KR101868204B1 - Electrode active material, electrode and secondary battery comprising the same - Google Patents

Electrode active material, electrode and secondary battery comprising the same Download PDF

Info

Publication number
KR101868204B1
KR101868204B1 KR1020150023499A KR20150023499A KR101868204B1 KR 101868204 B1 KR101868204 B1 KR 101868204B1 KR 1020150023499 A KR1020150023499 A KR 1020150023499A KR 20150023499 A KR20150023499 A KR 20150023499A KR 101868204 B1 KR101868204 B1 KR 101868204B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
active material
cathode
comparative example
lithium
Prior art date
Application number
KR1020150023499A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20160100697A (en
Inventor
오현진
백소라
신선식
오상승
정왕모
진주홍
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 KR1020150023499A priority Critical patent/KR101868204B1/en
Publication of KR20160100697A publication Critical patent/KR20160100697A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101868204B1 publication Critical patent/KR101868204B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525Selection 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/131Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/485Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505Selection 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/021Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy 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

평균 직경이 3㎛ 이하인 소입자 및 평균직경이 10㎛ 이상인 대입자를 포함하고, 상기 소입자와 대입자의 중량비는 1:1 내지 1:3인 전극활물질을 제공한다. Small particles having an average diameter of 3 占 퐉 or less and large particles having an average diameter of 10 占 퐉 or more, wherein the weight ratio of the small particles and the large particles is 1: 1 to 1: 3.

Description

전극활물질, 이를 포함하는 전극 및 이차전지{ELECTRODE ACTIVE MATERIAL, ELECTRODE AND SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode active material,

본 발명은 전극활물질, 이를 포함하는 전극 및 이차전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고출력 특성 및 고에너지 밀도를 동시에 만족하는 전극활물질, 이를 포함하는 전극 및 이차전지에 관한 것이다. The present invention relates to an electrode active material, an electrode including the electrode active material, and a secondary battery, and more particularly, to an electrode active material satisfying high output characteristics and high energy density, an electrode including the same, and a secondary battery.

최근 에너지 저장 기술에 대한 관심이 갈수록 높아지고 있다. 휴대폰, 캠코더 및 노트북 PC, 나아가서는 전기 자동차의 에너지까지 적용분야가 확대되면서 전기화학소자의 연구와 개발에 대한 노력이 점점 구체화되고 있다. 전기화학소자는 이러한 측면에서 가장 주목을 받고 있는 분야이고, 그 중에서도 충·방전이 가능한 이차전지의 개발은 관심의 초점이 되고 있으며, 최근에는 이러한 전지를 개발함에 있어서, 용량 밀도 및 비에너지를 향상시키기 위하여 새로운 전극과 전지의 설계에 대한 연구개발이 진행되고 있다. Recently, interest in energy storage technology is increasing. As the application fields of cell phones, camcorders, notebook PCs and even electric vehicles are expanding, efforts for research and development of electrochemical devices are becoming more and more specified. Electrochemical devices are the most popular field in this respect. Among them, the development of a rechargeable battery capable of charging and discharging has been the focus of attention. In recent years, in developing such a battery, improvement of capacity density and specific energy Research and development on the design of new electrodes and batteries are in progress.

리튬 이차전지의 캐소드 활물질로는 리튬 함유 코발트 산화물(LiCoO2)이 주로 사용되고 있고, 그 외에 층상 결정구조의 LiMnO2, 스피넬 결정구조의 LiMn2O4 등의 리튬 함유 망간 산화물과, 리튬 함유 니켈 산화물(LiNiO2)의 사용도 고려되고 있다.Lithium-containing cobalt oxide (LiCoO 2 ) is mainly used as a cathode active material of the lithium secondary battery. In addition, a lithium-containing manganese oxide such as LiMnO 2 having a layered crystal structure and LiMn 2 O 4 having a spinel crystal structure, (LiNiO 2 ) is also being considered.

상기 캐소드 활물질들 중 LiCoO2은 우수한 사이클 특성 등 제반 물성이 우수하여 현재 많이 사용되고 있지만, 안전성이 낮으며, 원료로서 코발트의 자원적 한계로 인해 고가라는 문제가 있다. LiMnO2, LiMn2O4 등의 리튬 망간산화물은 원료로서 자원이 풍부하고 환경친화적인 망간을 사용한다는 장점을 가지고 있으므로, LiCoO2를 대체할 수 있는 캐소드 활물질로서 많은 관심을 모으고 있다. 그러나, 이들 리튬 망간 산화물은 용량이 작고, 사이클 특성 등이 나쁘다는 단점을 가지고 있다.Of the cathode active materials, LiCoO 2 has excellent properties such as excellent cycle characteristics and is widely used at present. However, LiCoO 2 has low safety and high cost due to a resource limit of cobalt as a raw material. Lithium manganese oxides such as LiMnO 2 and LiMn 2 O 4 have attracted much attention as a cathode active material that can replace LiCoO 2 because it has the advantage of using manganese which is abundant in resources and environmentally friendly as a raw material. However, these lithium manganese oxides have disadvantages such as small capacity and poor cycle characteristics.

