KR101645470B1 - Electrode Assembly for Secondary Battery of Improved Low-Temperature Property and Secondary Battery Containing the Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양극 집전체 상에 양극 합제가 도포되어 있는 양극, 음극 집전체 상에 음극 합제가 도포되어 있는 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 유닛셀(unit cell)이 복수개 포함되어 있고, 유닛셀들 중에서 1개 이상은 제 1 유닛셀이고 나머지 유닛셀들은 제 2 유닛셀이며, 상기 제 2 유닛셀은 집전체 상에 도포된 전극 합제의 로딩량이 제 1 유닛셀보다 상대적으로 적은 것을 특징으로 하는 전극조립체에 관한 것이다. The present invention includes a plurality of unit cells each including a positive electrode coated with a positive electrode mixture on a positive electrode collector, a negative electrode coated with a negative electrode mixture on a negative electrode collector, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode Wherein at least one of the unit cells is a first unit cell and the remaining unit cells are a second unit cell and the second unit cell has a loading amount of the electrode mixture applied on the current collector relative to the first unit cell Wherein the electrode assembly includes a plurality of electrode assemblies.
Description
본 발명은 저온 특성이 향상 된 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode assembly having improved low temperature characteristics and a secondary battery including the same.
환경문제에 대한 관심이 커짐에 따라 대기오염의 주요 원인의 하나인 가솔린 차량, 디젤 차량 등 화석연료를 사용하는 차량을 대체할 수 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 동력원으로는 주로 니켈 수소금속 이차전지가 사용되고 있지만, 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지를 사용하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 일부 상용화 단계에 있다.As the interest in environmental issues grows, researches on electric vehicles and hybrid electric vehicles that can replace fossil fuel-based vehicles such as gasoline vehicles and diesel vehicles, which are one of the main causes of air pollution, are being conducted. Although nickel-metal hydride secondary batteries are mainly used as power sources for such electric vehicles and hybrid electric vehicles, researches using lithium secondary batteries having high energy density and discharge voltage are being actively carried out, and they are in the commercialization stage.
한편, 리튬 이차전지를 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 동력원으로 사용하기 위해서는, 휴대폰, 노트북, PDA 등에서 보다 가혹한 조건에서 작동할 수 있는 성능이 요구된다. 일반적으로, 차량은 겨울철과 같이 낮은 기온에서도 작동될 수 있어야 하는 바, 상기와 같은 요건의 대표적인 예로 저온에서의 우수한 출력 특성을 들 수 있다.On the other hand, in order to use a lithium secondary battery as a power source for an electric vehicle or a hybrid electric vehicle, it is required to have performance capable of operating under harsh conditions in a mobile phone, a notebook computer, a PDA, and the like. In general, the vehicle must be able to operate at low temperatures, such as during winter, and a representative example of such requirements is good output characteristics at low temperatures.
이에, 종래에는 새로운 양극 활물질 및 전해액을 사용하여 리튬 이차전지의 저온 특성을 향상 시키려는 시도가 계속되어 왔다. 그러나, 이러한 시도에도 불구하고 소망하는 정도의 저온 특성을 발휘하는 이차전지에 개발이 이뤄지지 않고 있는 실정이다. 특히, 저온 조건에서 전기화학 반응 속도 저하에 따른 전지의 용량 및 출력 감소 문제는 매우 심각하다.Therefore, in the past, attempts have been made to improve the low-temperature characteristics of a lithium secondary battery using a new cathode active material and an electrolyte solution. However, in spite of such attempts, development has not been made in a secondary battery exhibiting a desired low temperature characteristic. Particularly, the problem of reducing the capacity and output of the battery due to the decrease in the electrochemical reaction rate at a low temperature is very serious.
따라서, 저온 조건 하에서 고용량을 가지면서도 출력 특성이 우수한 리튬 이차전지 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a lithium secondary battery technology that has a high capacity under low temperature conditions and excellent output characteristics.
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, 전극조립체가 전극 합제의 로딩량이 서로 다른 복수개의 유닛셀(unit cell)이 포함하는 경우, 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 the electrode assembly includes a plurality of unit cells having different loading amounts of the electrode mixture as described later, The present invention has been accomplished on the basis of these findings.
