KR101453008B1 - 전극 합제의 제조방법 및 이를 사용하여 제조되는 전극 합제 - Google Patents

전극 합제의 제조방법 및 이를 사용하여 제조되는 전극 합제 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 전극 집전체의 일면 또는 양면에 도포되는 이차전지용 전극 합제를 제조하는 방법으로서, (i) 전극 활물질, 도전재 및 바인더를 용매에 첨가하는 단계; (ii) 상기 단계(i)의 혼합물을 믹싱하는 단계; 및 (iii) 상기 단계(ii)의 혼합물을 고압으로 미세 관을 통과시키는 단계;를 포함하는 이차전지용 전극 합제의 제조방법 및 상기 제조방법으로 제조된 이차전지용 전극 합제를 제공한다.

Description

전극 합제의 제조방법 및 이를 사용하여 제조되는 전극 합제 {The Method for Preparing Electrode Mixture and the Electrode Mixture Prepared by Using the Same}
본 발명은 전극 집전체의 일면 또는 양면에 도포되는 이차전지용 전극 합제를 제조하는 방법으로서, (i) 전극 활물질, 도전재 및 바인더를 용매에 첨가하는 단계; (ii) 상기 단계(i)의 혼합물을 믹싱하는 단계; 및 (iii) 상기 단계(ii)의 혼합물을 고압으로 미세 관을 통과시키는 단계;를 포함하는 이차전지용 전극 합제의 제조방법에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지에 대해 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중에서도 높은 에너지 밀도와 작동 전위를 나타내고, 사이클 수명이 길며, 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지가 상용화되어 널리 사용되고 있다.
또한, 최근에는 환경문제에 대한 관심이 커짐에 따라 대기오염의 주요 원인의 하나인 가솔린 차량, 디젤 차량 등 화석연료를 사용하는 차량을 대체할 수 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로는 높은 에너지 밀도, 높은 방전 전압 및 출력 안정성의 리튬 이차전지가 주로 연구, 사용되고 있다.
리튬 이차전지는 전극 집전체 상에 각각 활물질이 도포되어 있는 양극과 음극 사이에 다공성의 분리막이 개재된 전극조립체에 리튬염을 포함하는 비수계 전해질이 함침되어 있는 구조로 이루어져 있다.
일반적으로 이차전지용 전극을 제조하기 위하여 전극 집전체에 슬러리 형태의 전극 합제를 도포하고 건조한 후 프레스하는 방법을 사용하고 있다. 또한, 상기 슬러리 형태의 전극 합제를 제조하기 위하여, 용매에 전극 활물질, 도전재 및 바인더 등을 투입하고 균일하게 혼합한다.
이 과정에서, 상기 전극 활물질 등은 입자 크기가 매우 작은 형태로 사용될 수 있다. 이 경우, 미세한 입자들이 뭉치게 되어 균일한 혼합이 어려운 문제가 있다. 이를 해결하기 위하여 믹싱 시간을 길게 할 수도 있지만, 전체 공정에서 병목 구간으로 작용할 수 있으므로 바람직하지 않다.
또한, 전극 활물질로서 리튬 티타늄 산화물을 사용할 경우, 전극 활물질의 비표면적이 크고, 밀도가 낮아 전극 합제 슬러리의 제작시 과량의 용매가 요구되며, 상기 전극 합제 슬러리는 믹싱(mixing) 후 차후 공정까지 방치되는 동안 젤리화(jellification) 될 수 있다는 문제점이 있다.
더욱이, 상기 전극 합제 슬러리는 바인더와의 분산이 고르지 않아 집전체에 상기 슬러리를 도포할 경우 소망하는 접착력을 발휘할 수 없어 공정성이 저하되고, 상기와 마찬가지로, 도전재의 분산이 고르지 않아 전극의 저항이 높아져 전도도가 저하된다는 문제점이 있다.
