KR101872309B1 - Electrode for Secondary Battery Having Coating Layer of Preventing Combustion and Secondary Battery Comprising the Same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 집전체 상에 전극 활물질을 포함하는 전극 합제가 코팅되어 있는 이차전지용 전극으로서, 집전체로서의 금속 기재; 및 상기 금속 기재의 일면 또는 양면에 국부적으로 코팅되어 있고, 상기 금속 기재 보다 상대적으로 낮은 도전성을 가지며 전극 활물질로부터 유래된 산소를 흡수하는 산소 흡수제를 포함하여 발화를 억제하는 발화 억제 코팅층;을 포함하는 이차전지용 전극을 제공한다.The present invention relates to a secondary battery electrode coated with an electrode mixture containing an electrode active material on a current collector, comprising: a metal base as a current collector; And an ignition inhibiting coating layer that is locally coated on one or both surfaces of the metal substrate and includes an oxygen absorbent that absorbs oxygen derived from the electrode active material and has a relatively lower electrical conductivity than the metal substrate, An electrode for a secondary battery is provided.

Description

발화 억제 코팅층 포함하는 이차전지용 전극 및 이를 포함하는 이차전지 {Electrode for Secondary Battery Having Coating Layer of Preventing Combustion and Secondary Battery Comprising the Same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode for a secondary battery including an ignition inhibiting coating layer and a secondary battery including the same.

본 발명은 이차전지용 전극에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전극 활물질로부터 유래된 산소를 흡수하는 산소 흡수제를 포함하여 발화를 억제하는 발화 억제 코팅층을 포함하는 이차전지용 전극에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode for a secondary battery, and more particularly, to an electrode for a secondary battery including an ignition inhibiting coating layer containing an oxygen absorbent for absorbing oxygen derived from an electrode active material and suppressing ignition.

최근 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.A rechargeable secondary battery is widely used as an energy source for wireless mobile devices. In addition, the secondary battery is an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (HEV), and the like, which are proposed as solutions for air pollution of existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels (Plug-in HEV) and the like.

소형 모바일 기기들에는 디바이스 1 대당 1개 내지 4개의 전지셀들이 사용됨에 비해, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 전지모듈이 사용된다.In a small mobile device, one to four battery cells are used per device. In contrast, a middle- or large-sized device such as an automobile uses a battery module in which a plurality of battery cells are electrically connected to each other due to the necessity of a high output large capacity.

전지셀들은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하며, 높은 집적도로 충전될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 이차전지, 형상 조절이 용이한 파우치형 이차전지 등이 소형 모바일 기기 또는 중대형 디바이스의 전지셀로서 주로 사용되고 있다.Preferably, the battery cells are manufactured in a small size and weight as possible, a prismatic secondary battery which can be charged with a high degree of integration and a small weight per unit capacity, and a pouch- And is mainly used as a battery cell.

그러나, 이러한 이차전지에는 각종 가연성 물질들이 내장되어 있어서, 과충전, 과전류, 기타 물리적 외부 충격 등에 의해 발열, 폭발 등의 위험성이 있으므로, 안전성에 큰 단점을 가지고 있다.However, such secondary batteries contain various combustible materials, and thus have a disadvantage in safety due to the risk of overheating, overcurrent, other physical external impact, and the like, resulting in heat generation and explosion.

예를 들어, 침상 부재를 관통시키거나, 압착, 충격을 가할 경우, 전극 활물질과 집전체의 접촉에 의해 과도한 전류가 흐르는 바, 단락열이 발생하고, 상기 단락열에 의해 양극재 및 음극재가 붕괴되면서 내부온도를 더욱 상승시킨다.For example, when the needle member is pierced, pressed or impacted, excessive current flows due to contact between the electrode active material and the current collector, short-circuiting heat is generated, and the cathode material and the negative electrode material are collapsed by the short- Thereby further raising the internal temperature.

이에, 전극 저항을 높여 단락전류를 감소시키거나, 난연성 물질을 전극 합제에 포함시키는 등 다양한 방법이 시도되었으나, 전극 합제의 저항을 직접적으로 높이는 경우, 출력 특성이 저하되며, 활물질의 양이 상대적으로 감소하여 용량 특성이 저하되는 문제점이 있었다.Various methods have been tried, such as reducing the short-circuit current by increasing the electrode resistance or incorporating a flame-retardant substance into the electrode mixture. However, when the resistance of the electrode mixture is directly increased, the output characteristic is lowered, And the capacity characteristics are deteriorated.

따라서, 전극의 저항을 직접적으로 높이지 않으면서도, 간편하고 효율적으로 발화를 억제하여, 이차전지의 안전성을 확보할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technique that can easily and efficiently suppress ignition and secure the safety of the secondary battery, without directly increasing the resistance of the electrode.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.

구체적으로, 본 발명의 목적은 전극 활물질로부터 유래된 산소를 흡수하는 산소 흡수제를 포함함으로써 발화를 억제하는 발화 억제 코팅층을 집전체로서의 금속 기재의 일면 또는 양면에 국부적으로 코팅하여, 내부 단락에 의해 전지셀의 온도가 상승하는 경우에도 발화 및 폭발이 억제되는 이차전지용 전극을 제공하는 것이다.Specifically, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a battery, which includes an oxygen absorbent that absorbs oxygen derived from an electrode active material, thereby locally coating an ignition inhibiting coating layer for suppressing ignition on one surface or both surfaces of the metal substrate as a current collector, And the ignition and explosion are suppressed even when the temperature of the cell rises.