따라서, 본 발명에 따른 전극조립체는 양극 집전체 상에 양극 합제가 도포되어 있는 양극, 음극 집전체 상에 음극 합제가 도포되어 있는 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 유닛셀(unit cell)이 복수개 포함되어 있고, 유닛셀들 중에서 1개 이상은 제 1 유닛셀이고 나머지 유닛셀들은 제 2 유닛셀이며, 상기 제 2 유닛셀은 집전체 상에 도포된 전극 합제의 로딩량이 제 1 유닛셀보다 상대적으로 적은 것을 특징으로 한다.Therefore, the electrode assembly according to the present invention comprises a positive electrode having a positive electrode mixture coated on a positive electrode collector, a negative electrode having a negative electrode mixture coated on the negative electrode collector, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode wherein at least one of the unit cells is a first unit cell and the remaining unit cells are a second unit cell, and the second unit cell includes a plurality of unit cells, 1 unit cell.
상기와 같은 구조의 전극조립체는, 제 2 유닛셀에 상대적으로 적은 전극 합제가 로딩되어 있어, 제 1 유닛셀에 비해 전기 저항이 작고, 이로 인해 더 빠른 방전이 일어나게 되는 바, 제 1 유닛셀에 비해 더 많은 열이 발생하게 되고, 이 때 발생한 열이 제 1 유닛셀에 전달되어 제 1 유닛셀의 온도가 상승하면, 제 1 유닛셀의 전기 화학 반응이 촉진되므로, 전극조립체 전체를 기준으로 볼 때 저온에서의 출력 특성 및 용량이 향상되는 효과가 있다. In the electrode assembly having the above structure, relatively few electrode assemblies are loaded in the second unit cell, so that the electric resistance is smaller than that of the first unit cell, When the temperature of the first unit cell is increased, the electrochemical reaction of the first unit cell is promoted. Therefore, when the temperature of the first unit cell is increased, There is an effect that the output characteristics and the capacity at low temperatures are improved.
이와 관련하여, 전기 저항, 발열량, 및 열 전달에 대한 일반식은 다음과 같다. In this regard, the general formula for electrical resistance, calorific value, and heat transfer is as follows.
V = IR (1)V = IR (1)
Q = IVt = I2Rt (2) Q = IVt = I 2 Rt ( 2)
Qc = kAΔT/L (3)Qc = kA? T / L (3)
상기 식들에서 V는 전압, I는 전류, R은 전기 저항, Q는 발열량, t는 시간, Qc는 전도에 열 전달량, k는 열 전도 계수, A는 열 전달이 일어나는 단면적, ΔT는 열 전달이 일어나는 두 물체간 온도 차, L은 열 전달 거리를 의미한다. In the above equations, V is the voltage, I is the current, R is the electrical resistance, Q is the caloric value, t is the time, Qc is the heat transfer to conduction, k is the thermal conductivity coefficient, A is the cross- The temperature difference between two objects occurring, and L the heat transfer distance.
상기 식 (1) 및 (2)를 통해 알 수 있듯이, 발열량은 전류의 제곱 및 저항에 비례하므로, 저항보다 전류의 크기에 의해 더 많은 영향을 받는 바, 전기 저항은 상대적으로 작지만 전류의 크기가 더 큰 제 2 유닛셀이 제 1 유닛셀에 비해 발열량이 더 크고, 이로 인해 제 2 유닛셀의 온도가 제 1 유닛셀보다 더 빠르게 상승하며, 유닛셀 간 온도 차(ΔT)가 커진다. As can be seen from the above equations (1) and (2), the calorific power is proportional to the square of the current and the resistance, and thus is more influenced by the magnitude of the current than the resistance. The electric resistance is relatively small, The larger second unit cell has a larger calorific value than that of the first unit cell, whereby the temperature of the second unit cell rises faster than that of the first unit cell, and the temperature difference? T between the unit cells becomes larger.
여기서, 식 (3)을 참조하면, 유닛셀 간 온도 차(ΔT)가 크면, 유닛셀 간 열 전달량(Qc)이 크고, 이로부터 본 발명에 따른 전극조립체의 경우, 모든 유닛셀에 전극 합제를 균등하게 로딩하는 경우에 비해, 유닛셀 간 활발한 열 전달이 일어나며, 따라서, 저온에서의 출력 특성 및 용량이 향상되는 효과가 있다. Referring to Equation (3), if the temperature difference? T between the unit cells is large, the heat transfer amount Qc between the unit cells is large. Thus, in the case of the electrode assembly according to the present invention, There is an effect that active heat transfer occurs between the unit cells as compared with the case of evenly loading, and therefore the output characteristics and capacity at low temperatures are improved.
