KR101645773B1 - 전극 활물질 슬러리 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 - Google Patents

전극 활물질 슬러리 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR101645773B1
KR101645773B1 KR1020130008648A KR20130008648A KR101645773B1 KR 101645773 B1 KR101645773 B1 KR 101645773B1 KR 1020130008648 A KR1020130008648 A KR 1020130008648A KR 20130008648 A KR20130008648 A KR 20130008648A KR 101645773 B1 KR101645773 B1 KR 101645773B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
active material
electrode active
material slurry
cellulose
compound
Prior art date
Application number
KR1020130008648A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140095804A (ko
Inventor
구창완
안병훈
배준성
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020130008648A priority Critical patent/KR101645773B1/ko
Publication of KR20140095804A publication Critical patent/KR20140095804A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101645773B1 publication Critical patent/KR101645773B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
    • H01M4/602—Polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H01M4/622—Binders being polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

본 발명은 a) 전극 활물질; b) 도전제; c) 바인더; 및 d) 중량 평균 분자량(Mw)이 600,000 내지 1,200,000이고, 치환도가 1.0 내지 1.4인 셀룰로오스계 화합물을 포함하는 전극 활물질 슬러리 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다. 상기 범위의 분자량과 치환도를 갖는 셀룰로오스계 화합물을 사용함으로써 전극 활물질 슬러리의 상안정성을 향상시키고 전지 특성을 향상시킬 수 있다.