또한, LiNiO2 등의 리튬 니켈계 산화물은 상기 코발트계 산화물보다 비용이 저렴하면서도 4.25V로 충전되었을때, 높은 방전 용량을 나타내는 바, 도핑된 LiNiO2의 가역 용량은 LiCoO2의 용량(약 153 mAh/g)을 초과하는 약 200 mAh/g에 근접한다. 따라서, 약간 낮은 평균 방전 전압과 체적 밀도(volumetric density)에도 불구하고, LiNiO2 캐소드 활물질을 포함하는 상용화 전지는 개선된 에너지 밀도를 가지므로, 최근 고용량 전지를 개발하기 위하여 이러한 니켈계 캐소드 활물질에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.In addition, the lithium nickel oxide such as LiNiO 2 has a lower discharge capacity than that of the cobalt oxide when it is charged at 4.25 V, and the reversible capacity of the doped LiNiO 2 has a capacity of LiCoO 2 (about 153 mAh / g) < / RTI > to about 200 mAh / g. Therefore, despite the slightly lower average discharge voltage and volumetric density, commercialized batteries comprising LiNiO 2 cathode active materials have improved energy density, and therefore, in order to develop a recent high capacity battery, Research is actively under way.

따라서, 많은 종래기술들은 LiNiO2계 캐소드 활물질의 특성과 LiNiO2의 제조공정을 개선하는데 초점을 맞추고 있고, 니켈의 일부를 Co, Mn 등의 다른 전이금속으로 치환한 형태의 리튬 전이금속 산화물이 제안되었다. 그러나, LiNiO2계 캐소드 활물질의 높은 생산비용, 전지에서의 가스발생에 의한 스웰링, 낮은 화학적 안정성, 높은 pH등의 문제들은 충분히 해결되지 못하고 있다.Accordingly, many prior arts focus on improving the characteristics of LiNiO 2 -based cathode active material and the manufacturing process of LiNiO 2 , and a lithium transition metal oxide in which a part of nickel is substituted with another transition metal such as Co and Mn is proposed . However, problems such as a high production cost of a LiNiO 2 -based cathode active material, swelling due to generation of gas in a battery, low chemical stability, and high pH are not sufficiently solved.

이에, 일부 선행문헌에서 리튬 니켈-망간-코발트 산화물 표면에 LiF, Li2SO4, Li3PO4 등과 같은 물질을 도포하여 전지의 성능을 향상시키기 위한 시도가 있었지만, 이 경우, 상기 물질이 리튬 니켈-망간-코발트 산화물 표면에만 위치하게 되므로, 소망하는 수준의 효과를 발휘하는데 한계가 있을 뿐만 아니라, 상기 물질을 리튬 니켈-망간-코발트 산화물 표면에 도포하는 별도의 공정이 필요하다는 문제점이 있다. Therefore, in some prior arts, there has been an attempt to improve the performance of a battery by applying a material such as LiF, Li 2 SO 4 , Li 3 PO 4 or the like to the surface of the lithium nickel-manganese-cobalt oxide. In this case, Nickel-manganese-cobalt oxide. Therefore, there is a limitation in exerting a desired level of effect, and a separate process of coating the material on the surface of lithium nickel-manganese-cobalt oxide is required.

그러나, 이러한 다양한 시도들에도 불구하고 만족스러운 성능의 리튬 복합 전이금속 산화물은 아직 개발되지 못하고 있는 실정이다.However, despite these various attempts, satisfactory lithium complex transition metal oxides have not yet been developed.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 대입자 및 소입자가 혼합된 전극활물질을 포함하여, 출력 특성과 에너지 밀도가 동시에 향상된 이차전지를 제공한다. Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention provides a secondary battery including an electrode active material mixed with a large particle and a small particle, and having improved output characteristics and energy density at the same time.

또한, 상기 대입자와 소입자를 최적의 비율로 혼합하여, 공극률에 따른 영향성이 거의 없는 이차전지를 제공한다. Also, there is provided a secondary battery in which the large particles and the small particles are mixed at an optimum ratio and little influence is exerted by the porosity.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기 설명에 의해서 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 기재된 수단 또는 방법 및 이의 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다. Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description. It is also to be easily understood that the objects and advantages of the present invention can be realized by the means or method described in the claims, and the combination thereof.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 평균 직경이 3㎛ 이하인 소입자 및 평균 직경이 10㎛ 이상인 대입자를 포함하고, 상기 소입자와 대입자의 중량비는 1:1 내지 1:3인 전극활물질이 제공된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, the method comprising the steps of: preparing a semiconductor substrate having a plurality of small particles having an average diameter of 3 탆 or less and a large particle having an average diameter of 10 탆 or more, Is provided.

상기 전극활물질은 캐소드 활물질 일 수 있다. The electrode active material may be a cathode active material.

상기 소입자 및 대입자 중 적어도 어느 하나는 니켈-망간-코발트 3성분계 물질일 수 있다. At least one of the small particles and the large particles may be a nickel-manganese-cobalt ternary material.

상기 니켈-망간-코발트 3성분계 물질이 하기 식으로 표시되는 리튬·니켈·망간·코발트 복합 산화물(NMC)일 수 있다. The nickel-manganese-cobalt ternary material may be a lithium-nickel-manganese-cobalt composite oxide (NMC) represented by the following formula.

<화학식>&Lt;

Li(1+δ)MnxNiyCo(1-x-y-z)MzO2 (M은 Ti, Zr, Nb, Mo, W, Al, Si, Ga, Ge 및 Sn으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소이며, -0.15<δ<0.15, 0.1<x≤0.5, 0.6<x+y+z<1.0, 0≤z≤0.1임)이다. Li (1 + δ) Mn x Ni y Co (1-xyz) M z O 2 (M is Ti, Zr, Nb, Mo, W, Al, Si, Ga, at least one selected from the group consisting of Ge and Sn 0.15 <? 0.15, 0.1 <x? 0.5, 0.6 <x + y + z <1.0, 0? Z? 0.1).

