KR101517043B1 - Anode Having Improved Adhesion for Lithium Secondary Battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음극 활물질과 바인더를 포함하는 전극 합제가 집전체에 코팅되어 있는 이차전지용 음극으로서, 전해액에 대한 친화성이 하기 제 2 바인더보다 낮은 제 1 바인더를 포함하고 있고, 집전체 상에 코팅되어 있는 제 1 음극 합제층; 및 전해액에 대한 친화성이 상기 제 1 바인더보다 높은 제 2 바인더를 포함하고 있고 상기 제 1 음극 합체층 상에 코팅되어 있는 제 2 음극 합제층; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극을 제공함으로써 전해액 내에서의 박리 현상을 막고, 전지의 저장 수명을 향상시키는 효과를 발휘한다. A negative electrode for a secondary battery in which an electrode mixture containing a negative electrode active material and a binder is coated on a current collector, the negative electrode comprising a first binder lower in affinity for an electrolyte than the second binder below, A first anode mixture layer; And a second negative electrode material mixture layer coated on the first negative electrode material layer, wherein the second negative electrode material mixture layer includes a second binder having an affinity for the electrolyte and higher than that of the first binder; The negative electrode for a secondary battery according to the present invention has an effect of preventing the peeling phenomenon in the electrolyte solution and improving the storage life of the battery.

Description

접착력 개선된 리튬 이차전지용 음극 {Anode Having Improved Adhesion for Lithium Secondary Battery}Anode Having Improved Adhesion for Lithium Secondary Battery

본 발명은 리튬 이차전지용 음극에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 음극 활물질과 바인더를 포함하는 전극 합제가 집전체에 코팅되어 있는 이차전지용 음극으로서, 전해액에 대한 친화성이 하기 제 2 바인더보다 낮은 제 1 바인더를 포함하고 있고, 집전체 상에 코팅되어 있는 제 1 음극 합제층; 및 전해액에 대한 친화성이 상기 제 1 바인더보다 높은 제 2 바인더를 포함하고 있고 상기 제 1 음극 합체층 상에 코팅되어 있는 제 2 음극 합제층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극에 관한 것이다.The present invention relates to a negative electrode for a lithium secondary battery, and more particularly, to a negative electrode for a secondary battery in which an electrode mixture containing a negative electrode active material and a binder is coated on a current collector, 1 binder; and a first negative electrode material mixture layer coated on the current collector; And a second negative electrode mixture layer coated on the first negative electrode mixture layer, wherein the second negative electrode mixture layer includes a second binder having an affinity for the electrolyte and higher than that of the first binder .

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 전압을 가지는 리튬 이차전지가 상용화되어 있다. 이러한 리튬 이차전지는 일반적으로 리튬의 전이금속 산화물을 양극 활물질로 사용하고 흑연계 물질을 음극 활물질로 사용하여, 양극의 리튬 이온이 음극으로 흡장/탈리(intercalation/deintercalation)되는 과정을 반복하면서 충전과 방전이 진행된다.As technology development and demand for mobile devices are increasing, the demand for secondary batteries as energy sources is rapidly increasing. Among such secondary batteries, lithium secondary batteries having high energy density and voltage have been commercialized. Such a lithium secondary battery generally uses a transition metal oxide of lithium as a cathode active material and uses a graphite based material as a negative electrode active material to repeatedly intercalate / deintercalate lithium ions in the anode, The discharge proceeds.

일반적으로, 전극 활물질의 종류에 따라 전지의 이론 용량은 차이가 있으나, 대체로 사이클이 진행됨에 따라 충전 및 방전 용량이 저하되는 문제점이 발생하게 된다. 이러한 현상은 전지의 충전 및 방전이 진행됨에 따라 발생하는 전극의 부피 변화로 인해 전극 활물질간 또는 전극 활물질과 집전체 사이가 분리되면서 내부 저항의 증가에 의해 상기 활물질이 그 기능을 다하지 못하게 되는 것이 가장 큰 원인이다. 또한, 흡장 및 탈리되는 과정에서 음극에 흡장된 리튬 이온이 제대로 빠져나오지 못하여 음극의 활성점이 감소하게 되고, 이로 인해 사이클이 진행됨에 따라 전지의 충방전 용량 및 수명 특성이 감소하기도 한다.In general, the theoretical capacity of the battery varies depending on the type of the electrode active material, but the charging and discharging capacities decrease with the progress of the cycle. This phenomenon is due to the fact that the electrode active material or the electrode active material and the current collector are separated from each other due to the change in the volume of the electrode caused by progress of charging and discharging of the battery, It is a big cause. Also, in the process of occlusion and desorption, the lithium ions occluded in the negative electrode can not be properly discharged and the active sites of the negative electrode are reduced. As a result, the charge / discharge capacity and lifetime characteristics of the battery may decrease as the cycle progresses.

특히, 방전 용량을 높이기 위하여 이론적 방전 용량이 372 mAh/g인 천연 흑연에 방전 용량이 높은 규소(silicon), 주석(tin), 실리콘-주석 합금, 실리콘-탄소 복합재료 등과 같은 재료를 혼합하여 사용하는 경우, 충전 및 방전이 진행됨에 따라 재료의 부피 팽창이 현저히 증가하게 되고, 이로 인해 집전체로부터 전극 합제의 이탈이 발생하여 결국은 수 회 내지 수십 회의 사이클이 진행되면 전지의 용량이 급격히 저하되는 문제점이 야기되었다.Particularly, in order to increase the discharge capacity, materials such as silicon, tin, silicon-tin alloy and silicon-carbon composite material having high discharge capacity are mixed with natural graphite having a theoretical discharge capacity of 372 mAh / g The volume expansion of the material remarkably increases as the charging and discharging progresses. As a result, the electrode mixture is released from the current collector, and eventually the capacity of the battery is rapidly lowered when the cycle is several to several tens of cycles A problem has arisen.