본 발명의 목적은 또한, 상기 이차전지용 전극을 포함하여 열안전성이 향상된 전극조립체 및 이차전지를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an electrode assembly and a secondary battery including the electrode for the secondary battery and having improved thermal stability.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 이차전지용 전극은,In order to achieve this object, a secondary battery electrode according to the present invention comprises:

집전체 상에 전극 활물질을 포함하는 전극 합제가 코팅되어 있는 이차전지용 전극으로서,1. An electrode for a secondary battery, comprising: a current collector coated with an electrode mixture containing an electrode active material,

집전체로서의 금속 기재; 및A metal substrate as a current collector; And

상기 금속 기재의 일면 또는 양면에 국부적으로 코팅되어 있고, 상기 금속 기재 보다 상대적으로 낮은 도전성을 가지며 전극 활물질로부터 유래된 산소를 흡수하는 산소 흡수제를 포함하여 발화를 억제하는 발화 억제 코팅층;An ignition inhibiting coating layer that is locally coated on one or both surfaces of the metal substrate and includes an oxygen absorbent that absorbs oxygen derived from the electrode active material and has a relatively lower electrical conductivity than the metal substrate;

을 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.And is characterized by comprising:

즉, 본 발명에 따른 이차전지용 전극은 집전체의 일면 또는 양면에 국부적으로 형성되어 있는 발화 억제 코팅층에 의해 내부 단락에 의한 발화 내지 폭발을 방지한다.That is, the electrode for a secondary battery according to the present invention prevents ignition or explosion due to an internal short-circuit by an ignition-inhibiting coating layer locally formed on one surface or both surfaces of the current collector.

이차전지용 전극은 일반적으로, 집전체에 전극 합제를 도포하여 제조되며, 외부 충격, 고온 등에 의해 전극 합제에 포함되어 있는 전극 활물질과 상대 전극 집전체가 접촉하는 경우, 순간적으로 과도한 전류가 흐르는 바, 단락열이 발생한다.Generally, an electrode for a secondary battery is manufactured by applying an electrode mixture to a current collector. When an electrode active material included in an electrode mixture is brought into contact with a counter electrode current collector due to an external impact, a high temperature, etc., A short circuit occurs.

이때 발생된 단락열에 의해 전극 활물질이 분해되면서 다량의 산소가 발생하며, 전해질 기타 가연성 물질이 연소되는 바, 이차전지용 전극은 외부 충격, 침상 관통, 고온 조건 등에서 발화 내지 화재의 위험이 있다.Since the electrode active material is decomposed by the generated short circuit heat, a large amount of oxygen is generated, and the electrolyte and other combustible materials are burned. As a result, the electrode for the secondary battery has a risk of ignition or fire due to external impact, needle penetration,

이에, 본 발명에 따른 이차전지용 전극은 활물질이 분해되면서 발생된 산소를 흡수하는 산소 흡수제를 포함하는 발화 억제 코팅층을 포함하여, 산소의 발생을 즉각적으로 차단하는 바, 발화를 억제하고 나아가 이차전지의 열안전성을 향상시킨다.Accordingly, the electrode for a secondary battery according to the present invention includes an ignition inhibiting coating layer including an oxygen absorbent that absorbs oxygen generated as the active material is decomposed, thereby instantaneously blocking the generation of oxygen, thereby suppressing ignition, Improves thermal safety.

상기 전극 활물질은 양극에 포함되는 양극 활물질과 음극에 포함되는 음극 활물질로 나뉘어지며, 양극 활물질로는 일반적으로 리튬 금속 산화물, 리튬 금속 포스페이트 등이 사용되고, 음극 활물질로는 탄소 및 흑연 재료, 리튬 금속, 리튬 합금, 리튬 금속 산화물 등이 사용된다.The electrode active material is divided into a cathode active material contained in the anode and a cathode active material included in the cathode. Lithium metal oxide and lithium metal phosphate are generally used as the cathode active material. Examples of the anode active material include carbon and graphite materials, lithium metal, Lithium alloy, lithium metal oxide, or the like is used.

구체적으로, 상기 전극 활물질은 리튬 이온의 흡장 및 방출이 가능한 리튬 금속 산화물일 수 있다.Specifically, the electrode active material may be a lithium metal oxide capable of intercalating and deintercalating lithium ions.

이러한 리튬 금속 산화물은 전해액에 포함되어 있는 리튬 이온의 흡장 및 방출이 가능하며, 충전 전위가 상승할수록 전지의 용량은 증가되지만 화합물의 구조적 안전성은 저하된다.These lithium metal oxides can store and release lithium ions contained in the electrolyte. As the charging potential increases, the capacity of the battery increases, but the structural safety of the compound decreases.

또한, 충방전이 진행되면서 셀의 내부 온도가 상승하며, 특히 외부 충격 등에 의해 단락열이 발생하는 경우 셀의 내부 온도가 급격하게 증가하는 바, 활물질의 구조가 붕괴되면서 다량의 산소를 발생시킨다. 발생된 산소는 셀을 구성하는 전해액 기타 가연성 물질과 반응하면서 화재를 일으킬 위험이 있다.In addition, the internal temperature of the cell rises as the charge / discharge progresses. Particularly, when a short circuit is generated due to an external impact or the like, the internal temperature of the cell sharply increases, and the structure of the active material is collapsed to generate a large amount of oxygen. The generated oxygen reacts with the electrolytic solution constituting the cell and other inflammable substances, and there is a risk of causing a fire.

이러한 위험을 사전에 차단할 수 있도록, 본 발명에 따른 이차전지용 전극은 활물질로부터 유래된 산소를 흡수하는 산소 흡수제를 포함하는 발화 억제 코팅층을 집전체의 일면 또는 양면에 코팅한다.In order to prevent such a risk, the secondary battery electrode according to the present invention is coated on one or both surfaces of the current collector with an ignition inhibiting coating layer containing an oxygen absorbent for absorbing oxygen derived from the active material.

더욱 구체적으로, 상기 리튬 금속 산화물은 니켈(Ni), 코발트(Co), 및 망간(Mn)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 원소를 포함하는 리튬 전이금속 산화물일 수 있다.More specifically, the lithium metal oxide may be a lithium transition metal oxide including at least one element selected from the group consisting of nickel (Ni), cobalt (Co), and manganese (Mn).

