KR101584752B1 - Electrochemical device - Google Patents

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Abstract

집전체, 상기 집전체의 적어도 일면 상에 형성된 캐소드 활물질의 도포 영역 및 상기 집전체 상에 캐소드 활물질이 도포되지 않은 미도포 영역을 구비하는 캐소드; 애노드; 상기 캐소드와 애노드 사이에 개재된 세퍼레이터; 및 상기 캐소드 활물질의 도포 영역과 미도포 영역의 경계를 걸쳐서 부착된 캐소드 테이프 필름을 포함하고, 상기 캐소드 테이프 필름이 리튬 이온의 이동이 가능한 활성화부와 리튬 이온의 이동이 불가능한 비활성화부를 구비하고, 상기 활성화부가 캐소드 활물질의 도포 영역에 부착되고, 상기 비활성화부가 캐소드 활물질의 미도포 영역에 부착되어 있는 전기화학소자가 제시된다. A cathode having a current collector, a coating region of the cathode active material formed on at least one surface of the current collector, and an uncoated region on which the cathode active material is not coated; Anode; A separator interposed between the cathode and the anode; And a cathode tape film attached over the boundary between the application region and the non-application region of the cathode active material, wherein the cathode tape film has an activation portion capable of moving lithium ions and an inactive portion capable of preventing lithium ions from moving, There is provided an electrochemical device in which an activating part is attached to a coating area of a cathode active material and the deactivating part is attached to an uncoated area of the cathode active material.

Description

전기화학소자{Electrochemical device}[0001] Electrochemical device [0002]

본 발명은 리튬 이차전지와 같은 전기화학소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 집전체 상의 캐소드 활물질의 도포 영역과 미도포 영역의 경계를 걸쳐서 부착된 캐소드 테이프 필름을 구비한 전기화학소자에 관한 것이다. The present invention relates to an electrochemical device such as a lithium secondary battery, and more particularly, to an electrochemical device having a cathode tape film attached over a boundary between a coated region of a cathode active material on a collector and an uncoated region.

최근 에너지 저장 기술에 대한 관심이 갈수록 높아지고 있다. 휴대폰, 캠코더 및 노트북 PC, 나아가서는 전기 자동차의 에너지까지 적용분야가 확대되면서 전기화학소자의 연구와 개발에 대한 노력이 점점 구체화되고 있다. 전기화학소자는 이러한 측면에서 가장 주목받고 있는 분야이고 그 중에서도 충방전이 가능한 이차전지의 개발은 관심의 촛점이 되고 있으며, 최근에는 이러한 전지를 개발함에 있어서 용량 밀도 및 비에너지를 향상시키기 위하여 새로운 전극과 전지의 설계에 대한 연구개발로 진행되고 있다.Recently, interest in energy storage technology is increasing. As the application fields of cell phones, camcorders, notebook PCs and even electric vehicles are expanding, efforts for research and development of electrochemical devices are becoming more and more specified. Electrochemical devices have attracted the greatest attention in this respect. Among them, the development of rechargeable secondary batteries has become a focus of attention. In recent years, in order to improve capacity density and specific energy, And research and development on the design of the battery.

현재 적용되고 있는 전기화학소자 중에서 1990년대 초에 개발된 리튬 이차전지는 수용액 전해액을 사용하는 Ni-MH, Ni-Cd, 황산-납 전지 등의 재래식 전지에 비해서 작동 전압이 높고 에너지 밀도가 월등히 크다는 장점으로 각광을 받고 있다. 그러나 이러한 리튬 이온 전지는 유기 전해액을 사용하는 데 따르는 발화 및 폭발 등의 안전 문제가 존재하고, 제조가 까다로운 단점이 있다. 최근의 리튬 이온 고분자 전지는 이러한 리튬 이온 전지의 약점을 개선하여 차세대 전지의 하나로 꼽히고 있으나 아직까지 전지의 용량이 리튬 이온 전지와 비교하여 상대적으로 낮고, 특히 저온에서의 방전 용량이 불충분하여 이에 대한 개선이 시급히 요구되고 있다.Among the currently applied electrochemical devices, the lithium secondary battery developed in the early 1990s has higher operating voltage and higher energy density than conventional batteries such as Ni-MH, Ni-Cd and sulfuric acid-lead batteries using an aqueous electrolyte solution It is attracting attention as an advantage. However, such a lithium ion battery has safety problems such as ignition and explosion when using an organic electrolytic solution, and it is disadvantageous in that it is difficult to manufacture. Recently, the lithium ion polymer battery is considered to be one of the next generation batteries by improving the weak point of the lithium ion battery. However, since the capacity of the battery is still relatively low as compared with the lithium ion battery and the discharge capacity at low temperature is insufficient, Is urgently required.

이러한 리튬 이차전지는 주로 캐소드 활물질로 리튬계 산화물, 애노드 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로는, 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다. 또한, 상기 리튬 이차전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다.Such a lithium secondary battery mainly uses a lithium-based oxide as a cathode active material and a carbonaceous material as an anode active material. Generally, a battery using a liquid electrolyte is referred to as a lithium ion battery, and a battery using a polymer electrolyte is referred to as a lithium polymer battery, which is classified as a liquid electrolyte cell and a polymer electrolyte cell, depending on the type of the electrolyte. In addition, the lithium secondary battery is manufactured in various shapes. Typical shapes include a cylindrical shape, a square shape, and a pouch shape.

통상적으로, 상기 리튬 이차 전지는 캐소드 활물질이 코팅된 캐소드 전극판, 애노드 활물질이 코팅된 애노드 전극판 및 상기 캐소드 전극판과 애노드 전극판 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온(Li-ion)의 이동만을 가능하게 하는 세퍼레이터가 권취된 전극 조립체와, 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스와, 상기 케이스 내측에 주입되어 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 전해액 등으로 이루어져 있다.Typically, the lithium secondary battery includes a cathode electrode plate coated with a cathode active material, an anode electrode plate coated with an anode active material, and a cathode disposed between the cathode electrode plate and the anode electrode plate to prevent short- A case for accommodating the electrode assembly; and an electrolyte solution injected into the case to enable movement of lithium ions, and the like.

이러한 리튬 이차 전지는 하기와 같이 제조된다.Such a lithium secondary battery is manufactured as follows.