이하에서는, 본 발명에 따른 전극조립체의 구성을 더욱 자세히 설명한다.Hereinafter, the configuration of the electrode assembly according to the present invention will be described in more detail.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 2 유닛셀의 개수는 전체 유닛셀들의 개수 대비 35% 내지 90%일 수 있고, 상세하게는 40% 내지 80%일 수 있다.In one specific example, the number of the second unit cells may be 35% to 90%, and in particular, 40% to 80% of the total number of unit cells.
상기 제 2 유닛셀의 개수가 전체 유닛셀들의 개수 대비 35% 미만인 경우에는 제 2 유닛셀의 발열량이 제 1 유닛셀의 전기 화학 반응을 활성화 시키기에 충분하지 않다는 문제가 있고, 90% 초과인 경우에는 일정한 부피에 동일한 전지 용량을 얻기 위해 제 1 유닛셀에 로딩되는 전극 합제의 양이 지나치게 많아지므로 레이트(rate) 특성이 저하되는 바, 바람직하지 않다.If the number of the second unit cells is less than 35% of the total number of unit cells, there is a problem that the calorific value of the second unit cell is not sufficient to activate the electrochemical reaction of the first unit cell, The amount of the electrode assembly to be loaded in the first unit cell to obtain the same battery capacity at a constant volume becomes excessively large, and the rate characteristic deteriorates, which is not preferable.
한편, 상기 전극 합제는 양극 합제 및/또는 음극 합제일 수 있는 바, 하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 유닛셀은 양극 합제 및 음극 합제 중 적어도 하나 이상의 로딩량이 제 2 유닛셀보다 상대적으로 많을 수 있다. The electrode assembly may be a cathode mix and / or a cathode mix. In one specific example, the first unit cell may have a relatively larger loading amount of at least one of the cathode mixture and the anode mixture than the second unit cell. have.
하나의 예에서, 상기 전극 합제가 양극 합제인 경우, 상기 제 2 유닛셀의 양극 합제의 로딩량은 중량 기준으로 제 1 유닛셀의 양극 합제의 로딩량 대비 50% 내지 95%일 수 있고, 상세하게는 65% 내지 90%일 수 있다.In one example, when the electrode mix is a cathode mix, the loading amount of the cathode mix of the second unit cell may be 50% to 95% of the loading amount of the cathode mix of the first unit cell on a weight basis, May range from 65% to 90%.
상기 제 2 유닛셀의 양극 합제의 로딩량이 중량 기준으로 제 1 유닛셀의 양극 합제의 로딩량 대비 50% 미만인 경우에는 경우에는 일정한 부피에 동일한 전지 용량을 얻기 위해 제 1 유닛셀에 로딩되는 전극 합제의 양이 지나치게 많아지므로 레이트(rate) 특성이 저하되어 바람직하지 않고, 95% 초과인 경우에는 제 2 유닛셀의 전기 저항이 제 1 유닛셀과 유사하여 전류의 크기도 서로 유사해지는 바, 제 2 유닛셀의 발열량이 제 1 유닛셀을 활성화 시키기에 충분하지 않다는 문제가 있다. If the loading amount of the positive electrode mixture in the second unit cell is less than 50% of the loading amount of the positive electrode mixture in the first unit cell on the basis of weight, The electric resistance of the second unit cell is similar to that of the first unit cell and the magnitudes of the currents are similar to each other. As a result, There is a problem that the amount of heat generated by the unit cell is not sufficient to activate the first unit cell.
