법으로 전극체를 제조하였다.
실험예
상기 실시예 및 비교예의 전극체로 리튬 이차 전지를 만들어 초기출력실험 및 캐퍼시티 측정실험을 아래와 같은 방법으로 시행하였다.
1. 캐퍼시티측정방법
- 충전 (CCCV mode) : 1C (4Ah)로 4.2V까지 충전한 후, 전압을 4.2V로 유지한 후 전류가 1C용량의 2%수준으로 떨어지면 충전완료인 것으로 하였다.
- 방전 (CC mode) : 1C로 2.5V까지 전압이 떨어지면 방전완료인 것으로 하였다.
- 충방전 사이의 rest time은 20분이고, 위의 충방전을 3회 반복한 후 방전용량을 Cell 용량으로 정의하였다.
2. 저항 및 출력 측정방법
- 상기 캐퍼시티측정방법과 같은 방법으로 얻은 용량의 Cell을 SOC50 상태를 만든 후, 약 10C이상의 전류를 10초간 흘려주고, 이 때 발생하는 전압강하의 폭을 측정하여 Cell의 저항을 계산하였다. (R = △V/ I)
- 이렇게 얻은 저항값을 이용하여 10초간 전압의 상?하한치에 도달하는 최대 전류값을 얻으면, 다음과 같은 식으로 출력값을 계산하였다. (P = Imax × Vmin 혹은 P = Imax × Vmax)
결과는 하기 표 1 및 표 2와 같았다.
실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
초기출력
(mAh/g)		 155 128 175 100 100
시간(hr) 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
캐퍼시티 비율
(%)		 0 100 100 100 100 100
1 97 97 98 96 95
2 95 94 97 92 91
3 94 91 97 87 87
저항 증가율(%) 0 100 100 100 100 100
1 102 105 100 109 109
2 103 108 100 118 118
3 105 113 102 130 128
* 상기 실시예 및 비교예의 초기 캐퍼시티는 4.2Ah.
상기 표에 나타난 바와 같이 실시예 1 내지 실시예 3의 경우가 비교예들의 경우보다 캐퍼시티비율 및 저항 증가율에 있어 더 우수한 성능을 나타내었다.

Claims (7)

  1. 집전체, 활물질, 및 도전재를 포함하는 리튬 전지 전극체에 있어서, 상기 집전체는 에칭된 것이고, 상기 활물질의 평균입경은 1 ㎛ 이하인 것이고,
    상기 집전체는 108 내지 120 ㎌/㎠ 범위의 캐퍼시티를 가진 것이고,
    상기 활물질은 리튬메탈인산염 (LiMPO4 ,여기서 M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn, Cu 또는 Ta)의 올리빈 구조를 가지는 활물질인 것임을 특징으로 하는 리튬 전지 전극체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 활물질은 리튬철인산염(LiFePO4)인 것을 특징으로 하는 리튬 전지 전극체.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 도전재는 카본블랙인 것임을 특징으로 하는 리튬 전지 전극체.
  7. 제 1 항, 제 5 항, 또는 제 6 항의 전극체를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.
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