상기 리튬 전이금속 산화물은, 예를 들어, 하나 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물; 하나 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 망간 산화물; 화학식 LiNi1-yMyO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn 또는 Ga 이고 상기 원소 중 하나 이상의 원소를 포함, 0.01≤y≤0.7 임)으로 표현되는 리튬 니켈계 산화물; Li1+zNi1/3Co1/3Mn1/3O2, Li1+zNi0.4Mn0.4Co0.2O2 등과 같이 Li1+zNibMncCo1-(b+c+d)MdO(2-e)Ae (여기서, -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2, 0≤e≤0.2, b+c+d<1 임, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si 또는 Y 이고, A = F, P 또는 Cl 임)으로 표현되는 리튬 니켈 코발트 망간 복합산화물; 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The lithium transition metal oxide may be, for example, a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) or lithium nickel oxide (LiNiO 2 ) substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxides substituted with one or more transition metals; Formula LiNi 1-y M y O 2 ( where, M = Co, Mn, Al , Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn or Ga and Lim, 0.01≤y≤0.7 include one or more elements of the element) A lithium nickel-based oxide represented by the following formula: Li 1 + z Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2, Li 1 + z Ni 0.4 Mn 0.4 Co 0.2 O 2 , such as Li 1 + z Ni b Mn c Co 1- (b + c + d ) M d O (2-e ) A e ( where, -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2 , 0≤e≤0.2, b + c + d <1, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si or Y, and A = F, P or Cl; lithium nickel cobalt manganese composite oxide; , But the present invention is not limited to these.

한편, 상기 전극 합제에는 도전성 향상, 결착력 향상 등을 목적으로 전극 활물질 이외에 선택적으로 도전재, 바인더, 충진제 등이 포함될 수 있다.Meanwhile, the electrode material mixture may include a conductive material, a binder, a filler, and the like in addition to the electrode active material for the purpose of improving the conductivity and improving the binding power.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전극 합제는 도전재를 포함하고 있을 수 있다.In one specific example, the electrode mix may comprise a conductive material.

이러한 도전재는 통상적으로 전극 합제 전체 중량을 기준으로 1 중량% 내지 30 중량%로 첨가되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 물질이 사용된다.Such a conductive material is usually added in an amount of 1% by weight to 30% by weight based on the total weight of the electrode mixture, and a conductive material is used without causing a chemical change in the battery.

예를 들어, 그라파이트; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼니스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다. 시판되고 있는 도전재의 구체적인 예로는 아세틸렌 블랙 계열인 쉐브론 케미칼 컴퍼니(Chevron Chemical Company)나 덴카 블랙(Denka Singapore Private Limited), 걸프 오일 컴퍼니(Gulf Oil Company) 제품 등), 케트젠블랙(Ketjenblack), EC 계열(아르막 컴퍼니(Armak Company) 제품), 불칸(Vulcan) XC-72(캐보트 컴퍼니(Cabot Company) 제품) 및 수퍼(Super) P(Timcal 사 제품) 등이 있다.For example, graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used. Concrete examples of commercially available conductive materials include acetylene black series such as Chevron Chemical Company, Denka Singapore Private Limited, Gulf Oil Company, etc.), Ketjenblack, EC (Armak Company), Vulcan XC-72 (Cabot Company), and Super P (Timcal).

이와 같은 도전재는 전극 합제층의 도전성을 향상시키며, 본 발명에 따른 이차전지용 전극의 경우, 산소 흡수제를 전극 합제에 포함시키지 않는 바, 전극 합제 슬러리 내에서 도전재의 분산을 더욱 용이하게 할 수 있다.Such a conductive material improves the conductivity of the electrode mixture layer. In the case of the electrode for a secondary battery according to the present invention, since the oxygen absorbent is not included in the electrode mixture, dispersion of the conductive material in the electrode mixture slurry can be further facilitated.

즉, 특별히 제한되는 것은 아니나, 본 발명에 따른 이차전지용 전극은 전극 합제 슬러리에 산소 흡수제를 포함하지 않고, 도전재를 포함하는 바, 전극 합제층의 도전성을 높게 유지할 수 있다.That is, although not particularly limited, the electrode for a secondary battery according to the present invention does not contain an oxygen absorbent in the electrode mixture slurry but contains a conductive material, so that the conductivity of the electrode material mixture layer can be kept high.

상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 전극 합제 전체 중량을 기준으로 1 중량% 내지 30 중량%로 첨가된다.The binder is a component that assists in binding of the active material to the conductive material and bonding to the current collector, and is usually added in an amount of 1 to 30 wt% based on the total weight of the electrode material mixture.

이러한 바인더의 비제한적인 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합제 등을 들 수 있다.Non-limiting examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene Ethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluorine rubber, and various copolymers.

상기 충진제는 전극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되지 않는다.The filler is optionally used as a component for suppressing the expansion of the electrode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery.

이러한 충진제는, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합제; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용될 수 있다.Such fillers include, for example, oligomer-based polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fiber, carbon fiber and the like can be used.

이와 같이, 전극 활물질과 함께, 도전재, 바인더, 충진제를 선택적으로 포함하여 용매에 분산시킨 전극 합제는 집전체의 일면 또는 양면에 도포되어 이차전지용 전극으로 제조된다.As described above, the electrode material mixture containing the conductive material, the binder, and the filler in combination with the electrode active material and dispersed in the solvent is applied to one surface or both surfaces of the current collector to be an electrode for a secondary battery.

상기 집전체는 일반적으로 3 ㎛ 내지 500 ㎛의 두께로 만들어지며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니나, 전성(展性)이 우수한 금속 기재인 것이 바람직하다.The current collector is generally formed to a thickness of 3 to 500 탆, and is not particularly limited as long as it is conductive without causing chemical changes in the battery, but is preferably a metal base excellent in malleability .

집전체로서의 금속 기재는, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다.The metal substrate as the current collector may be, for example, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, or a surface of aluminum or stainless steel surface-treated with carbon, nickel, titanium or silver.

