KR101789459B1 - 비수전해질 이차 전지의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본원에 제안된 비수전해질 이차 전지의 제조 방법은 제1 접합제 공급 단계(101), 활물질 공급 단계(102), 제2 접합제 공급 단계(103) 및 가압 단계(105)를 포함한다. 제1 접합제 공급 단계(101)는 집전 호일(121)에 접합제 용액(122)을 도포하는 단계이다. 활물질 공급 단계(102)는 접합제 용액(122)으로 코팅된 집전 호일(121) 상에 활물질 입자(123)를 공급하는 단계이다. 제2 접합제 공급 단계(103)는 활물질 입자(123) 상에 접합제 용액(122)을 공급하는 단계이다. 가압 단계(105)는 집전 호일(121) 상의 활물질 입자(123)의 층을 가압하는 단계이다.

Description

비수전해질 이차 전지의 제조 방법 {METHOD OF MANUFACTURING NON-AQUEOUS ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY}
본 발명은 비수전해질 이차 전지의 제조 방법에 관한 것이다.
본 명세서에서, 용어 "이차 전지"는 반복 충전가능한 전지를 일반적으로 지칭한다. 용어 "비수전해질 이차 전지"는 전해질 염이 용해된 비수용매를 포함하는 비수전해질을 사용하는 이차 전지를 지칭한다. "비수전해질 이차 전지"의 한 유형인 용어 "리튬 이온 이차 전지"는 전해질 이온으로서 리튬 이온을 사용하고, 정부극 사이에서의 리튬 이온의 이동과 연관된 전하의 이동에 의해 충방전을 실현하는 이차 전지를 지칭한다. 일반적으로 "리튬 이차 전지"로 지칭되는 전지 (예컨대, 리튬 이온 중합체 이차 전지)는 본 명세서에서의 리튬 이온 이차 전지에 포괄될 수 있다.
비수전해질 이차 전지는, 예를 들어 호일-유형 집전체 상에 활물질 입자의 층이 형성된 전극 시트를 갖고 있다. 이러한 전극 시트는, 예를 들어 하기 방식으로 제조된다. 활물질 입자, 접합제 및 증점제를 미리 정해진 비율로 함께 혼합함으로써 페이스트-유형 합제를 제조한다. 생성된 합제를 집전체 상에 코팅한 다음, 건조시킨다. 그 후, 코팅된 집전체를 가압한다 (예를 들어, JP 2013-012327 A, 비교예 1 및 2 참조).
JP 2013-012327 A는 생산성을 개선시키고, 또한 집전체와 활물질 입자의 층 사이의 접합 강도를 증가시킬 수 있는 전극 시트의 제조 방법을 또한 개시하고 있다. 여기서 개시된 전극 시트의 제조 방법은 집전체 상에 접합제 용액을 코팅하고, 접합제 용액으로 코팅된 집전체 상에 접합제 및 활물질을 적어도 함유하는 분말 성분을 도포하여 퇴적시키고, 퇴적층을 가열하면서 두께 방향에서 가압하는 것을 포함한다. 이러한 제조 방법은 건조 단계를 필요로 하지 않으며, 따라서 생산성을 개선시킨다. 더욱이, 전극 시트의 집전체 근방인 활물질 입자의 층의 영역에 접합제가 더 많은 양으로 잔류하게 된다. 이는 집전체와 활물질 입자의 층 사이의 접합 강도를 증가시키는 것을 가능하게 한다.
JP 2013-012327 A
생산 효율 및 전지 성능을 개선시키기 위해, 본 발명자는 집전체 상에 활물질 입자의 층이 형성된 전극 시트를 제조하는 단계를 수반하는 신규 제조 방법을 제안한다.
본 발명은 집전 호일에 접합제 용액을 도포하는 단계 (제1 접합제 공급 단계); 접합제 용액이 도포된 집전 호일 상에 활물질 입자를 공급하는 단계 (활물질 공급 단계); 활물질 입자 상에 접합제 용액을 공급하는 단계 (제2 접합제 공급 단계); 및 집전 호일 상의 활물질 입자의 층을 가압하는 단계 (가압 단계)를 포함하는 비수전해질 이차 전지의 제조 방법을 제공한다.
본원에 제안된 방법에서, 활물질 입자의 층은 합제 페이스트를 제조하는데 필요한 증점제와 같은 첨가제를 함유하지 않는다. 이는 합제 페이스트를 도포함으로써 활물질 입자의 층을 제조하는 경우에 비해, 저항이 더 낮은 전극을 얻는 것, 및 저항이 더 낮은 비수전해질 이차 전지를 제공하는 것을 가능하게 한다. 더욱이, 합제 페이스트를 제조할 필요가 없기 때문에, 제조에 필요한 시간을 단축시킬 수 있고, 제조 비용을 추가로 저하시킬 수 있다.
예를 들어, 제1 접합제 공급 단계에서, 그라비아 인쇄 또는 잉크젯 인쇄에 의해 집전 호일의 표면 상에 접합제 용액을 공급할 수 있는 것이 가능하다. 접합제 용액이 수용액일 수 있는 것이 또한 가능하다. 접합제 용액에 함유되는 접합제가 SBR일 수 있는 것이 또한 가능하다. 집전 호일이 구리 호일일 수 있고, 활물질 입자가 흑연 입자일 수 있는 것이 또한 가능하다. 이러한 경우에, 흑연 입자는 구형 흑연을 포함할 수 있다. 이러한 방법이 제2 접합제 공급 단계 후 및 가압 단계 전에, 집전 호일을 건조시키는 건조 단계를 추가로 포함할 수 있는 것이 또한 가능하다. 이러한 경우에, 건조 단계는 접합제 용액 및 활물질 입자가 공급된 집전 호일에 적외선을 조사하는 것을 포함할 수 있다.
본원에 제안된 전극 시트는 집전 호일, 및 집전 호일 상에 배치되고 활물질 입자 및 접합제를 포함하는 층을 포함한다. 활물질 입자는 접합제에 의해 서로 및 집전 호일에 접합된다. 층은 증점제를 함유하지 않는다. 즉, 활물질 입자의 층이 증점제를 함유하지 않는 전극 시트를 제공하는 것이 가능하다. 이러한 전극 시트는 증점제를 함유하지 않기 때문에 낮은 저항을 나타낸다.
여기서, 전극 시트에서, 층이 집전 호일로부터 1/3의 두께 영역 및 중간 1/3의 두께 영역을 포함하며, 상기 집전 호일로부터 1/3의 두께 영역이 상기 중간 1/3의 두께 영역보다 부피 기준으로 20% 이상 더 많은 양의 접합제를 함유하는 것이 또한 가능하다. 이러한 경우에, 활물질 입자의 층의 저부, 즉 집전 호일과 활물질 입자의 층 사이의 경계부가 더 많은 양의 접합제를 함유하며, 이는 집전 호일과 활물질 입자의 층 사이의 더 높은 접합 강도를 생성한다. 층이 상기 층의 표면으로부터 1/3의 두께 영역을 추가로 포함하며, 상기 층이 상기 중간 1/3의 두께 영역보다 부피 기준으로 20% 이상 더 많은 양의 접합제를 함유하는 것이 또한 가능하다. 이는 활물질 입자가 층의 표면으로부터 탈락하는 것을 방지한다.
활물질 입자가 흑연 입자이고, 접합제가 SBR이고, 활물질 입자의 층이 CMC를 함유하지 않는 전극 시트를 제공하는 것이 또한 가능하다. 이러한 전극 시트는, 예를 들어 리튬 이온 이차 전지의 부극 시트에 적합하다.
도 1은 리튬 이온 이차 전지를 도시하는 부분 단면도이다.
도 2는 리튬 이온 이차 전지에 내장되는 전극 조립체를 도시하는 도면이다.
도 3은 리튬 이온 이차 전지의 충전 시의 상태를 도시하는 모식도이다.
도 4는 리튬 이온 이차 전지의 방전 시의 상태를 도시하는 모식도이다.
도 5는 전극 시트의 제조 공정을 도시하는 도면이다.
도 6은 활물질 공급 단계 및 제2 접합제 공급 단계 직후의 접합제 용액 및 활물질 입자의 상태를 모식적으로 도시하는 부분 단면도이다.