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 전극 집전체 및 상기 전극 집전체의 적어도 일면 상에 형성되고, 전술한 전극활물질을 포함하는 전극층을 구비하는 전극이 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided an electrode including an electrode current collector and an electrode layer formed on at least one surface of the electrode current collector and including the above-described electrode active material.

상기 전극층의 압연 밀도는 3.0g/cc 이상일 수 있다. The rolling density of the electrode layer may be 3.0 g / cc or more.

상기 전극층은 20 내지 40%의 공극률을 갖는 것일 수 있다. The electrode layer may have a porosity of 20 to 40%.

상기 전극은 캐소드일 수 있다. The electrode may be a cathode.

또한, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 전술한 전극을 포함하는 전기화학소자가 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided an electrochemical device including the electrode.

상기 전기화학소자는 리튬이차전지일 수 있다. The electrochemical device may be a lithium secondary battery.

상기 리튬이차전지는 1 내지 5Ω의 저항을 가질 수 있다. The lithium secondary battery may have a resistance of 1 to 5 [Omega].

본 발명은 각각 최적의 평균 직경을 갖는 소입자와 대입자를 혼합하여 사용함으로써, 저온 및 상온 출력 특성이 우수하고, 고온 저장 및 사이클의 반복에 따른 퇴화가 개선되는 이점이 있다. The present invention is advantageous in that the low-temperature and normal-temperature output characteristics are excellent and the degradation due to repetition of high-temperature storage and cycling is improved by using a small particle having an optimum average diameter and a large particle, respectively.

또한, 최적의 중량비로 소입자 및 대입자를 혼합함으로써, 우수한 압연밀도 및 높은 패킹밀도(pavking density)를 갖는 이점이 있으며, 공극률에 의한 영향성을 보이지 않으면서도 낮든 공극률에서 압연하면서 생길 수 있는 문제가 해결되고, 높은 공극률에서 입자간의 낮은 접촉 문제를 해결할 수 있는 이점이 있다. In addition, mixing small particles and large particles at an optimum weight ratio has an advantage of having excellent rolling density and high packing density, and a problem that can be caused by rolling at low porosity without showing the influence of porosity There is an advantage that the problem of low contact between particles at high porosity can be solved.

본 명세서에 첨부되는 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시한 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술 사상을 더욱 잘 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되는 것은 아니다.
도 1은 비교예 5 및 비교예 6에서 사용한 전극활물질의 입자 분포를 도시한 그래프이다.
도 2는 실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 캐소드의 소입자 함량에 따른 압연밀도를 도시한 그래프이다.
도 3은 실시예 4, 비교예 5 및 비교예 6의 고온 사이클 결과를 도시한 그래프이다.
도 4는 실시예 4, 비교예 5 및 비교예 6의 저온 출력 특성을 도시한 그래프이다.
도 5a 및 도 5b는 각각 비교예 5과 비교예 6에서 사용한 캐소드 활물질로 25% 공극률 갖는 전극의 SEM 사진이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention, It is not interpreted.
Fig. 1 is a graph showing the particle distribution of the electrode active material used in Comparative Example 5 and Comparative Example 6. Fig.
2 is a graph showing the rolling density according to the small particle content of the cathode prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4.
3 is a graph showing the results of the high temperature cycle of Example 4, Comparative Example 5, and Comparative Example 6;
4 is a graph showing low-temperature output characteristics of Example 4, Comparative Example 5 and Comparative Example 6. Fig.
5A and 5B are SEM photographs of an electrode having a 25% porosity as a cathode active material used in Comparative Example 5 and Comparative Example 6, respectively.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서상에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail. The terms or words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional or dictionary sense and the inventor shall appropriately define the concept of the term in order to explain its invention in the best way The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, at the time of the present application, It should be understood that various equivalents and modifications are possible.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극활물질은 직경이 상이한 두 종류의 전극활물질을 포함하고, 바람직하게는 평균 직경이 3㎛ 이하인 소입자 및 평균 직경이 10㎛ 이상인 대입자를 혼합할 수 있으며, 이때 상기 소입자와 대입자의 중량비는 1:1 내지 1:3이고, 바람직하게는 1:2 내지 1:3이고, 더 바람직하게는 1:2.5 내지 1:3일 수 있다. The electrode active material according to an embodiment of the present invention includes two kinds of electrode active materials having different diameters, preferably small particles having an average diameter of 3 μm or less and a large particle having an average diameter of 10 μm or more, The weight ratio of the small particle and the large particle is 1: 1 to 1: 3, preferably 1: 2 to 1: 3, more preferably 1: 2.5 to 1: 3.

종래 소입자만으로 구성된 전극활물질을 사용하여 전극을 제조하는 경우, 저온/상온 출력 특성은 우수하나, 고온 저장 및 사이클(cycle)에 따른 퇴화가 심한 문제가 있었으며, 반대로 대입자만으로 구성된 전극활물질을 사용하여 전극을 제조하는 경우, 저온/상온 출력 특성을 떨어지나, 고온 저장 및 사이클(cycle)에 따른 퇴화가 작은 장점이 있었다. In the case of manufacturing an electrode using an electrode active material composed only of small particles in the past, the low-temperature / normal-temperature output characteristics are excellent, but there is a serious problem of degradation due to high-temperature storage and cycle. Conversely, The electrode has a low temperature / room temperature output characteristic but has a small degradation due to high temperature storage and cycle.