또한, 금속 기재의 표면에 미세한 요철을 형성하여 전극 합제층과의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하며, 하나의 구체적인 예에서, 상기 금속 기재는 금속 호일(foil)일 수 있다.In addition, it is possible to form fine irregularities on the surface of the metal substrate to increase the adhesive force with the electrode mix layer, and various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams and nonwoven fabrics can be used. In one specific example , The metal substrate may be a metal foil.

즉, 금속 기재의 형태를 특별히 제한하는 것은 아니나, 발화 억제 코팅층을 용이하게 형성할 수 있도록, 얇은 금속판의 형태로 사용되는 것이 바람직하다. 집전체와 전극 합제층의 접착력을 향상시킬 수 있도록, 상기 금속 호일에 요철을 형성할 수 있음은 물론이다.That is, although the shape of the metal substrate is not particularly limited, it is preferably used in the form of a thin metal plate so that the ignition restraining coating layer can be easily formed. It is needless to say that the irregularities can be formed on the metal foil so as to improve the adhesive force between the current collector and the electrode mixture layer.

본 발명에 따른 이차전지용 전극은, 이러한 금속 기재 상에 전극 합제를 코팅하기 이전에, 전극 활물질로부터 유래된 산소를 흡수하는 산소 흡수제를 포함하는 발화 억제 코팅층을 국부적으로 코팅하여, 안전성을 향상시킨다.The electrode for a secondary battery according to the present invention locally coating an ignition inhibiting coating layer containing an oxygen absorbent that absorbs oxygen derived from the electrode active material before coating the electrode mixture on such a metal substrate to improve safety.

상기 산소 흡수제는 당류 및 폴리알킬렌글리콜으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다.The oxygen absorbent may be any one or a mixture of two or more selected from the group consisting of saccharides and polyalkylene glycols.

상기 당류는 오탄당 및/또는 육탄당으로 이루어진 다당류를 포함하며, 상기 폴리알킬렌글리콜은 탄소수가 1 내지 6인 폴리알킬렌글리콜로서, 구체적으로 폴리에틸렌글리콜, 에틸렌비닐알콜, 및 폴리비닐알콜으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.The saccharides include polysaccharides composed of pentose and / or hexose, and the polyalkylene glycols are polyalkylene glycols having 1 to 6 carbon atoms, specifically, polyethylene glycol, ethylene vinyl alcohol, and polyvinyl alcohol Or the like.

앞서 설명한 것과 같이, 이러한 산소 흡수제는 내부 단락에 의해 활물질의 구조가 붕괴되면서 발생하는 산소를 흡수하는 바, 화재를 예방할 수 있다.As described above, this oxygen absorbent absorbs oxygen generated by collapsing the structure of the active material due to an internal short circuit, thereby preventing a fire.

한편, 상기와 같은 산소 흡수제를 포함하고 있으므로, 발화 억제 코팅층은 전극 합제층 또는 집전체보다 상대적으로 낮은 도전성을 가진다.On the other hand, since the above-mentioned oxygen absorbent is included, the ignition inhibiting coating layer has a relatively lower conductivity than the electrode mixture layer or the current collector.

따라서, 본 발명에 따른 이차전지용 전극은 발화 억제 코팅층은 금속 기재에 국부적으로 형성되어 있으며, 하나의 구체적인 예에서, 상기 발화 억제 코팅층은 금속 기재의 전체 표면적을 기준으로 1% 내지 50% 범위에서 코팅되어 있을 수 있다.Therefore, in the electrode for a secondary battery according to the present invention, the ignition inhibiting coating layer is locally formed on the metal substrate, and in one specific example, the ignition inhibiting coating layer is coated with a coating in the range of 1% to 50% .

상기 범위를 벗어나, 도전성이 낮은 발화 억제 코팅층의 면적이 50%를 초과하는 경우, 금속 기재가 집전체로서의 역할을 하기 어려우며, 1% 미만인 경우, 발화 억제에 의한 열 안전성 향상 등의 효과를 얻기 어려우므로 바람직하지 않다.If the area of the low-conductivity anti-fog coating layer exceeds 50%, it is difficult for the metal substrate to function as a current collector. When the area is less than 1%, it is difficult to obtain effects such as improvement of thermal stability due to ignition inhibition Which is undesirable.

같은 이유로, 발화 억제 코팅층은 상세하게는 5% 내지 45% 범위, 더욱 상세하게는 10% 내지 40% 범위 내로 코팅되어 있을 수 있다.For the same reason, the ignition restraining coating layer may be specifically coated in the range of 5% to 45%, more specifically in the range of 10% to 40%.

금속 기재에 국부적으로 형성되어 있는 발화 억제 코팅층의 형상은, 금속 기재의 일측으로 편향되어 형성되어 있을 수도 있으나, 집전체 상에서 전체적으로 고른 도전성을 확보하기 위해 일정한 패턴으로 균일하게 분포되어 형성되어 있는 것이 바람직하다.The shape of the ignition restraining coating layer locally formed on the metal substrate may be formed to be deflected toward one side of the metal substrate, but it is preferable that the shape is uniformly distributed in a constant pattern in order to secure uniform conductivity on the current collector Do.

즉, 금속 기재 상에는, 상기 발화 억제 코팅층이 형성되어 있지 않은 무지부와 발화 억제 코팅층이 형성되어 있는 코팅부가 반복적인 패턴 형상을 이루고 있을 수 있다.That is, on the metal substrate, the non-ignition portion in which the ignition-inhibiting coating layer is not formed and the coating portion in which the ignition-inhibiting coating layer is formed may have a repeated pattern.

상기와 같이 무지부와 코팅부가 반복적인 패턴 형상을 이루고 있지 않은 경우, 발화 억제 코팅층이 형성되지 않는 무지부에 전류가 집적되어 발열이 일어날 수 있으며, 무지부의 면적이 넓을수록, 발화 억제 효과가 미치지 않는 부분이 생기는 바, 바람직하지 않다.In the case where the non-igniter portion and the coating portion do not have a repetitive pattern shape as described above, current may accumulate in the igniter portion where the ignition restraining coating layer is not formed, and heat may be generated. , Which is undesirable.