Description

전극 활물질 슬러리 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지{ELECTRODE ACTIVE MATERIAL SLURRY AND SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME}
본 발명은 셀룰로오스계 화합물을 포함하는 전극 활물질 슬러리, 이를 포함하는 전극 및 리튬 이차 전지에 관한 것이다
리튬 이차 전지는 통상적으로 양극 집전체의 적어도 일면에 양극 활물질층을 형성시킨 양극, 음극 집전체의 적어도 일면에 음극 활물질층을 형성시킨 음극 및 상기 양극과 음극의 사이에 개재되어 이들을 전기적으로 절연시키는 세퍼레이터를 구비한다. 음극 활물질층을 구성하는 음극 활물질로는 탄소질 재료가 주로 사용되고 있으나, 리튬 이차 전지의 용량을 더욱 향상시키기 위하여 실리콘이나 주석과 같은 금속 또는 이들의 산화물로 이루어진 음극 활물질에 대한 연구가 계속되고 있다.
음극 활물질층을 집전체에 형성하는 방법으로는 음극 활물질 입자와 바인더를 용매에 분산시킨 음극 활물질 슬러리를 집전체에 직접 도포 및 건조시켜 형성하거나, 또는 음극 활물질 슬러리를 별도의 지지체 상부에 도포 및 건조시킨 다음, 이 지지체로부터 박리한 필름을 집전체 상에 라미네이션하는 방법으로 형성한다. 바인더는 음극 활물질 입자들끼리의 결착은 물론, 음극 활물질 입자와 집전체 사이의 결착을 유지시키는 기능을 수행하므로 전극의 성능에 큰 영향을 준다.
리튬 이차 전지의 바인더로 사용되는 폴리비닐리덴 플루오라이드 고분자는 전기화학적으로 안정하다는 장점을 갖는다. 다만, NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)와 같은 유기용매에 용해시켜 음극 활물질 슬러리로 제조해야 하는 환경적인 문제점이 있다.
이에 따라 최근에는 물을 분산매로 사용하고 바인더로서 스티렌-부타디엔 고무(SBR)와 같은 합성고무를 이용하여 음극 활물질층을 형성하는 방법이 이용되고 있다. SBR계 바인더는 PVdF에 비해 소량을 사용하여도 같은 효과를 나타내며, SBR계는 전기 화학적으로 안정하다. 바인더로 SBR계를 사용하는 경우 SBR이 물에 분산될 수 있고, 이로 인해 전극 활물질 슬러리 용매로 물을 사용할 수 있으므로, 환경친화적이다.
한편, 코팅 공정상 점도 조절은 필수적이며, 점도, 고형분 농도, 코팅층 두께, 코팅 속도, 용매 증발 속도 및 용매 증발량은 모두 유기적으로 서로 영향을 준다. 따라서, SBR계 바인더를 사용할 경우 전극 슬러리의 점도 조절을 위해 증점제가 사용되고, 특히 카르복시메틸셀룰로오스 (CMC)와 같은 셀룰로오스계 증점제가 검토되고 있다. 이와 같이, 바인더로 스티렌-부타디엔 고무(SBR)를 사용하고 증점제로 셀룰로오스계 고분자를 사용하면, 전지의 파열위험성 감소 및 전지용량 증대를 도모할 수 있다. 또 증점제를 사용하면 고형분 침강을 억제하여 용액 상부 및 하부의 점도, 그리고 분산상태가 오랜 시간 동일하게 지속됨으로써 슬러리의 점도가 안정화될 수 있다.
증점제인 CMC(카르복시메틸 셀룰로오스)도 약간의 분산효과를 가지고 있기 때문에, 상기 문제점을 해결하기 위해, 증점제인 CMC의 양을 증가시키면, 카본블랙의 확산효과 저조를 개선시킬 수 있고 분산 상 문제를 해결해 줄 수 있다.
그러나, 이 경우 활물질 당 CMC의 무게비가 증가함으로 인해 결과적으로 활물질의 무게비의 감소를 유발, 결국 전극용량의 감소 및 전지특성의 저하로 이어지게 되고, 증점제 증가로 인해 점도도 상승하여 공정상 적용이 불가능하게 되므로 용매인 물을 사용하여 점도를 맞추게 되고 이로 인해 고형분 분량이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하여, 전극 슬러리의 상안정성을 향상시키고 리튬 이차 전지의 용량 및 율(rate) 특성을 향상시킬 수 있는 전극 활물질 슬러리 및 이를 포함하는 전극 및 리튬 이차 전지를 제공한다.
본 발명은 a) 전극 활물질; b) 도전제; c) 바인더; 및 d) 중량 평균 분자량(Mw)이 600,000 내지 1,200,000이고, 치환도가 1.0 내지 1.4인 셀룰로오스계 화합물을 포함하는 전극 활물질 슬러리를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 전극 활물질 슬러리를 포함하는 전극 및 리튬 이차 전지를 제공한다.
본 발명은 일정 범위의 분자량과 치환도를 가지는 셀룰로오스계 화합물을 포함하는 전극 활물질 슬러리를 사용함으로써, 전극 활물질 슬러리의 분산성 향상, 전극 활물질 슬러리의 점도 안정화 및 활물질과 도전제의 고른 분포로 인해 전극 활물질의 고형분 비를 높일 수 있어서 리튬 이차 전지의 용량 및 율특성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 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.
본 발명은 a) 전극 활물질; b) 도전제; c) 바인더; 및 d) 중량 평균 분자량(Mw)이 600,000 내지 1,200,000이고, 치환도가 1.0 내지 1.4인 셀룰로오스계 화합물을 포함하는 전극 활물질 슬러리(slurry)를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 범위의 분자량과 치환도를 가지는 셀룰로오스계 화합물을 사용한 경우, 전극 활물질 슬러리의 분산성 향상, 전극 활물질 슬러리의 점도 안정화 및 활물질과 도전제의 고른 분포로 인해 전극 활물질의 고형분 비를 높일 수 있어서 리튬 이차 전지의 용량 및 율특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 사용되는 셀룰로오스계 화합물은 수용성 고분자 첨가제로서, 고형분 증가 효과 및 상안정성을 향상시키기 위해 포함되는 성분으로서, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 벤질셀룰로오스, 트리틸셀룰로오스, 시아노에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스(Carboxy Methyl Cellulose; CMC), 카르복시에틸셀룰로오스, 아미노에틸셀룰로오스, 니트로셀룰로오스, 셀룰로오스에테르 및 카르복시메틸셀룰로오스 나트륨염(CMCNa)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 사용되는 셀룰로오스계 화합물은 바람직하게는 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 및 카르복시메틸셀룰로오스 나트륨염(CMCNa), 가장 바람직하게는 카르복시메틸셀룰로오스 나트륨염(CMCNa)을 들 수 있다. 일반적으로 카르복시메틸셀룰로오스 및 카르복시메틸셀룰로오스 나트륨염은 다른 셀룰로오스계 화합물에 비하여 물에 잘 녹으며 이온화가 용이하다. 또한 증점성이 높고, 우수한 도포성을 부여하여 접착력도 우수하기 때문에, 집전체로부터의 활물질의 탈락을 방지하고, 우수한 전지의 성능 특성을 달성할 수 있다. 그러나, 상기 카르복시메틸셀룰로오스 및 카르복시메틸셀룰로오스 나트륨염은 구조 안정성이 크지 않으므로 카르복실기 관능기로부터 기인한 수소 가스가 발생하여 전지에 악영향을 미칠 수 있는 문제가 있었다.