따라서, 반복되는 충방전시 발생되는 전극활물질의 부피 팽창을 제어하여 전극의 구조적 안정성 및 이로 인한 전지의 성능 향상을 도모할 수 있는 바인더 및 전극 합제가 당업계에서 절실히 요구되고 있는 상황이다.Therefore, a binder and an electrode compound that can improve the structural stability of the electrode and improve the performance of the electrode by controlling the volume expansion of the electrode active material generated during repeated charge and discharge are desperately required in the art.

현재 양극 및 음극의 바인더로 널리 사용되고 있는 폴리불화비닐리덴(PVdF)은 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)과 같은 유기용제에 용해되는 고분자 수지이다. PVdF는 본래 접착제가 아니었으나, 흑연재료와의 혼화성이 좋고, 이것을 대략 흑연의 8~10% 정도 첨가하는 것에 의해 높은 접착력을 가진 극판을 제조하는 것이 가능하여 전극 활물질의 바인더로서 많이 사용되고 있다.Polyvinylidene fluoride (PVdF), which is currently widely used as a binder for positive and negative electrodes, is a polymer resin dissolved in an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). Although PVdF is not an adhesive originally, PVdF has good compatibility with graphite materials, and by adding about 8 to 10% of graphite, it is possible to produce a polar plate having a high adhesive force and is widely used as a binder of an electrode active material.

그러나, PVdF는 고분자 섬유가 꽉 차는 것과 같은 상태로 활물질을 덮기 때문에, 용량 및 효율 면에서 전극 활물질이 본래 가지고 있는 전지 성능을 저하시킨다. 또한, PVdF는 유연성이 부족하여 천연 흑연이나 금속계 활물질처럼 비표면적이 크고, 충방전시 팽창 수축률이 높은 재료를 전극 활물질로 사용하는 경우, 결합이 파괴되고 사이클 특성이 저하되기 쉬운 경향이 있다. 더욱이, 카보네이트계 전해액을 흡수하여 팽창하는 경향이 있어, 사이클이 진행될수록 출력 용량이 크게 저하되는 현상이 나타난다.However, since PVdF covers the active material in the same state as the polymer fibers are filled, the performance of the battery, which is an electrode active material, deteriorates in terms of capacity and efficiency. In addition, PVdF tends to be broken and the cycle characteristics to be degraded when a material having a large specific surface area such as natural graphite or metal-based active material and having a high expansion / shrinkage ratio during charging / discharging is used as an electrode active material due to lack of flexibility. Furthermore, there is a tendency that the electrolyte absorbs and expands in the carbonate-based electrolytic solution, and as the cycle progresses, the output capacity significantly decreases.

기존의 용매계 바인더인 폴리불화비닐리덴(PVdF)이 위와 같은 문제들을 발생시킴에 따라, 최근에는 스티렌-부타디엔 고무(styrene-butadiene rubber: SBR)를 사용하는 방법이 제시되었으며 현재 상업적으로도 사용되고 있다. 이러한 바인더의 경우, 환경 친화적이고 바인더 사용 함량을 줄여 전지 용량을 높일 수 있다는 장점이 있으나, 이 경우에도 고무 탄성에 의해 접착 지속력은 향상되지만 접착력 자체에서는 큰 효과를 보지 못하고 있다.Recently, a method of using styrene-butadiene rubber (SBR) has been proposed as a conventional solvent-based binder, polyvinylidene fluoride (PVdF), which is currently used commercially . In the case of such a binder, there is an advantage in that the battery capacity can be increased by reducing the amount of binder used and environmentally friendly. However, in this case, the adhesion persistence is improved by the rubber elasticity,

이와 관련하여, 일부 선행기술들은 SBR를 단독으로 바인더로 사용할 때의 문제점을 해결하기 위한 방안들을 제시하고 있는 바, 한국 특허출원공개 제2003-0033595호는 PVdF와 SBR의 혼합 바인더를 일정 비율로 혼합하여 사용하는 방법을 개시하고 있고, 한국 특허등록 제0582518호는 화학 구조가 다른 2 이상의 폴리머가 이상(異相) 구조를 형성하고 있는 복합 폴리머 입자를 함유하는 전지용 바인더에 관해 제시하고 있으며, 한국 특허출원공개 제2004-0078927호는 전지 특성, 접착력 및 코팅 특성에 각각 관련되는 폴리머를 함유하는 2 이상의 구조의 복합 폴리머 입자에 대해 개시하고 있다.In this regard, some prior arts have proposed measures for solving the problem of using SBR alone as a binder, Korean Patent Application Publication No. 2003-0033595 discloses a method of mixing a mixed binder of PVdF and SBR at a certain ratio Korean Patent No. 0582518 discloses a binder for a battery containing a composite polymer particle in which two or more polymers having different chemical structures form a heterophase structure, Open Publication No. 2004-0078927 discloses a composite polymer particle of two or more structures containing a polymer, each of which is associated with a battery property, an adhesive force and a coating property.