이러한 패턴 형상의 구체적인 예로서, 상기 금속 기재는 평면상으로 장방형 구조로 이루어져 있고, 장방형 금속 기재의 장변을 기준으로 수직 방향, 또는 수평 방향, 또는 사선 방향으로 무지부와 코팅부가 일정한 폭의 직선 형태로 교번 배열되어 패턴 형상을 이루고 있을 수 있다.As a specific example of such a pattern shape, the metal base has a rectangular shape in a planar shape. The metal base may have a rectangular shape with a constant width in the vertical direction, the horizontal direction, or the diagonal direction with respect to the long side of the rectangular metal base, May be alternately arranged to form a pattern shape.

또 다른 구체적인 예로서, 발화 억제 코팅층은 상기 금속 기재의 중심으로부터 방사형으로 무지부와 코팅부가 교번 배열되어 패턴 형상을 이루고 있을 수 있다.As another specific example, the ignition restraining coating layer may have a pattern shape by alternately arranging the igniter and the coating portion radially from the center of the metal base.

또 다른 구체적인 예로서, 상기 코팅부는 다각형 또는 원형의 평면 구조를 가지고 있고, 복수의 코팅부들이 일정한 간격으로 이격 배열되어 패턴 형상을 이루고 있을 수 있다.As another specific example, the coating portion may have a polygonal or circular planar structure, and a plurality of coating portions may be arranged at regular intervals to form a pattern shape.

이러한 발화 억제 코팅층의 패턴 형상에 대해서는 이후에 더욱 상세히 설명하도록 한다.The pattern shape of this ignition restraining coating layer will be described in detail later.

한편, 발화 억제 코팅층의 두께는 특별히 제한되는 것은 아니나, 100 nm 내지 1 ㎛ 일 수 있으며, 표면 형태는 균일한 두께를 가지는 막(film)의 형태이거나 불균일한 두께를 가지는 클러스터(cluster)의 형태일 수 있다.On the other hand, the thickness of the ignition restraining coating layer is not particularly limited, but it may be 100 nm to 1 탆, and the surface shape may be in the form of a film having a uniform thickness or in the form of a cluster having a non- .

이 중, 클러스터 타입의 발화 억제 코팅층은 높은 비표면적을 가지므로 막 타입의 발화 억제 코팅층보다 집전체 및 전극 합제층 사이에 우수한 접착력을 제공할 수 있다.Among these, the cluster-type ignition-inhibiting coating layer has a high specific surface area, so that it is possible to provide an excellent adhesion force between the current collector and the electrode mixture layer rather than the film-type ignition inhibition coating layer.

또한, 상기 발화 억제 코팅층은 집전체와 전극 합제의 접착력을 향상시키는 바인더 고분자를 포함하고 있을 수 있다.In addition, the anti-ignition coating layer may include a binder polymer that improves the adhesion between the current collector and the electrode mixture.

이러한 바인더 고분자는 발화 억제 코팅층을 형성하는 슬러리 고형분의 1 중량% 내지 30 중량% 범위 내로 포함될 수 있으며, 앞서 설명한 전극 합제 내에 포함되는 바인더 고분자와 동일한 화합물일 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.Such a binder polymer may be contained in an amount ranging from 1% by weight to 30% by weight of the solid content of the slurry forming the ignition inhibiting coating layer, and may be the same compound as the binder polymer contained in the electrode mixture described above, but is not particularly limited thereto.

상기와 같이 산소 흡수제를 포함하고, 바인더 고분자를 선택적으로 포함하는 발화 억제 코팅층은 집전체로서 금속 기재의 일면 또는 양면에 형성될 수 있으며, 바람직하게는 양면에 형성된다.As described above, the ignition inhibiting coating layer containing the oxygen absorbent and selectively containing the binder polymer may be formed on one surface or both surfaces of the metal substrate as the current collector, and is preferably formed on both surfaces.

상기 발화 억제 코팅층은, 예를 들어, 산소 흡수제와 바인더 고분자 물질를 소정의 휘발성 용매에 분산시켜 코팅액을 제조한 후, 금속 기재에 상기 코팅액을 패턴 코팅하고 건조하여 형성될 수 있다. 상기 휘발성 용매의 예로는 NMP, 물, 메틸이소부틸케톤, 이소프로판올 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The ignition inhibiting coating layer may be formed, for example, by dispersing an oxygen absorbing agent and a binder polymer material in a predetermined volatile solvent to prepare a coating liquid, pattern coating the coating liquid on the metal substrate, and drying the coating liquid. Examples of the volatile solvent include NMP, water, methyl isobutyl ketone, and isopropanol, but are not limited thereto.

발화 억제 코팅층을 형성하기 위한 코팅액의 농도 및 용매를 조절하여 클러스터 타입으로 코팅층을 형성하는 경우, 코팅층은 소정 표면 조도의 미세한 요철을 가지는 바, 전극 합제층과의 결합력을 더욱 향상시킬 수 있다.When the coating layer is formed in a cluster type by adjusting the concentration and the solvent of the coating solution for forming the ignition retardation coating layer, the coating layer has fine irregularities having a predetermined surface roughness, so that the bonding strength with the electrode mixture layer can be further improved.

본 발명에 따른 이차전지용 전극은 양극 및/또는 음극일 수 있다. 즉, 금속 기재 상에 형성되는 발화 억제 코팅층은 양극 또는 음극 중 어느 하나에 적용될 수 있고, 양극과 음극에 모두 적용될 수도 있다.The electrode for a secondary battery according to the present invention may be an anode and / or a cathode. That is, the anti-fog coating layer formed on the metal substrate may be applied to either the positive electrode or the negative electrode, and may be applied to both the positive electrode and the negative electrode.

본 발명은 또한, 복수의 전극들과, 상기 전극들 사이에 개재되어 인접한 전극들을 전기적으로 절연시키는 분리막으로 이루어진 전극조립체로서, 제 1 항에 따른 이차전지용 전극을 적어도 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체를 제공한다.The present invention also provides an electrode assembly comprising a plurality of electrodes and a separator for electrically insulating adjacent electrodes interposed between the electrodes, wherein the electrode assembly comprises at least one electrode for a secondary battery according to claim 1, Thereby providing an electrode assembly.