상기와 같은 문제점을 상호 보완하기 위하여 본 발명의 전극활물질은 대입자와 소입자를 혼합하여 사용하며, 상기 문제점을 보완하면서 동시에 각 입자의 장점을 발현하기 위해 소입자는 평균 직경이 3㎛ 이하이고, 바람직하게는 1 내지 3 ㎛, 더 바람직하게는 2 내지 3 ㎛이며, 동시에 대입자의 평균 직경은 10 ㎛ 이상, 바람직하게는 10 내지 30 ㎛, 더 바람직하게는 10 내지 20 ㎛이다. In order to complement the above problems, the electrode active material of the present invention is mixed with large particles and small particles. In order to overcome the above problems and simultaneously exhibit the advantages of each particle, the small particles have an average diameter of 3 μm or less Preferably 1 to 3 mu m, more preferably 2 to 3 mu m, and the mean diameter of the substituent is 10 mu m or more, preferably 10 to 30 mu m, more preferably 10 to 20 mu m.

또한, 대입자의 경우 공극률에 의한 영향성은 크지 않지만, 소입자만을 사용하여 전극을 제조하는 경우, 높거나 낮은 공극률에서 저항이 증가하는 문제가 있으며, 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위하여 본 소입자와 대입자를 1:1 내지 1:3의 중량비로 혼합하여 사용함으로써, 공극률에 의한 영향성을 보이는 종래 소입자의 문제를 해결하는 효과가 있으며, 동시에 대입자가 포함되면서 낮은 공극률에서 압연하면서 생길 수 있는 문제가 해결될 수 있으며, 높은 공극률에서의 입자간의 낮은 접촉을 해결하는 효과가 있다. In the case of large particles, the influence of porosity is not great. However, when electrodes are manufactured using only small particles, there is a problem that resistance increases at high or low porosity. In order to solve the above problem, The present invention has the effect of solving the problem of the conventional small particle having the influence of porosity by mixing the large particles at a weight ratio of 1: 1 to 1: 3, and at the same time, Can be solved, and there is an effect of solving low contact between particles at high porosity.

이때, 상기 전극활물질을 캐소드 활물질일 수 있으며, 본 발명에 적용할 수 있는 캐소드 활물질은 충·방전시 이온을 인터칼레이션(intercalation)- 디인터칼레이션(daintercalation)할 수 있는 물질은 제한없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 리튬·니켈·망간·코발트 복합 산화물(NMC)이고, 보다 구체적으로, Li(1+δ)MnxNiyCo(1-x-y-z)MzO2 (M은 Ti, Zr, Nb, Mo, W, Al, Si, Ga, Ge 및 Sn으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소이며, -0.15<δ<0.15, 0.1<x≤0.5, 0.6<x+y+z<1.0, 0≤z≤0.1임))이다. At this time, the electrode active material may be a cathode active material, and the cathode active material applicable to the present invention may be any material capable of intercalating-deintercalating ions during charging and discharging, Li (1 + delta) Mn x Ni y Co (1-xyz) M z O 2 where M is Ti, Zr (1-xyz) , or the like, and is preferably a lithium / nickel / manganese / cobalt composite oxide 0.15 < = 0.15, 0.1 < x < = 0.5, 0.6 < x + y + z < = 0.15 and at least one element selected from the group consisting of Nb, Mo, W, Al, Si, Ga, 1.0, 0? Z? 0.1)).

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전극은 전극집전체 및 상기 전극 집전체 상에 형성되며, 전술한 어느 한 항의 전극활물질을 포함하는 전극층을 구비할 수 있다. The electrode according to another embodiment of the present invention may include an electrode current collector and an electrode layer formed on the electrode current collector and including any one of the electrode active materials described above.

상기 전극집전체는 당해 기술분야에서 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 비제한적인 예로, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다. The electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing any chemical change in the related art. Examples of the electrode current collector include stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon or aluminum or stainless steel Surface-treated with carbon, nickel, titanium, silver, or the like may be used.

또한, 상기 전극집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 전극활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 전극층의 압연 밀도는 3.0g/cc 이상이고, 바람직하게는 3.0 내지 4.5g/cc일 수 있으며, 상기 압연밀도가 3.0g/cc 미만인 경우에는 전극의 두께가 증가하여 셀 두께를 증가시킬 수 있으며, 전극 수직 방향의 전극 활물질 분포의 불균일성이 증가될 수 있는 문제가 있다.The electrode current collector may have fine irregularities on its surface to increase the adhesive force of the electrode active material. Various types of electrode layers such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, cc or more, preferably 3.0 to 4.5 g / cc. When the rolling density is less than 3.0 g / cc, the thickness of the electrode may increase to increase the cell thickness, There is a problem that nonuniformity of the distribution can be increased.

또한, 상기 전극층의 공극률은 20 내지 40%이고, 바람직하게는 25 내지 35%의 공극률을 가질 수 있으며, 상기 공극률이 20% 미만인 경우에는 전극 표면이 막혀 전해액 함침의 문제가 발생할 수 있으며, 40%를 초과하는 경우에는 활물질과 도전재 사이의 접촉이 부족하여 전자 전도도가 매우 감소하는 문제가 있다. The porosity of the electrode layer may be in the range of 20 to 40%, preferably 25 to 35%. If the porosity is less than 20%, the surface of the electrode may be clogged to cause electrolyte impregnation, , There is a problem that the contact between the active material and the conductive material is insufficient and the electronic conductivity is greatly reduced.