그러나, 이들 다양한 기술적 제안에도 불구하고, 아직 소망하는 수준의 물성을 발휘하는 바인더는 개발되지 못하고 있다. 따라서, 전지의 사이클 특성을 향상시키면서도 전극의 구조적 안정성을 도모하고, 접착력이 우수한 바인더 개발에 대한 필요성이 높은 실정이다.However, in spite of these various technical proposals, a binder exhibiting a desired level of physical properties has not yet been developed. Therefore, there is a high need for development of a binder having an improved adhesive property and a structural stability of the electrode while improving cycle characteristics of the battery.

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 전해액 내에서의 박리 현상을 막기 위해 물성을 달리하는 2종류의 바인더들을 이중 코팅하여 함께 사용하는 방법을 개발하였고, 이러한 음극을 사용하여 이차전지를 만드는 경우, 우수한 전지의 용량 및 초기 충방전 효율을 가질 뿐만 아니라 높은 접착력을 가질 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. As a result of intensive research and various experiments, the inventors of the present application have developed a method of using two kinds of binders with different physical properties in order to prevent the peeling phenomenon in the electrolyte, It has been confirmed that when such a negative electrode is used to make a secondary battery, it has a high capacity and initial charge / discharge efficiency as well as a high adhesive force, and has completed the present invention.

따라서, 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지용 음극은, 음극 활물질과 바인더를 포함하는 전극 합제가 집전체에 코팅되어 있는 이차전지용 음극으로서, According to an aspect of the present invention, there is provided a negative electrode for a secondary battery, comprising:

전해액에 대한 친화성이 하기 제 2 바인더보다 낮은 제 1 바인더를 포함하고 있고, 집전체 상에 코팅되어 있는 제 1 음극 합제층; 및 A first negative electrode mixture layer coated on the current collector, wherein the first negative electrode mixture layer includes a first binder having an affinity to an electrolyte lower than that of the second binder; And

전해액에 대한 친화성이 상기 제 1 바인더보다 높은 제 2 바인더를 포함하고 있고 상기 제 1 음극 합체층 상에 코팅되어 있는 제 2 음극 합제층;A second negative electrode mixture layer coated on the first negative electrode coater layer, wherein the second negative electrode composition layer includes a second binder having an affinity for an electrolyte higher than that of the first binder;

을 포함하는 것으로 구성되어 있다.As shown in Fig.

본 발명에 따른 이차전지용 음극은, 전해액에 대한 친화성이 상대적으로 높은 제 2 바인더가 전극 외층인 제 2 음극 합제층에 포함됨으로써 우수한 사이클 특성, 레이트 특성 등을 발휘한다. The negative electrode for a secondary battery according to the present invention exhibits excellent cycle characteristics, rate characteristics, and the like by including a second binder having a relatively high affinity for an electrolyte in a second negative electrode mixture layer which is an electrode outer layer.

더욱이, 그러한 제 2 음극 합체층이 전해액에 대한 친화성이 상대적으로 낮은 제 1 바인더를 포함하는 제 1 음극 합제층 상에 형성됨으로써, 높은 전해액 스웰링에 의한 집전체로부터의 박리 현상을 현저히 억제할 수 있다. 이와 같이, 높은 전해액 스웰링에도 불구하고 박리 현상을 억제할 수 있는 것은, 제 2 바인더를 포함하는 제 2 음극 합제층이 집전체보다 접착력이 상대적으로 높은 제 1 음극 합제층 상에 코팅됨으로써, 제 2 바인더의 높은 전해액 스웰링에도 불구하고 제 2 음극 합제층의 박리가 억제되기 때문이다. 이는 특히 고온에서의 박리 현상을 억제하는데 효과적이다. Moreover, such a second negative electrode coalescent layer is formed on the first negative electrode mixture layer including the first binder having a relatively low affinity for the electrolyte, whereby the separation phenomenon from the current collector by the high electrolyte swelling can be remarkably suppressed . The reason why the peeling phenomenon can be suppressed in spite of the high electrolyte solution swelling is that the second anode mixture layer containing the second binder is coated on the first anode mixture layer having a relatively higher adhesive force than the current collector, This is because the separation of the second negative electrode material mixture layer is suppressed despite the high electrolyte swelling of the two binders. This is particularly effective in suppressing the peeling phenomenon at a high temperature.

앞서 정의한 바와 같이, 제 2 바인더는 제 1 바인더보다 상대적으로 전해액 친화성이 높은 특성을 가지며, 이러한 전해액 친화성의 차이는 제 1 바인더의 전해액에 대한 친화성을 100으로 할 때, 예를 들어, 110 이상, 바람직하게는 120 내지 500, 더욱 바람직하게는 130 내지 300의 범위일 수 있다.As described above, the second binder has a property of relatively higher electrolyte affinity than the first binder. The difference in affinity of the electrolyte between the first binder and the first binder is, for example, 110 , Preferably from 120 to 500, and more preferably from 130 to 300. [0035]

상기 제 1 바인더와 제 2 바인더는, 전지 내에서 화학적 반응을 유발하지 않으면서 상기에서 정의한 바와 같은 전해액 친화성의 조건을 만족하는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니다. The first binder and the second binder are not particularly limited as long as they satisfy the conditions of the electrolyte affinity as defined above without causing a chemical reaction in the battery.