상기 전극들 각각은,Each of the electrodes includes:

집전체로서의 금속 기재; 및A metal substrate as a current collector; And

상기 금속 기재의 일면 또는 양면에 국부적으로 코팅되어 있고, 상기 금속 기재 보다 상대적으로 낮은 도전성을 가지며 전극 활물질로부터 유래된 산소를 흡수하는 산소 흡수제를 포함하여 발화를 억제하는 발화 억제 코팅층;An ignition inhibiting coating layer that is locally coated on one or both surfaces of the metal substrate and includes an oxygen absorbent that absorbs oxygen derived from the electrode active material and has a relatively lower electrical conductivity than the metal substrate;

을 포함하는 구조일 수 있다.. &Lt; / RTI &gt;

즉, 전극조립체를 구성하는 전극들 모두 발화 억제 코팅층을 포함하고 있을 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 일부에만 포함되어 있는 경우, 최외곽에 위치하는 전극들은 특히 침상 관통에 의한 내부단락에 취약하므로, 상기 발화 억제 코팅층을 포함하는 것이 바람직하다.In other words, all of the electrodes constituting the electrode assembly may include an ignition-inhibiting coating layer. However, the present invention is not limited thereto, and in some cases, the outermost electrodes may be vulnerable to internal short- Therefore, it is preferable to include the above-described ignition inhibiting coating layer.

본 발명은 또한, 상기 전극조립체가 전해액에 함침된 상태로 전지 케이스에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 및 상기 이차전지를 적어도 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩을 제공한다.The present invention also provides a battery pack comprising at least one or more of a secondary battery and the secondary battery, wherein the electrode assembly is embedded in the battery case with the electrolyte solution impregnated therein.

상기 전지팩은 복수의 이차전지들을 포함하고 있고, 상기 복수의 이차전지들 중에서 중심부에 위치한 이차전지들 중의 적어도 하나의 이차전지는,Wherein the battery pack includes a plurality of secondary batteries, and at least one secondary battery among the plurality of secondary batteries located at the center of the plurality of secondary batteries includes:

집전체로서의 금속 기재; 및A metal substrate as a current collector; And

상기 금속 기재의 일면 또는 양면에 국부적으로 코팅되어 있고, 상기 금속 기재 보다 상대적으로 낮은 도전성을 가지며 전극 활물질로부터 유래된 산소를 흡수하는 산소 흡수제를 포함하여 발화를 억제하는 발화 억제 코팅층;An ignition inhibiting coating layer that is locally coated on one or both surfaces of the metal substrate and includes an oxygen absorbent that absorbs oxygen derived from the electrode active material and has a relatively lower electrical conductivity than the metal substrate;

을 포함하고 있는 전극을 구비하고 있는 것이 바람직하다.And an electrode including the electrode.

즉, 복수의 이차전지를 포함하고 있는 전지팩의 경우, 충방전이 진행됨에 따라 열이 축적되어 중심부에 위치한 이차전지의 온도가 과도하게 상승할 수 있고, 이에 따라 전극 활물질이 분해되어 산소가 발생할 수 있으므로, 산소 흡수제를 포함하는 발화 억제 코팅층을 포함하는 것이 바람직하다.That is, in the case of a battery pack including a plurality of secondary batteries, as the charging / discharging progresses, heat accumulates and the temperature of the secondary battery located at the central portion may rise excessively, It is preferable to include an ignition inhibiting coating layer containing an oxygen absorbent.

이때, 중심부에 위치한 이차전지들 모두 발화 억제 코팅층을 포함하는 전극을 구비하거나, 전지팩에 포함되어 있는 이차전지들 모두 발화 억제 코팅층을 포함하는 전극을 구비할 수 있음은 물론이다.In this case, it is needless to say that the secondary batteries located at the central portion may include electrodes including the ignition-inhibiting coating layer, or the secondary batteries included in the battery pack may include electrodes including the ignition-inhibiting coating layer.

본 발명은 또한, 상기 전지팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a device comprising the battery pack.

상기 디바이스의 구체적인 예로는 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 웨어러블 기기와 등과 같은 소형 디바이스 뿐만 아니라, 전지적 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart); 전력저장용 시스템 등과 같은 대형 디바이스도 포함된다.Specific examples of the device include not only small devices such as a mobile phone, a tablet computer, a notebook computer, a wearable device and the like, but also a power tool powered by an electric motor; An electric vehicle including an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), and the like; An electric motorcycle including an electric bike (E-bike) and an electric scooter (E-scooter); An electric golf cart; Power storage systems, and the like.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지용 전극은, 금속 기재 보다 상대적으로 낮은 도전성을 가지며, 전극 활물질의 구조가 붕괴되면서 유래된 산소를 흡수하는 산소 흡수제를 패턴 코팅한 발화 억제 코팅층을 포함하는 바, 전극 합제 슬러리 특성을 저하시키지 않고, 소정의 도전성을 유지하면서도, 발화 내지 폭발을 억제하여 안전성을 향상시키며, 집전체와의 접촉 면적을 증가시켜 매끈한 금속 기재에 전극 합제를 도포하는 경우 보다 전극 합제층과 집전체의 접착력이 향상되는 효과가 있다.As described above, the electrode for a secondary battery according to the present invention includes an ignition inhibiting coating layer having a relatively lower conductivity than a metal base material and pattern-coated with an oxygen absorbent that absorbs oxygen derived from the collapse of the structure of the electrode active material It is possible to improve the safety by suppressing ignition or explosion while maintaining predetermined conductivity without deteriorating the characteristics of the electrode and the electrode material mixture slurry and to increase the contact area with the current collector, The adhesive force between the composite layer and the current collector is improved.