따라서, 미세 입자를 균일하게 혼합할 수 있는 기술에 대한 필요성이 매우 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 고압으로 미세 관을 통과시켜 전극 합제를 믹싱하는 경우, 소망하는 효과를 달성할 수 있는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명은 전극 집전체의 일면 또는 양면에 도포되는 이차전지용 전극 합제를 제조하는 방법으로서,
(i) 전극 활물질, 도전재 및 바인더를 용매에 첨가하는 단계;
(ii) 상기 단계(i)의 혼합물을 믹싱하는 단계; 및
(iii) 상기 단계(ii)의 혼합물을 고압으로 미세 관을 통과시키는 단계;
를 포함하는 이차전지용 전극 합제의 제조방법을 제공한다.
일반적으로 전극 합제는 전극 활물질, 도전재, 바인더 등을 유기용매를 사용하여 슬러리로 만든다.
상기 전극 활물질은 그 입자가 작을수록 표면적이 커지므로 전기화학 성능이 우수해지는 장점이 있다. 반면에, 입자 크기가 작을수록 뭉침 현상이 발생하여 균일한 혼합이 어려워진다.
그러나, 본 발명과 같이, 전극 합제의 믹싱 과정에서 고압으로 미세 관을 통과시키는 경우, 상기 미세 관을 통과하기 위하여 혼합물 내부 입자의 뭉침을 방지하여 균일한 혼합을 할 수 있다. 따라서, 미세 입자를 전극 활물질로 사용하는 경우에도 상대적으로 짧은 시간 안에 균일한 혼합을 할 수 있어 공정성 및 전지의 성능을 향상시킬 수 있다.
상기 제조방법을 사용할 경우, 활물질, 도전재, 바인더 및 용매를 한 번에 투입하여 혼합할 수 있다는 장점이 있다.
하나의 예에서, 상기 단계(ii) 및 단계(iii)은 동시에 이루어질 수 있다.
상기 제조방법에서 사용되는 용매는 그 종류에 있어 특별히 제한은 없지만, 예를 들면, N-methyl-2-pyrrolidone(NMP) 또는 methyl ethyl ketone(MEK)을 들 수 있다.
본 발명은 상기 제조방법으로 제조되는 이차전지용 전극 합제, 및 상기 전극 합제를 전극 집전체에 도포하여 제조되는 이차전지용 전극을 제공한다.
상기 이차전지용 전극은 양극 활물질을 포함하는 양극 또는 음극 활물질을 포함하는 음극일 수 있다.
상기 이차전지용 양극은 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라서는 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.
상기 양극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테리인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.
상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 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 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; Ni 및 Mn을 포함하는 스피넬 구조의 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 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 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.
반면에, 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라 상기에서와 같은 도전재, 바인더, 충진제 등이 선택적으로 더 포함될 수 있다.
상기 음극 집전체는 일반적으로 3 ~ 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, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 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 활물질은, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe’yOz (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; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료; 티타늄 산화물; 리튬 티타늄 산화물 등을 사용할 수 있다.
하나의 예에서, 상기 음극 활물질로 평균 입경이 작은 리튬 티타늄 산화물(LTO)을 사용할 수 있다. 또한, 이 경우, LTO의 높은 전위로 인하여 상대적으로 고전위를 가지는 LiNixMn2-xO4의 스피넬 리튬 망간 복합 산화물을 양극 활물질로 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 구조의 전극조립체에 리튬염 함유 전해액이 함침되어 있는 구조로 이루어진 이차전지를 제공한다.
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.
상기 리튬염 함유 전해액은 전해액과 리튬염으로 이루어져 있으며, 상기 전해액으로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용되지만 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 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 중합제 등이 사용될 수 있다.
상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 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, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.
또한, 전해액에는 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. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene Carbonate), PRS(Propene sultone) 등을 더 포함시킬 수 있다.
하나의 바람직한 예에서, LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiN(SO2CF3)2 등의 리튬염을, 고유전성 용매인 EC 또는 PC의 환형 카보네이트와 저점도 용매인 DEC, DMC 또는 EMC의 선형 카보네이트의 혼합 용매에 첨가하여 리튬염 함유 비수계 전해질을 제조할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 이차전지를 단위전지로 포함하는 전지모듈을 제공하고, 상기 전지모듈을 포함하는 전지팩을 제공한다.