우선, 상기 캐소드 활물질이 코팅되며 캐소드 탭이 연결된 캐소드, 애노드 활물질이 코팅되며, 애노드 탭이 연결된 애노드 및 세퍼레이터를 적층한 후, 이를 권취하여 전극 조립체를 제조한다. 그런 다음, 상기 전극 조립체를 상기 케이스에 수용하여 상기 전극 조립체가 이탈하지 않도록 한 후, 원통형 리튬 이차전지의 경우 상기 케이스에 전해액을 주입한 후 밀봉하고, 각형 리튬 이차전지의 경우 캡조립체로 상기 케이스를 밀봉한 후 전해액을 주입하여 리튬 이차 전지를 완성한다.First, the cathode and the anode active material coated with the cathode active material are coated, and the anode and the separator connected with the anode tab are laminated, and the electrode assembly is manufactured by winding the anode and the separator. In the case of a cylindrical lithium secondary battery, an electrolyte is injected into the case and is then sealed. In the case of a prismatic lithium secondary battery, And then an electrolyte is injected to complete the lithium secondary battery.

상기 캐소드는 활물질이 도포되어 있는 활물질의 도포 영역과, 집전체 상에 활물질이 도포되지 않은 미도포 영역을 구비한다. 이때, 활물질의 도포 영역과 미도포 영역의 경계 부분은 전지 내부의 이물질 발생시 이물질의 집중을 예방하고, 코팅 공정 중에 발생되는 캐소드 활물질의 아일랜드(island)를 비활성화시키고, 활물질의 부착력이 떨어져 활물질이 탈리하는 것을 방지함으로써, 전기화학소자의 내구성 및 안정성을 개선시키기 위하여, 캐소드 활물질의 코팅 개시 및 종료 부위에 테이프 필름으로 테이핑 처리를 하고 있다.The cathode includes a coating region of an active material coated with an active material and an uncoated region on which an active material is not coated. At this time, the boundary portion between the application region and the non-application region of the active material prevents concentration of foreign matter when foreign substances are generated inside the battery, deactivates the island of the cathode active material generated during the coating process, In order to improve the durability and stability of the electrochemical device, taping treatment is performed with a tape film at the beginning and end of coating of the cathode active material.

하지만, 이러한 종래의 테이프 필름은 전지의 안전성을 향상시킬 수는 있지만, 전지 용량 저하의 문제를 발생하게 만든다. 구체적으로, 도 2를 참조하면, 테이프 필름(10)이 집전체(11) 상에 형성된 활물질의 도포 영역(12) 및 미도포 영역의 경계에 걸쳐서 부착되어 있으므로, 활물질의 도포 영역 상에 테이프 필름이 부착된 부분은 불필요하게 비활성화시키는 면적이 되어 약 30 내지 40 mAh에 해당하는 전지 용량 저하가 발생할 수 있다. However, such a conventional tape film can improve the safety of the battery, but causes a problem of battery capacity deterioration. 2, the tape film 10 is attached over the coating region 12 of the active material formed on the current collector 11 and the boundary of the non-coated region. Therefore, The attached portion becomes an area which is unnecessarily inactivated, and battery capacity decrease corresponding to about 30 to 40 mAh may occur.

따라서, 캐소드를 테이핑 처리하는 근본 취지인 전기화학소자의 내구성 및 안정성 확보를 유지함과 동시에 이러한 테이핑 처리에 의해 비롯되는 캐소드 상의 비활성화 면적을 제거하여 전지 용량을 극대화할 필요성이 대두된다.Therefore, there is a need to maintain the durability and stability of the electrochemical device, which is the main purpose of tapping the cathode, and to maximize the capacity of the battery by removing the inactive area on the cathode caused by such taping treatment.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전술한 문제점을 해결하여, 캐소드의 안전성을 향상시키고, 전지 용량의 극대화를 도모할 수 있는 캐소드 테이프 필름을 구비한 전기화학소자를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an electrochemical device having a cathode tape film capable of solving the above-described problems and improving the safety of the cathode and maximizing the battery capacity.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, According to an aspect of the present invention,

집전체, 상기 집전체의 적어도 일면 상에 형성된 캐소드 활물질의 도포 영역 및 상기 집전체 상에 캐소드 활물질이 도포되지 않은 미도포 영역을 구비하는 캐소드;A cathode having a current collector, a coating region of the cathode active material formed on at least one surface of the current collector, and an uncoated region on which the cathode active material is not coated;

애노드; Anode;

상기 캐소드와 애노드 사이에 개재된 세퍼레이터; 및 A separator interposed between the cathode and the anode; And

상기 캐소드 활물질의 도포 영역과 미도포 영역의 경계를 걸쳐서 부착된 캐소드 테이프 필름을 포함하고,And a cathode tape film attached over the boundary between the coated region of the cathode active material and the uncoated region,

상기 캐소드 테이프 필름이 리튬 이온의 이동이 가능한 활성화부와 리튬 이온의 이동이 불가능한 비활성화부를 구비하고,Wherein the cathode tape film has an activating portion capable of moving lithium ions and an inactivating portion capable of preventing lithium ions from moving,

상기 활성화부가 캐소드 활물질의 도포 영역에 부착되고, 상기 비활성화부가 캐소드 활물질의 미도포 영역에 부탁되어 있는 전기화학소자가 제공된다.There is provided an electrochemical device in which the activating part is attached to a coating area of a cathode active material, and the deactivating part is provided in an uncoated area of the cathode active material.

상기 활성화부가 다공성 고분자 필름 또는 부직포로 이루어질 수 있다.The activated portion may be composed of a porous polymer film or a nonwoven fabric.

상기 다공성 고분자 필름은 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트 (polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 폴리페닐렌설파이드로(polyphenylenesulfidro), 및 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 형성될 수 있다.The porous polymeric film may be formed of any one of high density polyethylene, low density polyethylene, linear low density polyethylene, ultra high molecular weight polyethylene, polypropylene polyethylene terephthalate, polybutyleneterephthalate, polyester, polyacetal, But are not limited to, polyamide, polycarbonate, polyimide, polyetheretherketone, polyethersulfone, polyphenylene oxide, polyphenylenesulfrode, Polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalene, or a mixture of two or more thereof.

상기 비활성화부가 고밀도 필름으로 이루어질 수 있다.The inactivating portion may be made of a high density film.

상기 캐소드 테이프 필름이 활성화부와 비활성화부의 측면이 서로 접합하여 연장되어 이루어질 수 있다.The cathode tape film may be formed such that the sides of the activating part and the inactivating part are joined to each other.

상기 캐소드 테이프 필름이 활성화부의 하면의 일부에 비활성화부가 접합하여 이루어질 수 있다. The cathode tape film may be formed by bonding a deactivating part to a part of a lower surface of the activating part.