제 1 바인더는, 예를 들어, PVdF, PTFE 등의 불소계 고분자일 수 있으며, 더욱 구체적인 예로서, PVdF 호모 폴리머, PVdF 블록 공중합체, 및 PVdF 그라프트 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물일 수 있다.The first binder may be, for example, a fluoropolymer such as PVdF or PTFE, and more specifically, at least one compound selected from the group consisting of PVdF homopolymer, PVdF block copolymer, and PVdF graft copolymer .

상기 PVdF 블록 공중합체로는 PVdF-b-CTFE, PVdF-b-HFP 등이 있으며, 상기 PVdF 그라프트 공중합체로는 PVdF-g-PAA, PVdF-g-PVA 등을 예로 들 수 있으나, 특별히 한정되는 것은 아니다.Examples of the PVdF block copolymer include PVdF-b-CTFE and PVdF-b-HFP. Examples of the PVdF graft copolymer include PVdF-g-PAA and PVdF-g-PVA. no.

제 2 바인더는, 예를 들어, 수계 고분자일 수 있으며, 더욱 구체적인 예로서, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 아크릴계 수지, 히드록시에틸셀룰로우즈, 및 카르복시메틸셀룰로우즈로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물일 수 있다.The second binder may be, for example, a water-based polymer, and more specifically, an acrylonitrile-butadiene rubber, a styrene-butadiene rubber, an acrylic resin, hydroxyethylcellulose, and carboxymethylcellulose. Lt; / RTI > group.

하나의 바람직한 예에서, 상기 제 1 음극 합체층에서 제 1 바인더의 함량은 제 1 음극 합제층 전체 중량을 기준으로 2 내지 10 중량%로 포함되고, 상기 제 2 음극 합제층에서 제 2 바인더의 함량은 제 2 음극 합제층 전체 중량을 기준으로 1 내지 6 중량%로 포함되는 것으로 구성할 수 있다. In one preferred example, the content of the first binder in the first negative electrode coalescent layer is in the range of 2 to 10 wt% based on the total weight of the first negative electrode mixture layer, and the content of the second binder in the second negative electrode mixture layer May be contained in an amount of 1 to 6% by weight based on the total weight of the second negative electrode material mixture layer.

제 2 바인더의 구체적인 예인 수계 고분자는 일반적으로 제 1 바인더의 구체적인 예인 불소계 고분자보다 접착력이 우수하므로, 상기와 같은 상대적으로 적은 함량으로도 소망하는 효과를 발휘할 수 있다.The water-based polymer, which is a specific example of the second binder, generally has an adhesive strength higher than that of the fluorine-based polymer, which is a specific example of the first binder, so that the desired effect can be exhibited even with such a relatively small content.

다만, 바인더의 함량이 너무 적으면 첨가에 따른 효과를 기대하기 어렵고, 반대로 함량이 너무 많으면 음극내의 저항 증가를 초래하여 전지의 특성을 저하시키므로 바람직하지 않다.However, if the content of the binder is too small, it is difficult to expect the effect of the addition. On the other hand, if the content of the binder is too large, the resistance of the negative electrode is increased and the characteristics of the battery are deteriorated.

하나의 바람직한 예에서, 상기 제 1 음극 합제층의 두께는 제 2 음극 합제층의 두께를 기준으로 10 내지 40% 크기인 것이 바람직하다.In one preferred example, the thickness of the first anode mix layer is preferably 10 to 40% of the thickness of the second anode mix layer.

제 2 음극 합제층은 전해액에 대한 친화성이 상대적으로 높은 제 2 바인더를 포함하고 있으므로, 제 2 바인더에 의한 사이클 특성 내지 레이트 특성의 향상 측면에서, 상기와 같이, 제 2 음극 합제층의 두께를 상대적으로 크게 하는 것이 바람직하다. Since the second negative electrode material mixture layer contains the second binder having a relatively high affinity for the electrolyte solution, it is preferable that the thickness of the second negative electrode material mixture layer is set at It is preferable to make it relatively large.

하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 음극 합제층의 두께는 10 내지 50 ㎛일 수 있고, 바람직하게는, 10 내지 40 ㎛일 수 있다.In one specific example, the thickness of the first negative electrode material mixture layer may be 10 to 50 mu m, and preferably 10 to 40 mu m.

상기 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 이루어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.The collector generally has a thickness of 3 to 500 mu m. Such an anode current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery, and may be formed of a material such as copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, fired carbon, 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. The current collector may have fine irregularities on the surface thereof to increase the adhesive force of the negative electrode 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.

제 1 음극 합제층과 제 2 음극 합제층에 포함되는 음극 활물질은 동일할 수도 있고, 서로 다를 수 있다. 이러한 음극 활물질의 예로는, 천연 흑연, 인조 흑연, 팽창 흑연, 탄소섬유, 난흑연화성 탄소, 카본블랙, 카본나노튜브, 플러렌, 활성탄 등의 탄소 및 흑연 재료; 리튬과 합금이 가능한 Al, Si, Sn, Ag, Bi, Mg, Zn, In, Ge, Pb, Pt, Ti 등의 금속 및 이러한 원소를 포함하는 화합물; 금속 및 그 화합물과 탄소 및 흑연 재료의 복합물; 리튬 함유 질화물 등을 들 수 있다. 그 중에서도 탄소계 활물질, 주석계 활물질, 규소계 활물질, 또는 규소-탄소계 활물질이 더욱 바람직하며, 이들은 단독 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수도 있다.The negative electrode active material contained in the first negative electrode mixture layer and the second negative electrode material mixture layer may be the same or different from each other. Examples of such negative electrode active materials include carbon and graphite materials such as natural graphite, artificial graphite, expanded graphite, carbon fiber, hard graphitizable carbon, carbon black, carbon nanotube, fullerene, and activated carbon; Metals such as Al, Si, Sn, Ag, Bi, Mg, Zn, In, Ge, Pb, Pt, and Ti that can be alloyed with lithium and compounds containing these elements; Complexes of metals and their compounds and carbon and graphite materials; Lithium-containing nitrides, and the like. Among them, a carbon-based active material, a tin-based active material, a silicon-based active material, or a silicon-carbon based active material is more preferable, and these may be used singly or in combination of two or more.

