KR101515363B1 - Electrode Active Material for Secondary Battery and the Method for Preparing the Same - Google Patents

Electrode Active Material for Secondary Battery and the Method for Preparing the Same Download PDF

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Abstract

본 발명은, 이차전지용 전극 활물질로서, 화학식 1로 표시되는 리튬 금속 산화물의 표면에 탄소 코팅을 하여, 도전성을 향상시킨 이차전지용 전극 활물질을 제공한다.
LiaM’bO4-cAc (1)
상기 식에서, M’은 Ti, Sn, Cu, Pb, Sb, Zn, Fe, In, Al 및 Zr로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이고;
a 및 b는 0.1≤a≤4; 0.2≤b≤4의 범위에서 M’의 산화수(oxidation number)에 따라 결정되며;
c는 0≤c<0.2의 범위에서 산화수에 따라 결정되고;
A는 -1 또는 -2가의 하나 이상의 음이온이다.
The present invention provides, as an electrode active material for a secondary battery, an electrode active material for a secondary battery in which the surface of a lithium metal oxide represented by the general formula (1) is carbon-coated to improve conductivity.
Li a M ' b O 4-ca c (1)
In the above formula, M 'is at least one element selected from the group consisting of Ti, Sn, Cu, Pb, Sb, Zn, Fe, In, Al and Zr;
a and b are 0.1? a? 4; Is determined according to the oxidation number of M 'in the range of 0.2? B? 4;
c is determined according to the oxidation number in the range of 0? c <0.2;
A is one or more of an anion of -1 or -2.

Description

이차전지용 전극 활물질 및 그 제조방법 {Electrode Active Material for Secondary Battery and the Method for Preparing the Same}[0001] The present invention relates to an electrode active material for a secondary battery,

본 발명은 이차전지용 전극 활물질로서, 특정 화학식으로 표시되는 리튬 금속 산화물의 표면에 탄소 코팅을 하여, 도전성을 향상시킨 이차전지용 전극 활물질에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode active material for a secondary battery, wherein a surface of a lithium metal oxide represented by a specific formula is carbon-coated to improve conductivity.

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.As technology development and demand for mobile devices have increased, there has been a rapid increase in demand for secondary batteries as energy sources. Among such secondary batteries, lithium secondary batteries, which exhibit high energy density and operational potential, long cycle life, Batteries have been commercialized and widely used.

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 주로 니켈 수소금속(Ni-MH) 이차전지가 사용되고 있지만, 높은 에너지 밀도, 높은 방전 전압 및 출력 안정성의 리튬 이차전지를 사용하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 일부 상용화 되어 있다.In recent years, there has been a growing interest in environmental issues, and as a result, electric vehicles (EVs) and hybrid electric vehicles (HEVs), which can replace fossil-fueled vehicles such as gasoline vehicles and diesel vehicles, And the like. Although a nickel metal hydride (Ni-MH) secondary battery is mainly used as a power source for such an electric vehicle (EV) and a hybrid electric vehicle (HEV), a lithium secondary battery having a high energy density, a high discharge voltage, Research is being actively carried out, and some are commercialized.

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.The lithium secondary battery has a structure in which a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt is impregnated in an electrode assembly having a porous separator interposed between a positive electrode and a negative electrode coated with an active material on an electrode current collector.

현재 리튬 이차전지용 음극으로는 카본계 물질이 주로 사용되고 있다. 그러나, 상기 카본계 물질은 리튬 대비 0V의 낮은 전위를 가짐으로써, 전해액을 환원시켜 가스를 발생시키는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 전위가 상대적으로 높은 리튬 금속 산화물을 음극 활물질로 사용하기도 한다.At present, a carbon-based material is mainly used as a cathode for a lithium secondary battery. However, the carbon-based material has a low electric potential of 0 V compared to lithium, thereby reducing the amount of the electrolytic solution and generating gas. In order to solve such a problem, a lithium metal oxide having a relatively high potential is used as an anode active material.

