KR101742427B1 - 리튬 이온 2차 전지 - Google Patents

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Abstract

적어도 하나의 정극판과, 적어도 하나의 부극판과, 적어도 하나의 세퍼레이터를 갖는 발전 요소를 포함하고, 당해 정극판의 1장당의 면적 A(cm2)와, 당해 발전 요소의 체적 비저항 B(mΩcm3)의 비 B/A(mΩcm)의 값이, 0.4 이상 0.9 미만인, 리튬 이온 2차 전지가 제공된다.

Description

리튬 이온 2차 전지 {LITHIUM ION SECONDARY BATTERY}
본 개시는, 비수전해질 전지, 특히 리튬 이온 2차 전지에 관한 것이다.
비수전해질 전지는, 하이브리드 자동차 및 전기 자동차 등을 포함하는 자동차용의 전지로서 실용화되어 있다. 이러한 차량 탑재 전원용 전지로서 사용되는 리튬 이온 2차 전지의 고출력화를 도모하는 것이 자동차의 발진시의 가속 성능을 향상시키기 때문에 요구되고 있다.
리튬 이온 2차 전지의 고출력화를 위하여, 전류 콜렉터의 양극(정극) 활성 물질을 포함하는 전극층의 면적과 두께의 비를 소정의 범위로 하는 것이 제안되어 있다(일본 공개특허공보 2007-184219호). 일본 공개특허공보 2007-184219호는, 양극 활성 물질의 전극층의 면적과 두께의 비를 소정의 범위로 함으로써, 전극의 저항을 낮추고, 또한, 전지의 출력을 향상시키는 것이 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 2007-184219호
전지의 출력을 향상시키기 위하여 전극층의 저항을 낮추면, 전해액의 이온 전도도가 전극층의 전자 전도에 대하여 상대적으로 늦어진다. 그러면, 전극 내에서의 전극 반응에 분포가 발생함으로써, 부반응이 진행될 수 있다. 그 때문에, 전지의 사이클 수명이 저하될 우려가 있었다. 이에 본 개시의 실시양태의 목적은, 양호한 사이클 특성을 유지하고, 또한, 높은 출력 특성을 갖는 리튬 이온 2차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일 양태는, 적어도 하나의 정극판과, 적어도 하나의 부극판과, 적어도 하나의 세퍼레이터를 갖는 발전 요소를 포함하고, 당해 정극판의 1장당의 면적 A(cm2)와, 당해 발전 요소의 체적 비저항 B(mΩcm3)의 비 B/A(mΩcm)의 값이, 0.4 이상 0.9 미만이다.
본 개시의 리튬 이온 2차 전지의 체적 비저항은, 당해 전지의 원하는 전극 면적에 적합한 범위로 설정되어 있다. 이러한 리튬 이온 2차 전지는, 사이클 수명을 유지하면서 높은 출력 특성을 갖고 있다.
도 1은, 본 개시의 일 실시형태에 따른 리튬 이온 2차 전지 내에 배치되는 발전 요소를 모식적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는, 본 개시의 일 실시형태에 따른 리튬 이온 2차 전지를 모식적으로 나타낸 사시도이다.
하기의 상세 설명에서는, 설명을 목적으로, 개시된 실시형태에 대한 완벽한 이해를 위해 다양하고 자세한 내용이 명기되어 있다. 그러나 하나 혹은 그 이상의 실시형태가 이와 같은 구체적인 설명 없이 실시될 수 있다. 다른 예에서는 주지의 구조와 장치들을 도면의 간략화를 위해 개략적으로 제시한다.
본 개시의 실시형태에 관한 리튬 이온 2차 전지는, 적어도 하나의 정극판과, 적어도 하나의 부극판과, 적어도 하나의 세퍼레이터를 갖는 발전 요소를 포함하고, 당해 정극판의 1장당의 면적 A(cm2)와, 당해 발전 요소의 체적 비저항 B(mΩcm3)의 비 B/A(mΩcm)의 값이, 0.4 이상 0.9 미만이다.
본 개시의 실시형태를 이하에 설명한다. 본 실시형태에서 사용되는 정극판은, 정극 활물질층을 갖는 박판상 혹은 시트상의 전지 부재이다. 정극 활물질층은, 정극 활물질, 필요에 따라 첨가된 도전 조제 및 바인더의 혼합물을 금속박 등의 정극 집전체에 도포 또는 압연한 후, 건조시킴으로써 형성된다. 부극판은, 부극 활물질층을 갖는 박판상 혹은 시트상의 전지 부재이다. 부극 활물질층은, 부극 활물질과, 필요에 따라 첨가된 도전 조제 및 바인더의 혼합물을 부극 집전체에 도포함으로써 형성된다. 세퍼레이터는, 막상의 전지 부재이다. 세퍼레이터는, 정극판과 부극판을 격리함으로써, 부극과 정극 사이의 리튬 이온의 전도성을 확보한다. 정극판과 부극판은, 세퍼레이터를 개재하여 겹쳐져 있다.
A가, 본 실시형태의 리튬 이온 2차 전지의 정극판의 1장당의 면적(cm2)을 나타내고, B가, 정극판과, 부극판과, 세퍼레이터를 갖는 발전 요소의 체적 비저항(mΩcm3)을 나타낼 때, 비 B/A(mΩcm)의 값은, 0.4 이상 0.9 미만이다. 발전 요소의 체적 비저항이란, 당해 발전 요소의 체적(cm3)의 값과, 리튬 이온 2차 전지의 직류 저항(mΩ)의 값의 곱이다. 여기서 발전 요소의 체적이란, 전극 재료(전극 활물질, 전극 집전체, 도전 조제, 및 바인더), 세퍼레이터, 그리고 전해액으로 구성되는 발전에 관련된 부재의 총 체적이다. 전지의 직류 저항이란, 전지의 잔용량(State of Charge, 이하 “SOC”라 칭한다.)이 50%인 상태로부터 10초간 방전 후의 저항값을 의미한다. 전지의 구성 요소인 전극 재료(예를 들어, 정극 활물질 및 부극 활물질을 포함하는 (including) 전극 활물질, 전극 집전체, 도전 조제, 및 바인더), 세퍼레이터, 전해액, 그리고 정극 리드 및 부극 리드를 포함하는 (including) 리드 등의 각 재료의 종류, 조성, 배합량, 물성, 형상, 및 사이즈, 혹은, 각 부재의 배치 등을 적절히 변경함으로써, 원하는 체적 비저항을 갖는 발전 요소를 설계할 수 있다.