도 1은 본 발명에 따른 실시예로서, 이차전지용 전극을 모식적으로 나타낸 단면도이다;
도 2는 도 1에 도시되어 있는 집전체의 구체적인 예로서, 장변을 기준으로 수직 방향으로 발화 억제 코팅층이 형성되어 있는 집전체를 모식적으로 나타낸 사시도이다;
도 3은 도 2에 도시되어 있는 집전체를 모식적으로 나타낸 평면도이다;
도 4는 도 1에 도시되어 있는 집전체의 또 다른 구체적인 예로서, 장변을 기준으로 수평 방향으로 발화 억제 코팅층이 형성되어 있는 집전체를 모식적으로 나타낸 평면도이다;
도 5는 도 1에 도시되어 있는 집전체의 또 다른 구체적인 예로서, 중심으로부터 사각 방사형으로 무지부와 코팅부가 교번 배열되어 있는 발화 억제 코팅층이 형성되어 있는 집전체를 모식적으로 나타낸 평면도이다;
도 6는 도 1에 도시되어 있는 집전체의 또 다른 구체적인 예로서, 발화 억제 코팅층이 육각 방사형으로 패턴 코팅되어 있는 집전체를 모식적으로 나타낸 평면도이다;
도 7는 도 1에 도시되어 있는 집전체의 또 다른 구체적인 예로서, 발화 억제 코팅층이 사각형으로 패턴 코팅되어 있는 집전체를 모식적으로 나타낸 평면도이다; 및
도 8은 도 1에 도시되어 있는 집전체의 또 다른 구체적인 예로서, 발화 억제 코팅층이 원형으로 패턴 코팅되어 있는 집전체를 모식적으로 나타낸 평면도이다.
1 is a cross-sectional view schematically showing an electrode for a secondary battery according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a perspective view schematically showing a current collector having a firing inhibiting coating layer formed in a vertical direction with respect to a long side as a specific example of the current collector shown in Fig. 1; Fig.
3 is a plan view schematically showing the current collector shown in Fig. 2; Fig.
FIG. 4 is a plan view schematically showing a current collector in which an ignition restraining coating layer is formed in a horizontal direction on the basis of a long side as another specific example of the current collector shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a plan view schematically showing a current collector formed with an ignition restraining coating layer in which a non-coated portion and a coated portion are alternately arranged in a rectangular radial shape from the center, as another specific example of the current collector shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a plan view schematically showing a current collector in which an ignition restraining coating layer is pattern-coated in a hexagonal radial pattern, as another concrete example of the current collector shown in FIG. 1; FIG.
7 is a plan view schematically showing a current collector in which an ignition restraining coating layer is pattern-coated in a quadrangle, as another specific example of the current collector shown in Fig. 1; And
8 is a plan view schematically showing a current collector in which a spark-ignition inhibiting coating layer is circularly pattern-coated as another specific example of the current collector shown in Fig.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.

도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지용 전극을 측면에서 바라본 단면도가 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an electrode for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 이차전지용 전극(100)은 전극 활물질을 포함하는 전극 합제(110)가 집전체(120)의 양면에 형성되어 있다. 경우에 따라, 전극 합제(110)는 집전체(120)의 일면에만 형성되어 있을 수도 있으며, 양면에 전극 합제(110)가 형성되어 있지 않은 전극 합제 미코팅부(120')도 포함될 수 있다.Referring to FIG. 1, an electrode assembly for a secondary battery 100 includes electrode assemblies 110 including electrode active materials on both sides of a current collector 120. In some cases, the electrode assembly 110 may be formed on only one surface of the current collector 120, or may include an electrode assembly uncoated portion 120 'on both surfaces of which the electrode assembly 110 is not formed.

집전체(120)를 구성하는 도전성 금속 기재(121)의 양면에는 산소 흡수제를 포함하는 발화 억제 코팅층(130)을 포함하고 있으며, 이러한 발화 억제 코팅층(130)은 집전체의 일면에만 형성 될 수도 있음은 물론이다.On both sides of the conductive metal substrate 121 constituting the current collector 120, an ignition inhibiting coating layer 130 including an oxygen absorbing agent is included. The ignition inhibiting coating layer 130 may be formed on only one side of the current collector Of course.

한편, 전극 합제(110)가 코팅되지 않은 전극 합제 미코팅부(120')는 활물질층과의 도전성을 확보할 필요가 없고, 내부 단락의 여지가 있으므로 발화 억제 코팅층(130)을 전체적으로 코팅하는 것이 바람직하다.On the other hand, the electrode mixture uncoated portion 120 'having no electrode mixture 110 is not required to secure conductivity with the active material layer, and there is a possibility of an internal short circuit. Therefore, desirable.

반면에, 전극 합제(110)가 코팅된 부위에는 소정의 도전성을 확보하기 위해, 발화 억제 코팅층(130)이 금속 기재(121) 상에 국부적으로 코팅되는 바, 이하에서는 발화 억제 코팅층(130)의 코팅 형상에 대해 더욱 구체적으로 설명한다.On the other hand, in order to ensure a predetermined conductivity, the ignition-inhibiting coating layer 130 is locally coated on the metal substrate 121 at a portion where the electrode assembly 110 is coated. Hereinafter, the ignition inhibiting coating layer 130 The coating shape will be described in more detail.

도 2 및 도 3에는 도 1에 도시되어 있는 집전체의 구체적인 예로서, 장변을 기준으로 수직 방향으로 발화 억제 코팅층이 형성되어 있는 집전체의 사시도 및 평면도가 모식적으로 도시되어 있다.Figs. 2 and 3 schematically show a perspective view and a plan view of a current collector in which a spark-protector coating layer is formed in a vertical direction with respect to a long side as a specific example of the current collector shown in Fig.

이들 도면을 참조하면, 집전체(120)는 장방형의 금속 기재(121)의 장변과 수직 방향으로 형성된 패턴 형상으로 발화 억제 코팅층(130)을 포함하고 있다.Referring to these drawings, the current collector 120 includes an ignition inhibiting coating layer 130 in the form of a pattern formed in a direction perpendicular to a long side of a rectangular metal base 121.