그러나, 이 경우에도 전극 합제에 도전성을 향상시키기 위하여, 도전재를 사용하는데, 주로 표면적 등을 극대화시킨 활성 카본(activated carbon)을 사용한다. 도전재로 쓰이는 이러한 활성 카본이 전해액과 부반응을 일으킬 수 있다. 특히, 상기 리튬 금속 산화물 중 리튬 티타늄 산화물의 경우, 100% 충전 시 전위가 급격히 떨어지는 현상이 발생하는 바, 이 때 카본계 물질이 반응을 할 수 있다.However, also in this case, in order to improve the conductivity of the electrode material mixture, a conductive material is used, and activated carbon which maximizes the surface area is mainly used. This active carbon used as a conductive material can cause a side reaction with the electrolyte solution. Particularly, in the case of lithium-titanium oxide among the lithium metal oxides, a phenomenon occurs in which the potential drops sharply at the time of 100% charging. At this time, the carbon-based material can react.

따라서, 전지 작동 시 전해액 부반응을 방지할 수 있는 기술, 특히 도전성이 불량한 리튬 티타늄 산화물을 전극 활물질로 사용하면서 상기와 같은 문제를 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 매우 높은 실정이다.Therefore, there is a great need for a technique capable of preventing a side reaction of an electrolyte during operation of the battery, particularly, a technique capable of solving the above-described problems while using lithium-titanium oxide having poor conductivity as an electrode active material.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 특정 화학식으로 표시되는 리튬 금속 산화물의 표면에 탄소 코팅을 하여, 도전성을 향상시키는 경우, 별도의 도전재를 사용하지 않아도 되므로 상기 소망하는 효과를 달성할 수 있는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application have conducted intensive research and various experiments and have found that when a lithium metal oxide represented by a specific chemical formula is carbon-coated on a surface of a lithium battery and the conductivity is improved by using a separate conductive material It is possible to achieve the above-mentioned desired effect, and the present invention has been accomplished.

따라서, 본 발명은 이차전지용 전극 활물질로서, 하기 화학식 1로 표시되는 리튬 금속 산화물의 표면에 탄소 코팅을 하여, 도전성을 향상시킨 이차전지용 전극 활물질을 제공한다.Accordingly, the present invention provides an electrode active material for a secondary battery, wherein the surface of a lithium metal oxide represented by the following formula (1) is carbon-coated to improve conductivity.

LiaM’bO4-cAc (1)Li a M ' b O 4-ca c (1)

상기 식에서, M’은 Ti, Sn, Cu, Pb, Sb, Zn, Fe, In, Al 및 Zr로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이고; In the above formula, M 'is at least one element selected from the group consisting of Ti, Sn, Cu, Pb, Sb, Zn, Fe, In, Al and Zr;

a 및 b는 0.1≤a≤4; 0.2≤b≤4의 범위에서 M’의 산화수(oxidation number)에 따라 결정되며;a and b are 0.1? a? 4; Is determined according to the oxidation number of M 'in the range of 0.2? B? 4;

c는 0≤c<0.2의 범위에서 산화수에 따라 결정되고;c is determined according to the oxidation number in the range of 0? c <0.2;

A는 -1 또는 -2가의 하나 이상의 음이온이다.A is one or more of an anion of -1 or -2.

하나의 구체적인 예에서, 상기 화학식 1의 리튬 금속 산화물은 하기 화학식 2로 표시되는 리튬 티타늄 산화물(LTO)일 수 있고, 구체적으로 Li0.8Ti2.2O4, Li2.67Ti1.33O4, LiTi2O4, Li1.33Ti1.67O4, Li1.14Ti1.71O4 등 일 수 있으나, 리튬 이온을 흡장/방출할 수 있는 것이면 그 조성 및 종류에 있어 별도의 제한은 없으며, 더욱 상세하게는, 충방전시 결정 구조의 변화가 적고 가역성이 우수한 스피넬 구조의 Li1.33Ti1.67O4 또는 LiTi2O4일 수 있다.In one specific example, the lithium metal oxide of Formula 1 may be lithium-titanium oxide (LTO) represented by the following Formula 2, specifically Li 0.8 Ti 2.2 O 4 , Li 2.67 Ti 1.33 O 4 , LiTi 2 O 4 , Li 1.33 Ti 1.67 O 4 , Li 1.14 Ti 1.71 O 4, and the like, but there is no particular limitation on the composition and kind of lithium ions capable of intercalating / deintercalating lithium ions, and more specifically, It may be a spinel structure Li 1.33 Ti 1.67 O 4 or LiTi 2 O 4 having a small change in structure and excellent in reversibility.