상기 전기화학소자가 리튬 이차전지일 수 있다.The electrochemical device may be a lithium secondary battery.

본 발명의 일 측면에 따른 전기화학소자는 리튬 이온의 이동이 가능한 활성화부와 리튬 이온의 이동이 불가능한 비활성화부를 구비한 캐소드 필름을 채용하여, 상기 활성화부가 캐소드 활물질의 도포 영역에 부착되고, 상기 비활성화부가 캐소드 활물질의 미도포 영역에 부착됨으로서, 캐소드 제조 공정상 불가피하게 테이핑하게 되는 캐소드 코팅부를 활성화시켜 당해 부분이 전지 용량에 그대로 기여할 수 있게 되어, 본래 캐소드 테이프 처리의 목적인 트리-앵글 영역(tri-angle zone) 및 캐소드 활물질의 아일랜드 부위의 피복이 동시에 가능하여 전기화학소자의 안정성 향상과 용량의 극대화를 도모할 수 있게 된다.An electrochemical device according to one aspect of the present invention employs a cathode film having an activating portion capable of moving lithium ions and a deactivating portion capable of preventing lithium ions from moving, the activating portion being attached to a coating region of the cathode active material, By attaching to the uncoated region of the additional cathode active material, the cathode coating portion which is inevitably taped in the cathode manufacturing process can be activated to contribute to the battery capacity as it is, so that the tri-angle region (tri- angle zone of the cathode active material and the coating of the island portion of the cathode active material can be simultaneously performed, thereby improving the stability of the electrochemical device and maximizing the capacity.

명세서 내에 통합되어 있고 명세서의 일부를 구성하는 첨부도면은 발명의 현재의 바람직한 실시예를 예시하며, 다음의 바람직한 실시예의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 할 것이다.
도 1은 종래의 캐소드 테이프를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐소드 테이프를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐소드 테이프를 도시한 사시도이다.
도 4는 종래의 캐소드 테이프가 구비된 캐소드의 단면을 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐소드 테이프가 구비된 캐소드의 단면을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐소드 테이프가 구비된 캐소드의 단면을 도시한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate presently preferred embodiments of the invention and, together with the description of the preferred embodiments thereof, serve to explain the principles of the invention.
1 is a perspective view showing a conventional cathode tape.
2 is a perspective view illustrating a cathode tape according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view illustrating a cathode tape according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows a cross section of a cathode with a conventional cathode tape.
5 shows a cross section of a cathode with a cathode tape according to an embodiment of the invention.
6 illustrates a cross section of a cathode with a cathode tape according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely examples of the present invention and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, various equivalents And variations are possible.

본 발명의 일 측면에 따른 전기화학소자는, 집전체, 상기 집전체의 적어도 일면 상에 형성된 캐소드 활물질의 도포 영역 및 상기 집전체 상에 캐소드 활물질이 도포되지 않은 미도포 영역을 구비하는 캐소드; 애노드; 상기 캐소드와 애노드 사이에 개재된 세퍼레이터; 및 상기 캐소드 활물질의 도포 영역과 미도포 영역의 경계를 걸쳐서 부착된 캐소드 테이프 필름을 포함하고, 상기 캐소드 테이프 필름이 리튬 이온의 이동이 가능한 활성화부와 리튬 이온의 이동이 불가능한 비활성화부를 구비하고, 상기 활성화부가 캐소드 활물질의 도포 영역에 부착되고, 상기 비활성화부가 캐소드 활물질의 미도포 영역에 부착되어 있다. An electrochemical device according to one aspect of the present invention includes: a cathode having a current collector, a coating region of the cathode active material formed on at least one surface of the current collector, and an uncoated region on the current collector, the coating region not coated with the cathode active material; Anode; A separator interposed between the cathode and the anode; And a cathode tape film attached over the boundary between the application region and the non-application region of the cathode active material, wherein the cathode tape film has an activation portion capable of moving lithium ions and an inactive portion capable of preventing lithium ions from moving, The activating part is attached to the application area of the cathode active material, and the deactivating part is attached to the non-application area of the cathode active material.

종래의 캐소드 테이핑시 사용되는 테이프에서는 도 1과 같이 베이스 필름으로 OPP(Oriented Polypropylene) 필름과 같이 치밀한 구조의 필름의 단일 구조의 캐소드 테이프 필름(10)을 채용하였다.1, a cathode tape film 10 having a single structure of a dense film like an OPP (Oriented Polypropylene) film is employed as a base film in a conventional tape used for cathode taping.

그 결과, 도 2를 참조하면 종래의 캐소드 테이프(10)는 집전체(11) 상에 형성된 활물질 도포 영역(12)과 미도포 영역을 걸쳐서 부착되어 있으나, 활물질 도포 영역과 미도포 영역 양쪽에 동일한 재질로 이루어져 있게 된다. 따라서, 캐소드 테이프(10)이 부착되어 피복된 활물질 도포 영역에서는 리튬 이온의 이동이 불가능하여 캐소드 테이프(10) 부착면만큼의 비활성 면적이 발생하여 전지 용량의 저하 문제가 발생하게 된다.As a result, referring to FIG. 2, the conventional cathode tape 10 is attached to the active material application region 12 formed on the current collector 11 over the uncoated region, but the same is applied to both the active material application region and the non- It is made of material. Therefore, lithium ions can not move in the coated region of the active material coated with the cathode tape 10, which results in an inactive area as much as the surface on which the cathode tape 10 is adhered.

반면에, 본 발명의 일 측면에 따른 캐소드 테이프는 상기 캐소드 테이프 필름이 리튬 이온의 이동이 가능한 활성화부와 리튬 이온의 이동이 불가능한 비활성화부를 구비하고, 상기 활성화부가 캐소드 활물질의 도포 영역에 부착되고, 상기 비활성화부가 캐소드 활물질의 미도포 영역에 부착됨으로서, 캐소드 제조 공정상 불가피하게 테이핑하게 되는 캐소드 코팅부를 활성화시켜 당해 부분이 전지 용량에 그대로 기여할 수 있게 되어, 본래 캐소드 테이프 처리의 목적인 트리-앵글 영역(tri-angle zone) 및 캐소드 활물질의 아일랜드 부위의 피복이 동시에 가능하여 전기화학소자의 안정성 향상과 용량의 극대화를 도모할 수 있게 된다. On the other hand, the cathode tape according to one aspect of the present invention is characterized in that the cathode tape film has an activating part capable of moving lithium ions and an inactivating part making it impossible to move lithium ions, and the activating part is attached to a coating area of the cathode active material, Since the inactivating portion is attached to the uncoated region of the cathode active material, the cathode coating portion inevitably taped in the cathode manufacturing process can be activated, so that the portion can contribute to the battery capacity. Thus, the tri-angle region tri-angle zone of the cathode active material and coating of the island portion of the cathode active material can be simultaneously performed, thereby improving the stability of the electrochemical device and maximizing the capacity.