도 7은 건조 단계 후의 접합제 및 활물질 입자의 층의 상태를 모식적으로 도시하는 부분 단면도이다.
도 8은 전지 X (비제안 전지)와 전지 Y (제안 전지) 사이의 저온에서의 I-V 저항을 비교한 그래프이다.
도 9는 이차 전지 (조전지)를 포함하는 차량을 도시하는 도면이다.
하기 설명은 본원에 제안된 비수전해질 이차 전지의 제조 방법에 대한 실시형태의 일례를 설명하기 위해 제공되어 있다. 본원에 기재된 실시형태는 본 발명을 제한하도록 의도된 것은 아니다. 도면은 모식적으로 도시되어 있으며, 도면에서의 치수 관계 (길이, 폭, 두께 등)는 실제 치수 관계를 반영하는 것은 아니다. 동일한 작용을 발휘하는 부재 및 부품은 동일한 참조 부호에 의해 나타내어, 그의 중복 설명이 생략될 수 있다.
먼저, 적용가능한 비수전해질 이차 전지의 구조의 일례로서 리튬 이온 이차 전지(10)의 개요에 대해 기재할 것이다. 이어서, 본원에 제안된 비수전해질 이차 전지의 제조 방법에 대해 기재할 것이다.
<<리튬 이온 이차 전지(10)>>
도 1은 리튬 이온 이차 전지(10)를 도시하는 단면도이다. 도 2는 상기 리튬 이온 이차 전지(10)에 내장되는 전극 조립체(40)를 도시하는 도면이다. 또한, 도 1 및 2에 도시된 리튬 이온 이차 전지(10)는 본 발명이 적용될 수 있는 리튬 이온 이차 전지의 일례를 예시할 뿐이며, 본 발명이 적용될 수 있는 리튬 이온 이차 전지를 특별히 제한하는 것은 아니라는 것에 유의해야 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 리튬 이온 이차 전지(10)는 전지 케이스(20) 및 전극 조립체(40) (도 1에서는, 권회 전극 조립체)를 갖고 있다.
<<전지 케이스(20)>>
전지 케이스(20)는 케이스 본체(21) 및 밀봉판(22)을 갖고 있다. 케이스 본체(21)는 일단부에 개구를 갖는 상자 형상을 갖고 있다. 도 1에 제시된 케이스 본체(21)는 바닥이 밀폐된 직육면체 형상을 갖고 있으며, 일반 사용 조건에서 리튬 이온 이차 전지(10)의 상면에 상응하는 일면이 개방되어 있다. 본 실시형태에서, 케이스 본체(21)에는 직사각형 개구가 형성되어 있다. 밀봉판(22)은 케이스 본체(21)의 개구를 밀폐하는 부재이다. 밀봉판(22)은 실질적으로 직사각형인 판을 포함한다. 밀봉판(22)이 케이스 본체(21)의 개구 주연부에 용접되어, 실질적으로 육면체 형상인 전지 케이스(20)가 형성된다.
전지 케이스(20)의 재료를 위해, 예를 들어 경량 및 고전도성 금속 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 금속 재료의 예는 알루미늄, 스테인리스 스틸 및 니켈 도금 강을 포함한다. 본 실시형태의 전지 케이스(20) (케이스 본체(21) 및 밀봉판(22) 포함)는 알루미늄 또는 알루미늄으로 주로 구성된 합금으로 제조된다.
도 1에 제시된 예에서, 밀봉판(22)에 정극 단자(23) (외부 단자) 및 부극 단자(24) (외부 단자)가 접속되어 있다. 밀봉판(22)은 안전 배기구(30) 및 주액 포트(32)를 갖는다. 안전 배기구(30)는 전지 케이스(20)의 내압이 미리 정해진 수준 (예를 들어, 설계 밸브 개방압은 약 0.3 MPa 내지 약 1.0 MPa임) 이상으로 상승하는 경우에 해당 내압을 방출할 수 있도록 구성되어 있다. 도 1은 전해액이 주액된 후에, 주액 포트(32)가 밀봉재(33)에 의해 밀봉된 전지를 도시하고 있다. 상기 기재된 바와 같은 전지 케이스(20)에는 전극 조립체(40)가 수용되어 있다.
<<전극 조립체(40) (권회 전극 조립체)>>
도 2에 도시된 바와 같이, 전극 조립체(40)는 띠 형상의 정극 (정극 시트(50)), 띠 형상의 부극 (부극 시트(60)) 및 띠 형상의 세퍼레이터 (세퍼레이터(72 및 74))를 갖고 있다.
<<정극 시트(50)>>
정극 시트(50)는 띠 형상의 정극 집전 호일(51) 및 정극 활물질 층(53)을 갖고 있다. 정극 집전 호일(51)을 위해, 예를 들어 정극에 사용하기에 적합한 금속 호일을 사용하는 것이 가능하다. 정극 집전 호일(51)을 위해, 예를 들어 미리 정해진 폭을 갖고 두께가 약 15 마이크로미터인 띠 형상의 알루미늄 호일을 사용하는 것이 가능하다. 정극 집전 호일(51)의 한 편측 연부를 따라 노출부(52)가 제공되어 있다. 도면에 제시된 예에서, 정극 활물질 층(53)은 정극 집전 호일(51)에 제공된 노출부(52)를 제외한 정극 집전 호일(51)의 양면 상에 형성되어 있다. 여기서, "노출부(52)"는 정극 활물질 층(53)이 형성되지 않은 정극 집전 호일(51)의 부분을 지칭한다.
정극 활물질 층(53)은 정극 집전 호일(51) 상에 배치되고 접합제에 의해 함께 접합된 정극 활물질 입자의 층이다. 정극 활물질 입자를 위해, 리튬 이온 이차 전지에 사용되는 임의의 통상적인 물질을 어떠한 특별한 제한도 없이 단독으로 또는 조합하여 사용하는 것이 가능하다. 바람직한 예는 리튬 니켈 산화물 (예를 들어, LiNiO2), 리튬 코발트 산화물 (예를 들어, LiCoO2) 및 리튬 망가니즈 산화물 (예를 들어, LiMn2O4) 등의 리튬 및 1종 이상의 전이 금속 원소를 함유하는 산화물 (즉, 리튬-전이 금속 산화물)의 입자; 및 망간 리튬 인산염 (LiMnPO4) 및 철 리튬 인산염 (LiFePO4) 등의 리튬 및 1종 이상의 전이 금속 원소를 함유하는 인산염의 입자를 포함한다.
<<도전제>>
정극 활물질 층(53)은 도전제를 함유할 수 있다. 도전제의 예는 탄소 분말 및 탄소 섬유 등의 탄소 재료를 포함한다. 도전제의 상기 언급된 예 중 1종을 단독으로 또는 상기 예 중 또 다른 1종 이상과 조합하여 사용하는 것이 가능하다. 탄소 분말의 예는 다양한 유형의 카본 블랙 (예컨대, 아세틸렌 블랙, 오일 퍼니스 블랙, 흑연화 카본 블랙, 카본 블랙, 흑연, 케첸(Ketjen) 블랙) 및 흑연 분말을 포함한다.
<<부극 시트(60)>>
부극 시트(60)는 띠 형상의 부극 집전 호일(61) 및 부극 활물질 층(63)을 갖고 있다. 부극 집전 호일(61)을 위해, 예를 들어 부극에 사용하기에 적합한 금속 호일을 사용하는 것이 가능하다. 부극 집전 호일(61)을 위해, 예를 들어 미리 정해진 폭을 갖고 두께가 약 10 마이크로미터인 띠 형상의 구리 호일을 사용하는 것이 가능하다. 부극 집전 호일(61)의 한 편측 연부를 따라 노출부(62)가 제공되어 있다. 도면에 제시된 예에서, 부극 활물질 층(63)은 부극 집전 호일(61)에 제공된 노출부(62)를 제외한 부극 집전 호일(61)의 양면 상에 형성되어 있다. 여기서, "노출부(62)"는 부극 활물질 층(63)이 형성되지 않은 부극 집전 호일(61)의 부분을 지칭한다.