LiaTibO4 (2)Li a Ti b O 4 (2)

상기 식에서, 0.5≤a≤3, 1≤b≤2.5 이다.In the above formula, 0.5? A? 3, 1? B? 2.5.

특히, 상기 리튬 티타늄 산화물은 급속 충전에 우수한 성능을 발휘하기 때문에, 최근 중대형 전지팩용 전극 활물질로 주목받고 있다. 그러나, 상기 리튬 티타늄 산화물은 자체의 도전성이 낮다는 단점이 있다. 따라서, 이를 보완하기 위하여, 리튬 티타늄 산화물의 표면에 도전성이 우수한 탄소를 코팅함으로써 상기와 같은 단점을 극복할 수 있다.In particular, the lithium-titanium oxide has been attracting attention as an electrode active material for a middle- or large-sized battery pack because it exhibits excellent performance in rapid charging. However, the lithium-titanium oxide has a disadvantage that its conductivity is low. Therefore, in order to compensate for this, the above-described disadvantages can be overcome by coating the surface of the lithium titanium oxide with carbon having excellent conductivity.

하나의 구체적인 예에서, 상기 리튬 금속 산화물의 표면에 코팅되는 탄소는 별도의 도전재로 주로 사용되는 활성 탄소가 아니라 유기물을 탄화시켜 제조되는 탄소일 수 있고, 따라서 상기 탄소의 전구체는 유기물일 수 있다.In one specific example, the carbon coated on the surface of the lithium metal oxide may not be activated carbon, which is mainly used as a separate conductive material, but may be carbon produced by carbonizing an organic material, and thus the precursor of the carbon may be an organic material .

상기 도전재로 주로 사용되는 활성 탄소는 음극 활물질로서 리튬 금속 산화물, 특히, 리튬 티타늄 산화물이 사용되는 경우, 100% 충전 시 전위가 낮아지면서 리튬과 반응할 수 있고, 이 경우, 카본을 활물질로 사용하는 경우와 마찬가지로 전해액 분해 반응 등으로 인하여 이차전지의 안전성을 저하시킬 수 있기 때문에 바람직하지 않다.When the lithium metal oxide, particularly lithium titanium oxide, is used as an anode active material, the activated carbon mainly used as the conductive material can react with lithium while the potential is lowered at 100% charging. In this case, carbon is used as an active material The safety of the secondary battery may be lowered due to the decomposition reaction of electrolytic solution and the like, which is not preferable.

상기 유기물은 탄화되어 탄소를 리튬 금속 산화물의 표면에 코팅할 수 있는 것이면 어느 것이나 가능하지만, 예를 들면, Sucrose 또는 Lactose일 수 있다.The organic material may be any material capable of carbonizing and coating carbon on the surface of the lithium metal oxide, but may be, for example, Sucrose or Lactose.

하나의 구체적인 예에서, 상기 탄소는 리튬 금속 산화물의 표면 전부 또는 일부에 코팅될 수 있고, 이 때, 탄소의 코팅 두께는 상세하게는, 0.1 내지 10 ㎛이고, 더욱 상세하게는 1 내지 5 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서, 탄소가 리튬 금속 산화물의 표면에 균일하게 코팅될 수 있고, 리튬 이온의 탈리 및 삽입이 적절하게 일어날 수 있어 소망하는 수준 이상의 전기 화학적 특성을 가질 수 있으므로 바람직하다.In one specific example, the carbon may be coated on all or a portion of the surface of the lithium metal oxide, wherein the coating thickness of the carbon is in particular from 0.1 to 10 탆, more specifically from 1 to 5 탆 . Within the above range, carbon can be uniformly coated on the surface of the lithium metal oxide, desorption and insertion of lithium ions can be appropriately performed, and it is possible to have electrochemical characteristics of a desired level or higher.