상기 캐소드 테이프의 활성화부는 통상적으로 전기화학소자에 사용되는 다공성 기재라면 모두 적용이 가능하고, 예를 들면 폴리올레핀계 다공성 고분자 필름 또는 부직포를 사용할 수 있으나, 이에 특별히 한정되는 것은 아니다.The activated portion of the cathode tape may be applied to any porous substrate used in an electrochemical device. For example, a polyolefin porous polymer film or a nonwoven fabric may be used, but the present invention is not limited thereto.

상기 다공성 고분자 필름의 예로는 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트 (polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 폴리페닐렌설파이드로(polyphenylenesulfidro), 및 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 형성된 필름을 들 수 있다.Examples of the porous polymer film include high density polyethylene, low density polyethylene, linear low density polyethylene, ultra high molecular weight polyethylene, polypropylene polyethylene terephthalate, polybutyleneterephthalate, polyester, polyacetal, Polyamide, polycarbonate, polyimide, polyetheretherketone, polyethersulfone, polyphenylene oxide, polyphenylenesulfrode, polyphenylene sulfide, , And polyethylene naphthalene (polyethylene naphthalene), or a film formed of a mixture of two or more thereof.

상기 부직포로는 폴리올레핀계 부직포 외에 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 폴리페닐렌설파이드로(polyphenylenesulfidro), 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene) 등을 각각 단독으로 또는 이들을 혼합한 고분자로 형성한 부직포를 들 수 있다. 부직포의 구조는 장섬유로 구성된 스폰본드 부직포 또는 멜트 블로운 부직포일 수 있다.The nonwoven fabric may include, in addition to the polyolefin nonwoven fabric, for example, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyester, polyacetal, polyamide, polycarbonate ), Polyimide, polyetheretherketone, polyethersulfone, polyphenylene oxide, polyphenylenesulfrode, and polyethylenenaphthalene are used alone or in combination. Or a nonwoven fabric formed of a polymer mixed with these. The structure of the nonwoven fabric may be a spun bond nonwoven fabric or a meltblown nonwoven fabric composed of long fibers.

상기 캐소드 테이프의 활성화부의 두께는 특별히 제한되지 않으나, 5 내지 50㎛일 수 있고, 상기 활성화부에 존재하는 기공도 역시 특별히 제한되지 않으나 10 내지 95 %일 수 있다.The thickness of the activated portion of the cathode tape is not particularly limited, but may be 5 to 50 占 퐉, and the porosity present in the activated portion is also not particularly limited, but it may be 10 to 95%.

상기 캐소드 테이프의 비활성화부는 다공성 필름이 아닌, 고밀도 필름이라면 제한없이 적용될 수 있다. 이러한 고밀도 필름의 예로는 폴리프로필렌, 연신폴리프로필렌(OPP), 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 등이 있을 수 있다.The inactive portion of the cathode tape can be applied without limitation as long as it is a high-density film, not a porous film. Examples of such high-density films include polypropylene, stretched polypropylene (OPP), or polyethylene terephthalate.

도 3을 참조하면, 상기 캐소드 테이프 필름(20)은 활성화부(22)와 비활성화부(21)의 측면이 서로 접합하여 연장되어 이루어질 수 있다. 상기 활성부와 비활성화부의 각각의 폭은 캐소드 테이프 필름의 폭 또는 전극체 상에 코팅되는 캐소드 활물질 층의 두께 등에 따라 변동될 수 있다. 상기 캐소드 테이프 필름의 폭은 통상 10 내지 15mm 일 수 있다. 상기 활성부 대 비활성화부의 폭의 비율은 1:1 내지 1:3일 수 있다. 상기 활성부 대 비활성화부의 폭의 비율 범위를 만족하는 경우, 전기화학소자의 안정성 및 내구성 확보라는 테이핑 효과를 달성하면서, 전지 용량을 극대화할 수 있다.Referring to FIG. 3, the cathode tape film 20 may be formed such that the side surfaces of the activation part 22 and the inactive part 21 are joined to each other. The width of each of the active portion and the inactive portion may be varied according to the width of the cathode tape film or the thickness of the cathode active material layer coated on the electrode body. The width of the cathode tape film may be generally 10 to 15 mm. The ratio of active to inactive portions may range from 1: 1 to 1: 3. When the ratio of the width of the active portion to the width of the inactive portion is satisfied, it is possible to maximize the battery capacity while achieving the taping effect of securing stability and durability of the electrochemical device.

도 4를 참조하면, 상기 캐소드 테이프 필름(30)은 활성화부(32)의 하면의 일부에 비활성화부(31)가 접합하여 이루어질 수 있다. 이때, 전체 캐소드 테이프 필름에 있어서, 비활성화부가 접합되지 않은 활성화부 대 비활성화부의 폭의 비율은 전술한 도 3의 구조와 대응되게 조절될 수 있다. Referring to FIG. 4, the cathode tape film 30 may be formed by bonding a deactivating part 31 to a part of the lower surface of the activating part 32. At this time, in the entire cathode tape film, the ratio of the width of the active portion to the inactive portion to which the inactivating portion is not bonded can be adjusted to correspond to the structure of FIG. 3 described above.

상기 캐소드는 캐소드 활물질, 도전재 및 바인더를 포함하는 캐소드층이 집전체의 일면 또는 양면에 담지된 구조를 갖는다. The cathode has a structure in which a cathode layer including a cathode active material, a conductive material and a binder is supported on one or both surfaces of the current collector.