음극 합제층에는 필요에 따라, 도전재 등의 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다. The negative electrode material mixture layer may optionally further contain components such as a conductive material, if necessary.

상기 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. 시판되고 있는 도전재의 구체적인 예로는 아세틸렌 블랙 계열인 쉐브론 케미칼 컴퍼니(Chevron Chemical Company)나 덴카 블랙(Denka Singapore Private Limited), 걸프 오일 컴퍼니(Gulf Oil Company) 제품 등), 케트젠블랙(Ketjenblack), EC 계열(아르막 컴퍼니(Armak Company) 제품), 불칸(Vulcan) XC-72(캐보트 컴퍼니(Cabot Company) 제품) 및 수퍼(Super) P(Timcal 사 제품) 등이 있다.The conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, and examples thereof include graphite such as natural graphite and 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. Concrete examples of commercially available conductive materials include acetylene black series such as Chevron Chemical Company, Denka Singapore Private Limited, Gulf Oil Company, etc.), Ketjenblack, EC (Armak Company), Vulcan XC-72 (Cabot Company), and Super P (Timcal).

경우에 따라서는, 전극의 팽창을 억제하는 성분으로서 충진제가 선택적으로 첨가될 수 있다. 이러한 충진제는 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.In some cases, a filler may be optionally added as a component for suppressing the expansion of the electrode. Such a filler is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery, and examples thereof include olefin polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.

또한, 점도 조절제, 접착 촉진제 등의 기타의 성분들이 선택적으로 또는 둘 이상의 조합으로서 더 포함될 수 있다.In addition, other components such as a viscosity adjusting agent, an adhesion promoter and the like may be further included as a selective or a combination of two or more.

상기 점도 조절제는 전극 합제의 혼합 공정과 그것의 집전체 상의 도포 공정이 용이할 수 있도록 전극 합제의 점도를 조절하는 성분으로서, 전극 합제 전체 중량을 기준으로 30 중량%까지 첨가될 수 있다. 이러한 점도 조절제의 예로는, 카르복시메틸셀룰로우즈, 폴리비닐리덴 플로라이드 등이 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 경우에 따라서는, 앞서 설명한 용매가 점도 조절제로서의 역할을 병행할 수 있다.The viscosity adjusting agent may be added up to 30% by weight based on the total weight of the electrode mixture, so as to control the viscosity of the electrode mixture so that the mixing process of the electrode mixture and the coating process on the collector may be easy. Examples of such viscosity modifiers include carboxymethylcellulose, polyvinylidene fluoride and the like, but are not limited thereto. In some cases, the above-described solvent may play a role as a viscosity adjusting agent.

상기 접착 촉진제는 집전체에 대한 활물질의 접착력을 향상시키기 위해 첨가되는 보조성분으로서, 바인더 대비 10 중량% 이하로 첨가될 수 있으며, 예를 들어 옥살산(oxalic acid), 아디프산(adipic acid), 포름산(formic acid), 아크릴산(acrylic acid) 유도체, 이타콘산(itaconic acid) 유도체 등을 들 수 있다.The adhesion promoter may be added in an amount of 10% by weight or less based on the binder, for example, oxalic acid, adipic acid, Formic acid, acrylic acid derivatives, itaconic acid derivatives, and the like.

본 발명에 따른 이차전지용 음극은, 예를 들어, 하기와 같은 과정을 포함하는 방법으로 제조될 수 있다.The negative electrode for a secondary battery according to the present invention can be manufactured, for example, by a method including the following process.

(i) 제 1 바인더와 음극 활물질을 포함하는 슬러리를 집전체에 도포한 후 건조하여 제 1 음극 합제층을 형성하는 단계;(i) applying a slurry containing a first binder and a negative active material to a current collector, and drying the slurry to form a first negative electrode mixture layer;

(ii) 제 2 바인더와 음극 활물질을 포함하는 슬러리를 상기 제 1 음극 합제층에 도포한 후 건조하여 제 2 음극 합제층을 형성하는 단계; 및(ii) applying a slurry containing a second binder and a negative electrode active material to the first negative electrode mixture layer and then drying to form a second negative electrode mixture layer; And

(iii) 상기 제 1 음극 합제층과 제 2 음극 합제층을 건조 및 압연하는 단계,(iii) drying and rolling the first anode mixture layer and the second anode mixture layer,

또한, 상기 코팅의 방법과, 건조, 압연 등은 당업계에 공지되어 있는 음극 제조방법에서의 코팅, 건조, 압연 등이 특별히 한정없이 적용될 수 있다.The coating method, the drying method, the rolling method, and the like can be applied without particular limitation, such as coating, drying, and rolling in a negative electrode manufacturing method known in the art.