또 하나의 예에서, 전극 합제가 음극 합제인 경우, 상기 제 2 유닛셀의 음극 합제의 로딩량은 중량 기준으로 제 1 유닛셀의 음극 합제의 로딩량 대비 50% 내지 95%일 수 있고, 상세하게는 65% 내지 90%일 수 있다.In another example, when the electrode mixture is an anode mixture, the loading amount of the anode mixture of the second unit cell may be 50% to 95% of the loading amount of the anode mixture of the first unit cell on a weight basis, May range from 65% to 90%.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 2 유닛셀의 양극 합제와 제 1 유닛셀의 양극 합제는 서로 동일한 조성을 가질 수 있고, 다른 예에서 서로 다른 조성을 가질 수 있다. 또한, 상기 제 2 유닛셀의 음극 합제와 제 1 유닛셀의 음극 합제도 서로 동일한 조성을 가질 수 있으며, 다른 예에서 서로 다른 조성을 가질 수 있다. In one specific example, the positive electrode mixture of the second unit cell and the positive electrode mixture of the first unit cell may have the same composition with each other, and in another example, they may have different compositions. Also, the negative electrode mixture of the second unit cell and the negative electrode mixture of the first unit cell may have the same composition, and in another example, they may have different compositions.
상기 제 2 유닛셀과 제 1 유닛셀에 있어서, 양극 합제의 조성이 서로 동일한 경우 또는 음극 합제의 조성이 서로 동일한 경우에는, 한 종류의 양극 합제 또는 음극 합제만을 제조하면 되므로 제조 공정을 간소화 및 제조 비용 절감이 가능하다.In the case where the composition of the positive electrode mixture in the second unit cell and the first unit cell are the same or the compositions of the negative electrode mixture are the same, only one type of positive electrode mixture or negative electrode mixture can be produced, Cost reduction is possible.
한편, 상기 제 2 유닛셀과 제 1 유닛셀에 있어서, 양극 합제의 조성이 서로 다른 경우 또는 음극 합제의 조성이 서로 다른 경우에는, 저온 특성이 상대적으로 더 뛰어난 양극 합제 또는 음극 합제를 제 2 유닛셀에 사용하여 전극조립체 전체의 저온 특성을 더욱 향상 시킬 수 있다.On the other hand, when the composition of the positive electrode mixture is different or the composition of the negative electrode mixture is different in the second unit cell and the first unit cell, the positive electrode material mixture or the negative electrode material mixture having a relatively low- It is possible to further improve the low-temperature characteristics of the electrode assembly as a whole.
상기 제 1 유닛셀과 제 2 유닛셀의 전극조립체 내의 배열방식은 한정되지 아니하나, 상세하게는, 상기 전극조립체의 적어도 일부에서 제 1 유닛셀과 제 2 유닛셀이 교번 배열 될 수 있고, 제 2 유닛셀이 전극조립체의 최외측에 배열 될 수 있다.The arrangement of the first unit cell and the second unit cell in the electrode assembly is not limited. Specifically, the first unit cell and the second unit cell may be alternately arranged in at least a part of the electrode assembly, Two unit cells can be arranged on the outermost side of the electrode assembly.
한편, 전극조립체의 구조의 종류도 한정되지 아니하고, 상기 전극조립체의 복수의 유닛셀들은 분리막에 의해 권취되어 있는 스택 및 폴딩형 구조로 이루어질 수 있고, 순차적으로 적층되어 있는 스택형 구조일 수 있으며, 각각 양극, 음극, 및 분리막이 함께 권취되어 있는 젤리롤형 구조일 수 있다.In addition, the type of the electrode assembly is not limited, and a plurality of unit cells of the electrode assembly may be stacked and folded by a separator, stacked sequentially, And may be a jelly roll type structure in which an anode, a cathode, and a separator are wound together.
상기 젤리롤형 전극조립체는, 집전체로 사용되는 금속 호일에 전극 활물질 등을 코팅하고 건조 및 프레싱한 후, 소망하는 폭과 길이의 밴드 형태로 재단하고 분리막을 사용하여 양극과 음극을 격막한 후 나선형으로 감아 제조되며, 원통형 전지에는 적합하나 각형 또는 파우치형 전지에 적용함에 있어서는 전극 활물질의 박리 문제, 낮은 공간 활용성 등의 단점이 있다.The jelly roll type electrode assembly is manufactured by coating an electrode active material or the like on a metal foil used as a current collector, drying and pressing the electrode active material, cutting the electrode into a band shape having a desired width and length, separating the anode and the cathode using a separator, And is suitable for a cylindrical battery. However, when applied to a square or pouch type battery, there is a disadvantage in peeling of an electrode active material and low space utilization.