상기 캐소드 활물질로는 리튬함유 전이금속 산화물이 바람직하게 사용될 수 있으며, 예를 들면 LixCoO2(0.5<x<1.3), LixNiO2(0.5<x<1.3), LixMnO2(0.5<x<1.3), LixMn2O4(0.5<x<1.3), Lix(NiaCobMnc)O2(0.5<x<1.3, 0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), LixNi1-yCoyO2(0.5<x<1.3, 0<y<1), LixCo1-yMnyO2(0.5<x<1.3, 0≤y<1), LixNi1-yMnyO2(0.5<x<1.3, O≤y<1), Lix(NiaCobMnc)O4(0.5<x<1.3, 0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2), LixMn2-zNizO4(0.5<x<1.3, 0<z<2), LixMn2-zCozO4(0.5<x<1.3, 0<z<2), LixCoPO4(0.5<x<1.3) 및 LixFePO4(0.5<x<1.3)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, As the cathode active material, a lithium-containing transition metal oxide may be preferably used. For example, Li x CoO 2 (0.5 <x <1.3), Li x NiO 2 (0.5 <x <1.3), Li x MnO 2 <x <1.3, 0 <a <1, 0 <b <1), Li x Mn 2 O 4 (0.5 <x <1.3), Li x (Ni a Co b Mn c ) O 2 , 0 <c <1, a + b + c = 1), Li x Ni 1-y Co y O 2 (0.5 <x <1.3, 0 <y <1), Li x Co 1-y Mn y O 2 (0.5 <x <1.3, 0≤y <1), Li x Ni 1-y Mn y O 2 (0.5 <x <1.3, O≤y <1), Li x (Ni a Co b Mn c) O 4 (0.5 <x <1.3, 0 <a <2, 0 <b <2, 0 <c <2, a + b + c = 2), Li x Mn 2 -z Ni z O 4 Li x CoPO 4 (0.5 <x <1.3) and Li x FePO 4 (0.5 <x <1.3, 0 <z <2), 0 <z <2, Li x Mn 2 -z Co z O 4 < x < 1.3), or a mixture of two or more thereof.

상기 리튬함유 전이금속 산화물은 알루미늄(Al) 등의 금속이나 금속산화물로 코팅될 수도 있다. 또한, 상기 리튬함유 전이금속 산화물(oxide) 외에 황화물(sulfide), 셀렌화물(selenide) 및 할로겐화물(halide) 등도 사용될 수 있다.The lithium-containing transition metal oxide may be coated with a metal such as aluminum (Al) or a metal oxide. In addition to the lithium-containing transition metal oxide, sulfide, selenide and halide may also be used.

상기 도전재로서는 전기화학소자에서 화학변화를 일으키지 않는 전자 전도성 물질이면 특별한 제한이 없다. 일반적으로 카본블랙(carbon black), 흑연, 탄소섬유, 카본 나노튜브, 금속분말, 도전성 금속산화물, 유기 도전재 등을 사용할 수 있고, 현재 도전재로 시판되고 있는 상품으로는 아세틸렌 블랙계열 (쉐브론 케미컬 컴퍼니(Chevron Chemical Company) 또는 걸프 오일 컴퍼니 (Gulf Oil Company) 제품 등), 케트젠블랙 (Ketjen Black) EC 계열(아르막 컴퍼니 (Armak Company) 제품), 불칸 (Vulcan) XC-72(캐보트 컴퍼니(Cabot Company) 제품) 및 수퍼 P (엠엠엠(MMM)사 제품)등이 있다. 예를 들면 아세틸렌블랙, 카본블랙, 흑연 등을 들 수 있다. 상기 도전재는 통상적으로 캐소드 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가될 수 있다.The conductive material is not particularly limited as long as it is an electron conductive material that does not cause a chemical change in an electrochemical device. In general, carbon black, graphite, carbon fiber, carbon nanotube, metal powder, conductive metal oxide, organic conductive material and the like can be used. Commercially available products as the conductive material include acetylene black series (manufactured by Chevron Chemical Co., (Chevron Chemical Company or Gulf Oil Company products), Ketjen Black EC series (Armak Company), Vulcan XC-72 (Cabot Company) and Super P (MM (MMM)). For example, acetylene black, carbon black and graphite. The conductive material may typically be added in an amount of 1 to 50 wt% based on the total weight of the mixture including the cathode active material.

상기 바인더는 캐소드 활물질을 집전체에 유지시키고, 또 활물질들 사이를 이어주는 기능을 갖는 것으로서, 통상적으로 사용되는 바인더가 제한없이 사용될 수 있다. 통상적으로 캐소드 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다.The binder has a function of holding the cathode active material in the current collector and connecting the active materials, and a commonly used binder may be used without limitation. Typically from 1 to 50% by weight, based on the total weight of the mixture comprising the cathode active material.

예를 들면, 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 스티렌-부타디엔 고무 (SBR, styrene butadiene rubber), 카르복시메틸 셀룰로스(CMC, carboxymethyl cellulose) 등의 다양한 종류의 바인더 고분자가 사용될 수 있다.For example, it is possible to use vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-co-HFP), polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, polymethylmethacrylate, styrene Various types of binder polymers such as styrene butadiene rubber (SBR), carboxymethyl cellulose (CMC), and the like can be used.

상기 캐소드에 사용되는 집전체는 전도성이 높은 금속으로, 상기 활물질의 슬러리가 용이하게 접착할 수 있는 금속으로 전지의 전압 범위에서 반응성이 없는 것이면 어느 것이라도 사용할 수 있다. 구체적으로 캐소드용 집전체의 경우는 높은 전위 영역에서 집전체 금속이 산화되지 않는 것이 중요하고, 비제한적인 예로는 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소결 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 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. 구리는 3V에서 산화되기 때문에 캐소드에는 적용될 수 없다.The current collector used in the cathode may be any metal that is highly conductive and can easily adhere to the slurry of the active material and is not reactive in the voltage range of the battery. Specifically, in the case of the current collector for a cathode, it is important that the current collector metal is not oxidized in a high potential region, and examples thereof include stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered 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. Copper is oxidized at 3V and can not be applied to the cathode.

또한, 상기 캐소드의 전극층의 두께(집전체 한 면당)는 30 내지 120 ㎛, 또는 50 내지 100 ㎛일 수 있다. 상기 캐소드가 이러한 두께 범위를 만족하는 경우, 전극 재료층에서의 활물질량이 충분히 확보되어, 전지 용량이 작아지는 것을 방지할 수 있고, 사이클 특성이나 레이트 특성이 개선될 수 있다. Further, the thickness of the electrode layer of the cathode (per one surface of the collector) may be 30 to 120 占 퐉, or 50 to 100 占 퐉. When the cathode satisfies such a thickness range, the amount of active material in the electrode material layer is sufficiently secured, the battery capacity can be prevented from being reduced, and the cycle characteristics and rate characteristics can be improved.