부극 활물질 층(63)은 정극 집전 호일(61) 상에 배치되고 접합제에 의해 함께 접합된 부극 활물질 입자의 층이다. 부극 활물질 입자를 위해, 리튬 이온 이차 전지에 사용되는 임의의 통상적인 물질을 어떠한 특별한 제한도 없이 단독으로 또는 조합하여 사용하는 것이 가능하다. 부극 활물질 입자를 위해, 리튬 이온 이차 전지에 사용되는 임의의 통상적인 물질을 어떠한 특별한 제한도 없이 단독으로 또는 조합하여 사용하는 것이 가능하다. 바람직한 예는 흑연 입자, 흑연 탄소 및 무정형 탄소 등의 탄소계 재료; 리튬 전이 금속 산화물; 및 리튬 전이 금속 질화물을 포함한다.
<<접합제>>
정극 활물질 층(53)에서, 접합제는 정극 활물질 층(53)에 함유되는 정극 활물질 및 도전제의 입자를 서로 접합시키고, 이들 입자를 정극 집전 호일(51)에 접합시키기 위한 재료이다. 마찬가지로, 부극 활물질 층(63)에서, 접합제는 부극 활물질 층(63)에 함유되는 부극 활물질 및 도전제의 입자를 서로 접합시키고, 이들 입자를 부극 집전 호일(61)에 접합시키기 위한 재료이다.
접합제는 접합제 용액 형태로 공급될 수 있다. 여기서, 사용되는 용매에 용해 또는 분산될 수 있는 중합체를 사용하는 것이 가능하다. 수성 용매가 사용되는 경우에, 접합제의 바람직한 예는 셀룰로스계 중합체 (예컨대, 카르복시메틸셀룰로스 (CMC) 및 히드록시프로필 메틸 셀룰로스 (HPMC)); 플루오로중합체 (예컨대, 폴리비닐 알콜 (PVA), 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 및 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체 (FEP)); 및 고무 재료 (예컨대, 비닐 아세테이트 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체 (SBR), 아크릴산 변성 SBR 수지 (SBR 라텍스)) 등의 수용성 또는 수분산성 중합체를 포함한다. 비수용매가 사용되는 경우에, 중합체 (예컨대, 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF), 폴리비닐리덴 클로라이드 (PVDC) 및 폴리아크릴로니트릴 (PAN))를 사용하는 것이 바람직하다.
<<세퍼레이터(72 및 74)>>
각각의 세퍼레이터(72 및 74)는 도 2에 도시된 바와 같이, 정극 시트(50)와 부극 시트(60)를 서로 분리하는 부재이다. 이러한 예에서, 각각의 세퍼레이터(72 및 74)는 복수의 미세구멍을 갖고 미리 정해진 폭을 갖는 띠 형상 시트로 제조되어 있다. 세퍼레이터(72 및 74)를 위해, 예를 들어 다공질 수지 막, 예를 들어 다공질 폴리올레핀계 수지로 제조된 막을 포함하는, 단층 세퍼레이터 또는 적층 세퍼레이터를 사용하는 것이 가능하다. 이러한 예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 부극 활물질 층(63)의 폭(b1)은 정극 활물질 층(53)의 폭(a1)보다 약간 더 넓다. 추가로, 세퍼레이터(72 및 74)의 각각의 폭(c1 및 c2)은 부극 활물질 층(63)의 폭(b1)보다 약간 더 넓다 (c1, c2 > b1 > a1).
각각의 세퍼레이터(72 및 74)는 정극 시트(53)와 부극 시트(63)를 서로 절연시키지만, 전해질의 이동을 허용한다. 도면에 제시되어 있지는 않지만, 각각의 세퍼레이터(72 및 74)는 다공질 플라스틱 막으로 제조된 기재의 표면 상에 형성된 내열층을 가질 수 있다. 내열층은 충전제 및 접합제를 포함한다. 내열층은 HRL (내열성 층)으로도 지칭될 수 있다.
<<전극 조립체(40)의 피팅>>
본 실시형태에서, 전극 조립체(40)는 도 2에 도시된 바와 같이, 권회 축(WL)을 함유하는 한 평면을 따라 편평한 형상으로 가압 및 변형되어 있다. 도 2에 제시된 예에서, 정극 집전 호일(51)의 노출부(52) 및 부극 집전 호일(61)의 노출부(62)는 세퍼레이터(72 및 74)의 대향 연부로부터 나선 형상으로 노출되어 있다. 본 실시형태에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 세퍼레이터(72 및 74)로부터 밀려 나온 노출부(52 및 62)의 중간부는 모아서 정부극 내부 단자(23 및 24)의 선단부(23a 및 24a)에 각각 용접되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전극 조립체(40)는 전지 케이스(20)에 수납되어 있다. 전지 케이스(20)에는 전해액이 또한 주액된다. 전해액은 권회 축(WL) (도 2 참조)의 대향 축 단부로부터 전극 조립체(40)의 내부에 침입한다.
<<전해액 (액상 전해질)>>
전해액으로서는, 통상적인 리튬 이온 전지에 사용되는 바와 같은 비수전해액과 동일한 유형을 어떠한 특별한 제한도 없이 사용할 수 있다. 이러한 비수전해액은 전형적으로 적절한 비수용매가 지지 염을 함유하는 조성을 갖는다. 비수용매의 예는 단독으로의 또는 조합된 에틸렌 카르보네이트, 프로필렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 에틸 메틸 카르보네이트, 1,2-디메톡시에탄, 1,2-디에톡시에탄, 테트라히드로푸란 및 1,3-디옥솔란을 포함한다. 지지 염의 예는 LiPF6, LiBF4, LiAsF6, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiN(CF3SO2)2 및 LiC(CF3SO2)3 등의 리튬 염을 포함한다. 비수전해액의 일례로는 에틸렌 카르보네이트와 디에틸 카르보네이트의 혼합 용매 (예를 들어, 약 1:1의 질량비를 갖는 혼합 용매)에 LiPF6이 약 1 mol/L의 농도로 함유된 비수전해액이 있다.
리튬 이온 이차 전지(10)에서, 정극 집전 호일(51)과 부극 집전 호일(61)은 전지 케이스(20)를 관통하는 전극 단자(23 및 24)를 통해 외부 장치에 전기적으로 접속되어 있다. 이하, 충전 시 및 방전 시의 리튬 이온 이차 전지(10)의 동작에 대해 기재할 것이다.
<<충전 시의 동작>>
도 3은 리튬 이온 이차 전지(10)의 충전 시의 상태를 모식적으로 도시하고 있다. 충전 시, 리튬 이온 이차 전지(10)의 전극 단자(23 및 24) (도 1 참조)는 도 3에 도시된 바와 같이, 스위치(92)에 의해 충전기(90)에 접속된다. 충전기(90)는 정극 시트(50)와 부극 시트(60) 사이에 전압을 인가한다. 그에 의해, 리튬 이온 (Li)이 정극 활물질 층(53) 중의 정극 활물질로부터 전해액(80)으로 방출되고, 전하가 정극 활물질 층(53)으로부터 방전된다. 방전된 전하는 정극 집전 호일(51)로 이동하고, 충전기(90)를 통해 부극 시트(60)로 추가로 이동한다. 부극 시트(60)에 전하가 축적된다. 또한, 전해액(80) 중의 리튬 이온 (Li)이 부극 활물질 층(63) 중의 부극 활물질에 의해 흡수 및 축적된다. 그 결과, 부극 시트(60)와 정극 시트(50) 사이에 전위차가 발생한다.
<<방전 시의 동작>>
도 4는 리튬 이온 이차 전지(10)의 방전 시의 상태를 모식적으로 도시하고 있다. 방전 시, 리튬 이온 이차 전지(10)는 전극 단자(23 및 24) (도 1 참조)가 도 4에 도시된 바와 같이, 스위치(92)에 의해 저항(94)에 접속되도록 한 상태가 된다. 방전 시, 부극 시트(60)와 정극 시트(50) 사이의 전위차는 전하가 부극 시트(60)로부터 정극 시트(50)로 이동하도록 한다. 또한, 부극 활물질 층(63)에 축적된 리튬 이온이 전해액(80)으로 방출된다. 정극에서는, 전해액(80) 중의 리튬 이온이 정극 활물질 층(53) 중의 정극 활물질에 의해 흡수된다.