상기 전지팩은 고온 안정성 및 긴 사이클 특성과 높은 레이트 특성 등이 요구되는 중대형 디바이스의 전원으로 사용될 수 있다.
상기 중대형 디바이스의 바람직한 예로는 전지적 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart); 전력저장용 시스템 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 또한, 전극 집전체의 일면 또는 양면에 도포되는 이차전지용 전극 합제를 혼합하는 믹서로서, 상기 합제 원료를 혼합물을 고압으로 미세 관을 통과시켜 믹싱하는 믹서를 제공한다.
상기 믹서는 미세 관을 통과하는 전극 합제를 회수함으로써, 입자의 뭉침 현상이 없는 균일한 전극 합제를 얻을 수 있도록 한다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지용 전극의 제조방법은 고압으로 미세 관을 통과시켜 믹싱함으로써, 전극 합제의 균일성을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라, 전지의 내구성 및 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은, 본 발명의 예시적인 실시예 1 및 비교예 1의 음극 합제의 시간에 따른 점도 변화를 도시한 그래프이다;
도 2는, 본 발명의 예시적인 실시예 1 및 비교예 1의 음극 합제의 호일에 대한 접착력을 도시한 그래프이다;
이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상술하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범주가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
리튬 티타늄 산화물로 이루어진 음극 활물질 90 중량%, Super-P(도전제) 5 중량% 및 PVdF(결합제) 5 중량%를 NMP에 첨가하여 60분 동안 혼합한 후, 상기 혼합물을 5NL/min의 유속으로 믹서(mixer)에 투입해 4 bar의 압력으로 믹서 내부의 미세 관 다발을 통과시켜 60분 동안 혼합하여 이차전지용 음극 합제 20kg을 제조하였다.
<비교예 1>
음극 합제의 제조과정에서 상기 혼합물을 믹서를 이용해 고압으로 믹서 내의 미세 관 다발을 통과시켜 혼합하는 단계를 실시하지 않았다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 이차전지용 음극 합제 20kg을 제조하였다.
<실험예 1>
상기 비교예 1에 따른 음극 합제를 상온(25℃)에서 방치하여 시간에 따른 점도 변화를 측정하였으며, 실시예 1에 따른 음극 합제를 보다 정확한 실험을 위해 10kg 씩 둘(실시예 1-1, 실시예 1-2로 표기)로 나누어, 상기와 마찬가지로, 상온(25℃)에서 방치하여 시간에 따른 점도 변화를 각각 측정하였다. 그 결과를 표 1 및 도 1에 나타내었다.
시간(H) 비교예 1의 점도
(cps)		 실시예 1-1의 점도
(cps)		 실시예 1-2의 점도
(cps)
0 31000 23000 22000
1.5 38000 24000 23000
2.5 41000 26000 22000
4.5 46000 24000 20000
15.5 48000 18000 15000
24 49000 7700 2200
표 1 및 도 1을 참조하면, 음극 합제의 제조 과정에서 믹서를 사용해 고압으로 믹서 내부의 미세 관을 통과시켜 혼합하여 제조한 실시예 1의 음극 합제가 믹서를 사용하지 않고 혼합하여 제조한 비교에 1의 음극 합제에 비하여 점도가 현저히 저하되었음을 확인할 수 있다. 이는 전극 합제의 제조 과정에서 전극 합제 혼합물을, 믹서를 사용해 고압으로 미세 관을 통과시켜 혼합시킴으로써, 전극 합제의 균일성을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라, 전극 합제의 젤리화를 방지할 수 있는 효과가 있음을 나타낸다.