상기 캐소드는 캐소드 활물질, 도전제, 바인더, 및 고비점 용제를 이용해 혼련하여 얻어진 혼합물을 집전체 상에 도포하여, 건조, 가압 성형한 후, 50℃ 내지 250℃ 정도의 온도로 2시간 정도 진공 하에서 가열 처리하여 캐소드 시트를 제조한다. 이후, 캐소드 시트에 캐소드 테이프 필름을 부착하여 최종적으로 캐소드를 제조하게 된다. 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다. 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 cathode is formed by applying a mixture obtained by kneading using a cathode active material, a conductive agent, a binder and a high boiling point solvent on a current collector, drying and pressing the mixture, and then heating the mixture at a temperature of about 50 캜 to 250 캜 for about 2 hours under vacuum Followed by heat treatment to produce a cathode sheet. Then, a cathode tape film is attached to the cathode sheet to finally produce the cathode. If necessary, a filler may be further added to the mixture. 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.

도 5를 참조하면, 집전체(23) 상에 캐소드 활물질의 도포 영역(24)과 미도포 영역의 경계를 걸쳐서, 캐소드 테이프 필름(20)의 활성화부(22)는 캐소드 활물질의 도포 영역(24)에 부착시키고, 캐소드 테이프 필름(20)의 비활성화부(21)는 캐소드 활물질의 미도포 영역에 부착시켜서 최종적으로 캐소드를 제조하게 된다. 5, the activation portion 22 of the cathode tape film 20 is formed on the current collector 23 so as to cover the application region 24 of the cathode active material and the application region of the cathode active material on the application region 24 And the inactive portion 21 of the cathode tape film 20 is adhered to the uncoated region of the cathode active material to finally produce the cathode.

또한, 도 6을 참조하면, 활성화부(32)의 하면의 일부에 비활성화부(31)가 접합하여 이루어진 캐소드 테이프 필름(30)을 이용하여, 집전체(33) 상에 형성된 활물질의 도포 영역(34)에 걸쳐서 부착하여 캐소드를 제조할 수 있다.6, a cathode tape film 30 having a deactivating portion 31 joined to a part of the lower surface of the activating portion 32 is used to apply the active material applied on the current collector 33 34 to form the cathode.

상기 애노드는 애노드 활물질 및 바인더를 포함하는 애노드층이 집전체의 일면 또는 양면에 담지된 구조를 갖는다. 상기 애노드층에는 필요에 따라 캐소드층에서 설명한 바와 같은 성분들이 더 포함될 수도 있다.The anode has a structure in which the anode layer including the anode active material and the binder is supported on one or both surfaces of the current collector. The anode layer may further include components as described in the cathode layer, if necessary.

상기 애노드 활물질로는 통상적으로 리튬 이온이 흡장 및 방출될 수 있는 탄소재, 리튬금속, 금속 화합물 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.As the anode active material, a carbon material, a lithium metal, a metal compound, or a mixture thereof, in which lithium ions can be occluded and released, can be used.

구체적으로는 상기 탄소재로는 저결정 탄소 및 고결정성 탄소 등이 모두 사용될 수 있다. 저결정성 탄소로는 연화탄소(soft carbon) 및 경화탄소(hard carbon)가 대표적이며, 고결정성 탄소로는 천연 흑연, 키시흑연(Kish graphite), 열분해 탄소(pyrolytic carbon), 액정 피치계 탄소섬유(mesophase pitch based carbon fiber), 탄소 미소구체(meso-carbon microbeads), 액정피치(Mesophase pitches) 및 석유와 석탄계 코크스(petroleum or coal tar pitch derived cokes) 등의 고온 소성탄소가 대표적이다. Concretely, as the carbon material, both low-crystalline carbon and highly-crystalline carbon may be used. Examples of the low crystalline carbon include soft carbon and hard carbon. Examples of highly crystalline carbon include natural graphite, Kish graphite, pyrolytic carbon, liquid crystal pitch carbon fiber high temperature sintered carbon such as mesophase pitch based carbon fiber, meso-carbon microbeads, mesophase pitches and petroleum or coal tar pitch derived cokes.

상기 금속 화합물로는 Si, Ge, Sn, Pb, P, Sb, Bi, Al, Ga, In, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ag, Mg, Sr, Ba 등의 금속 원소를 1종 이상 함유하는 화합물을 들 수 있다. 이들 금속 화합물은 단체, 합금, 산화물(TiO2, SnO2 등), 질화물, 황화물, 붕화물, 리튬과의 합금 등, 어떤 형태로도 사용할 수 있지만, 단체, 합금, 산화물, 리튬과의 합금은 고용량화될 수 있다. 그 중에서도, Si, Ge 및 Sn으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 함유할 수 있고, Si 및 Sn으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하는 것이 전지를 더 고용량화할 수 있다.Examples of the metal compound include metal elements such as Si, Ge, Sn, Pb, P, Sb, Bi, Al, Ga, In, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ag, Mg, , And the like. These metal compounds can be used in any form such as a single body, an alloy, an oxide (TiO 2 , SnO 2, etc.), a nitride, a sulfide, a boride and an alloy with lithium, but an alloy with a single body, alloy, It can be increased in capacity. Among them, it may contain at least one element selected from Si, Ge and Sn, and it may further increase the capacity of the battery including at least one element selected from Si and Sn.

상기 애노드용 집전체로는 탄소 전극의 작동 전위범위(리튬 대비 0.01 내지 3.0V)에서 전기화학적으로 비활성을 나타내는 금속이 사용되고, 비제한적인 예로는 구리, 금, 니켈 또는 구리 합금 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있다. 또한, 상기 집전체는 상기 물질들로 이루어진 기재들을 적층하여 사용할 수도 있다.As the current collector for the anode, a metal exhibiting electrochemical inactivity at a working potential range of the carbon electrode (0.01 to 3.0 V relative to lithium) is used, and non-limiting examples thereof include copper, gold, nickel or a copper alloy, And the like. In addition, the current collector may be used by laminating the substrates made of the above materials.

상기 애노드는 애노드 활물질, 도전제, 바인더, 및 고비점 용제를 이용해 혼련하여 얻어진 혼합물을 집전체 상에 도포하여, 건조, 가압 성형한 후, 50℃ 내지 250℃ 정도의 온도로 2시간 정도 진공 하에서 가열 처리하여 제조된다.The anode is prepared by applying a mixture obtained by kneading using an anode active material, a conductive agent, a binder and a high boiling point solvent on a current collector, drying and pressing the mixture, and then heating the mixture at a temperature of about 50 캜 to 250 캜 for about 2 hours under vacuum Heat treatment.