또한, 종래의 셀룰로오스계 화합물은 전극 제조시 고형분 증가가 어려우며, 셀룰로오스계 화합물을 바인더 및 도전제와 함께 사용할 경우, 전극 활물질 슬러리는 전극 활물질과의 비중차이로 인한 분산의 어려움이 있어 시간이 지남에 따라 점도 조절 및 유지가 어려운 문제가 야기되었고, 이를 위해 고형분을 낮추어야 했다. 특히, 셀룰로오스계 화합물의 분자량은 도전제의 분산성에 영향을 주는데, 분자량이 낮은 셀룰로오스계 화합물을 도전제와 함께 사용할 경우 도전제의 확산효과가 저조하여 도전제가 응집이 되어 활물질과의 혼합에 문제가 발생할 수 있다. 이에 따라 전극 표면 전반의 활물질과 도전제의 고른 분포성을 기대할 수 없으며 이로 인해 코팅의 어려움을 유발하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기와 같은 종래의 문제점을 특정 범위의 분자량과 치환도를 갖는 셀룰로오스계 화합물을 사용함으로써 해결할 수 있었다.
본 발명의 일 실시예에 따라 사용되는 셀룰로오스계 화합물은 중량 평균 분자량(Mw)이 600,000 내지 1,200,000, 바람직하게는 800,000 내지 1,200,000, 더욱 바람직하게는 1,000,000 내지 1,200,000, 가장 바람직하게는 1,050,000 내지 1,200,000일 수 있다.
상기 셀룰로오스계 화합물의 분자량은 고분자 사슬의 길이를 결정하며, 네트워크 형성시 셀룰로오스계의 중량 평균 분자량이 600,000 미만이면 전극 활물질 슬러리의 응집현상이 발생하는 문제가 있을 수 있고, 분자량이 1,200,000을 초과하면 전극 활물질 슬러리 내에서 셀룰로오스계 화합물이 용해되지 않고, 고형분 함량이 낮아지는 문제가 있을 수 있다.
상기 셀룰로오스계 화합물은 셀룰로오스 반복 단위 당 셀룰로오스에 치환된 치환 그룹의 평균 개수를 치환도(degree of substitution, DS)라고 한다. 셀룰로오스계 화합물은 치환도에 따라 물에 대한 용해도가 달라질 수 있다. 일반적으로 셀룰로오스계 화합물이 높은 치환도를 가지면 물에 대한 용해도가 증가하고, 낮은 치환도를 가지면 물에 대한 용해도는 떨어지게 된다. 셀룰로오스계 화합물의 물에 대한 용해도는 결과적으로 전극 활물질 슬러리의 분산 특성에 영향을 줄 수 있는데, 물에 용해도가 좋을수록 전극 활물질 슬러리의 분산성이 향상될 수 있다. 또한 전극 활물질 슬러리의 분산성이 향상되면 같은 점도 하에서 고형분 비율을 증대시킬 수 있다.
또한, 리튬 이차 전지에 있어서 출력 성능을 좌우하는 것은 전지의 저항 특성으로서, 이 저항 특성은 양극 또는 음극의 활물질 층 내의 물질들의 분산 상태에 크게 영향을 받는다. 활물질 층 내에 존재하는 활물질, 도전제 및 바인더가 고른 분산 상태를 갖지 못하고 뭉쳐 있는 경우에는 전극 내에 전류가 흐를 수 있는 채널이 국부적으로 형성되지 못하여 전지 내부의 저항이 증가하거나, 전류 집중 현상이 발생하여 전지의 성능 및 안정성을 저해하는 원인이 될 수 있다.
이에 본 발명에서는 전극 활물질 슬러리의 분산성에 영향을 주는 셀룰로오스계 화합물의 치환도를 특정함으로써 전극 활물질 슬러리의 분산성을 향상시켜 전극 활물질 슬러리의 상안정성을 향상시키고 전지 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 셀룰로오스계 화합물의 치환도는 1.0 내지 1.4인 것이 바람직하다. 치환도가 1.0 내지 1.4인 셀룰로오스계 화합물을 전극 활물질 슬러리에 적용할 경우 셀룰로오스계 화합물의 물에 대한 용해도가 증가하여 활물질 및 도전제 등의 무기 입자들의 분산성이 향상되고, 이렇게 제조된 전극 활물질 슬러리를 이용하여 전극을 제작하면 전극 내부에 원활한 전류 흐름도가 형성될 수 있다. 그러나, 셀룰로오스계 화합물의 치환도가 1.0 내지 1.4의 범위를 벗어날 경우, 활물질 및 도전제 등의 무기 입자들의 분산성이 떨어지고 응집력이 약하여 전지의 성능이 약해질 수 있다.
상기 셀룰로오스계 화합물은 필요에 따라 다른 셀룰로오스계 화합물, 예를 들어 히드록시 프로필 셀룰로오스 및 히드록시알킬 메틸 셀룰로오스 등과 혼용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 셀룰로오스계 화합물의 함량은 전극 활물질 슬러리 총 중량에 대해 0.03 중량% 내지 5 중량%일 수 있다. 셀룰로오스계 화합물의 함량이 0.03 중량% 미만이면 전극의 결착력 및 전극 활물질 슬러리의 상안정성을 향상시킬 수 없으며, 5 중량%를 초과하는 경우, 전극의 슬러리의 고형분 농도가 낮아서 표면으로 바인더 및 도전제가 편재될수 있으며, 이 경우에는 전극 내에 전류가 흐를 수 있는 채널이 국부적으로 형성되지 못하여 전지 내부의 저항이 증가하거나, 전류 집중 현상이 발생하여 전지의 성능 및 안정성을 저해할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전극 활물질 슬러리에는 활물질 입자들을 결착시켜 성형체를 유지하기 위하여 바인더가 사용된다. 바인더는 비수계 바인더(즉, 유기용제를 용매로 하는 바인더)와, 수계 바인더(즉, 물을 용매로 하는 바인더)로 나뉜다. 비수계 바인더는 예를 들어, 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HEP), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로오스, 재생 셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴산, 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM), 술폰화 EPDM, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 및 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다. 또한 수계 바인더는 아크릴로나이트릴-부타디엔고무, 스티렌-부타디엔 고무(styrene-butadiene rubber; SBR) 및 아크릴 고무로 이루어진 군에서 선택되는 고무계 바인더와, 히드록시 에틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스 및 폴리비닐레덴플루오라이드 등의 고분자 수지 등일 수 있다.
