KR101499588B1 - 이차전지용 전극 및 이의 제조방법 - Google Patents

이차전지용 전극 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이차전지용 전극 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전극 합제가 집전체의 표면에 도포되어 있는 전극으로서, 상기 전극 합제는 전극 활물질 이외에, 황(S) 및/또는 인(P)을 함유한 화합물을 포함하고 있고, 황 성분 및/또는 인 성분의 함량이 전극 합제 총량에 500 내지 4000 ppm이며, 상기 집전체는 전극 합제 중의 상기 황 및/또는 인을 함유한 화합물에 의해 전극 합제와의 계면이 부식되어 전극 합제에 대해 향상된 결합력을 갖는 것을 특징으로 하는 전극 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

이차전지용 전극 및 이의 제조방법 {Electrode for Secondary Battery and Manufacturing Method thereof}
본 발명은 이차전지용 전극 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전극 합제가 집전체의 표면에 도포되어 있는 전극으로서, 상기 전극 합제는 전극 활물질 이외에, 황(S) 및/또는 인(P)을 함유한 화합물을 포함하고 있고, 황 성분 및/또는 인 성분의 함량이 전극 합제 총량에 500 내지 4000 ppm이며, 상기 집전체는 전극 합제 중의 상기 황 및/또는 인을 함유한 화합물에 의해 전극 합제와의 계면이 부식되어 전극 합제에 대해 향상된 결합력을 갖는 것을 특징으로 하는 전극 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
화석연료 사용의 급격한 증가로 인하여 대체 에너지나 청정에너지의 사용에 대한 요구가 증가하고 있으며, 그 일환으로 가장 활발하게 연구되고 있는 분야가 전기화학을 이용한 발전, 축전 분야이다.
현재 이러한 전기화학적 에너지를 이용하는 전기화학 소자의 대표적인 예로 이차전지를 들 수 있으며, 점점 더 그 사용 영역이 확대되고 있는 추세이다.
최근에는 휴대용 컴퓨터, 휴대용 전화기, 카메라 등의 휴대용 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 작동 전위를 나타내고 사이클 수명이 길며 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해져 왔고, 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.
또한, 환경 문제에 대한 관심이 커짐에 따라 대기오염의 주요 원인의 하나인 가솔린 차량, 디젤 차량 등 화석연료를 사용하는 차량을 대체할 수 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 동력원으로는 주로 니켈 수소금속 이차전지가 사용되고 있지만, 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지를 사용하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 일부 상용화 단계에 있다.
일반적으로 리튬 이차전지는 전극 활물질로서 리튬 전이금속 산화물을 포함하는 양극과 카본계 활물질을 포함하는 음극, 및 양극과 음극 사이에 폴리올레핀계 다공성 분리막이 개재되어 있는 전극조립체에 LiPF6 등의 리튬염을 가진 비수성 전해액이 함침되어 있는 구조로 이루어져 있다.
종래의 전형적인 리튬 이차전지는 양극 활물질의 리튬 이온이 방출되어 음극의 탄소 층으로 삽입되면서 충전이 진행되고, 탄소 층의 리튬 이온이 방출되어 양극 활물질로 삽입되면서 방전이 진행된다.
그러나, 이러한 리튬 이차전지의 충전 및 방전 시 리튬 이온에 의해 전극 합제의 수축, 팽창이 반복되기 때문에 전극 합제와 집전체 사이의 결합력이 낮아져 그 부분의 전극의 저항이 높아지게 되고, 저항이 높아진 부분에서 부반응이 일어나 전지의 수명이 퇴화하며 저항으로 인해 전지의 출력 특성이 저하되는 문제점이 발생한다.
또한, 전극 합제와 집전체 사이의 결합력이 너무 낮은 경우에는, 전극 합제가 집전체로부터 탈리되어 전기적으로 단락이 일어날 수 있어 전지의 안정성에도 치명적인 위험을 초래하게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해 바인더의 함량을 높이면 전기적으로 부도체인 바인더로 인해 전지의 저항이 증가할 뿐만 아니라 상대적으로 활물질의 양이 줄어 용량이 낮아지는 등 전지의 성능에 문제가 있다. 또한, 전지 제조 시 전해액을 주입하면 전극에 포함되어 있는 바인더가 팽창하면서 집전체와 활물질의 결합력을 낮게 하므로 바인더의 함량을 높이는 데에는 한계가 있다.