종래부터, 전지의 출력 향상을 지향하여 전극의 저항을 낮추는 시도가 행하여져 왔다. 그러나, 단순히 전극의 저항을 낮추는 것만으로는, 전극 내에서의 전극 반응에 분포가 발생할 수 있다. 일반적으로, 전극 내의 전자 이동 속도는, 전해액 중의 리튬 이온 전도 속도보다 크다. 그 때문에, 리튬 이온이 전극 표면에 도달하는 것이 전극 반응의 율속이 된다. 이 때 전극 반응은, 전극 표면 및 그 근방에서 일어나고 있다. 여기서, 전극의 저항을 낮추면 낮출수록, 전극 내에서의 전자 이동 속도는 커진다. 그러나, 전해액 중의 이온 전도의 속도는, 그다지 커지지 않는다. 그 때문에, 전극의 저항을 낮추면, 전극의 두께 방향, 그리고, 전극면 내에 전자 밀도 분포가 발생하기 쉬워지는 것을 생각할 수 있다. 전극 내에 있어서 전자 밀도의 분포가 발생하면, 리튬 이온의 삽탈 이외의 부반응(예를 들어, 전해액의 분해)이 전극 내의 어느 지점에서 일어날 수 있다. 이 때문에, 전극 열화의 정도에도 전극 내에서 분포가 발생한다. 그 결과, 전지의 사이클 수명(특히 저온 하에서의 사이클 수명)이 저하될 수 있다. 여기서 본 개시자들은, 전지의 원하는 전극 면적에 알맞은 체적 비저항을 설정함으로써, 전극 내에서의 전극 반응의 분포를 발생시키기 어려워지는 것, 및, 결과적으로, 전지의 사이클 수명을 유지하면서, 전지 출력을 향상시킬 수 있는 것을 알아냈다.
본 실시형태에 있어서, 정극판에는, 적어도 정극 활물질을 포함하는 정극 활물질층이 배치되어 있다. 바람직하게는, 정극판은, 정극 활물질, 도전 조제, 및 바인더를 포함하는 혼합물을 정극 집전체에 도포함으로써 얻어지는 정극 활물질층을 갖고 있다. 본 실시형태에 있어서, 당해 정극 활물질층의 밀도는, 바람직하게는, 2.3 이상 2.9 이하의 범위이다. 정극 활물질층의 밀도를 적절한 범위로 함으로써, 정극 상에서의 전기 화학 반응을 조속히 진행시킬 수 있다. 즉, 정극 활물질층의 밀도가 적정한 범위에 있으면, 정극 활물질층에 존재하는 공간(리튬 이온의 경로가 된다.)과, 정극 활물질층에 포함되어 있는 도전 물질(전자의 경로가 된다.)의 밸런스가 적절해지기 때문에, 정극 상에서의 전기 화학 반응이 진행되기 쉬워지는 것을 생각할 수 있다. 정극 활물질층에 포함되어 있는 정극 활물질, 도전 조제, 바인더, 혹은, 그들의 배합비를 변경함으로써, 정극 활물질층의 밀도를 적정한 범위로 조정하는 것이 가능하다.
여기서 정극 활물질은, 바람직하게는, 일반식 LixNiyMnzCo(1-y-z)O2로 나타내어지는 리튬 니켈 망간 코발트 복합 산화물이다. 여기서, 일반식 중의 x는, 0<x<1.2이고, y 및 z는 y+z<1을 만족시키는 수이다. 망간의 비율이 커지면 단일상의 복합 산화물이 합성되기 어려워진다. 그 때문에, z≤0.4로 하는 것이 바람직하다. 또, 코발트의 비율이 커지면 고비용이 되고, 또한, 용량도 감소한다. 그 때문에, 바람직하게는 1-y-z<y 및 1-y-z<z의 관계가 만족된다. 고용량의 전지를 얻기 위해서는, 바람직하게는 y>z 및 y>1-y-z의 관계가 만족된다. 본 실시형태에 사용하는 리튬 복합 산화물은, 바람직하게는 층상 결정 구조를 갖는다.
정극 활물질층에 사용되는 도전 조제의 예로서, 카본 나노파이버 등의 카본 섬유, 아세틸렌 블랙, 및 케첸 블랙 등의 카본 블랙, 활성탄, 메조포러스 카본, 풀러렌류, 및 카본 나노튜브 등의 탄소 재료를 들 수 있다. 정극 활물질층에 사용되는 바인더의 예로서, 폴리불화비닐리덴, 폴리테트라플루오로에틸렌, 및 폴리불화비닐 등의 불소 수지, 및, 폴리아닐린류, 폴리티오펜류, 폴리아세틸렌류, 폴리피롤류 등의 도전성 폴리머를 들 수 있다. 그 밖에, 정극 활물질층에는, 증점제, 분산제, 및 안정제 등의, 전극 형성을 위하여 일반적으로 사용되는 첨가제를 적절히 사용할 수 있다. 이들 모두를 포함한 정극 활물질층의 밀도는, 바람직하게는 2.3 이상 2.9 이하의 범위에 있다.
본 실시형태에 있어서, 부극판에는, 적어도 부극 활물질을 포함하는 부극 활물질층이 배치되어 있다. 바람직하게는, 부극판은, 부극 활물질, 도전 조제, 및 바인더를 포함하는 혼합물을 금속박 등의 부극 집전체에 도포 또는 압연, 및 건조시킴으로써 얻어지는 부극 활물질층을 갖고 있다. 본 실시형태에 있어서, 부극 활물질은, 바람직하게는 흑연 입자 및/또는 비정질 탄소 입자를 포함하고, 더욱 바람직하게는 흑연 입자와 비정질 탄소 입자를 모두 포함하는 혼합 탄소 재료이다. 본 실시형태에 사용하는 흑연은, 육방정계 육각판상 결정의 탄소 재료이다. 이 탄소 재료는, 석묵 혹은 그라파이트 등이라 칭해지는 경우가 있다. 흑연의 형상은, 바람직하게는 입자 형상이다. 그 메디안 직경(D50)의 값은, 바람직하게는 8.0μm 이상 14.0μm 이하이다.