상기 수계 바인더는 비수계 바인더와 달리 경제적이고, 친환경적이며, 작업자의 건강에도 무해하고, 비수계 바인더에 비하여 결착효과도 크므로 동일 체적당 활물질의 비율을 높일 수 있어 고용량화가 가능하다. 수계 바인더로는 SBR인 것이 바람직하다. 상기 바인더는 전극 활물질 슬러리 전체 중량을 기준을 약 1 내지 30 중량% 함량으로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 바인더와 셀룰로오스계 화합물의 혼합비는 바람직하게는 중량비로 1 : 0.4 내지 1.0인 것이 좋으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도전제는 통상적으로 전극 활물질 슬러리 전체 중량을 기준으로 0.05 내지 3 중량%로 첨가 될 수 있다. 이러한 도전제는 전지의 기타 요소들과 부반응을 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것을 아니다. 예를 들면, 천연 흑연, 인조 흑연, 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙, 탄소 나노튜브, 플러렌, 탄소 섬유, 금속 섬유, 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말, 산화 아연, 티탄산 칼륨, 산화 티탄 및 폴리페닐렌 유도체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물 등이 사용될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 셀룰로오스계 화합물과 도전제의 혼합비는 중량비로 1 내지 3 : 1 내지 2인 것이 바람직하다. 상기 셀룰로오스계 화합물과 도전제의 혼합비가 상기 범위를 벗어나는 경우, 도전제의 분산이 되지 않아 전극 슬러리의 응집 현상이 발생할 수 있고, 전기화학적인 분포가 불균일하여 전극 제조에 어려움이 있을 수 있다.
한편, 전극 활물질은 양극 활물질 또는 음극 활물질, 바람직하게는 음극 활물질 일 수 있으며, 전극 활물질 슬러리 총량을 기준으로 60 내지 97 중량%, 바람직하게는 80 내지 97 중량%일 수 있다.
상기 양극 활물질은 망간계 스피넬(spinel) 활물질, 리튬 금속 산화물 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 리튬 금속 산화물은 리튬-망간계 산화물, 리튬-니켈-망간계 산화물, 리튬-망간-코발트계 산화물 및 리튬-니켈-망간-코발트계 산화물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 보다 구체적으로는 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, Li(NiaCobMnc)O2(여기에서, 0＜a＜1, 0＜b＜1, 0＜c＜1, a+b+c=1), LiNi1 - YCoYO2, LiCo1 - YMnYO2, LiNi1 - YMnYO2 (여기에서, 0=Y＜1), Li(NiaCobMnc)O4(0＜a＜2, 0＜b＜2, 0＜c＜2, a+b+c=2), LiMn2 - zNizO4, LiMn2 -zCozO4(여기에서, 0＜Z＜2) 일 수 있다.
음극 활물질은 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 탄소 복합체와 같은 탄소계 음극 활물질이 단독으로 또는 2종 이상이 혼용되어 사용될 수 있으며, 바람직하게는 결정질 탄소로 천연흑연과 인조흑연과 같은 흑연질(graphite) 탄소일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극 활물질 슬러리의 점도(B형 점도계, 상온, 12 rpm)는 550 cps 내지 3000 cps인 것이 좋다.
상기 전극 활물질 슬러리의 점도가 550 cps 미만인 경우 점도가 낮아 시간에 따른 응집 시간이 오래 걸리는 문제가 있을 수 있고, 3000 cps를 초과하는 경우 점도가 상승하여 공정상 적용이 불가능할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 전극 활물질 슬러리를 포함하는 전극 및 리튬 이차 전지를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극은 양극 또는 음극 모두에 사용할 수 있으나, 음극인 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따른 전극은 당 분야에 알려져 있는 통상적인 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 전극 활물질 슬러리를 금속 재료의 집전체에 도포(코팅)하고 압축한 뒤 건조하여 전극을 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전극 활물질 슬러리는 전극을 형성하기 위해 용매를 필요로 하며, 사용될 수 있는 용매로는 NMP(N-메틸 피롤리돈), DMF(디메틸 포름아미드), 아세톤, 디메틸 아세트아미드 등의 유기 용매 또는 물 등이 있으며, 이들 용매는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 다만, 음극을 형성하는 경우 용매로서 물을 사용한다. 용매의 사용량은 전극 활물질 슬러리의 도포 두께, 제조 수율을 고려하여 상기 전극 활물질, 바인더, 도전제를 용해 및 분산시킬 수 있는 정도이면 충분하다.
상기 금속 재료의 집전체는 전도성이 높은 금속으로, 상기 전극 활물질의 슬러리가 용이하게 접착할 수 있는 금속으로 전지의 전압 범위에서 반응성이 없는 것이면 어느 것이라도 사용할 수 있다. 양극 집전체의 비제한적인 예로는 알루미늄, 니켈 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있으며, 음극 집전체의 비제한적인 예로는 구리, 금, 니켈 또는 구리 합금 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지는 리튬금속 이차 전지, 리튬이온 이차 전지, 리튬폴리머 이차 전지 또는 리튬이온폴리머 이차 전지 등, 통상적인 리튬 이차 전지들을 모두 포함할 수 있다.
본 발명의 리튬 이차 전지는 당 기술 분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조할 수 있다. 예를 들면, 양극과 음극 사이에 다공성의 세퍼레이터를 넣고 비수 전해액을 투입하여 제조할 수 있다.
또한, 상기 세퍼레이터는 다공성 고분자 필름, 예를 들어 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독 중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체 및 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름이 단독으로 또는 2종 이상이 적층된 것일 수 있다. 이 외에 통상적인 다공성 부직포, 예를 들어 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포를 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 사용되는 비수 전해액에 포함될 수 있는 리튬염은 리튬 이차 전지용 전해액에 통상적으로 사용되는 것들이 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어 상기 리튬염의 음이온으로는 F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N-, CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-,(SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 리튬 이차 전지의 외형은 특별한 제한이 없으나, 캔을 사용한 원통형, 각형, 파우치 (pouch)형 또는 코인 (coin)형 등이 될 수 있다.