한편, 스택형 전극조립체는 다수의 음극 및 양극 단위체들을 순차적으로 적층한 구조로서, 각형의 형태를 얻기가 용이한 장점이 있지만, 제조과정이 번잡하고 충격이 가해졌을 때 전극이 밀려서 단락이 유발되는 단점이 있다.On the other hand, the stacked electrode assembly has a structure in which a plurality of cathode and anode unit bodies are sequentially stacked, and it is easy to obtain a rectangular shape. However, when the manufacturing process is troublesome and impact is applied, the electrode is pushed and short- There are disadvantages.
다른 한편, 상기 스택 및 폴딩형 전극조립체는 일정한 단위 크기의 음극/분리막/양극 구조의 풀셀(full cell) 또는 음극(양극)/분리막/양극(음극)/분리막/음극(양극) 구조의 바이셀(bicell)을 긴 길이의 연속적인 분리막을 이용하여 폴딩한 구조이며, 젤리롤형 전극조립체 및 스택형 전극조립체의 단점을 보완한 구조이다.On the other hand, the stack and folding type electrode assemblies have a structure in which a full cell of a negative electrode / separator / positive electrode structure having a constant unit size or a bi-cell of a negative electrode (positive electrode) / separator / positive electrode (negative electrode) / separator / and a bicell is folded by using a continuous long separator. The structure of the jelly roll type electrode assembly and the stacked electrode assembly is complemented by the structure.
유닛셀을 이루는 상기 음극은, 예를 들어, 음극 집전체의 양면에 음극 활물질, 도전재 및 바인더를 포함하는 음극 합제를 도포한 후 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라서는 상기 음극 합제에 충진제 등의 기타 첨가제를 더 첨가하기도 한다.The negative electrode constituting the unit cell is manufactured, for example, by applying a negative electrode mixture containing an anode active material, a conductive material and a binder to both surfaces of a negative electrode collector, followed by drying and pressing. If necessary, Other additives may be added.
상기 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 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, 및 알루미늄-카드뮴 합금 중에서 선택되는 하나를 사용할 수 있고, 상세하게는 구리가 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 negative electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical changes in the battery. Examples of the negative electrode current collector include copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, copper or stainless steel The surface of which is surface-treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like, and aluminum-cadmium alloy may be used. In particular, copper may 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.
상기 음극 활물질은 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe’yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me’: Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있지만 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The negative electrode active material may include, for example, carbon such as non-graphitized carbon or graphite carbon; Li x Fe 2 O 3 (0≤x≤1 ), Li x WO 2 (0≤x≤1), Sn x Me 1-x Me 'y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me' : Metal complex oxides such as Al, B, P, Si,
상기 도전재는 통상적으로 음극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 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 30% by weight based on the total weight of the mixture including the anode 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 음극 합제 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 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 binding of the active material to the conductive material and bonding to the current collector, and is usually added in an amount of 1 to 30 wt% based on the total weight of the negative electrode material mixture. 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 음극의 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 negative electrode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing 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, 양극은 양극 집전체 상에 양극 활물질과 필요에 따라 상기에서와 같은 도전재, 바인더, 충진제 등을 선택적으로 포함하는 양극 합제를 도포, 건조 및 프레싱하여 제조될 수 있다.On the other hand, the positive electrode can be prepared by applying, drying and pressing a positive electrode active material on the positive electrode current collector, and optionally a positive electrode material mixture containing a conductive material, a binder and a filler as described above.
상기 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 음극 집전체는 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티타늄, 및 알루미늄이나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티타늄 또는 은으로 표면처리 한 것 등이 사용될 수 있다. 또한, 음극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The anode current collector is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery. For example, the anode current collector may be made of stainless steel, aluminum, nickel, titanium, Carbon, nickel, titanium or silver, and the like may be used. In addition, like the negative electrode collector, fine unevenness can be formed on the surface to enhance the bonding force of the positive electrode active material, and it can be used in various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric.
상기 양극 활물질은, 예를 들어, 예를 들어, 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; 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, for example, 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); 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.
상기 분리막은 음극과 양극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 마이크로미터고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 마이크로미터다. 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 cathode and the anode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the membrane is generally 0.01 to 10 micrometers, and the thickness is generally 5 to 300 micrometers. 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.
본 발명은, 상기 전극조립체를 포함하는 이차 전지를 제공하며, 상기 이차전지는 본 발명에 따른 전극조립체에 리튬염 함유 비수 전해질이 함침되어 있는 구조일 수 있다. The present invention provides a secondary battery comprising the electrode assembly, wherein the secondary battery is a structure in which a lithium salt-containing nonaqueous electrolyte is impregnated in the electrode assembly according to the present invention.