본 실시형태에 사용하는 비정질 탄소는, 전체적으로 비정질인 탄소 재료이다. 이 탄소 재료는, 랜덤하게 네트워크되어 있는 미결정을 포함하는 구조를 갖는다. 이 미결정은, 흑연과 유사한 구조를 부분적으로 갖고 있어도 된다. 비정질 탄소의 예로서, 카본 블랙, 코크스, 활성탄, 카본 파이버, 하드 카본, 소프트 카본, 및 메조포러스 카본을 들 수 있다. 본 실시형태에 사용하는 비정질 탄소의 형상은, 바람직하게는 입자 형상이다. 그 메디안 직경(D50)은, 특히 바람직하게는 2.5μm 이상 9.0μm 이하이다.
부극 활물질층에 사용되는 도전 조제의 예로서, 카본 나노파이버 등의 카본 섬유, 아세틸렌 블랙 및 케첸 블랙 등의 카본 블랙, 활성탄, 메조포러스 카본, 풀러렌류, 및 카본 나노 튜브 등의 탄소 재료를 들 수 있다. 부극 활물질층에 사용되는 바인더의 예로서, 폴리불화비닐리덴, 폴리테트라플루오로에틸렌, 및 폴리불화비닐 등의 불소 수지, 및, 폴리아닐린류, 폴리티오펜류, 폴리아세틸렌류, 및 폴리피롤류 등의 도전성 폴리머를 들 수 있다. 그 밖에, 부극 활물질층에는, 증점제, 분산제, 및 안정제 등의, 전극 형성을 위하여 일반적으로 사용되는 첨가제를 적절히 사용할 수 있다.
흑연 입자, 및 비정질 탄소 입자 모두, 전지의 충방전 사이클 중에 팽창 및 수축을 반복한다. 따라서, 흑연 입자 혹은 비정질 탄소 입자의 팽창에 의해, 부극 활물질층에 응력이 발생하는 경우가 있다. 그 결과, 발생한 응력이 부극판에 불리한 영향을 미칠 수 있다. 한편, 비정질 탄소 입자는, 흑연 입자보다 팽창되기 어려운 물질인 것이 알려져 있다. 이에, 흑연 입자와 비정질 탄소 입자를 병용함으로써, 흑연 입자의 팽창에 의해 발생할 수 있는 전극층의 응력을 완화하는 것이 가능하게 된다. 흑연 입자와 비정질 탄소 입자는, 통상적인 방법으로 혼합할 수 있다. 예를 들어, 이들 입자 그리고 필요에 따라 첨가제가 소정의 중량비로 칭량된다. 계량된 입자(및 첨가제)를, 볼밀 및 믹서 등으로 대표되는 기계적 혼합 수단을 사용하여 혼합할 수 있다. 흑연 입자와 비정질 탄소 입자의 혼합비는, 바람직하게는 중량비로 95/5~70/30의 범위이다. 비정질 탄소 입자의 혼합비가 지나치게 적으면, 전지의 출력 특성의 향상을 그다지 기대할 수 없다. 또한, 비정질 탄소 입자의 혼합비가 지나치게 많으면, 전지의 SOC가 적을 때에 전지 전압이 저하된다. 그 때문에, 전지 에너지 저하시의 전지 출력이 저하된다는 불편이 발생할 수 있다. 따라서, 흑연 입자와 비정질 탄소 입자의 혼합비는, 바람직하게는 중량비로 80/20 정도로 설정된다.
본 실시형태에 있어서, 사용할 수 있는 세퍼레이터의 예로서, 폴리올레핀류의 다공성막 및 미공성막을 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 발전 요소로부터 외부로 전기를 취출하기 위하여, 발전 요소에는, 정극 리드 및 부극 리드가 접속된다. 이들 리드는, 발전 요소로부터 도출된다. 사용되는 정극 리드의 바람직한 예로서, 알루미늄판을 들 수 있다. 사용되는 부극 리드의 바람직한 예로서, 구리판을 들 수 있다. 경우에 따라, 이들 리드에는, 다른 금속(예를 들어 니켈, 주석, 혹은, 땜납)이 포함되어 있어도 된다. 또한, 이들 리드는, 고분자 재료에 의한 부분 코팅을 갖고 있어도 된다. 정극 리드 및 부극 리드는, 각각 정극판 및 부극판에 용접된다.
본 실시형태에 있어서, 발전 요소의 바람직한 형상은 직사각형이다. 직사각형의 발전 요소는 4변을 갖는다. 그 중 하나의 변에, 바람직하게는 정극 리드 및 부극 리드가 접속된다. 즉, 직사각형의 일변으로부터 정극 리드 및 부극 리드가 도출된다. 이러한, 소위 편(片)태브형의 발전 요소에서는, 전극 평면 내에 있어서의 전극 반응의 분포가 작아지는 경향이 있다. 이에 의해, 전지의 사이클 특성의 저하를 방지하는 것이 가능하게 된다. 정극 리드 및 부극 리드를 접속하는 일변은, 직사각형의 장변이어도 되고 단변이어도 된다.
이와 같이, 정극 리드 및 부극 리드가 접속된 발전 요소가 전지의 1단위(즉, 단전지)이다. 일반적으로는, 이들을 복수 조합함으로써 얻어지는 조전지가 사용된다. 복수의 발전 요소를 조합할 때에는, 각각에 접속되어 있는 정극 리드끼리 및 부극 리드끼리가 용접된다. 그리고, 발전 요소끼리가 중첩됨으로써, 조전지가 제조된다. 조전지는, 전지 외장체 내에 삽입된다. 이어서, 외장체 내부에 전해액이 충전된다. 그 후, 외장체가 봉지됨으로써, 리튬 이온 2차 전지가 제조된다. 여기서, 본 실시형태의 리튬 이온 2차 전지에는, 비수전해액을 사용할 수 있다. 사용할 수 있는 비수전해액의 예로는, 프로필렌카보네이트 및 에틸렌카보네이트 등의 고리형 카보네이트, 및, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 및 에틸메틸카보네이트 등의 사슬형 카보네이트에서 선택되는 1종 또는 그 이상의 유기 용매의 혼합 용매에, 6불화인산리튬(LiPF6),붕불화리튬(LiBF4),및 과염소산리튬(LiClO4)등의 리튬염을 용해시켜 얻어지는 용액을 들 수 있다.