상기 전극은 애노드 또는 캐소드일 수 있으며, 바람직하게는 캐소드일 수 있다. The electrode may be an anode or a cathode, preferably a cathode.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 전술한 전극을 포함하는 전기화학소자가 제공되며, 이때 상기 전기화학소자는 리튬이차전지일 수 있다. According to another embodiment of the present invention, there is provided an electrochemical device including the above-described electrode, wherein the electrochemical device may be a lithium secondary battery.

이때, 상기 리튬 이차전지는 1 내지 5Ω의 전기저항을 가질 수 있으며, 바람직하게는 1.5 내지 3Ω일 수 있으며, 특히 저항이 5Ω을 초과하는 경우에는 사이클(cycle) 및 저장 동안 셀의 퇴화가 가속화되는 문제가 있다.
At this time, the lithium secondary battery may have an electrical resistance of 1 to 5?, Preferably 1.5 to 3?, Particularly when the resistance exceeds 5 ?, the cycle of the cell and the deterioration of the cell during storage are accelerated there is a problem.

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

캐소드의 제조Manufacture of cathode

[실시예 1][Example 1]

평균직경이 2㎛인 LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2 : 20㎛인 LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2를 1:3의 중량비로 혼합된 캐소드활물질 92 중량%, 도전재로 카본 블랙(carbon black) 4 중량%, 결합제로 PVDF 4 중량%를 용제인 N-메틸-2 피롤리돈(NMP)에 첨가하여 캐소드 혼합물 슬러리를 제조하였다. 상기 캐소드 혼합물 슬러리를 두께가 20 ㎛인 캐소드 집전체의 알루미늄(Al) 박막에 도포, 건조를 통하여 캐소드를 제조한 후 롤 프레스(roll press)를 실시하였다.
The average diameter of 2㎛ of LiMn 1/3 Ni 1/3 Co 1/3 O 2 : 92 A cathode active material mixed in a weight ratio of 3: 20㎛ of LiMn 1/3 Ni 1/3 Co 1/3 O 2 1 a By weight, 4% by weight of carbon black as a conductive material, and 4% by weight of PVDF as a binder were added to N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a solvent to prepare a cathode mixture slurry. The cathode mixture slurry was applied to an aluminum (Al) thin film of a cathode current collector having a thickness of 20 탆 and dried to form a cathode, followed by roll pressing.

[실시예 2][Example 2]

평균직경이 2㎛인 LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2 : 20㎛인 LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2를 1:1의 중량비로 혼합된 캐소드활물질을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 4과 동일한 방법으로 캐소드를 제조하였다.
The cathode active material mixed in a weight ratio of 1: average diameter of 2㎛ of LiMn 1/3 Ni 1/3 Co 1/3 O 2 : 20㎛ of LiMn 1/3 Ni 1/3 Co 1/3 O 2 to 1 The cathode was prepared in the same manner as in Example 4, except that the cathode was used.

[비교예 1][Comparative Example 1]

평균직경이 2㎛인 LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2를 캐소드활물질로 92 중량%, 도전재로 카본 블랙(carbon black) 4 중량%, 결합제로 PVDF 4 중량%를 용제인 N-메틸-2 피롤리돈(NMP)에 첨가하여 캐소드 혼합물 슬러리를 제조하였다. 상기 캐소드 혼합물 슬러리를 두께가 20 ㎛인 캐소드 집전체의 알루미늄(Al) 박막에 도포, 건조를 통하여 캐소드를 제조한 후 롤 프레스(roll press)를 실시하였다.
92% by weight of LiMn 1/3 Ni 1/3 Co 1/3 O 2 having an average diameter of 2 μm as a cathode active material, 4% by weight of carbon black as a conductive material, and 4% by weight of PVDF as a binder Methyl-2-pyrrolidone (NMP) to prepare a cathode mixture slurry. The cathode mixture slurry was applied to an aluminum (Al) thin film of a cathode current collector having a thickness of 20 탆 and dried to form a cathode, followed by roll pressing.

[비교예 2][Comparative Example 2]

평균직경이 20㎛인 LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2를 캐소드활물질로 사용하는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 캐소드를 제조하였다.
A cathode was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that LiMn 1/3 Ni 1/3 Co 1/3 O 2 having an average diameter of 20 μm was used as a cathode active material.

[비교예 3][Comparative Example 3]

평균직경이 2㎛인 LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2: 평균직경이 20㎛인 LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2를 3:1의 중량비로 혼합된 캐소드활물질을 사용하는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 캐소드를 제조하였다.
LiMn 1/3 Ni 1/3 Co 1/3 O 2 having an average diameter of 2 μm: LiMn 1/3 Ni 1/3 Co 1/3 O 2 having an average diameter of 20 μm was mixed at a weight ratio of 3: 1 A cathode was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that the cathode active material was used.

[비교예 4][Comparative Example 4]

평균직경이 2㎛인 LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2: 평균직경이 20㎛인 LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2를 5:95 의 중량비로 혼합된 캐소드활물질을 사용하는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 캐소드를 제조하였다.
LiMn 1/3 Ni 1/3 Co 1/3 O 2 having an average diameter of 2 μm: LiMn 1/3 Ni 1/3 Co 1/3 O 2 having an average diameter of 20 μm was mixed at a weight ratio of 5:95 A cathode was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that the cathode active material was used.