상기 리튬염 함유 비수 전해질은 비수 전해질과 리튬염으로 이루어져 있으며, 상기 비수 전해질로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용되지만 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The lithium salt-containing nonaqueous electrolyte is composed of a nonaqueous electrolyte and a lithium salt. Examples of the nonaqueous electrolyte include nonaqueous organic solvents, organic solid electrolytes, inorganic solid electrolytes, and the like.
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, 테트라히드록시푸란, 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 derivatives, Tetrahydrofuran derivatives, ether, 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 비수 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 substance that is soluble in the nonaqueous electrolyte and includes, 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 carboxylate lithium, lithium tetraphenylborate, and imide.
또한, 비수 전해질에는 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.The nonaqueous electrolyte may contain, for the purpose of improving charge / discharge characteristics, flame retardancy, etc., for example, pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, glyme, N, N-substituted imidazolidine, ethylene glycol dialkyl ether, ammonium salt, pyrrole, 2-methoxyethanol, aluminum trichloride and the like may be added have. 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 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 비수 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 nonaqueous electrolyte.
본 발명은 또한, 상기 이차전지를 단위전지로 포함하는 전지팩을 제공한다. The present invention also provides a battery pack including the secondary battery as a unit battery.
상기 전지팩은 저온 조건에서도 높은 출력 및 고용량을 요구하는 디바이스의 전원으로 사용될 수 있고, 상기 디바이스의 구체적인 예로는, 컴퓨터, 휴대폰, 파워 툴(power tool) 등의 소형 디바이스와, 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 등의 중대형 디바이스를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The battery pack can be used as a power source for a device requiring high output and high capacity under low temperature conditions. Specific examples of the device include a small device such as a computer, a mobile phone, a power tool, A power tool for receiving and moving the power tool; 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; Power storage systems, and the like, but are not limited thereto.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극조립체는, 유닛셀(unit cell)이 복수개 포함되어 있고, 유닛셀들 중에서 1개 이상은 제 1 유닛셀이고 나머지 유닛셀들은 제 2 유닛셀이며, 상기 제 2 유닛셀은 집전체 상에 도포된 전극 합제의 로딩량이 제 1 유닛셀보다 상대적으로 적은 구성을 가지므로, 로딩량이 모두 일정한 유닛셀들을 포함하는 전극조립체와 비교하여 저온 조건에서 출력 특성이 향상 되고 용량이 증가하는 효과가 있다.As described above, the electrode assembly according to the present invention includes a plurality of unit cells, wherein at least one of the unit cells is a first unit cell and the remaining unit cells are a second unit cell, The second unit cell has a configuration in which the loading amount of the electrode mixture applied on the current collector is relatively smaller than that of the first unit cell so that the output characteristic is improved in a low temperature condition as compared with the electrode assembly including unit cells having a constant loading amount And the capacity is increased.
도 1은 실시예 1 내지 3 및 비교예 1, 2에 따른 전지의 -10℃에서 방전 시 방전 용량에 따른 전압 변화를 나타낸 그래프이다;
도 2는 실험예 2의 ΔV 값의 정의를 표현하고 있다.FIG. 1 is a graph showing voltage changes according to discharge capacities during discharging at -10 ° C of the batteries according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2; FIG.
FIG. 2 shows the definition of the? V value in Experimental Example 2.
이하, 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범주가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples. However, the following Examples are intended to illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
<실시예 1>≪ Example 1 >
음극 활물질(Li4Ti5O12), 도전재(Denka black), 바인더, 및 기타 첨가제를 96.3: 1: 1.5: 1.2 의 중량비로 H2O에 넣고 믹싱하여 음극 합제를 제조하고, 6 ㎛ 두께의 알루미늄 호일에 상기 음극 합제를 로딩한 후 압연 및 건조하여 음극을 제조하였다. 이 때, 제 1 유닛셀의 음극에는 256 mg/25cm2의 음극 합제를 로딩하였고, 제 2 유닛셀의 음극에는 234 mg/25cm2의 음극 합제를 로딩하였다. The negative electrode active material (Li4Ti5O12), A conductive material (Denka black), a binder, and other additives in a weight ratio of 96.3: 1: 1.5: 1.2 to H2O to prepare a negative electrode material mixture. The negative electrode material mixture was loaded on an aluminum foil having a thickness of 6 탆, rolled and dried to prepare a negative electrode. At this time, in the cathode of the first unit cell, 256 mg / 25 cm2And the negative electrode of the second unit cell was loaded with 234 mg / 25 cm2of The negative electrode mixture was loaded.