다음으로 본 실시형태에 따른 리튬 이온 2차 전지의 구성예를, 도면을 사용하여 설명한다. 도 1은, 본 실시형태에 사용하는 발전 요소의 모식도이다. 발전 요소(11)는, 직사각형을 갖고 있다. 발전 요소(11)는, 그 주요 구성 요소로서, 정극판(13), 세퍼레이터(14), 및 부극판(16)을 갖는다. 정극판(13), 세퍼레이터(14), 및 부극판(16)은, 적층되어 있다. 정극판(13)에는, 정극 리드(12)가 접속되어 있다. 부극판(16)에는, 부극 리드(15)가 접속되어 있다. 정극 리드(12) 및 부극 리드(15)는, 직사각형의 발전 요소(11)의 일변에 접속되어, 소위 편태브형 발전 요소를 형성하고 있다. 정극 리드(12) 및 부극 리드(15)는, 바람직하게는, 도 1과 같이 직사각형의 일변에 접속된다. 단, 일변에 정극 리드(12)가 접속되고, 다른 변에 부극 리드(15)가 접속되어 있어도 된다.
도 2는, 본 실시형태에 따른 리튬 이온 2차 전지의 모식도이다. 1개의 발전 요소(17)가 사용되어 있다. 발전 요소(17)는, 외장체(18) 내에 봉입되어 있다. 이 때, 정극 리드(12) 및 부극 리드(15)는, 외장체(18)의 외측으로 도출되어 있다. 외장체(18) 내부에는, 전해액(도시 생략)이 봉입되어 있다.
[실시예]
<부극판의 제조>
부극 활물질로서, BET 비표면적 2.0m2/g의 흑연 분말과, BET 비표면적 4.5m2/g의 비정질성 탄소 분말(하드 카본)을 80:20(중량비)으로 혼합하여 얻어지는 혼합 재료를 사용하였다. 이 혼합 재료와, 도전 조제로서의 BET 비표면적 45m2/g의 카본 블랙 분말과, 바인더 수지로서의 폴리불화비닐리덴을, 고형분 질량비로 92:2:6의 비율로 N-메틸-2-피롤리돈(이하, “NMP”라 칭한다.) 안에 첨가하였다. 얻어진 혼합물을 교반함으로써, 이들 재료가 NMP 안에 균일하게 분산된 슬러리를 조제하였다. 얻어진 슬러리를, 부극 집전체로서의 두께 8μm의 구리박 상에 도포하였다. 이어서, 125℃에서 10분간 슬러리를 가열함으로써 NMP를 증발시켰다. 이에 의해, 부극 활물질층이 형성되었다. 또한, 형성된 부극 활물질층을 프레스함으로써, 부극 집전체의 편면 상에 도포된 부극 활물질층을 갖는 부극판이 제조되었다.
<정극판의 제조>
정극 활물질로서의 니켈·코발트·망간산리튬(NCM433, 즉, 니켈:코발트:망간=4:3:3, 리튬:니켈=1:0.4, BET 비표면적 1.1m2/g)과, 도전 조제로서의 BET 비표면적 45m2/g의 카본 블랙 분말과, 바인더 수지로서의 폴리불화비닐리덴을, 고형분 질량비로 88:8:4의 비율로 용매인 NMP에 첨가하였다. 또한, 이 얻어진 혼합물에, 유기계 수분 포착제로서의 무수 옥살산(분자량 90)을, 상기 혼합물로부터 NMP를 제외한 고형분 100질량부에 대하여 0.03질량부 첨가하였다. 그 후, 추가로 교반을 계속함으로써, 이들 재료가 균일하게 분산된 슬러리를 조제하였다. 얻어진 슬러리를, 정극 집전체로서의 두께 15μm의 알루미늄박 상에 도포하였다. 이어서, 125℃에서 10분간 슬러리를 가열함으로써 NMP를 증발시켰다. 이에 의해, 정극 활물질층이 형성되었다. 또한, 정극 활물질층을 프레스함으로써, 정극 집전체의 편면 상에 도포된, 밀도 2.5g/cm3의 정극 활물질층을 갖는 정극판이 제조되었다.
<리튬 이온 2차 전지의 제조>
상기와 같이 제조된 각 부극판 및 정극판을, 각각 소정 사이즈의 직사각형으로 잘라냈다. 이 중, 단자를 접속하기 위한 미도포부에 알루미늄제의 정극 리드 단자가 초음파 용접되었다. 마찬가지로, 정극 리드 단자와 동(同)사이즈의 니켈제의 부극 리드 단자가 부극판에 있어서의 미도포부에 초음파 용접되었다. 막두께 25μm, 공공률 55%의 폴리프로필렌으로 이루어지는 세퍼레이터의 양면에, 상기 부극판과 정극판을, 양 활물질층이 세퍼레이터를 사이에 두고 겹치도록 배치함으로써, 전극판 적층체가 얻어졌다. 2장의 알루미늄 라미네이트 필름의 장변의 일방을 제외하고, 3변을 열융착에 의해 접착함으로써, 주머니상의 라미네이트 외장체가 제조되었다. 라미네이트 외장체에 상기 전극 적층체가 삽입되었다. 하기 비수전해액을 라미네이트 외장체에 주액하고, 그리고 진공하에서 전극적층체에 비수전해액을 함침시켰다. 그 후, 감압 하에서 개구부를 열융착에 의해 봉지하였다. 이에 의해, 적층형 리튬 이온 전지가 얻어졌다. 이 적층형 리튬 이온 전지를 사용하여, 고온 에이징이 수회 행하여졌다. 이와 같이 하여, 전지 용량 5Ah의 적층형 리튬 이온 전지가 얻어졌다.
한편 비수전해액에는, 프로필렌카보네이트(이하, “PC”라 칭한다.)와, 에틸렌카보네이트(이하, “EC”라 칭한다.)와, 디에틸카보네이트(이하, “DEC”라 칭한다.)를 PC:EC:DEC=5:25:70(체적비)의 비율로 혼합함으로써 얻어진 비수용매를 사용하였다. 이 비수용매에, 전해질염으로서의 6불화인산리튬(LiPF6)을 염 농도가 0.9mol/L가 되도록 용해시켰다. 얻어진 용액에, 첨가제로서 사슬형 디술폰산에스테르(메틸렌메탄디술폰산에스테르(MMDS))와 비닐렌카보네이트를 각각 농도가 1중량%가 되도록 용해시켰다. 최종적으로 얻어진 용액은, 비수전해액으로서 사용되었다.