본 발명은 상기 전극 활물질을 포함하고, 추가 도전재를 포함하지 않는 이차전지용 전극 합제를 제공한다.The present invention provides an electrode mixture for a secondary battery, which contains the electrode active material and does not contain an additional conductive material.

상기 전극 활물질은 도전성이 우수한 탄소가 표면에 코팅되어 있음으로써, 추가 도전재를 포함하지 않아도 전기화학적 성능이 저하되지 않는다.Since the electrode active material is coated with carbon having excellent conductivity, the electrochemical performance of the electrode active material is not deteriorated even when no additional conductive material is included.

본 발명은 또한, 상기 전극 합제가 전극 집전체에 도포되어 있는 이차전지용 전극을 제공한다. 상기 이차전지용 전극은 양극 또는 음극일 수 있다.The present invention also provides an electrode for a secondary battery, wherein the electrode mixture is applied to an electrode current collector. The electrode for the secondary battery may be an anode or a cathode.

상기 리튬 금속 산화물이 리튬 티타늄 산화물인 경우 리튬 대비 전위가 높아서 양극 활물질로도 사용될 수 있고, 음극 활물질로도 사용될 수 있다. 상세하게는, 상기 리튬 티타늄 산화물을 음극 활물질로 사용하는 것을 들 수 있다. 이 경우, 카본을 음극 활물질로 사용하여 발생하는 안전성 문제를 해결할 수 있어 바람직하다.When the lithium metal oxide is lithium titanium oxide, the lithium metal oxide has a high potential relative to lithium and can be used as a cathode active material and also as an anode active material. Specifically, the lithium-titanium oxide may be used as a negative electrode active material. In this case, it is preferable to solve the safety problem caused by using carbon as the negative electrode active material.

따라서, 상기 이차전지용 전극은 음극 활물질을 포함하는 음극일 수 있다.Therefore, the electrode for the secondary battery may be a negative electrode including a negative electrode active material.

본 발명은 상기 전극을 포함하는 이차전지, 상세하게는, 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 구조의 전극조립체에 리튬염 함유 전해액이 함침되어 있는 구조로 이루어진 리튬 이차전지를 제공한다.The present invention provides a rechargeable battery including the electrode, specifically, a lithium secondary battery having a structure in which an electrode assembly having a separator interposed between an anode and a cathode is impregnated with a lithium salt-containing electrolyte.

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.The positive electrode for a secondary battery is prepared by applying a mixture of a positive electrode active material, a conductive material and a binder on a positive electrode current collector, followed by drying and pressing. If necessary, a filler may be further added to the mixture.

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. The cathode current collector generally has a thickness of 3 to 500 mu m. Such a positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical changes in the battery. Examples of the positive electrode current collector include stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, aluminum or stainless steel A surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like may be used. The current collector may have fine irregularities on the surface thereof to increase the adhesive force of the cathode active material, and various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric are possible.

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.The cathode active material may be a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxides such as Li 1 + x Mn 2 -x O 4 (where x is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2 and the like; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 and Cu 2 V 2 O 7 ; A Ni-site type lithium nickel oxide expressed by the formula LiNi 1-x M x O 2 (where M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga and x = 0.01 to 0.3); Formula LiMn 2-x M x O 2 ( where, M = Co, Ni, Fe , Cr, and Zn, or Ta, x = 0.01 ~ 0.1 Im) or Li 2 Mn 3 MO 8 (where, M = Fe, Co, Ni, Cu, or Zn); A lithium manganese composite oxide having a spinel structure represented by LiNi x Mn 2-x O 4 ; LiMn 2 O 4 in which a part of Li in the formula is substituted with an alkaline earth metal ion; Disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 , and the like. However, the present invention is not limited to these.

하나의 구체적인 예에서, 상기 리튬 금속 산화물의 높은 전위에 대응하여 고전위 산화물인 스피넬 구조의 리튬 망간 복합 산화물을 양극 활물질로 사용할 수 있고, 상기 리튬 망간 복합 산화물은 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.In one specific example, a lithium manganese composite oxide having a spinel structure which corresponds to a high potential of the lithium metal oxide may be used as the cathode active material. The lithium manganese composite oxide may be represented by the following formula (3).