또한, 양극으로는 LCO를 양극 활물질로 사용하고 도전재, 바인더를 각각 96: 2: 2 의 중량비로 NMP에 넣고 믹싱한 후 10 ㎛ 두께의 알루미늄 호일에 로딩하고, 압연 및 건조하여 양극을 제조하였다. 이 때, 제 1 유닛셀의 양극에는 530 mg/25cm2의 양극 합제를 로딩하였고, 제 2 유닛셀의 양극에는 490 mg/25cm2의 양극 합제를 로딩하였다. As the anode, LCO was used as a positive electrode active material, and a conductive material and a binder were mixed in NMP at a weight ratio of 96: 2: 2, mixed and loaded on an aluminum foil having a thickness of 10 탆, rolled and dried to prepare a positive electrode . At this time, a positive electrode mixture of 530 mg / 25 cm 2 was loaded on the positive electrode of the first unit cell, and a positive electrode mixture of 490 mg / 25 cm 2 was loaded on the positive electrode of the second unit cell.
이렇게 제조된 음극과 양극 사이에 분리막으로서 폴리에틸렌 다공성 막(Celgard, 두께: 16 ㎛)을 개재하여 제 1 유닛셀 및 제 2 유닛셀을 제조한 후, 분리막에 제 1 유닛셀 8개와 제 2 유닛셀 5개를 제 2 유닛셀이 전극조립체의 최외측에 위치하도록 배열하고 권취하여 스택 및 폴딩형 전극조립체를 제조하여, 전지케이스에 내장하였다. After the first unit cell and the second unit cell were fabricated with a polyethylene porous film (Celgard, thickness: 16 占 퐉) as a separator between the anode and the cathode thus prepared, the separator was provided with eight first unit cells and a second unit cell Five stacked and folded electrode assemblies were prepared by winding and arranging the second unit cells so as to be located on the outermost side of the electrode assembly, and were housed in the battery case.
여기에 프로필렌 카보네이트(PC): 디메틸 카보네이트(DMC): 에틸메틸 카보네이트(EMC)가 20: 40: 40 vol%로 혼합된 용매에 LiPF6가 1M로 녹아 있는 액체 전해액을 주입하고 26℃ 온도 조건에서 3일동안 함침시켜 전지를 제조하였다. 3일 간의 함침 후 포메이션(formation) 공정을 진행하고 디가스(degas) 및 리실링(resealing) 공정을 수행하여 전지를 완성하였다.
A liquid electrolyte in which 1 M of LiPF 6 was dissolved in a solvent in which propylene carbonate (PC): dimethyl carbonate (DMC): ethyl methyl carbonate (EMC) was mixed at 20: 40: 40 vol% The cells were impregnated for 3 days to prepare a battery. After the impregnation for 3 days, a formation process was carried out, and a degassing process and a resealing process were performed to complete the cell.
<실시예 2>≪ Example 2 >
상기 실시예 1에서 제 1 유닛셀 7개와 제 2 유닛셀 6개를 분리막에 의해 권취하여 스택 및 폴딩형 전극조립체를 제조 한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 전지를 제조하였다.
A battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that 7 stacked unit cells and 6 stacked unit cells were manufactured by winding a separator on the first and second unit cells.
<실시예 3>≪ Example 3 >
상기 실시예 1에서 제 1 유닛셀 6개와 제 2 유닛셀 7개를 분리막에 의해 권취하여 스택 및 폴딩형 전극조립체를 제조 한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 전지를 제조하였다.
A battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that 6 stacked unit cells and 7 stacked second unit cells were wound up with a separator to prepare stacked and folded electrode assemblies.
<비교예 1>≪ Comparative Example 1 &
상기 실시예 1에서 제 1 유닛셀 13개를 분리막에 의해 권취하여 스택 및 폴딩형 전극조립체를 제조 한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 전지를 제조하였다.
A battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that 13 stacked first unit cells were wound up with a separator to form stacked and folded electrode assemblies.