<전지의 체적 비저항>
전지의 체적은, JIS Z 8807 “고체의 밀도 및 비중의 측정법-액중 칭량법에 의한 밀도 및 비중의 측정 방법”에 따라 측정되었다. SOC 50%의 전지를 사용하여, 25℃ 하에서 10A에서의 정전류 방전을 10초간 행하였다. 방전 종료시의 전압을 측정함으로써 전지 저항을 구하였다. 이와 같이 하여 구해진 전지의 체적 및 전지 저항값으로부터, 전지의 체적 비저항의 값과, 전지의 단위 체적당의 출력 밀도가 산출되었다.
<전지의 출력 밀도>
SOC 50%의 상태의 전지를 사용하여, 25℃에서 10초간 정출력 방전 가능한 최대 출력을 구하였다. 얻어진 전지의 최대 출력을 전지 체적으로 나누어 얻어지는 값을 출력 밀도로서 평가하였다.
<사이클 특성 시험>
상기와 같이 제조한 적층형 리튬 이온 전지를 사용하여, SOC 0%와 100%까지의 사이에서, 1C 전류에서의 충방전을 55℃ 환경 하에서 1개월간 반복하였다. 이에 의한 용량 유지율을, (1개월간 사이클 후의 전지 용량)/(초기 전지 용량)의 계산식에 의해 산출하였다. 또 저항 증가율을, (1개월간 사이클 후의 저항값)/(초기 저항값)의 계산식에 의해 산출하였다. 동일한 사이클 시험을 0℃ 환경 하에서 행하고, 마찬가지로 용량 유지율 그리고 저항 증가율을 계산하였다.
<리튬 이온 전지의 전압 강하량의 측정>
상기와 같이 제조한 적층형 리튬 이온 전지를 사용하여, 4.2V까지 충전된 전지의 전압이 전압계에 의해 측정되었다. 이어서, 굵기 φ=3mm의 못을 80mm/초의 속도로 전지에 관통시켰다. 못의 관통으로부터 5분간 경과한 후에, 다시 전지의 전압이 측정되었다. (못의 관통 전의 전지 전압)-(못의 관통 후의 전지 전압)(V)의 식에 의해 구해지는 값을, 전압 강하량으로서 평가하였다.
(실시예 1~실시예 6)
상기 서술한 방법으로 제조된 부극판, 정극판, 세퍼레이터, 비수전해액, 및 외장체를 각각 조합함으로써, 원하는 B/A의 값(전지의 체적 비저항과, 정극판 1층당의 면적의 비)을 갖는 적층형 리튬 이온 2차 전지가 제조되었다. 한편, 실시예 1 및 2에서는, 리드를 직사각형의 일변에서 부극판 및 정극판에 접속함으로써 얻어지는, 편태브형의 적층형 리튬 이온 2차 전지가 사용되었다. 그 반면, 실시예 3~6에서는, 양(兩)태브형의 적층형 리튬 이온 2차 전지가 사용되었다. 이 양태브형의 전지는, 직사각형의 일변에서 정극 리드를 용착하고, 이것과 대향하는 직사각형의 일변에서 부극 리드를 용착하고, 또한, 2장의 알루미늄 라미네이트 필름을 열융착할 때에, 이들 리드를 알루미늄 라미네이트 필름의 외측으로 도출함으로써, 제조되었다. 제조된 실시예 1~6의 적층형 리튬 이온 2차 전지의 특성 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 7)
정극 활물질로서, BET 비표면적 0.8m2/g의 스피넬형 망간과, BET 비표면적 0.4m2/g의 니켈산리튬의 일부 원소가 코발트 및 알루미늄으로 치환된 복합 산화물(니켈:코발트:알루미늄=80:15:5, 리튬:니켈=1:0.8)을 75/25(중량비)로 혼합함으로써 얻어진 혼합 정극 활물질을 사용한 것 이외에는, 상기의 정극판의 제조 방법과 동일한 방법에 의해 정극판이 제조되었다. 이 정극판이 사용된 것 이외에는, 실시예 3~6과 동일한 방법으로, 원하는 B/A의 값(전지의 체적 비저항과 정극판 1층당의 면적의 비)을 갖는 양태브형의 적층형 리튬 이온 2차 전지가 제조되었다. 제조된 적층형 리튬 이온 2차 전지의 특성 평가를 표 1에 나타낸다.
(비교예 1의 전극판의 제조)
비교예 1에 따른 부극판은, 이하의 방법에 의해 제조되었다. 부극 활물질로서, BET 비표면적 4.5m2/g의 하드 카본이 사용되었다. 이 탄소 재료와, 도전 조제로서의 BET 비표면적 65m2/g의 카본 블랙 분말과, 바인더 수지로서의 폴리불화비닐리덴을, 고형분 질량비로 92:1:7의 비율로 NMP 안에 첨가하였다. 얻어진 혼합물을 교반함으로써, 이들 재료가 NMP 안에 균일하게 분산된 슬러리를 조제하였다. 얻어진 슬러리를, 부극 집전체로서의 두께 8μm의 구리박 상에 도포하였다. 이어서, 125℃에서 10분간 슬러리를 가열함으로써 NMP를 증발시켰다. 이에 의해, 부극 활물질층이 형성되었다. 또한, 형성된 부극 활물질층을 프레스함으로써, 부극 집전체의 편면 상에 도포된 부극 활물질층을 갖는 부극판이 제조되었다.