이러한 방식으로, 리튬 이온 이차 전지(10)의 충방전 시에, 정극 활물질 층(53) 중의 정극 활물질과 부극 활물질 층(63) 중의 부극 활물질 사이에서 리튬 이온이 흡수 또는 방출된다. 따라서, 전해액(80)을 통해 정극 활물질 층(53)과 부극 활물질 층(63) 사이에서 리튬 이온이 전후로 이동한다.
<<전극 시트의 제조 공정>>
도 5는 전극 시트의 제조 공정을 도시하는 개략도이다. 도 5를 참조하면, 본원에 제안된 비수전해질 이차 전지의 제조 방법은 전극 시트의 제조에 있어서, 제1 접합제 공급 단계(101), 활물질 공급 단계(102), 제2 접합제 공급 단계(103), 건조 단계(104) 및 가압 단계(105)를 포함한다. 상기 언급된 전극 시트의 제조 방법은 상기 기재된 바와 같은 리튬 이온 이차 전지(10)의 정극 시트(50) 또는 부극 시트(60)의 제조 방법으로서 적용가능하다.
<제1 접합제 공급 단계(101)>
제1 접합제 공급 단계(101)는 집전 호일(121)에 접합제 용액(122)을 도포하는 단계이다. 집전 호일(121)은 정극 집전 호일(51) 또는 부극 집전 호일(61)을 형성하는 원 시트이다. 여기서, 집전 호일(121)은 띠 형상의 시트 재료이며, 도면에 제시되어 있지는 않지만 미리 정해진 반송 경로를 따라 반송된다.
도 5에 제시된 실시형태의 제1 접합제 공급 단계(101)에서, 반송되는 집전 호일(121) 상에, 그라비아 롤러(101a)를 통해 미리 정해진 패턴으로 접합제 용액(122)이 도포된다. 본 실시형태에서, 그라비아 인쇄에 의해 접합제 용액이 전사된다. 여기서, 접합제 용액(122)은 필요한 점도 및 필요한 침투성을 갖는 것이 바람직하다.
접합제 용액(122)은, 예를 들어 집전 호일(121)의 반송 방향을 따라 비스듬히 새겨진 스트라이프 (줄무늬 패턴)로 적용될 수 있다. 그라비아 인쇄를 위해, 다이렉트 그라비아 인쇄 또는 마이크로 그라비아 인쇄 등의 각종 기술이 사용될 수 있다. 추가로, 제1 접합제 공급 단계(101)에서의 접합제 용액(122)의 도포는 그라비아 인쇄 등의 각종 인쇄 기술에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 그라비아 인쇄 대신에, 잉크젯 인쇄를 사용하여 집전 호일(121)에 접합제 용액(122)을 도포할 수 있다.
<활물질 공급 단계(102)>
활물질 공급 단계(102)는 접합제 용액(122)이 도포된 집전 호일(121) 상에 활물질 입자(123)를 공급하는 단계이다. 본 실시형태에서, 활물질 입자(123)는 미리 정해진 단위면적당 중량으로 접합제 용액(122)이 도포된 집전 호일(121) 상에 도포된다. 도 5에 제시된 실시형태에서, 활물질 입자(123)의 분말을 저장하는 호퍼(102a)로부터 체를 통해 집전 호일(121) 상에 활물질 입자(123)를 체질한다. 더욱이, 간극 조정 기구(102b)를 통해 집전 호일(121) 상의 활물질 입자(123)의 단위면적당 중량을 조정한다.
<제2 접합제 공급 단계(103)>
제2 접합제 공급 단계(103)는 활물질 입자(123) 상에 접합제 용액(122)을 공급하는 단계이다. 여기서, 활물질 공급 단계(102)에서 집전 호일 상에 공급된 활물질 입자(123) 상에, 분무 장치(103a)를 통해 접합제 용액(122)이 분무된다. 이러한 단계에서 분무되는 접합제 용액(122)은 제1 접합제 공급 단계(101)에서 사용되는 접합제 용액(122)과 동일할 수 있다. 본 실시형태에서, 도포되는 접합제 용액(122)은, 예를 들어 수용액이고, 물과 실질적으로 동일한 수준의 점도 및 침투성을 갖는 것이 바람직하다. 분무 장치(103a)로서는, 예를 들어 상업적으로 입수가능한 정전 분무 장치 또는 상업적으로 입수가능한 분무 장치를 사용하는 것이 가능하다.
도 6은 활물질 공급 단계(102) 및 제2 접합제 공급 단계(103) 직후의 접합제 용액(122) 및 활물질 입자(123)의 상태를 모식적으로 도시하고 있다. 도 7은 건조 단계(104) 후의 접합제(122) 및 활물질 입자(123)의 층의 상태를 모식적으로 도시하고 있다.
제1 접합제 공급 단계(101)에서, 집전 호일(121)에 접합제 용액(122)이 도포된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 활물질 공급 단계(102)에서, 접합제 용액(122)이 도포된 집전 호일(121) 상에 활물질 입자(123)가 공급된다. 추가로, 제2 접합제 공급 단계(103)에서, 활물질 입자(123) 상에 접합제 용액(122)이 공급된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 공급된 접합제 용액(122)은 모세관력에 의해 활물질 입자(123)의 층 내로 침투한다. 본 실시형태에서, 제1 접합제 공급 단계(101)에서 집전 호일(121)에 도포된 접합제 용액(122)이 활물질 입자(123)의 층의 저부(A) 내로 침투한다. 그 후, 제2 접합제 공급 단계(103)에서 활물질 입자(123)의 층에 공급 (분무)된 접합제 용액(122)이 활물질 입자(123)의 층의 표면부(C) 내로 침투한다.
따라서, 이러한 제조 방법에 의하면, 접합제는 모세관력에 의해 좁은 간극 내로 들어가는 경향이 있으며, 따라서 접합제는 활물질 입자들(123) 사이의 간극 및 활물질 입자(123)와 집전 호일(121) 사이의 간극에 용이하게 들어간다. 그 결과, 활물질 입자들(123) 사이의 간극 및 활물질 입자(123)와 집전 호일(121) 사이의 간극에 접합제(122)가 분산되는 경향이 있다. 이러한 이유로 인해, 더 적은 양의 접합제로, 활물질 입자들(123)을 서로 및 집전 호일(121)에 견고하게 접합시킬 수 있다.
<건조 단계(104)>
건조 단계(104)는 집전 호일(121) 상에 형성된 활물질 입자(123)의 층을 건조시키는 단계이다. 건조 단계(104)는 제2 접합제 공급 단계(103) 후 가압 단계(105) 전에 행해진다. 본 실시형태에서, 건조 단계(104)에 사용되는 건조 장치(104a)는, 접합제 용액(122) 및 활물질 입자(123)가 공급된 집전 호일(121)에 적외선을 조사하기 위한 적외선 조사 장치이다. 적외선을 조사함으로써, 집전 호일(121) 상의 활물질 입자(123)의 층에 함침된 접합제 용액(122)의 용매 성분을 증발시킬 수 있다. 이러한 지점에서, 예를 들어 열풍을 불어냄으로써 건조를 행하는 경우에는, 활물질 입자(123)의 층이 집전 호일(121)로부터 불려 날아갈 위험이 존재할 것이다. 다른 한편, 적외선을 조사함으로써 건조를 행하는 경우에는, 활물질 입자(123)의 층이 불려 날아갈 위험이 존재하지 않는다.
<가압 단계(105)>
가압 단계(105)는 집전 호일(121) 상에 형성된 활물질 입자(123)의 층을 가압하는 단계이다. 가압 단계(105)는 건조 단계(104) 후에 행해진다. 본 실시형태에서, 가압 단계(105)는 집전 호일(121)을 한 쌍의 가압 롤러(105a 및 105b) 사이에 통과시켜 활물질 입자(123)의 층을 가압함으로써 행해진다. 그 결과, 활물질 입자들(123) 사이의 공간이 더 작아져서, 활물질 입자(123) 및 집전 호일(121)이 접합제에 의해 신뢰성 있게 접합되도록 한다. 더욱이, 본 실시형태에서 가압 단계(105) 전에 건조 단계(104)가 제공된다. 따라서, 가압 단계(105)에 공급되는 집전 호일(121) 상에 형성된 활물질 입자(123)의 층은 그의 표면이 건조하기 때문에, 가압 롤러(105a)에 달라붙을 가능성이 적다. 가압 롤러(105a 및 105b)를 위해, 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)으로 코팅된 압착 롤러를 사용하는 것이 바람직하다.