따라서, 전지의 수명특성, 출력특성을 향상시키고 전극의 안정성을 도모할 수 있도록 전극 합제와 집전체의 결합력을 향상시킬 수 있는 기술에 대한 필요성이 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, 전극 합제에 황(S) 및/또는 인(P)을 함유한 화합물이 포함되어 황 성분 및/또는 인 성분의 함량이 특정 범위를 갖는 경우, 전극 합제와 집전체의 결합력이 향상되는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전극은, 전극 합제가 집전체의 표면에 도포되어 있는 전극으로서, 상기 전극 합제는 전극 활물질 이외에, 황(S) 및/또는 인(P)을 함유한 화합물을 포함하고 있고, 황 성분 및/또는 인 성분의 함량이 전극 합제 총량에 500 내지 4000 ppm이며, 상기 집전체는 전극 합제 중의 상기 황 및/또는 인을 함유한 화합물에 의해 전극 합제와의 계면이 부식되어 전극 합제에 대해 향상된 결합력을 갖는 것을 특징으로 한다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 황 또는 인을 함유한 화합물은 전극 합제 내의 전극 활물질에 포함되어 있는 불순물로부터 유래될 수 있다. 예를 들면, 전극 활물질을 이루는 리튬 전이금속 산화물의 경우 이를 제조하는 전구체들은 전이금속 염을 혼합하여 제조된다. 이 때, 전이금속 염은 소성시 용이하게 분해되고 휘발되기 쉬운 음이온을 갖는 것이 바람직하므로, 황산염 또는 인산염일 수 있다. 그러므로 이를 이용하여 전구체를 합성하고 리튬 함유 물질과 함께 소성시킴으로써 리튬 전이금속 산화물을 만드는 경우에는 황을 함유한 화합물 또는 인을 함유한 화합물이 전극 활물질 내에 포함되어 있을 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 본 발명에 따른 전극 합제는 도전재, 바인더 및 충진제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더 포함할 수 있고, 따라서, 상기 황 또는 인을 함유한 화합물은 전극 합제 내의 도전재에 포함되어 있는 불순물로부터도 유래될 수 있다. 예를 들어, 상기 도전재를 이루는 주원료인 카본을 제조하는 경우 탄화과정에서 황 또는 인을 함유한 화합물이 불순물로 포함될 수 있다.
또 하나의 구체적인 예에서, 상기 언급한 바와 같이 전극 합제의 제조시 전극 활물질 또는 도전재의 불순물로부터 유래된 황 또는 인을 함유한 화합물에 의해 전극 합제에 황 성분 및/또는 인 성분의 함량이 소망하는 범위 내로 포함되어 있지 않은 경우에는, 전극 합제와 집전체 간의 결합력을 향상시키기 위해 상기 황 또는 인을 함유한 화합물을 전극 합제 제조 시 인위적으로 첨가하여 소망하는 효과를 얻을 수 있다.
이와 관련하여, 본 출원의 발명자들은 상기 전극 합제에 포함되어 있는 황 또는 인을 함유한 화합물로 인해 황 성분 및/또는 인 성분의 함량이 특정 범위를 갖는 전극 합제를 사용하여 전극을 제조할 경우, 집전체의 전극 합제와의 계면이 황 또는 인을 함유한 화합물에 의해 부식되어 전극 합제와 집전체의 결합력을 향상시킬 수 있고, 이에 더하여 이를 기반으로 리튬 이차전지를 제조하는 경우, 집전체로부터 전극 합제가 탈리되는 것을 막아 전기적으로 단락이 일어나는 것을 방지하므로 안정성이 우수할 뿐 아니라 수명특성, 출력특성이 향상됨을 확인하였다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 황 성분 또는 인 성분의 함량은, 앞서 설명한 바와 같이, 전극 합제 전체량을 기준으로 500 내지 4000 ppm일 수 있고, 상세하게는, 1000 내지 3500 ppm일 수 있다. 황 성분 또는 인 성분의 함량이 너무 높은 경우에는 집전체가 과도하게 부식하여 저항이 증가하고, 오히려 활물질의 성능을 저하시켜 전지의 성능이 나빠질 수 있으며, 함량이 너무 낮은 경우에는 전극 합제와 집전체의 결합력 향상이라는 소망하는 효과를 얻을 수 없다.
상기 황 성분 또는 인 성분의 함량의 범위는 전극 합제 내에 황을 함유한 화합물만 존재하거나 인을 함유한 화합물만 존재하는 경우에는 황 또는 인 성분의 함량이 상기의 범위를 만족하면 되고, 황을 함유한 화합물과 인을 함유한 화합물이 함께 존재하는 경우에는 황 성분의 함량과 인 성분의 함량을 더한 값이 상기의 범위를 만족하면 된다.
본 발명은 또한 상기 특정한 함량의 황 또는 인 성분을 갖는 전극의 제조방법을 제공한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 전극은 (i) 상기 전극 활물질 및 도전재 중의 황 및/또는 인을 검량하는 과정; (ii) 전극 활물질을 포함하는 전극 합제를 준비하는 과정; (iii) 과정(ii)에서, 황 성분 및/또는 인 성분의 함량이 전극 합제 총량에 대해 500 내지 4000 ppm이 아닌 경우, 상기 범위 내로 황 성분 및/또는 인 성분의 함량을 조절하는 과정; 및 (iv) 상기 전극 합제를 집전체 상에 도포한 후 건조하는 과정;을 포함하여 제조될 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 과정(iii)에서, 황 성분 및/또는 인 성분의 함량이 전극 합제 전체량을 기준으로 500 ppm 이하인 경우, 상기 혼합물에 인위적으로 황 및/또는 인을 함유한 화합물을 더 첨가하여 그 양을 늘릴 수 있고, 4000 ppm 이상인 경우, 상기 혼합물을 세척하여 그 양을 줄일 수 있다.