애노드의 제조Manufacture of anode

애노드활물질로 리튬산화티타늄(LTO), 결합재로 폴리비닐리덴플로라이드(PVdF), 도전재로 카본 블랙 (carbon black)을 각각 96 중량%, 3 중량%, 1 중량%로 하여, 용제인 N-메틸-2 피롤리돈(NMP)에 첨가하여 애노드 혼합물 슬러리를 제조하였다. 상기 애노드 혼합물 슬러리를 두께가 10 ㎛인 애노드 집전체인 구리(Cu) 박막에 도포, 건조를 통하여 애노드를 제조한 후 롤 프레스(roll press)를 실시하였다.
(N-vinylpyrrolidone) as the anode active material, lithium vinylidene fluoride (PVdF) as the binder, and carbon black as the conductive material in the amounts of 96 wt%, 3 wt% and 1 wt%, respectively, Methyl-2-pyrrolidone (NMP) to prepare an anode mixture slurry. The anode mixture slurry was applied to a copper (Cu) thin film as an anode current collector having a thickness of 10 占 퐉 and dried to produce an anode, followed by a roll press.

분리막의 제조Preparation of Membrane

고밀도 폴리에틸렌 다공성 고분자 필름 기재 일면에 BaTiO3 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌를 코팅하여 분리막을 제조하였다.
On the surface of the high-density polyethylene porous polymer film substrate, BaTiO 3 and Polyvinylidene fluoride, and polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene were coated to prepare a separator.

리튬 이차전지의 제조Manufacture of lithium secondary battery

[실시예 3][Example 3]

실시예 1에서 제조된 캐소드, 상기 애노드 및 분리막을 스태킹(stacking) 방식을 이용하여 조립하였으며, 조립된 전지에 1M의 리튬헥사플로로포스페이트(LiPF6)이 용해된 에틴렌카보네이트.에틸메틸카보네이트(EC/EMC=1:2, 부피비)계 전해액을 주입하여 리튬 이차전지를 제조하였다. The cathode, the anode and the separator prepared in Example 1 were assembled using a stacking method, and ethylene oxide (LiPF 6 ) dissolved in 1 M of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was added to the assembled battery. EC / EMC = 1: 2, volume ratio) system electrolyte was injected to prepare a lithium secondary battery.

[실시예 4][Example 4]

실시예 2에서 제조된 캐소드를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 3, except that the cathode prepared in Example 2 was used.

[비교예 5][Comparative Example 5]

비교예 1에서 제조된 캐소드, 상기 애노드 및 분리막을 스태킹(stacking) 방식을 이용하여 조립하였으며, 조립된 전지에 1M의 리튬헥사플로로포스페이트(LiPF6)이 용해된 에틴렌카보네이트.에틸메틸카보네이트(EC/EMC=1:2, 부피비)계 전해액을 주입하여 리튬 이차전지를 제조하였다.
The cathode, the anode and the separator fabricated in Comparative Example 1 were assembled using a stacking method. Ethylene carbonate (LiPF 6 ) dissolved in 1 M of lithium hexafluorophosphate (ethylmethyl carbonate EC / EMC = 1: 2, volume ratio) system electrolyte was injected to prepare a lithium secondary battery.

[비교예 6][Comparative Example 6]

비교예 2에서 제조된 캐소드를 사용하는 것을 제외하고는 비교예 5과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Comparative Example 5 except that the cathode prepared in Comparative Example 2 was used.

[비교예 7][Comparative Example 7]

비교예 3에서 제조된 캐소드를 사용하는 것을 제외하고는 비교예 5와 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Comparative Example 5, except that the cathode prepared in Comparative Example 3 was used.

[비교예 8][Comparative Example 8]

비교예 4에서 제조된 캐소드를 사용하는 것을 제외하고는 비교예 5와 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Comparative Example 5 except that the cathode prepared in Comparative Example 4 was used.

성능평가Performance evaluation

[압연 밀도 측정][Rolling density measurement]

상기 실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 캐소드 5g을 지름이 10.0mm인 원형 홀더에 넣고 13MPa부터 64MPa까지 13MPa씩 압력을 증가시키면서 밀도를 측정하여 도 2에 수록된 그래프와 같이 정리하였으며, 본 발명에 따른 전지의 경우 비교예의 전지에 비해 우수한 압연밀도 및 패킹밀도를 갖는 것을 확인하였다.
5 g of the cathode prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4 was placed in a circular holder having a diameter of 10.0 mm and the density was measured while increasing the pressure from 13 MPa to 64 MPa by 13 MPa. , And that the battery according to the present invention had an excellent rolling density and packing density as compared with the battery of the comparative example.

[고온 사이클 측정][High temperature cycle measurement]

상기 실시예 3, 비교예 5,6에서 제조된 리튬 이차전지를 45℃ 에서 1C/2C cycle 진행하였으며, 각 100cycle 마다 상온(25℃) 용량 및 저항을 측정하였다. 저항은 충전 50% 상태를 유지한 상태에서 5C pulse를 10초 동안 흐르게 한 후 전압 차이를 계산하여 저항을 측정하여, 도 3의 그래프 같이 도시하였으며, 본 발명에 따른 실시예 3의 전지의 경우, 소입자로만 구성된 비교예 5의 고온 저장특성을 유지하는 것을 확인할 수 있으며, 이는 비교예 6과 같이 대입자만을 사용하던 종래의 문제점를 해결하였음을 보여준다.
The lithium secondary batteries prepared in Example 3 and Comparative Examples 5 and 6 were subjected to a 1 C / 2 C cycle at 45 ° C and a room temperature (25 ° C) capacity and resistance were measured every 100 cycles. The resistance of the battery of Example 3 according to the present invention is shown in FIG. 3 by measuring resistance by calculating the voltage difference after flowing the 5C pulse for 10 seconds while maintaining the state of charge 50%. In the case of the battery of Example 3 according to the present invention, It can be confirmed that the high-temperature storage characteristics of Comparative Example 5 composed of only small particles are maintained. This shows that the conventional problem of solely using the substitute as in Comparative Example 6 is solved.