<<활물질 입자(123)의 층>>
따라서, 집전 호일(121), 및 집전 호일(121) 상에 배치되고 접합제에 의해 함께 접합된 활물질 입자(123)의 층을 갖는 전극 시트(120) (도 7 참조)가 얻어질 수 있다. 여기서 얻어지는 전극 시트를 위해, 활물질 입자(123)의 층을 형성할 때에 합제 페이스트를 제조하지 않는다. 이러한 이유로 인해, 활물질 입자(123)의 층은 합제 페이스트에 필요한 점도를 얻기 위해 필요했던 증점제를 함유하지 않는다.
예를 들어, 부극 활물질 층(63) (도 2 참조)을 형성하는 경우에는, 통상적으로 부극 활물질 입자 (예를 들어, 흑연 입자), 접합제 (예를 들어, SBR) 및 증점제 (예를 들어, CMC)를 페이스트 용매 (예를 들어, 이온 교환수)와 함께 혼합함으로써 합제 페이스트를 제조한다. 생성된 합제 페이스트를 부극 집전 호일(61) 상에 도포한 다음, 건조시키고, 가압하여 부극 활물질 층(63)을 얻는다. 이러한 경우에, 합제 페이스트를 유지하기 위해 증점제 (CMC)가 필요하다. 따라서, 합제 페이스트를 도포함으로써 형성되는 부극 활물질 층(63)은 증점제 (예를 들어, CMC)를 필연적으로 함유한다.
반면에, 본원에 제안된 전극 시트의 제조 방법은 합제 페이스트를 사용하지 않는다. 이는 도 7에 도시된 바와 같이, 증점제를 함유하지 않는 활물질 입자(123)의 층을 형성하는 것을 가능하게 한다. 즉, 본원에 제안된 전극 시트의 제조 방법에 따라 형성되는 활물질 입자(123)의 층은 접합제(122)를 함유하지만, 증점제를 함유하지 않는다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 전극 시트가 비수전해질 이차 전지에 내장되는 경우에, 활물질 입자(123)의 층에 함침된 전해액과 활물질 입자(123) 사이의 접촉 면적이 더 크며, 따라서 전지 저항이 더 낮아진다.
추가로, 본원에 제안된 전극 시트의 제조 방법에 따라 형성되는 활물질 입자(123)의 층은 상기 층의 표면부(C) 및 저부(A)에 더 큰 양의 접합제가 분포되는 경향이 있다는 특색을 갖는다. 즉, 제1 접합제 공급 단계(101)에서 집전 호일(121)에 도포된 접합제 용액(122)은 층의 저부(A)에 잔류하는 경향이 있다. 마찬가지로, 제2 접합제 공급 단계(103)에서 활물질 입자(123)의 층 상에 공급된 접합제 용액(122)은 층의 표면부(C)에 잔류하는 경향이 있다.
그 결과, 층의 저부(A) 및 표면부(C)에서 접합제(122)의 비율이 더 큰 경향이 있다. 층의 저부(A)에 잔류하는 접합제(122)는 특히 집전 호일(121)에 활물질 입자(123)의 층을 접합시키는 것에 기여한다. 이러한 활물질 입자(123)의 층은 집전 호일(121)과 층 사이의 경계부인 층의 저부(A)에 더 많은 양의 접합제(122)를 갖는다. 따라서, 층과 집전 호일(121)이 견고하게 접합될 수 있다. 다른 한편, 층의 표면부(C)에 잔류하는 접합제(122)는 층의 표면부(C) 내에서 활물질 입자들(123)을 서로 접합시키는 것에 기여한다. 이러한 활물질 입자(123)의 층은 상기 층의 표면부(C)에 더 많은 양의 접합제(122)를 또한 가지며, 따라서 활물질 입자(123)가 층의 표면부(C)로부터 탈락하는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 본원에 제안된 방법은, 층이 집전 호일(121)로부터 1/3의 두께 영역 (즉, 저부(A)) 및 중간 1/3의 두께 영역 (중간부(B))을 포함하며, 상기 1/3의 두께 영역이 상기 중간 1/3의 두께 영역보다 부피 기준으로 20% 이상 더 많은 양의 접합제(122)를 함유하는 전극 시트(120)를 제공하는 것을 가능하게 한다. 또한, 본원에 제안된 방법은, 층이 상기 층의 표면으로부터 1/3의 두께 영역 (표면부(C))을 추가로 포함하며, 상기 표면으로부터의 1/3의 두께 영역이 상기 중간 1/3의 두께 영역 (중간부(B))보다 부피 기준으로 20% 이상 더 많은 양의 접합제(122)를 함유하는 전극 시트(120)를 제공하는 것이 가능하다.
집전 호일(121)과 층을 서로 견고하게 접합시키는 관점에서, 활물질 입자(123)의 층의 저부(A)는 중간부(B)보다 30% 이상 더 많은 양의 접합제(122)를 함유하는 것이 바람직하다. 활물질 입자(123)가 집전 호일(121)로부터 탈락하는 것을 방지하는 관점에서, 층의 표면부(C)는 중간부(B)보다 30% 이상 더 많은 양의 접합제(122)를 함유하는 것이 바람직하다.
<<실시예>>
이어서, 상기 기재된 방법을 사용하여 리튬 이온 이차 전지(10)의 부극 시트(60)를 제조하는 방법의 일례를 하기에 예시한다.
먼저, 부극 집전 호일(61)의 원 시트로서 띠 형상의 구리 호일을 준비한다. 집전 호일(121)은 도 5에 도시된 바와 같이, 미리 정해진 반송 경로를 따라 반송된다.
제1 접합제 공급 단계(101)에서, 다이렉트 그라비아 인쇄에 의해 집전 호일(121) 상에 접합제 용액(122)이 도포된다. 여기서 다이렉트 그라비아 인쇄는 집전 호일(121)의 반송 방향을 따라 비스듬히 새겨진 스트라이프 (줄무늬 패턴)의 요판을 갖는 그라비아 롤러를 사용할 수 있다. 보다 구체적으로, 그라비아 롤러는 외주면에 회전 축에 대해 비스듬히 새겨진 복수의 요판을 갖는다. 요판은 각각 깊이 20 마이크로미터 및 폭 50 마이크로미터의 사선이며, 요판들 사이의 간격은 100 마이크로미터이다. 이러한 경우에 스트라이프 (줄무늬 패턴)의 요판을 갖는 그라비아 롤러를 사용하는 경우에, 그라비아 롤러는 활물질 입자(123)의 입자 크기를 고려하여 적절한 폭 및 적절한 간격의 줄무늬 패턴을 갖는 것이 바람직하다.
이러한 단계에서 공급되는 접합제 용액(122)은 SBR의 수용액이다. 접합제 용액(122)에 함유되는 SBR의 함량은 5 중량%로 설정된다. 제1 접합제 공급 단계(101)에서 공급되는 접합제 용액(122)에 함유되는 접합제의 함량은, 예를 들어 활물질 입자(123)의 층 내로의 그의 침투성에 따라 조정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 접합제의 함량이 1 중량% 이상, 바람직하게는 3 중량% 이상, 및 40 중량% 이하, 바람직하게는 20 중량% 이하일 수 있는 것이 가능하다.
더욱이, 제2 접합제 공급 단계(102)에서, 활물질 입자(123)로서 흑연 입자를 사용한다. 흑연 입자를 위해 구형 흑연을 사용한다. 구형 흑연은, 예를 들어 인편 흑연에 비해 간극의 조정 시에 막힐 가능성이 적고, 층의 단위면적당 중량을 조정하기에 용이하다. 이들 이유로 인해, 리튬 이온 이차 전지(10)의 부극 활물질 층(60)을 형성하는 경우에는, 활물질 입자(123)로서 흑연 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 구형 흑연은 평균 입자 크기 (D50)가 약 20 마이크로미터 이상 약 100 마이크로미터 이하인 것이 바람직하다. 여기서, 평균 입자 크기 (D50)가 약 20 마이크로미터인 구형 흑연을 사용한다. 구형 흑연을 위해, 인편 흑연 (천연 흑연)을 구형화 형상으로 성형한 흑연 ("구형화 흑연"으로도 지칭됨)을 사용하는 것이 바람직하다.