본 발명의 리튬 이차 전지는 각종 전자제품의 전원으로 사용될 수 있다. 예를 들어 휴대용 전화기, 핸드폰, 게임기, 휴대용 텔레비전, 노트북 컴퓨터, 계산기 등에 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
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.
실시예
<음극 활물질 슬러리의 제조>
실시예 1
음극 활물질로 구형 흑연과 인편상 흑연을 중량비로 9:1로 혼합하여 음극 활물질을 제조하였다.
이어서, 제조된 음극 활물질, 도전제로 입경이 30 nm의 구형 및 인편상 흑연, 바인더로 SBR 및 중량 평균 분자량(Mw)이 1,200,000이고 치환도가 1.0인 카르복시메틸셀룰로오스 나트륨염(CMCNa)은 중량비로 96.5:1.5:1.0:1.0의 비율로 혼합하고 이들을 용매인 물(H2O)과 함께 혼합하여 균일한 음극 활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 음극 활물질 슬러리의 점도(B형 점도계, 12 rpm, 25℃)는 600 cps이었다.
실시예 2
상기 실시예 1의 음극 활물질 슬러리 제조에 있어서, 중량 평균 분자량(Mw)이 1,200,000이고 치환도가 1.2인 CMCNa를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 음극 활물질 슬러리를 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 1의 음극 활물질 슬러리 제조에 있어서, 중량 평균 분자량(Mw)이 1,200,000이고 치환도가 1.4인 CMCNa를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 음극 활물질 슬러리를 제조하였다.
실시예 4
상기 실시예 1의 음극 활물질 슬러리 제조에 있어서, 중량 평균 분자량(Mw)이 1,000,000 이고 치환도가 1.4인 CMCNa를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 음극 활물질 슬러리를 제조하였다.
실시예 5
상기 실시예 1의 음극 활물질 슬러리 제조에 있어서, 중량 평균 분자량(Mw)이 1,050,000 이고 치환도가 1.4인 CMCNa를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 음극 활물질 슬러리를 제조하였다.
실시예 6
상기 실시예 1의 음극 활물질 슬러리 제조에 있어서, 중량 평균 분자량(Mw)이 1,100,000 이고 치환도가 1.4인 CMCNa를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 음극 활물질 슬러리를 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 1의 음극 활물질 슬러리 제조에 있어서, 중량 평균 분자량(Mw)이 1,800,000이고 치환도가 0.8인 CMCNa를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 음극 활물질 슬러리를 제조하였다.
비교예 2
상기 실시예 1의 음극 활물질 슬러리 제조에 있어서, 중량 평균 분자량(Mw)이 1,300,000이고 치환도가 1.2인 CMCNa를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 음극 활물질 슬러리를 제조하였다.
비교예 3
상기 실시예 1의 음극 활물질 슬러리 제조에 있어서, 중량 평균 분자량(Mw)이 1,200,000이고 치환도가 0.8인 CMCNa를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 음극 활물질 슬러리를 제조하였다.
비교예 4
상기 실시예 1의 음극 활물질 슬러리 제조에 있어서, 중량 평균 분자량(Mw)이 1,200,000이고 치환도가 1.5인 CMCNa를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 음극 활물질 슬러리를 제조하였다.
<리튬 이차 전지의 제조>
실시예 7
상기 실시예 1에서 제조된 음극 활물질 슬러리를 두께가 10㎛의 음극 집전체인 구리(Cu) 박막에 도포하고, 건조하여 음극을 제조한 후, 롤 프레스(roll press)를 실시하여 음극을 제조하였다.
또한 상대(counter) 전극으로 Li 금속을 사용하였고, 상기 음극과 Li 금속 사이에 폴리올레핀 세퍼레이터를 개재시킨 후, 에틸렌 카보네이트(EC) 및 디에틸 카보네이트(DEC)를 30:70의 부피비로 혼합한 용매에 1M LiPF6가 용해된 전해질을 주입하여 코인형의 리튬 이차 전지를 제조하였다.
실시예 8
실시예 2에서 제조된 음극 활물질 슬러리를 사용한 것을 제외하고, 실시예 7과 동일한 방법으로 코인형의 리튬 이차 전지를 제조하였다.
실시예 9
실시예 3에서 제조된 음극 활물질 슬러리를 사용한 것을 제외하고, 실시예 7과 동일한 방법으로 코인형의 리튬 이차 전지를 제조하였다.
실시예 10
실시예 4에서 제조된 음극 활물질 슬러리를 사용한 것을 제외하고, 실시예 7과 동일한 방법으로 코인형의 리튬 이차 전지를 제조하였다.
실시예 11
실시예 5에서 제조된 음극 활물질 슬러리를 사용한 것을 제외하고, 실시예 7과 동일한 방법으로 코인형의 리튬 이차 전지를 제조하였다.
실시예 12
실시예 6에서 제조된 음극 활물질 슬러리를 사용한 것을 제외하고, 실시예 7과 동일한 방법으로 코인형의 리튬 이차 전지를 제조하였다.
비교예 5 내지 8
비교예 1 내지 4에서 제조된 음극 활물질 슬러리를 각각 사용한 것을 제외하고, 실시예 7과 동일한 방법으로 코인형의 리튬 이차 전지들을 제조하였다.
실험예 1: 음극 활물질 슬러리의 점도 측정
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 음극 활물질 슬러리의 점도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. 점도는 B형 점도계를 이용하여 25℃에서 12 rpm의 전단 속도로 측정하였다.
실험예 2: 음극 활물질 슬러리의 상안정성 실험
상안정성 실험은 음극 활물질 슬러리 제조 후 24시간 후 음극 활물질 슬러리의 높이 100% 기준으로 하여 침전된 양을 관찰한 것이다. 300ml의 보틀(bottle) 8개에 상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 4에서 얻은 음극 활물질 슬러리를 각각 250g씩 넣고 24시간 후 바닥에 가라 앉은 값(침전된 양)을 측정한 것이다.
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 음극 활물질 슬러리의 24시간 후 침전된 양 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
예 활물질 도전제 CMCNa SBR 점도(cps) 침전된 양 (24시간 후)
비교예 1