LixMyMn2-yO4-zAz (3) Li x M y Mn 2-y O 4 -z z (3)

상기 식에서, 0.9≤x≤1.2, 0<y<2, 0≤z<0.2이고, Wherein 0 < y < 2, 0 z < 0.2,

M은 Al, Mg, Ni, Co, Fe, Cr, V, Ti, Cu, B, Ca, Zn, Zr, Nb, Mo, Sr, Sb, W, Ti 및 Bi로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이며;M is at least one element selected from the group consisting of Al, Mg, Ni, Co, Fe, Cr, V, Ti, Cu, B, Ca, Zn, Zr, Nb, Mo, Sr, Sb, W, ;

A는 -1 또는 -2가의 하나 이상의 음이온이다.A is one or more of an anion of -1 or -2.

상세하게는, 상기 리튬 망간 복합 산화물은 하기 화학식 4로 표시되는 리튬 니켈 망간 복합 산화물(Lithium Nickel Manganese complex Oxide: LNMO)일 수 있으며, 더욱 상세하게는 LiNi0.5Mn1.5O4 또는 LiNi0.4Mn1.6O4일 수 있다.In detail, the lithium manganese composite oxide may be a lithium nickel manganese complex oxide (LNMO) represented by the following general formula (4), more specifically LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 or LiNi 0.4 Mn 1.6 O 4 &lt; / RTI &gt;

LixNiyMn2-yO4 (4)Li x Ni y Mn 2-y O 4 (4)

상기 식에서, 0.9≤x≤1.2, 0.4≤y≤0.5이다.In the above formula, 0.9? X? 1.2 and 0.4? Y? 0.5.

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.The conductive material is usually added in an amount of 1 to 50% by weight based on the total weight of the mixture including the cathode active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.

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.The binder is a component that assists in bonding of the active material and the conductive material and bonding to the current collector, and is usually added in an amount of 1 to 50 wt% based on the total weight of the mixture containing the cathode active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , Polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluorine rubber, various copolymers and the like.

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.The filler is optionally used as a component for suppressing the expansion of the anode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery. Examples of the filler include olefin polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.

반면에, 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질로 탄소 코팅된 리튬 금속 산화물을 도포, 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라 상기에서와 같은 바인더, 충진제 등이 선택적으로 더 포함될 수 있다.On the other hand, the negative electrode is manufactured by applying, drying and pressing a carbon-coated lithium metal oxide as a negative electrode active material on an anode current collector, and may optionally further include a binder, a filler, and the like as described above.

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.The negative electrode current collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 mu m. Such an anode current collector is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, and examples of the anode current collector include copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, a surface of copper or stainless steel A surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like, an aluminum-cadmium alloy, or the like can be used. In addition, like the positive electrode collector, fine unevenness can be formed on the surface to enhance the bonding force of the negative electrode active material, and it can be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams and nonwoven fabrics.

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.The separation membrane is interposed between the anode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the separator is generally 0.01 to 10 mu m and the thickness is generally 5 to 300 mu m. Such separation membranes include, for example, olefinic polymers such as polypropylene, which are chemically resistant and hydrophobic; A sheet or nonwoven fabric made of glass fiber, polyethylene or the like is used. When a solid electrolyte such as a polymer is used as an electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separation membrane.

상기 리튬염 함유 전해액은 전해액과 리튬염으로 이루어져 있으며, 상기 전해액으로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용되지만 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The electrolyte solution containing the lithium salt is composed of an electrolyte solution and a lithium salt. The electrolyte solution may be a non-aqueous organic solvent, an organic solid electrolyte, or an inorganic solid electrolyte, but is not limited thereto.

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.Examples of the non-aqueous organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma -Butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane , Acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, triester phosphate, trimethoxymethane, dioxolane derivatives, sulfolane, methylsulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate Nonionic organic solvents such as tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl pyrophosphate, ethyl propionate and the like can be used.