<비교예 2>≪ Comparative Example 2 &
상기 실시예 1에서 음극 제조 시 음극 합제를 256 mg/25cm2 로딩한 음극과 양극 제조 시 양극 합제를 510 mg/25cm2 로딩한 양극을 이용하여, 제 3 유닛셀을 제조하고, 이러한 제 3 유닛셀 13개를 분리막에 의해 권취하여 스택 및 폴딩형 전극조립체를 제조 한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 전지를 제조하였다.
A third unit cell was prepared by using a cathode loaded with a cathode mixture of 256 mg / 25 cm < 2 > and a cathode loaded with a cathode mixture of 510 mg / 25 cm < 2 & A battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that 13 stacked and folded electrode assemblies were prepared by winding 13 cells through a separator.
<실험예 1><Experimental Example 1>
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1, 2의 전지를 23℃에서 고속 방전하여 출력 전압이 3 V가 될 때까지의 용량을 측정하고, 완충 후 -10℃에서 고속 방전하여 출력 전압이 3 V가 될 때까지의 용량을 측정하여, 20℃ 용량 대비 -10℃ 용량의 비율을 계산하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The batteries of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were discharged at a high rate at 23 캜 to measure the capacity until the output voltage became 3 V and the battery was discharged at a high rate of -10 캜 after the buffering, , And the ratio of the capacity at -10 캜 to the capacity at 20 캜 was calculated. The results are shown in Table 1 below.
상기 표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 3의 전지가 비교예 1 및 2의 전지에 비해 20℃ 용량 대비 -10℃ 용량 비율이 모두 높음을 알 수 있다. 이러한 결과는 실시예 1 내지 3의 전지의 저온 조건에서의 용량이 비교예 1 및 2의 전지에 비해 우수함을 나타낸다.
Referring to Table 1, it can be seen that the batteries of Examples 1 to 3 have a higher capacity ratio of -10 ° C to 20 ° C than the batteries of Comparative Examples 1 and 2. These results show that the capacity of the batteries of Examples 1 to 3 at low temperature conditions is superior to that of the batteries of Comparative Examples 1 and 2. [
<실험예 2><Experimental Example 2>
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1, 2의 전지를 -10℃에서 고속 방전하여 출력 전압이 3 V가 될 때까지의 전압 변화를 측정하고, 각각의 전지에서 측정 된 최대 전압에서 방전 초기(방전 용량 100mAh 이하)의 최저 전압을 뺀 값(ΔV)을 계산하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. The batteries of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were subjected to high-speed discharge at -10 ° C to measure the voltage change until the output voltage reached 3 V, and the initial voltage at the maximum voltage measured in each battery Discharge capacity of 100 mAh or less) was subtracted from the lowest voltage (? V). The results are shown in Table 2 below.
상기 표 2를 참조하면, 실시예 1 내지 3의 전지가 비교예 1, 2의 전지에 비해 ΔV 값이 크다는 것을 알 수 있다. 이러한 결과는 실시예 1 내지 3의 전지가 비교예 1 및 2에 비해 저온 조건에서 더 우수한 출력 특성을 가짐을 나타낸다.
Referring to Table 2, it can be seen that the batteries of Examples 1 to 3 have larger ΔV values than the batteries of Comparative Examples 1 and 2. These results show that the batteries of Examples 1 to 3 have better output characteristics at low temperature than those of Comparative Examples 1 and 2.
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 (20)
유닛셀들 중에서 1개 이상은 제 1 유닛셀이고 나머지 유닛셀들은 제 2 유닛셀이며;
상기 제 2 유닛셀은 집전체 상에 도포된 전극 합제의 로딩량이 제 1 유닛셀보다 상대적으로 적고,
상기 제 2 유닛셀의 개수는 전체 유닛셀들의 개수 대비 35% 내지 90%인 것을 특징으로 하는 전극조립체.A plurality of unit cells including a positive electrode coated with a positive electrode mixture on a positive electrode collector, a negative electrode coated with a negative electrode mixture on a negative electrode collector, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode;
At least one of the unit cells is a first unit cell and the remaining unit cells are a second unit cell;
The second unit cell has a relatively small amount of loading of the electrode mixture applied on the current collector than the first unit cell,
Wherein the number of the second unit cells is 35% to 90% of the total number of unit cells.
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