또한, 상기 애노드의 전극층의 두께는 1 내지 100 ㎛, 또는 3 내지 70㎛일 수 있다. 상기 애노드가 이러한 두께 범위를 만족하는 경우, 전극 재료층에서의 활물질량이 충분히 확보되어, 전지 용량이 작아지는 것을 방지할 수 있고, 사이클 특성이나 레이트 특성이 개선될 수 있다. The thickness of the electrode layer of the anode may be 1 to 100 占 퐉, or 3 to 70 占 퐉. When the anode satisfies such a thickness range, the amount of active material in the electrode material layer is sufficiently secured, battery capacity can be prevented from being reduced, and cycle characteristics and rate characteristics can be improved.

또한, 상기 세퍼레이터로는 종래에 세퍼레이터로 사용된 통상적인 다공성 고분자 필름, 예를 들어 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체 및 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름을 단독으로 또는 이들을 적층하여 사용할 수 있으며, 또는 통상적인 다공성 부직포, 예를 들어 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The separator may be a conventional porous polymer film conventionally used as a separator, such as an ethylene homopolymer, a propylene homopolymer, an ethylene / butene copolymer, an ethylene / hexene copolymer, and an ethylene / methacrylate copolymer The porous polymer film made of a polyolefin-based polymer may be used alone or in a laminate thereof, or a nonwoven fabric made of a conventional porous nonwoven fabric, for example, a glass fiber of high melting point, polyethylene terephthalate fiber or the like may be used. It is not.

한편, 본 발명의 일 측면에 따른 전기화학소자는 캐소드와 애노드 사이에 세퍼레이터가 개재된 구조의 전극조립체에 전해액이 함침되어 있는 구조로 이루어져 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electrochemical device comprising a structure in which an electrolyte is impregnated in an electrode assembly having a structure in which a separator is interposed between a cathode and an anode.

상기 전해액은 A+B-와 같은 구조의 염으로서, A+는 Li+, Na+, K+와 같은 알칼리 금속 양이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하고 B-는 PF6 -, BF4 -, Cl-, Br-, I-, ClO4 -, AsF6 -, CH3CO2 -, CF3SO3 -, N(CF3SO2)2 -, C(CF2SO2)3 -와 같은 음이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하는 염이 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌 카보네이트(EC), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 디프로필카보네이트(DPC), 디메틸설폭사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 테트라하이드로퓨란, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에틸메틸카보네이트(EMC), 감마 부티로락톤 (g-부티로락톤) 또는 이들의 혼합물로 이루어진 유기 용매에 용해 또는 해리된 것이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The electrolytic solution A + B - A salt of the structure, such as, A + is Li +, Na +, K + comprises an alkaline metal cation or an ion composed of a combination thereof, such as, and B - is PF 6 -, BF 4 - , Cl -, Br -, I -, ClO 4 -, AsF 6 -, CH 3 CO 2 -, CF 3 SO 3 -, N (CF 3 SO 2) 2 -, C (CF 2 SO 2) 3 - and (EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), dipropyl carbonate (DPC), dimethylsulfoxide, dimethyl sulfoxide and the like. (NMP), ethylmethyl carbonate (EMC), gamma-butyrolactone (g-butyrolactone), or mixtures thereof, in the presence of a base such as acetonitrile, dimethoxyethane, diethoxyethane, tetrahydrofuran, , But the present invention is not limited thereto.

상기 전해액 주입은 최종 제품의 제조 공정 및 요구 물성에 따라, 전지 제조 공정 중 적절한 단계에서 행해질 수 있다. 즉, 전지 조립 전 또는 전지 조립 최종 단계 등에서 적용될 수 있다.The electrolyte injection may be performed at an appropriate stage of the battery manufacturing process, depending on the manufacturing process and required properties of the final product. That is, it can be applied before assembling the cell or at the final stage of assembling the cell.

본 발명의 일 측면에 따른 전기화학소자는 전기 화학 반응을 하는 모든 소자를 포함하며, 구체적인 예를 들면, 모든 종류의 1차, 이차 전지, 연료 전지, 태양 전지 또는 수퍼 캐패시터 소자와 같은 캐퍼시터(capacitor) 등이 있다. 특히, 상기 2차 전지 중 리튬 금속 이차 전지, 리튬 이온 이차 전지, 리튬 폴리머 이차 전지 또는 리튬 이온 폴리머 이차 전지 등을 포함하는 리튬 이차전지가 적용될 수 있다.The electrochemical device according to one aspect of the present invention includes all devices that perform an electrochemical reaction. Specific examples of the electrochemical device include capacitors such as all kinds of primary, secondary, fuel cell, solar cell or super capacitor devices. ). In particular, a lithium secondary battery including a lithium metal secondary battery, a lithium ion secondary battery, a lithium polymer secondary battery, or a lithium ion polymer secondary battery may be applied to the secondary battery.

상기 리튬 이차전지는 그 외형에 제한이 없으나, 캔을 사용한 원통형, 각형, 파우치(pouch)형 또는 코인(coin)형 등이 될 수 있다.The lithium secondary battery is not limited in its outer shape, but may be cylindrical, square, pouch type, coin type, or the like using a can.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the embodiments according to the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention.

실시예Example

캐소드 활물질 LiCoO2 94 중량부, Super-P(도전재) 3 중량부, PVdF(바인더) 3 중량부를 용제인 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)에 첨가하여 캐소드 혼합물 슬러리를 제조한 후, 긴 시트형 알루미늄 호일 상에 코팅, 건조 및 압착하여 캐소드 시트를 제조하였다. 이후, 폭 5 mm의 다공성 PE 재질의 활성화부 및 폭 10 mm의 OPP 재질의 비활성화부로 이루어진 캐소드 테이프 필름을 상기 활성화부가 캐소드 활물질의 도포 영역 상에 위치하고, 상기 비활성화부가 캐소드 활물질의 미도포 영역 상에 위치하도록 부착시켰다.94 parts by weight of a cathode active material LiCoO 2 , 3 parts by weight of Super-P (conductive material) and 3 parts by weight of PVdF (binder) were added to NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) as a solvent to prepare a cathode mixture slurry. A cathode sheet was prepared by coating, drying and pressing on a sheet-like aluminum foil. Thereafter, a cathode tape film composed of an active portion of a porous PE material having a width of 5 mm and an inactive portion of an OPP material having a width of 10 mm was placed on the application region of the cathode active material, Respectively.

애노드 활물질로는 인조흑연을 사용하였고, 인조흑연 92 중량부, 및 Super-P(도전재) 4 중량부, PVdF(바인더) 4 중량부를 용제인 NMP에 첨가하여 애노드 혼합물 슬러리를 제조한 후, 긴 시트형 구리 호일 상에 코팅, 건조 및 압착하여 애노드 시트를 제조하였다.Artificial graphite was used as the anode active material, and 92 parts by weight of artificial graphite, 4 parts by weight of Super-P (conductive material) and 4 parts by weight of PVdF (binder) were added to NMP as a solvent to prepare an anode mixture slurry. An anode sheet was prepared by coating, drying and pressing on a sheet-like copper foil.