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.Examples of the organic solid electrolyte include a polymer electrolyte such as a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, an agitation lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol, a polyvinylidene fluoride, A polymer containing an ionic dissociation group and the like may be used.

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.Examples of the inorganic solid electrolyte include Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides and sulfates of Li such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH and Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 can be used.

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.The lithium salt is a material that is readily soluble in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4, LiBF 4, LiB 10 Cl 10, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate and imide.

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.For the purpose of improving the charge / discharge characteristics and the flame retardancy, the electrolytic solution is preferably mixed with an organic solvent such as pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, glyme, Benzene derivatives, sulfur, quinone imine dyes, N-substituted oxazolidinones, N, N-substituted imidazolidines, ethylene glycol dialkyl ethers, ammonium salts, pyrrole, 2-methoxyethanol, . In some cases, halogen-containing solvents such as carbon tetrachloride and ethylene trifluoride may be further added to impart nonflammability. In order to improve the high-temperature storage characteristics, carbon dioxide gas may be further added. FEC (Fluoro-Ethylene Carbonate, PRS (Propene sultone), and the like.

하나의 구체적인 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.In one specific example, LiPF 6, LiClO 4, LiBF 4, LiN (SO 2 CF 3) 2 , such as a lithium salt, a highly dielectric solvent of DEC, DMC or EMC Fig solvent cyclic carbonate and a low viscosity of the EC or PC of And then adding it to a mixed solvent of linear carbonate to prepare a lithium salt-containing non-aqueous electrolyte.

본 발명은 또한, 상기 이차전지를 단위전지로 포함하는 전지모듈을 제공하고, 상기 전지모듈을 포함하는 전지팩을 제공한다.The present invention also provides a battery module including the secondary battery as a unit cell, and a battery pack including the battery module.

상기 전지팩은 고온 안정성 및 긴 사이클 특성과 높은 레이트 특성 등이 요구되는 디바이스의 전원으로 사용될 수 있다.The battery pack may be used as a power source for devices requiring high temperature stability, long cycle characteristics, and high rate characteristics.

상기 디바이스의 구체적인 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.Specific examples of the device include a power tool which is powered by an electric motor and moves; An electric vehicle including an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), and the like; An electric motorcycle including an electric bike (E-bike) and an electric scooter (E-scooter); An electric golf cart; And a power storage system, but the present invention is not limited thereto.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지용 전극 활물질은 표면에 탄소 코팅이 되어 별도의 도전재를 사용하지 않으므로, 전해액 환원 등으로 인한 안전성 문제를 해소할 수 있다는 효과가 있다.As described above, since the surface of the electrode active material for a secondary battery according to the present invention is coated with carbon and no additional conductive material is used, the safety problem due to electrolytic solution reduction can be solved.

도 1은 실험예 1에 따른 용량 유지율 및 저항 증가율의 실험 결과를 나타내는 그래프이다.1 is a graph showing experimental results of capacity retention rate and resistance increase rate according to Experimental Example 1. FIG.

이하, 본 발명에 따른 실시예들을 참조하여 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments thereof, but the scope of the present invention is not limited thereto.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

음극의 제조Cathode manufacturing

음극 활물질용 전구체 분말과 탄산리튬(Li2CO3)을 혼합한 후 탄소 공급원으로 수크로오즈(sucrose)를 3중량부 혼합 후에 2 내지 5℃/min의 승온 속도로 800℃에서 15시간 동안 하소하여 탄소 코팅된 음극 활물질(Li1.33Ti1.67O4/C)을 제조하고, 음극 활물질(Li1.33Ti1.67O4/C) 및 바인더(PVdF)를 93: 7의 중량비로 NMP에 넣고 믹싱하여 음극 합제를 제조한 후, 20 ㎛ 두께의 구리 호일에 상기 음극 합제를 200 ㎛ 두께로 코팅하고, 압연 및 건조하여 음극을 제조하였다.
After mixing the precursor powder for the anode active material with lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) and mixing 3 parts by weight of sucrose as a carbon source, the mixture was calcined at 800 ° C for 15 hours at a rate of 2 to 5 ° C / min the carbon-coated negative electrode active material (Li 1.33 Ti 1.67 O 4 / C) to prepare a, and a negative electrode active material (Li 1.33 Ti 1.67 O 4 / C) and a binder (PVdF) 93: negative electrode put in NMP mixed in a weight ratio of 7 After the mixture was prepared, the negative electrode mixture was coated to a thickness of 200 mu m on a copper foil having a thickness of 20 mu m, rolled and dried to prepare a negative electrode.