본 발명에 따른 음극 제조방법은 필요에 따라 일부 과정이 변경될 수 있으며, 이들은 모두 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 건조 과정은 각각의 음극 합제층의 형성 단계에서 수행될 수 있고, 압연 과정 역시 마찬가지이다. In the method of manufacturing a negative electrode according to the present invention, some processes may be changed as necessary, and these are all to be construed as falling within the scope of the present invention. For example, the drying process can be performed in the forming step of each anode mix layer, and the rolling process is the same.

본 발명은 또한 상기 이차전지용 음극을 포함하는 이차전지를 제공한다.The present invention also provides a secondary battery including the negative electrode for a secondary battery.

상기 리튬 이차전지는 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 구조의 전극조립체에 리튬염 함유 비수계 전해액이 함침되어 있는 구조로 이루어져 있다.The lithium secondary battery has a structure in which a non-aqueous electrolyte solution containing a lithium salt is impregnated in an electrode assembly having a separator interposed between an anode and a cathode.

상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 바인더 및 도전재와 필요에 따라 앞서 양극의 구성과 관련하여 설명한 성분들이 더 포함될 수도 있다.The anode may be formed by, for example, applying a cathode active material onto a cathode current collector, and drying the cathode active material. The binder, the conductive material, and the components described above with respect to the structure of the anode may be further included.

상기 양극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체는, 상기 음극 집전체에서와 마찬가지로, 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 change in the battery, and may be formed of a material such as stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, or a surface of aluminum or stainless steel Treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like may be used. The positive electrode current collector may have fine unevenness formed on the surface thereof to increase the adhesive force of the positive electrode active material as in the case of the negative electrode current collector. Alternatively, the positive electrode current collector may have various properties such as a film, sheet, foil, net, porous body, Form is possible.

상기 양극 활물질은 충방전 과정에서 리튬을 방출 및 흡입할 수 있는 물질이라면 그것의 종류가 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 리튬 코발트계 산화물, 리튬 니켈계 산화물, 리튬 망간계 산화물, 리튬 코발트-망간계 산화물, 리튬 코발트-니켈계 산화물, 리튬 니켈-망간계 산화물, 리튬 니켈-망간-코발트계 산화물, 리튬 철-인산계 산화물 등을 들 수 있으며, 일부 전이금속이 알루미늄, 마그네슘, 티타늄 등으로 치환된 물질이 사용될 수도 있다. The cathode active material is not particularly limited as long as it is a substance capable of releasing and inhaling lithium in a charging and discharging process. For example, lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium manganese oxide, lithium cobalt- Manganese-based oxide, lithium iron-phosphate-based oxide, and the like, and some transition metals may be aluminum, magnesium, titanium, etc. Substituted materials may also be used.

상기 바인더와 도전재 및 필요에 따라 첨가되는 충진제는 음극에서의 설명과 동일하다.The binder, the conductive material, and the filler added as needed are the same as those in the negative electrode.

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.The separator is an insulating thin film interposed between the anode and the cathode and having high ion permeability and mechanical strength. The pore diameter of the separator is generally 0.01 to 10 mu m and the thickness is generally 5 to 300 mu m. As such a separation membrane, for example, a sheet or a nonwoven fabric made of an olefin-based polymer such as polypropylene which is chemically resistant and hydrophobic, glass fiber, polyethylene or the like is used.

경우에 따라서는, 상기 분리막 위에 전지의 안정성을 높이기 위하여 겔 폴리머 전해질이 코팅될 수 있다. 이러한 겔 폴리머 중 대표적인 것으로 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐리덴플루라이드, 폴리아크릴로나이트릴 등이 있다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.In some cases, a gel polymer electrolyte may be coated on the separation membrane to increase the stability of the cell. Representative examples of such gel polymers include polyethylene oxide, polyvinylidene fluoride, and polyacrylonitrile. 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 비수계 전해질은 유기용매 전해액과 리튬염으로 이루어져 있다.상기 전해액으로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 1,2-디에톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 4-메틸-1,3-디옥센, 디에틸에테르, 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.The lithium salt-containing non-aqueous electrolyte is composed of an organic solvent electrolyte and a lithium salt. Examples of the electrolyte include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, tetrahydroxyfuran, tetrahydrofuran, tetrahydrofuran, tetrahydrofuran, tetrahydrofuran, Dimethylformamide, dioxolane, acetonitrile, nitromethane, formic acid, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, dimethyl sulfoxide, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxane, diethyl ether, And examples thereof include methyl, methyl acetate, phosphoric acid triester, trimethoxymethane, dioxolane derivatives, sulfolane, methylsulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate derivatives, tetrahydrofuran derivatives, Ether, methyl pyrophosphate, propionic acid The aprotic organic solvent such as naphthyl 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, CF3SO3Li, LiSCN, LiC(CF3SO2)3, (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 3 Li, LiSCN, LiC (CF 3 SO 2) 3, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, 4-phenylborate, imide, and the like can be used.

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 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, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride or ethylene trifluoride may be further added to impart nonflammability, or a carbon dioxide gas may be further added to improve high-temperature storage characteristics.

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.In a preferred embodiment, 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 발명에 따른 이차전지는 특히 고온 안전성 및 긴 사이클 특성과 높은 레이트 특성 등이 요구되는 디바이스의 전원인 전지팩의 단위전지로 사용될 수 있다.The secondary battery according to the present invention can be used as a unit battery of a battery pack, which is a power source of a device requiring high temperature safety, long cycle characteristics and high rate characteristics.