상기 과정(ii)에서, 전극 합제 내의 황 또는 인을 함유한 화합물의 함량을 측정하는 방법은 다양할 수 있으며, 특정 물질의 함량을 측정하는 방법들은 당업계에 공지되어 있으므로 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
본 발명은 또한, 상기 전극을 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극은 전극 합제에 황 및/또는 인을 함유한 화합물을 포함함으로써 황 성분 및/또는 인 성분의 함량이 특정 범위를 갖는 경우 상기 화합물로 인해 전극 합제와 집전체의 계면이 부식되게 함으로써 전극 합제와 집전체 간의 결합력을 향상시킬 수 있다.
또한, 이를 기반으로 한 리튬 이차전지는 우수한 수명 특성, 출력 특성을 갖고 안정성이 향상되는 효과가 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명은 전극 합제가 집전체의 표면에 도포되어 있는 전극으로서, 상기 전극 합제는 전극 활물질 이외에, 황(S) 및/또는 인(P)을 함유한 화합물을 포함하고 있고, 황 성분 및/또는 인 성분의 함량이 전극 합제 총량에 500 내지 4000 ppm이며, 상기 집전체는 전극 합제 중의 상기 황 및/또는 인을 함유한 화합물에 의해 전극 합제와의 계면이 부식되어 전극 합제에 대해 향상된 결합력을 갖는 것을 특징으로 하는 전극 및 이의 제조방법을 제공한다.
이 때, 상기 전극은 양극 및 음극 모두에 적용될 수 있다.
상기 양극은 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.
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; LiNixMn2-xO4로 표현되는 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 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 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.
상기 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 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.
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.
본 발명은 또한, 상기 전극을 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다.
리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막 및 리튬염 함유 비수 전해질을 포함한다.
본 발명에 따른 이차전지의 기타 성분들에 대해서는 이하에서 설명하다.
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 비수 전해질은, 비수 전해질과 리튬으로 이루어져 있고, 비수 전해질로는 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 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (13)

  1. 전극 합제가 집전체의 표면에 도포되어 있는 전극으로서,
    상기 전극 합제는 전극 활물질 이외에, 황(S) 또는 인(P)을 함유한 화합물을 포함하고 있고, 황 성분 또는 인 성분의 함량이 전극 합제 총량에 500 내지 4000 ppm이며, 상기 집전체는 전극 합제 중의 상기 황 또는 인을 함유한 화합물에 의해 전극 합제와의 계면이 부식되어 전극 합제에 대해 향상된 결합력을 갖는 것을 특징으로 하는 전극.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 황 또는 인을 함유한 화합물은 전극 활물질에 포함되어 있는 불순물로부터 유래되는 것을 특징으로 하는 전극.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 전극 활물질에 포함되어 있는 불순물은 상기 전극 활물질의 전구체 제조용 전이금속 염으로부터 유래되는 것을 특징으로 하는 전극.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 전이금속 염은 황산염 또는 인산염인 것을 특징으로 하는 전극.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전극 합제는 도전재를 더 포함하고, 상기 황 또는 인을 함유한 화합물은 상기 도전재에 포함되어 있는 불순물로부터 유래하는 것을 특징으로 하는 전극.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 황 또는 인을 함유한 화합물은 상기 전극 합제 제조 시 인위적으로 첨가되는 것을 특징으로 하는 전극.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 황 성분 또는 인 성분의 함량이 전극 합제 총량을 기준으로 1000 내지 3500 ppm으로 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 전극.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 전극 합제는 도전재, 바인더 및 충진제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극.
  9. 제 1 항 또는 제 5 항에 따른 전극의 제조방법으로서,
    (i) 상기 전극 활물질 및 도전재 중의 황 성분 또는 인 성분을 검량하는 과정;
    (ii) 전극 활물질을 포함하는 전극 합제를 준비하는 과정;
    (iii) 과정(ii)에서, 황 성분 또는 인 성분의 함량이 전극 합제 총량에 대해 500 내지 4000 ppm을 벗어나는 경우, 상기 범위 내로 황 성분 또는 인 성분의 함량을 조절하는 과정; 및
    (iv) 상기 전극 합제를 집전체 상에 도포하고 건조하는 과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 과정(iii)에서, 상기 황 성분 및/또는 인 성분의 함량이 전극 합제 총량을 기준으로 500 ppm 이하인 경우, 상기 혼합물에 인위적으로 황 및/또는 인을 함유한 화합물을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 전극의 제조방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 과정(iii)에서, 상기 황 성분 또는 인 성분의 함량이 전극 합제 총량을 기준으로 500 ppm 이하인 경우, 상기 혼합물에 인위적으로 황 또는 인을 함유한 화합물을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 전극의 제조방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 과정(iii)에서, 상기 황 성분 또는 인 성분 의 함량이 전극 합제 총량에 대해 4000 ppm 이상인 경우, 상기 혼합물을 세척하는 것을 특징으로 하는 전극 합제의 제조방법.
  13. 제 1 항에 따른 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
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