96.5



1.5



1.0



1.0

 4500 40%
비교예 2 3500 42%
비교예 3 15000 82%
비교예 4 8000 87%
실시예 1 600 38%
실시예 2 1100 0%
실시예 3 1200 30%
실시예 4 1100 39%
실시예 5 1000 33%
실시예 6 1150 24%
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 6과 같이 분자량이 1,000,000 내지 1,200,000이고 치환도가 1.0 내지 1.4인 CMCNa를 사용한 경우, 음극 활물질 슬러리의 점도 범위가 600 내지 1200 cps의 값으로, 3500 내지 15000 cps인 비교예 1 내지 4에 비해 점도가 현저히 낮았다.
한편, 실시예 1 내지 6의 음극 활물질 슬러리의 경우 비교예 1 내지 4에 비해 24시간 후 전체 음극 활물질 슬러리 높이를 100% 기준으로 하여 바닥에 가라 앉은 침전된 양이 0 내지 24%로 38 내지 40%인 비교예 1 내지 4에 비해 현저히 낮아, 음극 활물질 슬러리의 상안정성이 우수함을 확인할 수 있다. 특히 실시예 2의 경우 침전된 양은 0% 로, 상안정성이 가장 우수하였다.
실험예 3: 리튬 이차 전지의 용량 및 효율 특성 실험
상기에서 제조된 실시예 8 내지 12 및 비교예 5 내지 8에서 제조된 코인형 리튬 이차 전지들을 하프셀로 만들어서 평가를 하였다. 충전은 0.005V, 0.1C로 일정한 정전류로 충전한 다음 정전압으로 0.005V, 0.1C의 0.05%까지 정전압(CV)으로 충전을 하였다. 방전은 1.5V까지 정전류 0.1C로 방전하였다.
첫번째 충/방전 후 용량 및 효율을 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
예 첫번째 충/방전 후 결과
용량(mAh/g) 효율 (%)
실시예 8 365 92.9
실시예 9 362 92.5
실시예 10 359 92.0
실시예 11 361 92.2
실시예 12 363 92.3
비교예 5 357 92.1
비교예 6 352 91.8
비교예 7 355 92.4
비교예 8 351 92.0
표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 특정 범위의 분자량과 치환도를 갖는 CMCNa를 포함한 실시예 8 내지 12의 경우, 그렇지 않은 비교예 5 내지 8 보다 리튬 이차 전지의 용량 및 효율이 우수함을 알 수 있었다.
구체적으로 살펴보면, 상안정성이 가장 우수한 실시예 2의 음극 활물질 슬러리를 사용한 실시예 8이 용량 및 효율이 각각 365 mAh/g 및 92.9%로 가장 우수하였고, 실시예 8 내지 12에서도 중량 평균 분자량의 범위가 1,200,000, 1,100,000, 1,050,000 및 1,000,000 순서로 용량 및 효율이 우수함을 확인할 수 있다.
반면, 치환도가 1.2임에도 불구하고, 중량 평균 분자량이 1,300,000인 CMCNa를 사용한 비교예 6과 중량 평균 분자량이 1,200,000임에도 불구하고 치환도가 0.8 및 1.5인 CMCNa를 사용한 비교예 7 및 8의 용량 및 효율은 본 발명의 실시예에 비해 현저히 낮음을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 중량 평균 분자량의 범위 및 치환도를 동시에 만족시키는 CMCNa를 사용한 리튬 이차 전지가 용량 및 효율이 우수함을 알 수 있다.
실험예 4: 리튬 이차 전지의 용량 및 효율 특성 실험
실시예 8 내지 12 및 비교에 5 내지 8에서 제조된 리튬 이차 전지를 상온에서 1.0C의 정전류(CC) 0.005V가 될 때까지 진행 후, 0.005V, 1.0C의 0.005%까지 정전압(CV)으로 충전을 1회 진행하였다. 이후 20분간 방치한 다음 각각 0.2C, 1.0C의 정전류로 1.5V가 될 때까지 방전하여 1 사이클째의 방전 용량을 측정하였다.
예 1.0C 충전 CC
시간(시)		 방전
0.2C 1.0C 효율(%)
실시예 8 1.00 359 336 93.6
실시예 9 0.65 355 325 91.8
실시예 10 0.47 352 320 91.0
실시예 11 0.53 353 322 91.2
실시예 12 0.60 354 324 91.5
비교예 5 0.39 356 314 88.2
비교예 6 0.21 342 297 87.1
비교예 7 0.40 350 315 90.1
비교예 8 0.20 345 297 86.1
표 3을 참조하면, 상안정성이 가장 우수한 실시예 2의 음극 활물질 슬러리를 사용한 실시예 8의 경우 1.0C의 정전류(CC)에 대한 시간은 1시간으로 가장 길었고, 실시예 9 내지 12도 40분 내지 65분으로 40분 이하인 비교예 5 내지 8에 비해 정전류 시간이 증가하였다. 이는 전극내의 저항이 적다는 것을 의미한다.
또한, 0.2C인 경우 초기 방전 특성에는 실시예 8 내지 12 및 비교예 5 내지 8에 있어 현저한 차이가 없었으나, 1.0C인 경우 실시예 8 이 현저히 우수하였고, 방전 효율 또한 실시예 8 경우 93.6%로 비교예 5 내지 8에 비해 현저히 우수함을 확인 할 수 있다. 실시예 9 내지 12에서도 중량 평균 분자량의 범위가 1,200,000, 1,100,000, 1,050,000 및 1,000,000 순서로 효율이 우수함을 확인할 수 있다.
반면, 치환도가 1.2임에도 불구하고, 중량 평균 분자량이 1,300,000인 CMCNa를 사용한 비교예 6과 중량 평균 분자량이 1,200,000임에도 불구하고 치환도가 0.8 및 1.5인 CMCNa를 사용한 비교예 7 및 8의 용량 및 효율은 본 발명의 실시예에 비해 현저히 낮음을 확인할 수 있다.
이는, 실시예 8 내지 12에서 사용된 음극 활물질 슬러리의 상안정성이 우수하여 리튬 이차 전지의 용량 및 효율 특성을 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.