이차전지의 제조Manufacture of Secondary Battery

LiNi0.5Mn1.5O4를 양극 활물질로 사용하고 도전재(Denka black), 바인더(Solef6020)를 각각 88: 8.5: 3.5 의 중량비로 NMP에 넣고 믹싱하여 양극 합제를 제조한 후 20 ㎛ 두께의 알루미늄 호일에 코팅하고, 압연 및 건조하여 양극을 제조하였다. The anode mixture was prepared by mixing LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 as a cathode active material, a conductive material (Denka black) and a binder (Solef 6020) in NMP at a weight ratio of 88: 8.5: 3.5, , Rolled and dried to prepare a positive electrode.

이렇게 제조된 양극과 상기 음극 사이에 분리막(두께: 20 ㎛)을 개재하여 전극조립체를 제조한 후, 상기 전극조립체를 파우치형 전지케이스에 수납하고, 1 M의 LiPF6이 포함된 카보네이트 계열의 복합 용액을 전해질로 주입한 다음, 밀봉하여 리튬 이차전지를 제조하였다.
After the electrode assembly was manufactured through the separator (thickness: 20 占 퐉) between the thus-prepared positive electrode and the negative electrode, the electrode assembly was housed in the pouch-shaped battery case, and a carbonate-based composite containing 1 M of LiPF 6 The solution was injected into the electrolyte and then sealed to prepare a lithium secondary battery.

<비교예 1 >&Lt; Comparative Example 1 &

상기 실시예 1에 있어서, 탄소가 코팅되지 않은 음극 활물질(Li1.33Ti1.67O4), 도전재(Denka black), 바인더(PVdF)를 91.5.: 3: 5.5의 중량비로 NMP에 넣고 믹싱하여 음극 합제를 제조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 리튬 이차전지를 제조하였다.
The negative electrode active material (Li 1.33 Ti 1.67 O 4 ), the conductive material (Denka black) and the binder (PVdF) were mixed in NMP at a weight ratio of 91.5: 3: 5.5 in Example 1, A lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that the mixture was prepared.

<실험예 1><Experimental Example 1>

상기 실시예 1 및 비교예 1에 따른 이차전지를 2 V ~ 3.35 V 구간에서 1C로 충방전을 실시하여 용량 및 방전 저항을 측정하고, 상기 전지들을 60℃에서 4주 동안 SOC 100%로 저장한 후, 용량 및 방전 저항을 다시 측정하여 그 결과를 하기 표 1 및 도 1에 나타내었다.The capacity and the discharge resistance of the secondary battery according to Example 1 and Comparative Example 1 were measured by charging and discharging at 1 C in the range of 2 V to 3.35 V and the batteries were stored at 60 ° C. for 4 weeks in an SOC of 100% After that, the capacity and discharge resistance were measured again, and the results are shown in Table 1 and Fig.

1st discharge1 st discharge 60℃, 4week, SOC 100%60 ° C, 4week, SOC 100% 용량 증감
(%)
Capacity increase and decrease
(%)
저항 증감(%)Increase / decrease of resistance (%)
1C 용량 (mAh)1C Capacity (mAh) 방전 저항
(mΩ)
Discharge resistance
(mΩ)
1C 용량 (mAh)1C Capacity (mAh) 방전 저항
(mΩ)
Discharge resistance
(mΩ)
실시예 1Example 1 18.2318.23 1.911.91 17.9817.98 2.792.79 98.6298.62 145.95145.95 비교예 1Comparative Example 1 19.4719.47 1.701.70 18.2718.27 2.342.34 93.8393.83 137.42137.42

표 1 및 도 1을 참조하면, 실시예 1의 이차전지는 초기 저항 및 저항 증가율 측면에서는 비교예 1의 이차전지보다 높은 반면, 고온 저장에 따른 용량 감소율이 낮음을 알 수 있다.Referring to Table 1 and FIG. 1, it can be seen that the secondary battery of Example 1 is higher than the secondary battery of Comparative Example 1 in terms of the initial resistance and the rate of increase in resistance, while the rate of capacity reduction due to high temperature storage is low.