바람직하게는, 상기 디바이스는 모바일 전자기기, 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 또는 플러그-인(Plug-in) 하이브리드 전기자동차(HEV) 또는 전력저장장치일 수 있다.Advantageously, the device can be a mobile electronic device, an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV) or a plug-in hybrid electric vehicle (HEV) or a power storage device.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 음극은 우수한 사이클 특성, 레이트 특성 등을 발휘하면서도, 바인더의 전해액 스웰링에 의한 박리 현상, 특히 고온에서의 박리 현상을 억제할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the negative electrode of the present invention can exhibit excellent cycle characteristics, rate characteristics, and the like, and can suppress the peeling phenomenon due to the swelling of the electrolyte in the binder, in particular, the peeling phenomenon at high temperature.

이하에서는 실시예 등을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and the like, but the scope of the present invention is not limited thereto.

[실시예 1][Example 1]

1-1.1-1. 제 1 음극 합제 슬러리 제조Preparation of first negative electrode material mixture slurry

음극 활물질로서 흑연 96 중량%와 바인더로서 PVdF 4 중량%를 혼합하여 비수계 전해질 용매인 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)에 첨가하여 제 1 음극 합제층 제조용 음극 혼합물 슬러리를 제조하였다.96% by weight of graphite as a negative electrode active material and 4% by weight of PVdF as a binder were mixed and added to N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a nonaqueous electrolyte solvent to prepare a negative electrode mixture slurry for producing a first negative electrode mixture layer.

1-2.1-2. 제 2 음극 합제 슬러리 제조Preparation of Second Anodic Admixture Slurry

음극 활물질로서 흑연 98 중량%와 바인더로서 SBR 2 중량%를 혼합하여 수계 전해질 용매인 1차 증류수에 제 2 음극 합제층 제조용 음극 혼합물 슬러리를 제조하였다.98% by weight of graphite as an anode active material and 2% by weight of SBR as a binder were mixed to prepare a negative electrode mixture slurry for preparing a second negative electrode mix layer in a primary distilled water as a water-based electrolyte solvent.

1-3.1-3. 음극의 제조Cathode manufacturing

제 1 음극 합제 슬러리를 구리 호일의 집전체에 20 ㎛의 두께로 코팅하고 건조한 후, 제 2 음극 합제 슬러리를 제 1 음극 합제층 상에 코팅하고 건조한 다음, 압연하여 전체 두께가 100 ㎛인 음극을 제조하였다.
The first anode mixture slurry was coated on a current collector of copper foil to a thickness of 20 탆 and dried. Then, the second anode mixture slurry was coated on the first anode mixture layer, dried, and rolled to obtain a cathode having a total thickness of 100 탆 .

[비교예 1][Comparative Example 1]

실시예 1에서의 수계 바인더를 이용한 슬러리 만으로 전체 두께가 100 ㎛인 음극을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 사용하였다.
The same method as in Example 1 was used except that a negative electrode having a total thickness of 100 占 퐉 was produced using only the slurry using the water-based binder in Example 1.

[실험예 1] 접착력 비교 평가[Experimental Example 1] Adhesive force comparative evaluation

본 발명에 따라, 이중 코팅 구조를 가지는 바인더를 이용한 음극에서 접착력을 평가하기 위하여, 하기와 같은 실험을 실시하였다.According to the present invention, the following experiment was conducted to evaluate the adhesive strength in a negative electrode using a binder having a double coating structure.

실시예 1과 비교예 1에 의해 제조된 음극을 DMC 전해액 용매에 담지 후, 초기 접착력을 각각 측정하고, 60℃ 챔버에서 2 주 및 4 주간 보관 후 꺼내어 변화된 전극의 접착력을 재측정하였다.After the negative electrode prepared in Example 1 and Comparative Example 1 was loaded in a solvent of DMC electrolyte solution, the initial adhesion was measured, and the electrode was stored in a 60 ° C chamber for 2 weeks and 4 weeks, and the adhesive strength of the changed electrode was measured again.

<표 1><Table 1>

Figure 112010084010794-pat00001
Figure 112010084010794-pat00001

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1의 전극은 단일층의 바인더로 이루어진 비교예 1의 전극과 비교할 때, 초기 조건의 접착력은 거의 같지만, 2 주 후, 4 주 후의 접착력은 훨씬 우수함을 알 수 있다.
As shown in Table 1, the electrode of Example 1 according to the present invention had almost the same adhesive force under the initial conditions as compared with the electrode of Comparative Example 1 comprising a single layer binder, Which is much better.

[실험예 2] 전지 특성 비교 평가[Experimental Example 2] Comparative evaluation of battery characteristics

실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 음극을 리튬 금속의 양극 및 1M LiPF6 EC/EMC 전해액, 분리막 (셀가드TM)과 조합하여 코인 전지를 제작하였다.The negative electrode prepared in Example 1 and Comparative Example 1 was used as a positive electrode of lithium metal and 1M LiPF 6 EC / EMC electrolytic solution, separator (Celgard TM ).

이들 전지들을 0.1C 조건으로 충방전하여 초기용량을 측정한 후, 0.5C의 레이트로 50 사이클 후의 용량을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. These batteries were charged and discharged under the condition of 0.1 C to measure the initial capacity, and the capacity after 50 cycles at a rate of 0.5 C was measured. The results are shown in Table 2 below.