Claims (18)

  1. a) 전극 활물질;
    b) 도전제;
    c) 바인더; 및
    d) 중량 평균 분자량(Mw)이 800,000 내지 1,200,000이고, 치환도가 1.0 내지 1.4인 셀룰로오스계 화합물;을 포함하고,
    상기 셀룰로오스계 화합물은 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 벤질셀룰로오스, 트리틸셀룰로오스, 시아노에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 카르복시에틸셀룰로오스, 아미노에틸셀룰로오스, 니트로셀룰로오스, 셀룰로오스에테르 및 카르복시메틸셀룰로오스 나트륨염(CMCNa)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전극 활물질 슬러리.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀룰로오스계 화합물은 카르복시메틸셀룰로오스 및 카르복시메틸셀룰로오스 나트륨염(CMCNa)인 것을 특징으로 하는 전극 활물질 슬러리.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀룰로오스계 화합물의 중량 평균 분자량(Mw)은 1,000,000 내지 1,200,000인 것을 특징으로 하는 전극 활물질 슬러리.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀룰로오스계 화합물의 중량 평균 분자량(Mw)은 1,050,000 내지 1,200,000인 것을 특징으로 하는 전극 활물질 슬러리.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀룰로오스계 화합물의 함량은 전극 활물질 슬러리 총 중량에 대해 0.03 중량% 내지 5 중량%인 것을 특징으로 하는 전극 활물질 슬러리.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전제는 천연 흑연, 인조 흑연, 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙, 탄소 나노튜브, 플러렌, 탄소 섬유, 금속 섬유, 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말, 산화 아연, 티탄산 칼륨, 산화 티탄 및 폴리페닐렌 유도체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전극 활물질 슬러리.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀룰로오스계 화합물과 도전제의 혼합비는 중량비로 1 내지 3 : 1 내지 2인 것을 특징으로 하는 전극 활물질 슬러리.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 바인더는 수계 바인더 또는 비수계 바인더인 것을 특징으로 하는 전극 활물질 슬러리.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 수계 바인더는 아크릴로나이트릴-부타디엔고무, 스티렌-부타디엔 고무(styrene-butadiene rubber; SBR), 아크릴 고무, 히드록시 에틸 셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 및 폴리비닐레덴플루오라이드로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물이고, 비수계 바인더는 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HEP), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로오스, 재생 셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴산, 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM), 술폰화 EPDM, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 및 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전극 활물질 슬러리.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 바인더와 셀룰로오스계 화합물의 혼합비는 중량비로 1 : 0.4 내지 1.0인 것을 특징으로 하는 전극 활물질 슬러리.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 활물질 슬러리의 점도(B형 점도계, 상온, 12 rpm)는 550 cps 내지 3000 cps인 것을 특징으로 하는 전극 활물질 슬러리.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 활물질은 음극 활물질인 것을 특징으로 하는 전극 활물질 슬러리.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 음극 활물질은 탄소계인 것을 특징으로 하는 전극 활물질 슬러리.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 탄소계는 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 탄소 복합체를 단독으로 또는 2종 이상이 혼용된 것임을 특징으로 하는 전극 활물질 슬러리.
  17. 제 1 항의 전극 활물질 슬러리를 포함하는 전극.
  18. 제 17 항의 전극을 포함하는 리튬 이차 전지.
KR1020130008648A 2013-01-25 2013-01-25 전극 활물질 슬러리 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 KR101645773B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130008648A KR101645773B1 (ko) 2013-01-25 2013-01-25 전극 활물질 슬러리 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130008648A KR101645773B1 (ko) 2013-01-25 2013-01-25 전극 활물질 슬러리 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140095804A KR20140095804A (ko) 2014-08-04
KR101645773B1 true KR101645773B1 (ko) 2016-08-04