또한, 비교예 1에 사용한 정극판은, 이하의 방법에 의해 제조되었다. 정극 활물질로서, BET 비표면적 0.8m2/g의 스피넬형 망간과, BET 비표면적 0.4m2/g의 니켈산리튬의 일부 원소가 코발트 및 알루미늄으로 치환된 복합 산화물(니켈:코발트:알루미늄=80:15:5, 리튬:니켈=1:0.8)을 75/25(중량비)로 혼합함으로써 얻어지는 혼합 정극 활물질을 사용하였다. 이 혼합 정극 활물질과, 도전 조제로서의 BET 비표면적 65m2/g의 카본 블랙 분말과, 바인더 수지로서의 폴리불화비닐리덴을, 고형분 질량비로 92:5:3의 비율로 용매인 NMP에 첨가하였다. 또한, 이 얻어진 혼합물에, 유기계 수분 포착제로서의 무수 옥살산(분자량 90)을, 상기 혼합물로부터 NMP를 제외한 고형분 100질량부에 대하여 0.03질량부 첨가하였다. 그 후, 추가로 교반을 계속함으로써, 이들 재료가 균일하게 분산된 슬러리를 조제하였다. 얻어진 슬러리를, 정극 집전체로서의 두께 15μm의 알루미늄박 상에 도포하였다. 이어서, 125℃에서 10분간 슬러리를 가열함으로써, NMP를 증발시켰다. 이에 의해, 정극 활물질층이 형성되었다. 또한, 정극 활물질층을 프레스함으로써, 정극 집전체의 편면 상에 형성된, 밀도 3.0g/cm3의 정극 활물질층을 갖는 정극판이 제조되었다.
(비교예 2의 전극판의 제조)
비교예 2에 따른 부극판은, 이하의 방법에 의해 제조되었다. 부극 활물질로서, BET 비표면적 0.9m2/g의 흑연이 사용되었다. 이 탄소 재료와, 도전 조제로서의 BET 비표면적 65m2/g의 카본 블랙 분말과, 바인더 수지로서의 폴리불화비닐리덴을, 고형분 질량비로 92:2:6의 비율로 NMP 안에 첨가하였다. 얻어진 혼합물을 교반함으로써, 이들 재료가 NMP 안에 균일하게 분산된 슬러리를 조제하였다. 얻어진 슬러리를, 부극 집전체로서의 두께 8μm의 구리박 상에 도포하였다. 이어서, 125℃에서 10분간 슬러리를 가열함으로써, NMP를 증발시켰다. 이에 의해, 부극 활물질층이 형성되었다. 또한, 형성된 부극 활물질층을 프레스함으로써, 부극 집전체의 편면 상에 도포된 부극 활물질층을 갖는 부극판이 제조되었다.
또한, 비교예 2에 사용한 정극판은, 이하의 방법에 의해 제조되었다. 정극 활물질로서, BET 비표면적 0.8m2/g의 스피넬형 망간과, BET 비표면적 0.4m2/g의 니켈산리튬의 일부 원소가 코발트 및 알루미늄으로 치환된 복합 산화물(니켈:코발트:알루미늄=80:15:5, 리튬:니켈=1:0.8)을 75/25(중량비)로 혼합함으로써 얻어지는 혼합 정극 활물질을 사용하였다. 이 혼합 정극 활물질과, 도전 조제로서의 BET 비표면적 65m2/g의 카본 블랙 분말과, 바인더 수지로서의 폴리불화비닐리덴을, 고형분 질량비로 93:3:4의 비율로 용매인 NMP에 첨가하였다. 또한, 이 얻어진 혼합물에, 유기계 수분 포착제로서의 무수 옥살산(분자량 90)을, 상기 혼합물로부터 NMP를 제외한 고형분 100질량부에 대하여 0.03질량부 첨가하였다. 그 후, 추가로 교반을 계속함으로써, 이들 재료가 균일하게 분산된 슬러리를 조제하였다. 얻어진 슬러리를, 정극 집전체로서의 두께 15μm의 알루미늄박 상에 도포하였다. 이어서, 125℃에서 10분간 슬러리를 가열함으로써, NMP를 증발시켰다. 이에 의해, 정극 활물질층이 형성되었다. 또한, 정극 활물질층을 프레스함으로써, 정극 집전체의 편면 상에 형성된 밀도 2.5g/cm3의 정극 활물질층을 갖는 정극판이 제조되었다.
(비교예 3의 전극판의 제조)
비교예 3에 따른 부극판은, 이하의 방법에 의해 제조되었다. 부극 활물질로서, BET 비표면적 0.9m2/g의 흑연이 사용되었다. 이 탄소 재료와, 도전 조제로서의 BET 비표면적 65m2/g의 카본 블랙 분말과, 바인더 수지로서의 폴리불화비닐리덴을, 고형분 질량비로 92:2:6의 비율로 NMP 안에 첨가하였다. 얻어진 혼합물을 교반함으로써, 이들 재료가 NMP 안에 균일하게 분산된 슬러리를 조제하였다. 얻어진 슬러리를, 부극 집전체로서의 두께 8μm의 구리박 상에 도포하였다. 이어서, 125℃에서 10분간 슬러리를 가열함으로써, NMP를 증발시켰다. 이에 의해, 부극 활물질층이 형성되었다. 또한, 형성된 부극 활물질층을 프레스함으로써, 부극 집전체의 편면 상에 도포된 부극 활물질층을 갖는 부극판이 제조되었다.
또한, 비교예 3에 사용한 정극판은, 이하의 방법에 의해 제조되었다. 정극 활물질로서, BET 비표면적 0.8m2/g의 스피넬형 망간과, BET 비표면적 0.4m2/g의 니켈산리튬의 일부 원소가 코발트 및 알루미늄으로 치환된 복합 산화물(니켈:코발트:알루미늄=80:15:5, 리튬:니켈=1:0.8)을 75/25(중량비)로 혼합함으로써 얻어지는 혼합 정극 활물질을 사용하였다. 이 혼합 정극 활물질과, 도전 조제로서의 BET 비표면적 65m2/g의 카본 블랙 분말과, 바인더 수지로서의 폴리불화비닐리덴을, 고형분 질량비로 93:3:4의 비율로 용매인 NMP에 첨가하였다. 또한, 이 얻어진 혼합물에, 유기계 수분 포착제로서의 무수 옥살산(분자량 90)을, 상기 혼합물로부터 NMP를 제외한 고형분 100질량부에 대하여 0.03질량부 첨가하였다. 그 후, 추가로 교반을 계속함으로써, 이들 재료가 균일하게 분산된 슬러리를 조제하였다. 얻어진 슬러리를, 정극 집전체로서의 두께 15μm의 알루미늄박 상에 도포하였다. 이어서, 125℃에서 10분간 슬러리를 가열함으로써, NMP를 증발시켰다. 이에 의해, 정극 활물질층이 형성되었다. 또한, 정극 활물질층을 프레스함으로써, 정극 집전체의 편면 상에 형성된 밀도 3.0g/cm3의 정극 활물질층을 갖는 정극판이 제조되었다.