<실험예 2>
상기 실시예 1 및 비교예 1에 따른 음극 합제를 두께 20 ㎛의 구리 호일에 도포하여 음극을 제조하고, 상기 음극 합제의 호일에 대한 접착력을 측정하여, 그 결과를 표 2 및 도 2에 나타내었다. 또한, 상기 음극의 저항을 측정하여 비교함으로써, 음극의 전도도를 간접적으로 측정하였고, 그 결과를 표 3에 나타내었다.
측정 횟수 비교예 1 (N/m) 실시예 1 (N/m)
1 7 21
2 7 17
3 6 16
평균 7 18
표 2 및 도 2를 참조하면, 음극 합제의 제조 과정에서 믹서를 사용해 고압으로 믹서 내부의 미세 관을 통과시켜 혼합하여 제조한 실시예 1의 음극 합제를 포함하는 음극이 믹서를 사용하지 않고 혼합하여 제조한 비교에 1의 음극 합제를 포함하는 음극에 비하여 전극 합제의 호일에 대한 접착력이 현저히 향상되었음을 확인할 수 있다. 이는 전극 합제의 제조 과정에서 전극 합제 혼합물을, 믹서를 사용해 고압으로 미세 관을 통과시켜 혼합시킴으로써, 전극 합제의 균일성을 향상시켜 바인더가 고르게 분산되므로, 전극 합제의 호일에 대한 접착력을 향상시킬 수 있고, 이에 따라, 상기 전극을 포함하는 전지의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있음을 나타낸다.
측정 횟수 비교예 1 (mΩ) 실시예 1 (mΩ)
1 4.12 3.54
2 4.03 3.58
3 4.08 3.51
4 4.12 3.51
5 4.15 3.56
평균 4.12 3.54
표 3을 참조하면, 음극 합제의 제조 과정에서 믹서를 사용해 고압으로 믹서 내부의 미세 관을 통과시켜 혼합하여 제조한 실시예 1의 음극 합제를 포함하는 음극이 믹서를 사용하지 않고 혼합하여 제조한 비교에 1의 음극 합제를 포함하는 음극에 비하여 전극의 전도도가 현저히 향상되었음을 확인할 수 있다. 이는 전극 합제의 제조 과정에서 전극 합제 혼합물을, 믹서를 사용해 고압으로 미세 관을 통과시켜 혼합시킴으로써, 전극 합제의 균일성을 향상시켜 도전재가 고르게 분산되므로, 전극 합제의 전도도를 향상시킬 수 있고, 이에 따라, 상기 전극을 포함하는 전지의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있음을 나타낸다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕을 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (16)

  1. 전극 집전체의 일면 또는 양면에 도포되는 이차전지용 전극 합제를 제조하는 방법으로서,
    (i) 전극 활물질, 도전재 및 바인더를 용매에 첨가하는 단계;
    (ii) 상기 단계(i)의 혼합물을 믹싱하는 단계; 및
    (iii) 상기 단계(ii)의 혼합물을 고압으로 미세 관을 통과시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 합제의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제조방법은 활물질, 도전재, 바인더 및 용매를 한 번에 혼합하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 합제의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 단계(ii) 및 단계(iii)은 동시에 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 합제의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 용매는 N-methyl-2-pyrrolidone(NMP) 또는 methyl ethyl ketone(MEK)인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 합제의 제조방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 합제.
  6. 제 5 항에 따른 전극 합제가 전극 집전체에 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 전극은 양극 또는 음극인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 양극은 양극 활물질로 스피넬 구조의 리튬 니켈 망간 복합 산화물을 사용하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 양극.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 음극은 음극 활물질로 리튬 티타늄 산화물을 사용하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극.
  10. 제 6 항에 따른 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 이차전지는 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 이차전지.
  12. 제 11 항에 따른 이차전지를 단위전지로 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  13. 제 12 항에 따른 전지모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  14. 제 13 항에 따른 전지팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 디바이스는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장용 시스템인 것을 특징으로 하는 디바이스.
  16. 삭제
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KR20080045858A (ko) * 2006-11-21 2008-05-26 (주)아이. 엠. 디 카본 나노튜브가 포함된 페이스트 조성물 및 이를 이용한전계방출소자의 제조공정

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