[-30℃ 출력 측정][-30 ℃ Output Measurement]

상기 실시예 3, 비교예 5 및 비교예 6에서 제조된 리튬 이차전지를 -30℃ 상태에서 2시간 보관 후 1C 정전류를 인가하여 방전 출력을 측정하였다. 방전 출력은 정전류 인가 후, 40초 동안 전압차이에 따른 출력을 하기 식을 이용하여 계산할 수 있다.
The lithium secondary batteries prepared in Example 3, Comparative Example 5, and Comparative Example 6 were stored at -30 캜 for 2 hours, and a 1 C constant current was applied to measure the discharge output. The discharge output can be calculated using the following equation after the constant current is applied for 40 seconds after the voltage difference.

[공극률의 영향성 측정][Influence measurement of porosity]

상기 실시예 3, 비교예 5 및 비교예 6에서 사용된 캐소드 활물질로 25%, 30%, 33%, 36%, 40%의 공극률을 가진 전극을 포함한 리튬이차전지를 제조하여 -30℃에서 2시간 보관 후, 1C 정전류를 인가하여 40초 동안 전압 변화를 측정하여, 도 4의 그래프와 같이 도시하였으며, 소입자로 구성된 비교예 5의 경우 공극률에 따라 크게 영향을 받는 반면에, 본 발명에 따른 실시예 3은 공극률에 크게 영향을 받지 않으며, 심지어 대입자로만 구성된 비교에 2와 거의 유사한 정도임이 측정되었다.
Lithium rechargeable batteries including electrodes having porosity of 25%, 30%, 33%, 36%, and 40% were manufactured using the cathode active material used in Example 3, Comparative Example 5 and Comparative Example 6, 4, and the comparative example 5 composed of small particles was largely affected by the porosity. On the other hand, in the case of Comparative Example 5 composed of small particles, Example 3 was not largely affected by porosity, and was measured to be nearly similar to 2 for a comparison consisting only of an acceptor.

도 5a는 비교예 5에서 사용한 캐소드 활물질로 25% 공극률 갖는 전극의 SEM 사진이고, 도 5b는 비교예 6에서 사용한 캐소드 활물질로 25% 공극률 갖는 전극의 SEM 사진이다. 도 5a 및 도 5b를 참고하면, 소입자만을 포함하면서 25%의 공극률을 가진 소입자 전극은 전극의 윗부분이 과하게 눌려 전극 윗부분을 막히게 하는 문제가 있으며, 40%의 공극률을 가진 경우 전극의 전자 전도도가 크게 감소하여 셀 성능을 감소시킨다. 또한, 대입자만을 포함하는 경우 출력 특성에는 크게 영향을 주지 않으나 전극 단면 확인시 25%의 공극률에서 전극의 윗부분이 다수 깨진 현상을 볼 수 있다. 그러나 대입자와 소입자 혼합 시, 이러한 현상들이 모두 완화되어 공극률에 대한 영향성이 감소함을 확인 할 수 있다.
5A is an SEM photograph of an electrode having a 25% porosity as a cathode active material used in Comparative Example 5, and FIG. 5B is an SEM photograph of an electrode having a 25% porosity as a cathode active material used in Comparative Example 6. 5A and 5B, there is a problem that the small particle electrode including only small particles and having a porosity of 25% is excessively pressed on the upper portion of the electrode to clog the upper portion of the electrode, and when the porosity is 40% And the cell performance is reduced. In addition, when only the substituent is included, the output characteristics are not greatly affected, but a large number of the upper portions of the electrode may be broken at a porosity of 25% when the electrode cross section is checked. However, when large particles and small particles are mixed, it is confirmed that all of these phenomena are alleviated and the influence on porosity is reduced.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함을 물론이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.