(비교예 4의 전극판의 제조)
비교예 4에 따른 부극판은, 이하의 방법에 의해 제조되었다. 부극 활물질로서, BET 비표면적 0.9m2/g의 흑연이 사용되었다. 이 탄소 재료와, 도전 조제로서의 BET 비표면적 65m2/g의 카본 블랙 분말과, 바인더 수지로서의 폴리불화비닐리덴을, 고형분 질량비로 92:2:6의 비율로 NMP 안에 첨가하였다. 얻어진 혼합물을 교반함으로써, 이들 재료가 NMP 안에 균일하게 분산된 슬러리를 조제하였다. 얻어진 슬러리를, 부극 집전체로서의 두께 8μm의 구리박 상에 도포하였다. 이어서, 125℃에서 10분간 슬러리를 가열함으로써, NMP를 증발시켰다. 이에 의해, 부극 활물질층이 형성되었다. 또한, 형성된 부극 활물질층을 프레스함으로써, 부극 집전체의 편면 상에 도포된 부극 활물질층을 갖는 부극판이 제조되었다.
또한, 비교예 4에 사용한 정극판은, 이하의 방법에 의해 제조되었다. 정극 활물질로서, BET 비표면적 0.8m2/g의 스피넬형 망간과, BET 비표면적 0.4m2/g의 니켈산리튬의 일부 원소가 코발트 및 알루미늄으로 치환된 복합 산화물(니켈:코발트:알루미늄=80:15:5, 리튬:니켈=1:0.8)을 75/25(중량비)로 혼합함으로써 얻어지는 혼합 정극 활물질을 사용하였다. 이 혼합 정극 활물질과, 도전 조제로서의 BET 비표면적 65m2/g의 카본 블랙 분말과, 바인더 수지로서의 폴리불화비닐리덴을, 고형분 질량비로 93:3:4의 비율로 용매인 NMP에 첨가하였다. 또한, 이 얻어진 혼합물에, 유기계 수분 포착제로서의 무수 옥살산(분자량 90)을, 상기 혼합물로부터 NMP를 제외한 고형분 100질량부에 대하여 0.03질량부 첨가하였다. 그 후, 추가로 교반을 계속함으로써, 이들 재료가 균일하게 분산된 슬러리를 조제하였다. 얻어진 슬러리를, 정극 집전체로서의 두께 15μm의 알루미늄박 상에 도포하였다. 이어서, 125℃에서 10분간 슬러리를 가열함으로써, NMP를 증발시켰다. 이에 의해, 정극 활물질층이 형성되었다. 또한, 정극 활물질층을 프레스함으로써, 정극 집전체의 편면 상에 형성된 밀도 2.2g/cm3의 정극 활물질층을 갖는 정극판이 제조되었다.
(비교예 5의 전극판의 제조)
비교예 5에 따른 부극판은, 이하의 방법에 의해 제조되었다. 부극 활물질로서, BET 비표면적 2.0m2/g의 흑연과, BET 비표면적 4.5m2/g의 하드 카본을 중량비 80:20으로 혼합하여 얻어지는 탄소 재료를 사용하였다. 이 탄소 재료와, 도전 조제로서의 BET 비표면적 45m2/g의 카본 블랙 분말과, 바인더 수지로서의 폴리불화비닐리덴을, 고형분 질량비로 92:2:6의 비율로 NMP 안에 첨가하였다. 얻어진 혼합물을 교반함으로써, 이들 재료가 NMP 안에 균일하게 분산된 슬러리를 조제하였다. 얻어진 슬러리를, 부극 집전체로서의 두께 8μm의 구리박 상에 도포하였다. 이어서, 125℃에서 10분간 슬러리를 가열함으로써, NMP를 증발시켰다. 이에 의해, 부극 활물질층이 형성되었다. 또한, 형성된 부극 활물질층을 프레스함으로써, 부극 집전체의 편면 상에 도포된 부극 활물질층을 갖는 부극판이 제조되었다.
또한 비교예 5에 따른 정극판은, 이하의 방법에 의해 제조되었다. 정극 활물질로서의 니켈·코발트·망간산리튬(NCM433, 즉, 니켈:코발트:망간=4:3:3, 리튬:니켈=1:0.4, BET 비표면적 1.1m2/g)과, 도전 조제로서의 BET 비표면적 45m2/g의 카본 블랙 분말과, 바인더 수지로서의 폴리불화비닐리덴을, 고형분 질량비로 88:8:4의 비율로 용매인 NMP에 첨가하였다. 또한, 이 얻어진 혼합물에, 유기계 수분 포착제로서의 무수 옥살산(분자량 90)을, 상기 혼합물로부터 NMP를 제외한 고형분 100질량부에 대하여 0.03질량부 첨가하였다. 그 후, 추가로 교반을 계속함으로써, 이들 재료가 균일하게 분산된 슬러리를 조제하였다. 얻어진 슬러리를, 정극 집전체로서의 두께 15μm의 알루미늄박 상에 도포하였다. 이어서, 125℃에서 10분간 슬러리를 가열함으로써, NMP를 증발시켰다. 이에 의해, 정극 활물질층이 형성되었다. 또한, 정극 활물질층을 프레스함으로써, 정극 집전체의 편면 상에 형성된 밀도 2.5g/cm3의 정극 활물질층을 갖는 정극판이 제조되었다.
(비교예 1~5의 리튬 이온 2차 전지의 제조)
상기 서술한 비교예 1의 부극판 및 정극판을 사용한 것 이외에는, 실시예 3~6과 동일한 방법으로, 표 1의 B/A의 값(전지의 체적 비저항과 정극판 1층당의 면적의 비)을 갖는 양태브형의 적층형 리튬 이온 전지가 제조되었다. 또한, 비교예 2~5의 부극판 및 정극판을 사용하는 것 이외에는, 실시예 1~2와 동일한 방법으로, 표 1의 B/A의 값(전지의 체적 비저항과 정극판 1층당의 면적의 비)을 갖는 편태브형의 적층형 리튬 이온 전지가 제조되었다. 이들 제조된 비교예 1~5의 적층형 리튬 이온 전지의 특성 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
전지 특성 평가