여기서, 구형 흑연을 위해, 종횡비가 2 : 1 내지 1 : 1인 구형 흑연을 사용하는 것이 바람직하다. 종횡비는, 예를 들어 흑연 입자의 SEM 사진으로부터 각각의 흑연 입자의 장축 길이 A 및 단축 길이 B를 측정하고, 비 A/B를 결정함으로써 얻어진다. 이러한 비는 바람직하게는 임의적으로 선택된 100개의 입자의 평균 값으로서 결정되어야 한다. 활물질 공급 단계(102)에서 활물질 입자(123)를 공급하기 위해 사용되는 장치에 따라, 예를 들어 인편 흑연을 사용하는 것이 또한 가능하다. 인편 흑연을 사용하는 경우에, 미리 정해진 양의 활물질 입자(123)를 체질하고, 체질한 인편 흑연을 간단하게 평활화하는 정도의 장치 구성을 사용하는 것이 바람직하다.
여기서 제2 접합제 공급 단계(103)에서, 정전 분무 장치에 의해 활물질 입자(123)의 층의 표면 상에 접합제 용액(122)을 분무하는 것이 바람직하다. 제1 접합제 공급 단계(101) 및 제2 접합제 공급 단계(103)에서, 최종적으로 제조되는 전극 시트(120)에서의 활물질 입자(123)의 층을 형성하는데 필요한 접합제(122)의 양을 추정하고, 이에 따라 각각의 단계에서 공급되는 접합제 용액(122)의 양을 결정하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 최종적으로 제조되는 활물질 입자(123)의 층이 활물질 입자(123)의 양에 비해 0.7 중량%의 접합제(122)를 함유할 필요가 있는 경우에, 예를 들어 그의 절반인 0.35 중량%의 접합제(122)를 제1 접합제 공급 단계(101)에서 공급하고, 나머지 양인 0.35 중량%의 접합제(122)를 제2 접합제 공급 단계(103)에서 공급하는 것이 바람직하다.
제1 접합제 공급 단계(101) 및 제2 접합제 공급 단계(103)에서 공급되는 접합제 용액(122)의 양은 적절하게 조정될 수 있다. 예를 들어, 활물질 입자(123)의 양에 비해 0.7 중량%의 접합제(122)를 함유할 필요가 있는 경우에, 0.40 중량%의 접합제(122)를 제1 접합제 공급 단계(101)에서 공급하고, 나머지 0.30 중량%의 접합제(122)를 제2 접합제 공급 단계(103)에서 공급하는 것이 가능하다. 제1 접합제 공급 단계(101)에서 공급되는 접합제(122)의 양을 더 크게 하는 경우에는, 활물질 입자(123)의 층의 저부(C)에서의 접합제의 양이 증가되어, 활물질 입자(123)의 층과 집전 호일이 서로 견고하게 접합될 수 있다.
이어서, 건조 단계(104)에서, 예를 들어 활물질 입자(123)의 층의 표면 온도가 약 150℃가 되도록, 조사되는 적외선의 온도를 조정하는 것이 바람직하다. 조사되는 적외선의 온도는 접합제 용액(122)의 공급량, 접합제 용액(122)의 용매의 유형 등에 따라 적절하게 조정될 수 있다. 가압 단계(105)에서, 활물질 입자(123)의 층 중의 활물질 입자들(123)이 서로 견고하게 접합되고, 또한 활물질 입자(123)가 집전 호일(121)에 견고하게 접합되도록, 필요한 강도로 활물질 입자(123)의 층을 가압하는 것이 바람직하다.
상기 기재된 방법은, 활물질 입자(123)가 흑연 입자이고, 접합제(122)가 SBR이고, 활물질 입자(123)의 층이 합제 페이스트에 함유되는 바와 같은 증점제 (예컨대, CMC)를 함유하지 않는, 리튬 이온 이차 전지(10)의 부극 시트(60) (도 1 참조)를 얻는 것을 가능하게 한다. 상기 기재된 부극 시트(60)를 사용하여 리튬 이온 이차 전지(10)를 제조하는 것은 부극 활물질 층(63) 중에 증점제 (CMC)가 존재하지 않기 때문에, 저항이 낮은 전지를 얻는 것을 가능하게 한다. 통상적으로, 합제 페이스트를 코팅하는 경우에는, 건조 단계 동안의 마이그레이션으로 인해 접합제(122)가 불균일하게 분포되는 것으로 관찰되었다. 그러나, 상기 기재된 방법은 이러한 문제를 방지할 수 있다. 그 결과, 접합제(122)의 사용량이 낮게 유지될 수 있다.
도 8은 전지 X (비제안 전지)와 전지 Y (제안 전지) 사이의 저온에서의 I-V 저항을 비교한 그래프이다. 여기서, 전지 X는 통상적인 바와 같이 합제 페이스트를 도포함으로써 부극 활물질 층(63)이 형성된 부극 시트(60)를 갖는 전지이다. 전지 Y는 상기 기재된 제1 접합제 공급 단계(101), 활물질 공급 단계(102), 제2 접합제 공급 단계(103), 건조 단계(104) 및 가압 단계(105)를 통해 부극 활물질 층(63)이 형성된 부극 시트(60)를 갖는 전지이다. 전지 X는 부극 활물질 층(63) 중에, 부극 활물질인 흑연 입자의 양에 비해 0.7 중량%의 CMC를 함유하고 있다. 전지 Y는 CMC를 함유하지 않는다. 부극 활물질로서의 흑연 입자의 양 및 흑연 입자에 비한 접합제의 양은 중량 비율로 동일하도록 설정했다. 또한, 전지 X 및 Y는 부극 활물질 층(63)을 제외하고는 동일한 구성을 가졌다.
여기서, I-V 저항은 -10℃의 온도 환경 하에 30% SOC의 조건에서 I-V 저항을 비교한 것이다. 보다 구체적으로, I-V 저항은 1C의 레이트로 30% SOC로 조정한 후, -10℃의 온도 환경 하에 10C의 레이트로 10초 동안 CC 방전을 행한 상기 기재된 전지의 전류 (I)-전압 (V) 플롯의 1차 근사 직선의 기울기로부터 얻어지는 저항 값이다. 여기서, SOC는 전지의 충전 상태를 지칭하며, 본 실시형태에서는 0% SOC를 3.0 V로 설정하고 100% SOC를 4.1 V로 설정했을 때의 충전 상태로서 정의된다. I-V 저항은 시험 전지에 대해 컨디셔닝 공정을 행한 후에 측정하는 것이 바람직하다. 그 결과, 도 8에 도시된 바와 같이, 합제 페이스트를 도포함으로써 부극 활물질 층(63)이 형성된 부극 시트(60)를 갖는 전지 X보다, 본원에 제안된 방법에 의해 부극 활물질 층(63)이 형성된 부극 시트(60)를 갖는 전지 Y가 더 낮은 I-V 저항을 나타내는 경향이 있는 것으로 입증된다.
일례로서, 본 발명을 부극 시트(60)에 적용하는 것을 본원에 기재한 바 있다. 그러나, 여기서 적용가능한 부극 시트(60)는 상기 기재된 바와 같은 것에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 부극 활물질 층(63)의 활물질 입자는 흑연 입자에 제한되지는 않으며, 각종 다른 유형의 입자가 사용될 수 있다. 더욱이, 접합제(122)는 SBR에 제한되지는 않는다. 상기 기재된 전극 시트의 제조 방법은, 예를 들어 리튬 이온 이차 전지(10)의 정극 시트(50)의 제조에 또한 적용가능할 수 있다. 이러한 경우에, 활물질 공급 단계(102)에서 공급되는 활물질 입자(123)를 위해, 정극 활물질로서 리튬-전이 금속 산화물의 입자가 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 활물질 공급 단계에서, 활물질 입자(123)로서는, 전기 전도성을 확보하기 위한 도전제를 함유하는 혼합 입자를 공급하는 것이 바람직하다. 따라서, 활물질 공급 단계(102)에서 공급되는 활물질 입자(123)는 적절하게 도전제를 함유하는 활물질 입자(123)를 포함하는 혼합 입자일 수 있다.