상기에서 제조된 캐소드 및 애노드 전극 시트들과 18 ㎛ 두께의 PP/PE 재질의 세퍼레이터를 스태킹 방식을 이용하여 단위 셀들을 조립하였다. 그런 다음, 전해액 (에틸렌카보네이트(EC)/프로필렌카보네이트(PC)/디에틸카보네이트(DEC) = 3/2/5 (부피비), 리튬헥사플로로포스페이트 (LiPF6) 1몰)을 주입하여 리튬 이차전지를 제조하였다.
The unit cells were assembled by stacking the cathode and anode electrode sheets prepared above and the separator of PP / PE having a thickness of 18 탆. Then, an electrolyte (ethylene carbonate (EC) / propylene carbonate (PC) / diethyl carbonate (DEC) = 3/2/5 (volume ratio) and 1 mol of lithium hexafluorophosphate (LiPF6) .

비교예Comparative Example

OPP 단일 재질의 15 mm 폭을 갖는 캐소드 테이프 필름을 사용한 점을 제외하고는, 실시예와 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example except that a cathode tape film having a width of 15 mm as a single material of OPP was used.

리튬 이차전지의 특성 평가Evaluation of characteristics of lithium secondary battery

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 리튬 이차전지의 단위 셀을 이용하여, 용량을 평가하였다. The capacity was evaluated using the unit cells of the lithium secondary battery produced in the above Examples and Comparative Examples.

용량 확인 후, 4.20V 만충전을 실시하고, 셀을 분해하여 캐소드 테이프 필름 내에 캐소드 활물질이 아일랜드(island) 형태로 존재하는지 여부, 그 해당 부분과 대면하는 애노드 상에 리튬 석출 현상이 있는지 여부를 관찰하였고, 이 결과를 하기 표 1에 나타내었다.After confirming the capacity, the battery was fully charged at 4.20 V, and the cell was disassembled to see whether the cathode active material existed in the form of an island in the cathode tape film and whether or not there was lithium precipitation on the anode facing the relevant portion The results are shown in Table 1 below.

실시예Example 비교예Comparative Example 0.2C 방전 용량0.2C discharge capacity 102%102% 100%100% 애노드 호일 표면 위의 리튬 석출 여부Lithium deposition on the anode foil surface 없음none 없음none

하기 표 1을 참조하면, 실시예의 경우 비교예와 대비하여 용량이 증가되었고, 캐소드 테이프에 의해 비정상적으로 코팅된 캐소드 아일랜드에 의한 애노드 호일 표면 위로의 리튬 석출 현상은 관찰되지 않았다.Referring to Table 1, in the case of the embodiment, the capacity was increased in comparison with the comparative example, and lithium precipitation phenomenon on the anode foil surface by the cathode islands coated abnormally by the cathode tape was not observed.

10, 20, 30: 캐소드 테이프 필름
11, 21, 31: 비활성화부
12, 22, 32: 활성화부
23, 33: 집전체
24, 34: 활물질의 도포 영역
10, 20, 30: cathode tape film
11, 21, 31: Inactivating unit
12, 22, 32:
23, 33: Whole house
24, 34: application region of the active material

Claims (7)

집전체, 상기 집전체의 적어도 일면 상에 형성된 캐소드 활물질의 도포 영역 및 상기 집전체 상에 캐소드 활물질이 도포되지 않은 미도포 영역을 구비하는 캐소드;
애노드;
상기 캐소드와 애노드 사이에 개재된 세퍼레이터; 및
상기 캐소드 활물질의 도포 영역과 미도포 영역의 경계를 걸쳐서 부착된 캐소드 테이프 필름을 포함하고,
상기 캐소드 테이프 필름이 리튬 이온의 이동이 가능한 활성화부와 리튬 이온의 이동이 불가능한 비활성화부를 구비하고,
상기 활성화부가 캐소드 활물질의 도포 영역에 부착되고, 상기 비활성화부가 캐소드 활물질의 미도포 영역에 부착되어 있으며,
상기 활성화부가 다공성 고분자 필름 또는 부직포로 이루어지고, 상기 비활성화부가 고밀도 필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기화학소자.
A cathode having a current collector, a coating region of the cathode active material formed on at least one surface of the current collector, and an uncoated region on which the cathode active material is not coated;
Anode;
A separator interposed between the cathode and the anode; And
And a cathode tape film attached over the boundary between the coated region of the cathode active material and the uncoated region,
Wherein the cathode tape film has an activating portion capable of moving lithium ions and an inactivating portion capable of preventing lithium ions from moving,
Wherein the activating part is attached to the application area of the cathode active material, the deactivating part is attached to the non-application area of the cathode active material,
Wherein the activating part comprises a porous polymer film or a nonwoven fabric, and the deactivating part comprises a high-density film.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 다공성 고분자 필름이 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트 (polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 폴리페닐렌설파이드로(polyphenylenesulfidro), 및 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 형성된 것을 특징으로 하는 전기화학소자.
The method according to claim 1,
Wherein the porous polymeric film is selected from the group consisting of high density polyethylene, low density polyethylene, linear low density polyethylene, ultra high molecular weight polyethylene, polypropylene polyethylene terephthalate, polybutyleneterephthalate, polyester, polyacetal, But are not limited to, polyamide, polycarbonate, polyimide, polyetheretherketone, polyethersulfone, polyphenylene oxide, polyphenylenesulfrode, Wherein the electrochemical device is formed of any one selected from the group consisting of polyethylene naphthalene, or a mixture of two or more thereof.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 캐소드 테이프 필름이 활성화부와 비활성화부의 측면이 서로 접합하여 연장되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기화학소자.
The method according to claim 1,
Wherein the cathode tape film is formed by extending the activating portion and the side surface of the inactivating portion by bonding to each other.
제1항에 있어서,
상기 캐소드 테이프 필름이 활성화부의 하면의 일부에 비활성화부가 접합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기화학소자.
The method according to claim 1,
Wherein the cathode tape film is formed by bonding a deactivating portion to a part of the lower surface of the activating portion.
제1항에 있어서,
상기 전기화학소자가 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전기화학소자.
The method according to claim 1,
Wherein the electrochemical device is a lithium secondary battery.
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