정극밀도
(g/cm3)
셀 두께
(mm)
셀 면적 비저항
(mΩcm2)
B/A의 값
(mΩcm)
출력밀도
(W/L)
전극 리드의 배치
55℃ 사이클 특성 유지율(%)
0℃ 사이클 특성 유지율
(%)
전압
강하량
(V)

실시예1
2.5
1.4
20.8
0.492
6800
편태브
83
98
0.1

실시예2
2.5
1.8
20.8
0.488
6800
편태브
83
98
0.1

실시예3
2.5
2.5
19.3
0.784
7400
양태브
81
97
0.1

실시예4
2.5
2.9
15.3
0.720
8100
양태브
80
97
0.1

실시예5
2.5
3.1
19.3
0.776
7500
양태브
82
98
0.1

실시예6
2.5
3.6
15.3
0.714
8100
양태브
80
98
0.1

실시예7
2.5
3.2
15.6
0.800
7300
양태브
79
96
0.1

비교예1
3.0
3.0
26.2
1.260
4600
양태브
73
92
0.1

비교예2
2.5
6.9
19.9
0.960
3500
편태브
73
89
0.1

비교예3
3.0
6.9
19.9
0.960
3500
편태브
70
88
0.1

비교예4
2.2
6.9
19.9
0.960
3500
편태브
70
88
0.1

비교예5
2.5
1.8
15.8
0.372
8900
편태브
83
98
4.0
리튬 이온 2차 전지의 체적 비저항 B와, 정극판의 1장당의 면적 A의 비 B/A(mΩcm)의 값이 소정의 범위를 만족시키고 있을 때, 리튬 이온 2차 전지가 우수한 사이클 특성을 갖고 있다. 전극 리드의 배치의 영향은, 출력 밀도에 나타나 있다. 그러나, 사이클 특성과의 밸런스를 고려하면, 편태브형 쪽이 보다 바람직한 형상인 것이 결론지어진다. 정극 활물질의 영향은, 사이클 특성(특히 55℃ 사이클 특성)에 나타나 있다. 사이클 특성을 유지하기 위해서는, NCM계의 정극 활물질을 사용하는 것이 바람직한 것이 결론지어진다. 한편, 리튬 이온 2차 전지의 체적 비저항 B와, 정극판의 1장당의 면적 A의 비 B/A(mΩcm)의 값이 지나치게 낮으면, 단락시의 전압 강하량이 커진다. 전지의 안전성을 확보하기 위하여, 비 B/A(mΩcm)의 값을 소정의 범위로 설정하는 것이 중요한 것이 결론지어진다.
이상, 본 개시의 실시형태의 실시예에 대하여 설명하였다. 단, 상기 실시예는 본 개시의 실시형태의 일례를 나타낸 것에 불과하며, 본 개시의 실시형태의 기술적 범위를 특정한 실시형태 혹은 구체적 구성에 한정하는 취지는 아니다.
본 개시의 실시형태에 따른 리튬 이온 2차 전지는, 이하의 제1~5의 리튬 이온 2차 전지여도 된다.
상기 제1 리튬 이온 2차 전지는, 적어도 하나의 정극판과, 적어도 하나의 부극판과, 적어도 하나의 세퍼레이터와, 적층된 발전 요소를 포함하는 리튬 이온 2차 전지로서, 당해 정극판의 1장당의 면적 A(cm2)와 당해 발전 요소의 체적 비저항 B(mΩcm3)의 비 B/A(mΩcm)의 값이 0.4 이상 0.9 미만인 것을 특징으로 하는, 상기 리튬 이온 2차 전지이다.
상기 제2 리튬 이온 2차 전지는, 당해 정극판에는 정극 활물질을 포함하는 정극 활물질층이 배치되고, 당해 정극 활물질층의 밀도가 2.3 이상 2.9 이하인, 상기 제1 리튬 이온 2차 전지이다.
상기 제3 리튬 이온 2차 전지는, 당해 정극 활물질이 일반식 LixNiyMnzCo(1-y-z)O2로 나타내어지는 층상 결정 구조를 갖는 리튬 니켈 망간 코발트 복합 산화물인, 상기 제1 또는 2의 리튬 이온 2차 전지이다.
상기 제4 리튬 이온 2차 전지는, 당해 부극판에는 부극 활물질을 포함하는 부극 활물질층이 배치되고, 당해 부극 활물질이 흑연 입자와 비정질 탄소 입자를 포함하는, 상기 제1~3 중 어느 하나의 리튬 이온 2차 전지이다.
상기 제5 리튬 이온 2차 전지는, 당해 발전 요소의 형상이 직사각형이고, 당해 직사각형의 하나의 변에 정극 리드 및 부극 리드가 접속되고, 당해 정극 리드 및 부극 리드가 당해 발전 요소의 외측으로 도출되어 있는, 상기 제1~4 중 어느 하나의 리튬 이온 2차 전지이다.
상기의 상세설명은 사례를 설명하고 상세묘사를 위하여 제시되었다. 상기 제시된 내용에 입각하여 다양한 변형과 변화가 가능하다. 여기서 설명한 대상은 포괄적으로 설명하거나 혹은 개시된 명확한 형태로 제한하고자 의도하지는 않았다. 대상은 구조적 특징 및/또는 방법론적 행위에 있어서 구체적인 언어로 설명되었지만, 첨부된 청구항에서 정의된 대상은 상기 설명된 구체적인 구조 또는 행위에 반드시 제한되는 것은 아니다. 그보다는, 상기 설명된 구체적 구조와 행위는 첨부된 청구항을 실행하기 위한 예시형태로 개시되었다.

Claims (5)

  1. 적어도 하나의 정극판과,
    적어도 하나의 부극판과,
    적어도 하나의 세퍼레이터를 갖는 발전 요소를 포함하고,
    당해 정극판의 1장당의 면적 A(cm2)와, 당해 발전 요소의 체적 비저항 B(mΩcm3)의 비 B/A(mΩcm)의 값이, 0.4 이상 0.9 미만인, 리튬 이온 2차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    당해 정극판에는, 정극 활물질을 포함하는 정극 활물질층이 배치되고, 당해 정극 활물질층의 밀도가 2.3g/㎤ 이상 2.9g/㎤ 이하인, 리튬 이온 2차 전지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    당해 정극 활물질이 일반식 LixNiyMnzCo(1-y-z)O2(x는, 0<x<1.2이고, y 및 z는 y+z<1을 만족시키는 수)로 나타내어지는 리튬 니켈 망간 코발트 복합 산화물이고, 당해 리튬 니켈 망간 코발트 복합 산화물이 층상 결정 구조를 갖는, 리튬 이온 2차 전지.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    당해 부극판에는, 부극 활물질을 포함하는 부극 활물질층이 배치되고, 당해 부극 활물질이 흑연 입자와 비정질 탄소 입자를 포함하는, 리튬 이온 2차 전지.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    당해 발전 요소의 형상이 직사각형이고, 당해 직사각형의 하나의 변에 정극 리드 및 부극 리드가 접속되고, 당해 정극 리드 및 부극 리드가 당해 발전 요소의 외측으로 도출되어 있는, 리튬 이온 2차 전지.
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