접합제(122)를 위해, 정극 활물질 층(53)의 접합제로서 적절한 임의의 접합제를 사용하는 것이 가능하다. 접합제 용액(122)은 수용액에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 접합제 용액(122)의 용매에는 N-메틸-2-피롤리돈 (NMP)이 사용될 수 있다. 접합제(122)에는 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF)가 사용될 수 있다.
게다가, 리튬 이온 이차 전지(10)가 일례로서 예시된 바 있지만, 도 7에 도시된 바와 같이, 집전 호일(121), 및 집전 호일(121) 상에 배치되고 활물질 입자(123) 및 접합제(122)를 포함하는 층을 포함하며, 활물질 입자(123)가 접합제(122)에 의해 서로 및 집전 호일(121)에 접합된 전극 시트를 갖는, 각종 유형의 전지의 제조에 본 발명이 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 이러한 전극 시트가 제공된 비수전해질 이차 전지의 제조 방법에 널리 적용가능할 수 있다.
상기 기재된 바와 같이, 본원에 제안된 비수전해질 이차 전지의 제조 방법은, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 접합제 공급 단계(101), 활물질 공급 단계(102), 제2 접합제 공급 단계(103) 및 가압 단계(105)를 포함한다. 제1 접합제 공급 단계(101)는 집전 호일(121)에 접합제 용액(122)을 도포하는 단계이다. 활물질 공급 단계(102)는 접합제 용액(122)이 도포된 집전 호일(121) 상에 활물질 입자(123)를 공급하는 단계이다. 제2 접합제 공급 단계(103)는 활물질 입자(123) 상에 접합제 용액(122)을 도포하는 단계이다. 가압 단계(105)는 집전 호일(121) 상의 활물질 입자(123)의 층을 가압하는 단계이다.
본원에 제안된 방법에서, 활물질 입자(123)의 층은 합제 페이스트를 제조하는데 필요한 증점제와 같은 첨가제를 함유하지 않는다. 이는 합제 페이스트를 도포함으로써 활물질 입자의 층을 제조하는 경우에 비해, 저항이 더 낮은 전극을 얻는 것을 가능하게 한다. 저항이 더 낮은 비수전해질 이차 전지를 제공하는 것이 또한 가능하다. 더욱이, 합제 페이스트를 제조할 필요가 없기 때문에, 제조에 필요한 시간을 단축시킬 수 있고, 제조 비용을 추가로 저하시킬 수 있다.
여기서, 상기 기재된 바와 같이, 제1 접합제 공급 단계에서, 그라비아 인쇄 또는 잉크젯 인쇄에 의해 집전 호일의 표면 상에 접합제 용액을 공급할 수 있는 것이 가능하다. 이는 필요한 접합제 용액(122)을 집전 호일의 표면에 미리 정해진 패턴으로 도포하는 것을 가능하게 한다. 접합제 용액이 수용액일 수 있는 것이 또한 가능하다. 접합제 용액에 함유되는 접합제가 SBR일 수 있는 것이 또한 가능하다. 집전 호일이 구리 호일일 수 있고, 활물질 입자가 흑연 입자일 수 있는 것이 또한 가능하다. 이러한 경우에, 흑연 입자는 구형 흑연을 포함할 수 있다. 이러한 방법이 제2 접합제 공급 단계 후 및 가압 단계 전에, 집전 호일을 건조시키는 건조 단계를 추가로 포함할 수 있는 것이 또한 가능하다. 이러한 경우에, 건조 단계는 접합제 용액 및 활물질 입자가 공급된 집전 호일에 적외선을 조사하는 것을 포함할 수 있다.
본원에 제안된 전극 시트는 집전 호일, 및 집전 호일 상에 배치되고 활물질 입자 및 접합제를 포함하는 층을 포함한다. 활물질 입자는 접합제에 의해 서로 및 집전 호일에 접합된다. 층은 증점제를 함유하지 않는다. 즉, 활물질 입자의 층이 증점제를 함유하지 않는 전극 시트를 제공하는 것이 가능하다. 이러한 전극 시트는 증점제를 함유하지 않기 때문에 낮은 저항을 나타내며, 따라서 저항이 낮은 비수전해질 이차 전지를 제공하는 것에 기여한다.
여기서, 전극 시트에서, 층이 집전 호일로부터 1/3의 두께 영역 및 중간 1/3의 두께 영역을 포함하며, 상기 집전 호일로부터 1/3의 두께 영역이 상기 중간 1/3의 두께 영역보다 부피 기준으로 20% 이상 더 많은 양의 접합제를 함유하는 것이 또한 가능하다. 이러한 경우에, 활물질 입자의 층의 저부, 즉 집전 호일과 활물질 입자의 층 사이의 경계부가 더 많은 양의 접합제를 함유하며, 이는 집전 호일과 활물질 입자의 층 사이의 더 높은 접합 강도를 생성한다. 층이 상기 층의 표면으로부터 1/3의 두께 영역을 추가로 포함하며, 상기 층이 상기 중간 1/3의 두께 영역보다 부피 기준으로 20% 이상 더 많은 양의 접합제를 함유하는 것이 또한 가능하다. 이는 활물질 입자가 층의 표면으로부터 탈락하는 것을 방지한다.
활물질 입자가 흑연 입자이고, 접합제가 SBR이고, 활물질 입자의 층이 CMC를 함유하지 않는 전극 시트를 제공하는 것이 또한 가능하다. 이러한 전극 시트는, 예를 들어 리튬 이온 이차 전지의 부극 시트에 적합하다.
이상, 본 발명을 상세하게 기재하였지만, 상기 실시형태는 본 발명의 예시일 뿐이며, 상기 기재된 예의 각종 변형 및 변경은 본원에 개시된 발명의 범주 내인 것으로 이해되어야 한다.
예를 들어, 상기 실시형태에서는, 제2 접합제 공급 단계(103) 후 및 가압 단계(102) 전에, 건조 단계(104)가 제공되어 있다. 그러나, 활물질 입자(123)의 층이 가압 공정(105)에서 가압 롤러(105a 및 105b)에 달라붙지 않는 경우에는, 건조 단계(104)가 생략될 수 있다는 것에 유의해야 한다.
상기 실시형태에서는, 비수전해질 이차 전지의 일례로서 리튬 이온 이차 전지를 언급한 바 있다. 그러나, 본 발명이 적용될 수 있는 비수전해질 이차 전지는 리튬 이온 이차 전지에 제한되지는 않는다. 본원에 개시된 비수전해질 이차 전지 (전형적으로, 리튬 이온 이차 전지)는 각종 응용분야에 적용가능할 수 있으며, 특히 낮은 저항 및 높은 전지 성능을 나타낸다. 따라서, 본원에 제안된 비수전해질 이차 전지는 높은 에너지 밀도 및 높은 출력 밀도가 필요한 응용분야에 적합하게 사용될 수 있다. 이러한 응용분야의 일례로는 차량에 탑재되는 모터를 위한 동력원 (구동용 전원)이 있다. 차량의 유형은 특별히 제한되지는 않지만, 그 예는 플러그-인 하이브리드 자동차 (PHV), 하이브리드 자동차 (HV), 전기 트럭, 소형 오토바이, 전동 보조 자전거, 전동 휠체어 및 전기 철도를 포함한다. 비수전해질 이차 전지는, 복수의 전지가 서로 직렬 및/또는 병렬로 접속되어 있는 조전지 형태로 사용될 수 있다.
예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 본원에 제안된 비수전해질 이차 전지는 차량(1)에 탑재되는 차량 구동용 전지(1000)에 특히 적합하다. 여기서, 차량 구동용 전지(1000)는 상기 기재된 바와 같은 복수의 비수전해질 이차 전지 (전형적으로, 리튬 이온 이차 전지)가 직렬로 접속되어 있는 조전지 형태일 수 있다. 이러한 차량 구동용 전지(1000)를 전원으로서 갖는 차량(1)의 전형적인 예는 자동차, 특히 하이브리드 자동차 (플러그-인 하이브리드 자동차 포함) 및 전기 자동차를 비롯한 전동기를 갖는 자동차를 포함한다. 다른 유형의 비수전해질 이차 전지로서는, 예를 들어 나트륨 이온 이차 전지가 사용될 수 있다는 것에 또한 유의해야 한다.