<표 2><Table 2>

Figure 112010084010794-pat00002
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상기 표 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1의 전지는 단일층의 바인더로 이루어진 비교예 1의 전극과 비교할 때, 초기 용량에서는 차이가 없지만, 50 사이클 후 전지용량을 비교했을 때, 사이클 특성이 전반적으로 우수함을 알 수 있다. As shown in Table 2, the battery of Example 1 according to the present invention had no difference in initial capacity as compared with the electrode of Comparative Example 1 comprising a single layer binder. However, when the battery capacity after 50 cycles was compared, The cycle characteristics are generally excellent.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

Claims (11)

음극 활물질과 바인더를 포함하는 전극 합제가 집전체에 코팅되어 있는 이차전지용 음극으로서,
유기용매 전해액에 대한 친화성이 하기 제 2 바인더보다 낮은 제 1 바인더를 포함하고 있고, 집전체 상에 코팅되어 있는 제 1 음극 합제층; 및
유기용매 전해액에 대한 친화성이 상기 제 1 바인더보다 높은 제 2 바인더를 포함하고 있고 상기 제 1 음극 합제층 상에 코팅되어 있는 제 2 음극 합제층;
을 포함하고,
상기 제 1 음극 합제층에서 제 1 바인더의 함량은 제 1 음극 합제층 전체 중량을 기준으로 2 내지 10 중량%이고, 상기 제 2 음극 합제층에서 제 2 바인더의 함량은 제 2 음극 합제층 전체 중량을 기준으로 1 내지 6 중량%이며, 상기 제 1 음극 합제층의 두께는 제 2 음극 합제층의 두께를 기준으로 10 내지 40% 크기이고,
상기 제 1 바인더는 불소계 고분자이고, 제 2 바인더는 수계 고분자인 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극.
A negative electrode for a secondary battery in which an electrode mixture containing a negative electrode active material and a binder is coated on a current collector,
A first negative electrode mixture layer coated on the current collector, the first negative electrode mixture layer including a first binder having an affinity for an organic solvent electrolyte lower than that of the second binder; And
A second negative electrode material mixture layer coated on the first negative electrode material mixture layer, wherein the second negative electrode material mixture layer includes a second binder having an affinity for an organic solvent electrolyte higher than that of the first binder;
/ RTI &gt;
The content of the first binder in the first negative electrode material mixture layer is 2 to 10% by weight based on the total weight of the first negative electrode material mixture layer, and the content of the second binder in the second negative electrode material mixture layer is the total weight of the second negative electrode material mixture layer And the thickness of the first negative electrode mixture layer is 10 to 40% of the thickness of the second negative electrode material mixture layer,
Wherein the first binder is a fluorine-based polymer and the second binder is an aqueous polymer.
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 불소계 고분자는 PVdF 호모 폴리머, PVdF 블록 공중합체, 및 PVdF 그라프트 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극.The negative electrode for a secondary battery according to claim 1, wherein the fluorine-based polymer is at least one selected from the group consisting of PVdF homopolymer, PVdF block copolymer, and PVdF graft copolymer. 제 1 항에 있어서, 상기 수계 고분자는 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 아크릴계 수지, 히드록시에틸셀룰로우즈, 및 카르복시메틸셀룰로우즈로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극. The water-based polymer according to claim 1, wherein the water-based polymer is at least one selected from the group consisting of acrylonitrile-butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, acrylic resin, hydroxyethylcellulose, and carboxymethylcellulose Cathode for secondary battery. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 음극 합제층의 두께는 10 내지 40 ㎛인 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극. The negative electrode for a secondary battery according to claim 1, wherein the first negative electrode material mixture layer has a thickness of 10 to 40 탆. 제 1 항에 따른 이차전지용 음극을 제조하는 방법으로서,
(i) 제 1 바인더와 음극 활물질을 포함하는 슬러리를 집전체에 도포한 후 건조하여 제 1 음극 합제층을 형성하는 단계;
(ii) 제 2 바인더와 음극 활물질을 포함하는 슬러리를 상기 제 1 음극 합제층에 도포한 후 건조하여 제 2 음극 합제층을 형성하는 단계; 및
(iii) 상기 제 1 음극 합제층과 제 2 음극 합제층을 건조 및 압연하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극의 제조방법.
A method of manufacturing a negative electrode for a secondary battery according to claim 1,
(i) applying a slurry containing a first binder and a negative active material to a current collector, and drying the slurry to form a first negative electrode mixture layer;
(ii) applying a slurry containing a second binder and a negative electrode active material to the first negative electrode mixture layer and then drying to form a second negative electrode mixture layer; And
(iii) drying and rolling the first anode mixture layer and the second anode mixture layer;
Wherein the negative electrode comprises a positive electrode and a negative electrode.
제 1 항에 있어서, 상기 음극 활물질은 탄소계 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극. The negative electrode for a secondary battery according to claim 1, wherein the negative electrode active material comprises a carbon-based material. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 및 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 하나에 따른 이차전지용 음극을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.A lithium secondary battery comprising a negative electrode for a secondary battery according to any one of claims 1, 3, 4, and 7 to 9. 제 10 항에 따른 리튬 이차전지를 단위전지로 하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
A battery pack comprising a lithium secondary battery according to claim 10 as a unit battery.
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