실시예 1의 초기 저항 및 저항 증가율이 비교예 1보다 높게 나타나는 이유는, 바인더의 함량이 비교예 1 에 비해 2% 가량 높은 반면, 도전재가 포함되어 있지 아니하고, 탄소 코팅으로 인해 탄소에 흡착된 수분의 영향으로 파악된다. 반면에, 실시예 1의 이차전지는 탄소 코팅에 의해 별도로 도전재가 필요하지 않고, 따라서 LTO의 전극 활물질과 전해액 계면에서 발생할 수 있는 부반응이 최소화됨에 따라 고온 저장에 따른 용량 유지 특성이 향상되는 효과를 발휘한다.
The reason why the initial resistance and the rate of increase in resistance of Example 1 is higher than that of Comparative Example 1 is because the content of the binder is 2% higher than that of Comparative Example 1 while the amount of moisture adsorbed on the carbon due to the carbon coating . On the other hand, the secondary battery of Example 1 does not require a conductive material separately due to the carbon coating, so that the side reaction that may occur at the interface between the electrode active material and the electrolyte is minimized, I will exert.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕을 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (16)

하기 화학식 2로 표시되는 리튬 티타늄 산화물(Lithium Titanium Oxide: LTO)의 표면에 탄소 코팅을 하여, 도전성을 향상시키는 이차전지용 음극 활물질을 포함하고, 상기 탄소의 전구체는 유기물이고, 상기 탄소는 0.1 내지 10 ㎛의 두께로 코팅되며 추가 도전재를 포함하지 않는 음극 합제가 도포되어 있는 음극; 및
하기 화학식 4로 표시되는 이차전지용 양극 활물질을 포함하는 양극 합제가 도포되어 있는 양극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지:
LiaTibO4 (2)
상기 식에서, 0.5≤a≤3, 1≤b≤2.5 이다.
LixNiyMn2-yO4 (4)
상기 식에서, 0.9≤x≤1.2, 0.4≤y≤0.5이다.
1. A lithium secondary battery comprising: a cathode active material for a secondary battery, the cathode active material having a surface of lithium titanium oxide (LTO) represented by the following formula (2) A negative electrode coated with a thickness of 占 퐉 and coated with a negative electrode material mixture not containing additional conductive material; And
And a positive electrode coated with a positive electrode material mixture comprising a positive electrode active material for a secondary battery represented by the following formula (4): &lt; EMI ID =
Li a Ti b O 4 (2)
In the above formula, 0.5? A? 3, 1? B? 2.5.
Li x Ni y Mn 2-y O 4 (4)
In the above formula, 0.9? X? 1.2 and 0.4? Y? 0.5.
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 리튬 티타늄 산화물은 Li1.33Ti1.67O4 또는 LiTi2O4인 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the lithium titanium oxide is Li 1.33 Ti 1.67 O 4 or LiTi 2 O 4 . 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 유기물은 Sucrose 또는 Lactose인 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the organic material is sucrose or lactose. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 탄소는 리튬 금속 산화물의 표면 전부 또는 일부에 코팅되는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the carbon is coated on all or a part of the surface of the lithium metal oxide. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 이차전지는 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the secondary battery is a lithium secondary battery. 제 12 항에 따른 이차전지를 단위전지로 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.A battery module comprising a secondary battery according to claim 12 as a unit cell. 제 13 항에 따른 전지모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.A battery pack comprising the battery module according to claim 13. 제 14 항에 따른 전지팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.A device comprising a battery pack according to claim 14. 제 15 항에 있어서, 상기 디바이스는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장용 시스템인 것을 특징으로 하는 디바이스.16. The device of claim 15, wherein the device is an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, or a system for power storage.
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