10 -- 리튬 이온 이차 전지 (이차 전지)
20 -- 전지 케이스
21 -- 케이스 본체
22 -- 밀봉판
23 -- 정극 단자
24 -- 부극 단자
30 -- 안전 배기구
32 -- 주액 포트
33 -- 밀봉재
40 -- 권회 전극 조립체 (전극 조립체)
50 -- 정극 시트
51 -- 정극 집전 호일
52 -- 노출부 (정극 집전 호일 노출부)
53 -- 정극 활물질 층
60 -- 부극 시트
61 -- 부극 집전 호일
62 -- 노출부 (부극 집전 호일 노출부)
63 -- 부극 활물질 층
72, 74 -- 세퍼레이터
80 -- 전해액
90 -- 충전기
92 -- 스위치
94 -- 저항
101 -- 접합제 공급 단계
101a -- 그라비아 롤러
102 -- 활물질 공급 단계
102a -- 호퍼
102b -- 간극 조정 기구
103 -- 접합제 공급 단계
103a -- 분무 장치
104 -- 건조 단계
104a -- 건조 장치
105 -- 가압 단계
105a, 105b -- 가압 롤러
120 -- 전극 시트
121 -- 집전 호일
122 -- 접합제, 접합제 용액
123 -- 활물질 입자
1000 -- 차량 구동용 전지 (조전지)
A -- 활물질 입자(123)의 층의 저부
B -- 활물질 입자(123)의 층의 중간부
C -- 활물질 입자(123)의 층의 표면부
WL -- 권회 축

Claims (13)

  1. 집전 호일에 접합제 용액을 도포하는 제1 접합제 공급 단계;
    상기 접합제 용액이 도포된 집전 호일 상에 활물질 입자를 공급하는 활물질 공급 단계;
    상기 활물질 입자 상에 접합제 용액을 공급하는 제2 접합제 공급 단계; 및
    상기 집전 호일 상의 상기 활물질 입자의 층을 가압하는 가압 단계
    를 포함하는, 비수전해질 이차 전지의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 접합제 공급 단계에서, 그라비아 인쇄 또는 잉크젯 인쇄에 의해 상기 집전 호일의 표면 상에 상기 접합제 용액을 공급하는, 비수전해질 이차 전지의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접합제 용액이 수용액인, 비수전해질 이차 전지의 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접합제 용액에 함유되는 접합제가 SBR인, 비수전해질 이차 전지의 제조 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 집전 호일이 구리 호일이고, 상기 활물질 입자가 흑연 입자인, 비수전해질 이차 전지의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 흑연 입자가 구형 흑연을 포함하는, 비수전해질 이차 전지의 제조 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 접합제 공급 단계 후 및 상기 가압 단계 전에, 상기 집전 호일을 건조시키는 건조 단계를 추가로 포함하는, 비수전해질 이차 전지의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 건조 단계가 상기 접합제 용액 및 상기 활물질 입자가 공급된 상기 집전 호일에 적외선을 조사하는 것을 포함하는, 비수전해질 이차 전지의 제조 방법.
  9. 집전 호일과,
    상기 집전 호일 상에 배치되고, 스티렌-부타디엔 공중합체와 활물질 입자만을 포함하며, 상기 스티렌-부타디엔 공중합체에 의해 상기 활물질 입자가 접합된 활물질 입자의 층을 갖고,
    상기 활물질 입자의 층 중, 상기 활물질 입자의 층의 표면으로부터 1/3의 두께 영역이, 상기 활물질 입자의 층 중간의 1/3의 두께 영역보다도, 부피 비율에 있어서 20% 이상 많이 상기 스티렌-부타디엔 공중합체를 포함하고 있는, 전극 시트.
  10. 제9항에 있어서, 상기 활물질 입자의 층 중, 집전 호일로부터 1/3의 두께 영역이, 상기 활물질 입자의 층 중간의 1/3의 두께 영역보다도 부피 비율에 있어서 20% 이상 많이 상기 스티렌-부타디엔 공중합체를 포함하고 있는, 전극 시트.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016133345A1 (ko) * 2015-02-16 2016-08-25 주식회사 엘지화학 전극, 이를 포함하는 이차전지 및 이의 제조방법
KR101755203B1 (ko) * 2016-11-11 2017-07-10 일진머티리얼즈 주식회사 이차전지용 전해동박 및 그의 제조방법
KR102077789B1 (ko) * 2016-11-17 2020-02-14 주식회사 엘지화학 양극 활물질 슬러리의 제조방법
US10461318B2 (en) * 2016-12-19 2019-10-29 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for lithium-ion cell manufacturing to reduce cell contamination
JP6227206B1 (ja) * 2016-12-28 2017-11-08 三菱電機株式会社 放電表面処理電極の製造方法および皮膜体の製造方法
US10315782B2 (en) 2017-05-12 2019-06-11 Esme, Llc. Protection and security mobile solar-powered escalator
US20210083288A1 (en) * 2018-03-28 2021-03-18 Hitachi Chemical Company, Ltd. Negative electrode material for lithium ion secondary battery, production method for negative electrode material for lithium ion secondary battery, negative electrode material slurry for lithium ion secondary battery, negative electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery
US11837709B2 (en) * 2019-12-09 2023-12-05 Lg Energy Solution, Ltd. Manufacturing apparatus of electrode for secondary battery comprising heating part and manufacturing method of electrode for secondary battery comprising heating process, for heating electrode current collector before coating with electrode active material slurry
KR102496615B1 (ko) * 2020-09-28 2023-02-07 에스케이온 주식회사 급속 충전 성능이 개선된 이차전지용 전극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 이차전지
CN116601782A (zh) * 2020-12-08 2023-08-15 应用材料公司 预锂化及不含锂金属的阳极涂层

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005340188A (ja) * 2004-04-28 2005-12-08 Tdk Corp 電極、電気化学デバイス及び電極の製造方法
WO2011013413A1 (ja) * 2009-07-31 2011-02-03 トヨタ自動車株式会社 電池用電極の製造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3553244B2 (ja) 1995-11-11 2004-08-11 大日本印刷株式会社 非水電解液２次電池用電極板の製造方法
JP4150516B2 (ja) 2001-12-21 2008-09-17 三星エスディアイ株式会社 リチウム二次電池の負極用の黒鉛含有組成物の製造方法並びにリチウム二次電池用の負極の製造方法及びリチウム二次電池の製造方法
US7326497B2 (en) 2001-12-21 2008-02-05 Samsung Sdi Co., Ltd. Graphite-containing composition, negative electrode for a lithium secondary battery, and lithium secondary battery
JP2003317707A (ja) 2002-04-26 2003-11-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解質二次電池用負極とその製造方法
US20050241137A1 (en) * 2004-04-28 2005-11-03 Tdk Corporation Electrode, electrochemical device, and method of making electrode
JP5287601B2 (ja) * 2009-08-25 2013-09-11 日本ゼオン株式会社 電気化学素子用電極の製造方法、電気化学素子用電極及び電気化学素子
KR101073017B1 (ko) 2010-01-05 2011-10-12 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
WO2012053346A1 (ja) * 2010-10-20 2012-04-26 ダイキン工業株式会社 含フッ素スルホラン、及び、含フッ素スルホランの製造方法
JP2012094383A (ja) 2010-10-27 2012-05-17 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池及びその製造方法
JP5842407B2 (ja) 2011-06-28 2016-01-13 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン二次電池の製造方法
JP2013065478A (ja) * 2011-09-19 2013-04-11 Toyota Motor Corp リチウムイオン二次電池の製造方法
JP5696656B2 (ja) * 2011-12-26 2015-04-08 トヨタ自動車株式会社 電極の製造方法、及び非水電解質二次電池に備えられる正極
JP5994467B2 (ja) 2012-08-06 2016-09-21 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン二次電池の製造方法
JP5860012B2 (ja) 2012-09-19 2016-02-16 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン二次電池の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005340188A (ja) * 2004-04-28 2005-12-08 Tdk Corp 電極、電気化学デバイス及び電極の製造方法
WO2011013413A1 (ja) * 2009-07-31 2011-02-03 トヨタ自動車株式会社 電池用電極の製造方法

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