Family

ID=51744053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130008648A KR101645773B1 (ko) 2013-01-25 2013-01-25 전극 활물질 슬러리 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101645773B1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102018854B1 (ko) 2015-03-20 2019-09-05 주식회사 엘지화학 리튬 이차전지의 음극 형성용 조성물의 제조방법, 이를 이용하여 제조한 리튬 이차전지용 음극 및 리튬 이차전지
US10862125B2 (en) 2016-03-28 2020-12-08 Lg Chem, Ltd. Electrode active material slurry and lithium secondary battery including the same
KR102111480B1 (ko) 2016-03-29 2020-05-15 주식회사 엘지화학 이차전지용 음극 및 이를 포함하는 이차전지
KR102255127B1 (ko) 2017-11-07 2021-05-24 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
WO2019093644A1 (ko) * 2017-11-07 2019-05-16 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
CN110600741B (zh) * 2019-08-29 2020-10-30 厦门劦能科技有限公司 一种锂电池正极复合导电浆料的生产工艺
US11824196B2 (en) * 2020-10-14 2023-11-21 Samsung Sdi Co., Ltd. Negative electrode slurry, negative electrode, and rechargeable battery

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100560546B1 (ko) * 2003-11-27 2006-03-15 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
KR100958651B1 (ko) * 2004-01-17 2010-05-20 삼성에스디아이 주식회사 리튬이차전지용 애노드 및 이를 이용한 리튬이차전지

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140095804A (ko) 2014-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107925058B (zh) 二次电池用负极、其制造方法及包含其的二次电池
KR101645773B1 (ko) 전극 활물질 슬러리 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
EP3297076B1 (en) Method for manufacturing electrode slurry for lithium secondary battery
KR101669711B1 (ko) 전극 활물질 슬러리 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
US20200395603A1 (en) Secondary battery having improved high-temperature properties
KR101697008B1 (ko) 리튬 이차전지
CN102522539A (zh) 阴极活性材料及包含该活性材料的锂二次电池
KR20170055359A (ko) 분산성 향상 및 저항 감소를 위한 이차전지용 음극 슬러리 및 이를 포함하는 음극
KR102256479B1 (ko) 리튬 이차전지용 음극 활물질 및 이의 제조방법
KR20140140980A (ko) 리튬 이차전지용 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
KR20190047196A (ko) 실리콘-탄소 복합체 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
US10862125B2 (en) Electrode active material slurry and lithium secondary battery including the same
KR20170034774A (ko) 저온 특성이 향상된 리튬 이차전지의 제조방법 및 리튬 이차전지
KR101657742B1 (ko) 이차전지용 양극 및 이의 제조 방법
KR20140070258A (ko) 양극 활물질 조성물 및 이를 포함하는 양극 및 리튬 이차 전지
US11196043B2 (en) Silicon-based particle-polymer composite and negative electrode active material comprising the same
KR101776989B1 (ko) 음극 슬러리 조성물 및 이의 제조방법
KR20170135425A (ko) 리튬 이차전지용 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
JP2019215961A (ja) 特定添加剤を含んだ二次電池用非水系電解質及びこれを用いた二次電池
KR20170034773A (ko) 리튬 이차전지의 집전체용 금속 메쉬 박판, 이를 포함하는 리튬 이차전지용 전극 및 리튬 이차전지
KR101660091B1 (ko) 리튬 이차전지용 양극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
KR101888230B1 (ko) 규소계 음극활물질 및 이의 제조방법
KR20150129267A (ko) 전극용 슬러리 조성물 및 리튬이온 이차전지
KR20170035569A (ko) 두께 팽창이 감소된 리튬 이차전지용 음극 및 그 제조방법
KR20160039786A (ko) 양극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
E90F Notification of reason for final refusal
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190625

Year of fee payment: 4