Claims (11)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 전극 집전체; 및
상기 전극 집전체의 적어도 일면 상에 형성된 전극층을 구비하는 전극으로서,
상기 전극층은 평균 직경이 1 내지 3㎛인 소입자의 리튬·니켈·망간·코발트 복합 산화물(NMC) 및 평균직경이 10 내지 30㎛인 대입자의 리튬·니켈·망간·코발트 복합 산화물(NMC)이 1:1 내지 1:3의 중량비로 혼합된 전극활물질을 포함하고,
상기 전극층은 3.0g/cc 이상의 압연 밀도 및 20 내지 40%의 공극률을 가지며,
상기 리튬·니켈·망간·코발트 복합 산화물(NMC)은 하기 화학식으로 표시되는 것을 특징으로 하는 전극:
<화학식>
Li(1+δ)MnxNiyCo(1-x-y-z)MzO2
(상기 식에서, M은 Ti, Zr, Nb, Mo, W, Al, Si, Ga, Ge 및 Sn으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소이며, -0.15<δ<0.15, 0.1<x≤0.5, 0.6<x+y+z<1.0, 0≤z≤0.1이다).
Electrode collector; And
And an electrode layer formed on at least one surface of the electrode current collector,
The electrode layer is composed of a lithium-nickel-manganese-cobalt composite oxide (NMC) having a mean diameter of 1 to 3 μm and a lithium-nickel-manganese-cobalt composite oxide (NMC) having a mean diameter of 10 to 30 μm 1: 1 to 1: 3,
The electrode layer has a rolling density of 3.0 g / cc or more and a porosity of 20 to 40%
The lithium-nickel-manganese-cobalt composite oxide (NMC) is represented by the following formula:
&Lt;
Li (1 +?) Mn x Ni y Co (1-xyz) M z O 2
Wherein M is at least one element selected from the group consisting of Ti, Zr, Nb, Mo, W, Al, Si, Ga, Ge and Sn and satisfies -0.15 &lt; , 0.6 < x + y + z < 1.0, 0? Z? 0.1).
삭제delete 삭제delete 제5항에 있어서,
상기 전극은 캐소드인 것을 특징으로 하는 전극.
6. The method of claim 5,
Wherein the electrode is a cathode.
제5항의 전극을 포함하는 전기화학소자.An electrochemical device comprising the electrode of claim 5. 제9항에 있어서,
상기 전기화학소자는 리튬이차전지인 것을 특징으로 하는 전기화학소자.
10. The method of claim 9,
Wherein the electrochemical device is a lithium secondary battery.
제10항에 있어서,
상기 리튬이차전지는 1 내지 5Ω의 저항을 갖는 것을 특징으로 하는 전기화학소자.

11. The method of claim 10,
Wherein the lithium secondary battery has a resistance of 1 to 5 [Omega].

KR1020150023499A 2015-02-16 2015-02-16 Electrode active material, electrode and secondary battery comprising the same KR101868204B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150023499A KR101868204B1 (en) 2015-02-16 2015-02-16 Electrode active material, electrode and secondary battery comprising the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150023499A KR101868204B1 (en) 2015-02-16 2015-02-16 Electrode active material, electrode and secondary battery comprising the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160100697A KR20160100697A (en) 2016-08-24
KR101868204B1 true KR101868204B1 (en) 2018-06-15

Family

ID=56884194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150023499A KR101868204B1 (en) 2015-02-16 2015-02-16 Electrode active material, electrode and secondary battery comprising the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101868204B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020025815A (en) * 2000-09-29 2002-04-04 다카노 야스아키 Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery
KR20120118435A (en) * 2011-04-18 2012-10-26 주식회사 엘지화학 Cathode active material and lithium secondary battery employed with the same
KR20150013079A (en) * 2013-07-26 2015-02-04 주식회사 엘지화학 Electrode for Secondary Battery Improved Energy Density and Lithium Secondary Battery Comprising the Same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101610753B1 (en) * 2013-01-31 2016-04-08 주식회사 엘지화학 Cathode Active Material for Secondary Battery of Improved Low-Temperature Property and Lithium Secondary Battery Comprising the Same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020025815A (en) * 2000-09-29 2002-04-04 다카노 야스아키 Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery
KR20120118435A (en) * 2011-04-18 2012-10-26 주식회사 엘지화학 Cathode active material and lithium secondary battery employed with the same
KR20150013079A (en) * 2013-07-26 2015-02-04 주식회사 엘지화학 Electrode for Secondary Battery Improved Energy Density and Lithium Secondary Battery Comprising the Same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160100697A (en) 2016-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10637097B2 (en) Organic/inorganic composite electrolyte, electrode-electrolyte assembly and lithium secondary battery including the same, and manufacturing method of the electrode-electrolyte assembly
KR102511721B1 (en) Positive electrode active material for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same
KR102362887B1 (en) Method of pre-lithiating an anode for lithium secondary battery and Lithium metal laminate for being used therefor
TWI387148B (en) Anode and secondary battery
EP3588628A1 (en) Lithium ion battery
US11145901B2 (en) Electrolyte and electrochemical device
EP3588627A1 (en) Lithium-ion battery
KR102202013B1 (en) An electrode for an electrochemical device and a method for manufacturing the same
KR102564970B1 (en) Negative electrode and secondary battery comprising the same
JP2010080407A (en) Positive electrode active material, positive electrode, and non-aqueous electrolyte secondary battery
KR20210143980A (en) Secondary battery
CN101494302B (en) Battery
JP7460261B2 (en) Secondary battery charging and discharging method
KR20170038737A (en) Non-aqueous electrolyte solution and lithium secondary battery comprising the same
JP7536331B2 (en) Secondary battery manufacturing method
JP2008041504A (en) Nonaqueous electrolyte battery
JP2011192561A (en) Manufacturing method for nonaqueous electrolyte secondary battery
JP6656370B2 (en) Lithium ion secondary battery and battery pack
JPWO2010146832A1 (en) Method for producing negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery, negative electrode, and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same
KR102111481B1 (en) Method for preparing electrode for lithium secondary battery
JP2013114847A (en) Lithium ion secondary batty and method for manufacturing the same
KR102531346B1 (en) Anodeless lithium secondary battery and preparing method thereof
JP2017111940A (en) Method for manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery
KR102035247B1 (en) Non-aqueous electrolyte solution and lithium secondary battery comprising the same
JP2003115324A (en) Nonaqueous electrolyte battery

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right