구체적으로, 발화 억제 코팅층(130)은 코팅이 되어 있는 코팅부(132)와, 코팅이 되어있지 않은 무지부(134)가 일정한 폭의 직선 형태로 교번 배열되어 있는 구조로 이루어져 있다.Specifically, the ignition restraining coating layer 130 has a structure in which a coated portion 132 coated with a non-coated portion 134 is alternately arranged in a linear shape with a predetermined width.

또한, 도 3의 경우 코팅부(132)와 무지부(134)가 금속 기재(121)의 장변을 기준으로, 수직 방향으로 직선 교번 배열 되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.3, the coating portion 132 and the non-coated portion 134 are linearly alternated in the vertical direction with respect to the long side of the metal base 121, but the present invention is not limited thereto.

도 4에는 도 1에 도시되어 있는 집전체의 또 다른 구체적인 예로서, 장변을 기준으로 수평 방향으로 발화 억제 코팅층이 형성되어 있는 집전체의 평면도가 모식적으로 도시되어 있다.Fig. 4 schematically shows a plan view of a current collector in which an ignition restraining coating layer is formed horizontally with respect to a long side as another specific example of the current collector shown in Fig.

도 3과 함께 도 4를 참조하면, 도 3과는 달리 도 4의 발화 억제 코팅층(130)은 금속 기재(121)의 장변과 평행한 방향으로 형성된 패턴으로 이루어져 있다.Referring to FIG. 4 together with FIG. 3, unlike FIG. 3, the anti-ignition coating layer 130 of FIG. 4 has a pattern formed in a direction parallel to a long side of the metal substrate 121.

이와 같이 무지부와 코팅부는 직선 형태로 교번 배열되어 있을 수 있고, 전체적으로 균일한 도전성을 확보할 수 있는 것이면 형성 방향은 특별히 제한되지 않는다.As described above, the non-coated portion and the coated portion may be alternately arranged in a straight line, and the forming direction is not particularly limited as long as uniformity of conductivity can be secured as a whole.

도 5 및 도 6에는 도 1에 도시되어 있는 집전체의 또 다른 구체적인 예로서, 방사형으로 무지부와 코팅부가 교번 배열되어 있는 발화 억제 코팅층이 형성되어 있는 집전체의 평면도들이 모식적으로 도시되어 있다.5 and 6 schematically show plan views of a current collector in which an ignition restraining coating layer in which a non-coated portion and a coated portion are alternately arranged radially is formed as another concrete example of the current collector shown in FIG. 1 .

도 5를 참조하면, 집전체(120)의 발화 억제 코팅층(130)은 금속 기재(121)의 중심부(131)로부터 사각 방사형으로 무지부와 코팅부가 교번 배열되어 패턴 형상을 이루고 있다.5, the ignition restraining coating layer 130 of the current collector 120 has a pattern shape formed by alternately arranging the non-coated portion and the coated portion in a rectangular radial shape from the central portion 131 of the metal substrate 121. [

도 6을 참조하면, 집전체(120)의 발화 억제 코팅층(130)은 금속 기재(121)상에 복수의 중심부들(131, 133, 135, 137)로부터 육각 방사형으로 무지부와 코팅부가 교번 배열되어 패턴 형상을 이루고 있다.6, the ignition restraining coating layer 130 of the current collector 120 is formed by alternately arranging the igniter and the coating portion in a hexagonal radial pattern from a plurality of central portions 131, 133, 135, 137 on the metal base 121, Thereby forming a pattern shape.

도 7 및 도 8에는 도 1에 도시되어 있는 집전체의 또 다른 구체적인 예로서, 발화 억제 코팅층이 사각형 및 원형으로 패턴 코팅되어 있는 집전체의 평면도들이 모식적으로 도시되어 있다.Figs. 7 and 8 schematically show plan views of current collectors in which the ignition restraining coating layer is pattern-coated in a quadrangular and circular pattern as another specific example of the current collector shown in Fig.

이들 도면을 참조하면, 집전체(120)의 발화 억제 코팅층(130)은 일정한 형상의 코팅부들이 소정 간격으로 이격 배열되어 패턴 형상을 이루고 있다.Referring to these drawings, the anti-fog coating layer 130 of the current collector 120 has a uniform pattern of coating portions arranged at predetermined intervals.

구체적으로, 도 7에서는 사각형 코팅부(132a)가 이격 배열되어 패턴 형상을 이루고 있으며, 도 8에서는 원형 코팅부(132b)가 이격 배열되어 패턴 형상을 이루고 있다.In FIG. 7, the rectangular coating portions 132a are spaced apart to form a pattern. In FIG. 8, the circular coating portions 132b are spaced apart to form a pattern.

이와 같이, 발화 억제 코팅층은 금속 기재 상에 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 일정한 간격으로 배열되어 전체적으로 균일한 도전성을 확보하는 것이 바람직하다.As described above, the ignition restraining coating layer may be formed in various shapes on the metal substrate, and it is preferable that the ignition inhibiting coating layers are arranged at regular intervals to ensure uniform overall conductivity.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

Claims (19)

집전체 상에 전극 활물질을 포함하는 전극 합제가 코팅되어 있는 이차전지용 전극으로서,
집전체로서의 금속 기재; 및
상기 금속 기재의 일면 또는 양면에 국부적으로 코팅되어 있고, 상기 금속 기재 보다 상대적으로 낮은 도전성을 가지며 전극 활물질로부터 유래된 산소를 흡수하는 산소 흡수제를 포함하여 발화를 억제하는 발화 억제 코팅층;
을 포함하고,
상기 산소 흡수제는 당류이고,
상기 발화 억제 코팅층의 표면 형태는 불균일한 두께를 가지는 클러스터(cluster)의 형태이며,
상기 발화 억제 코팅층은 금속 기재의 전체 표면적을 기준으로 10% 내지 50% 범위에서 코팅되어 있는
것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.
1. An electrode for a secondary battery in which an electrode mixture containing an electrode active material is coated on a current collector,
A metal substrate as a current collector; And
An ignition inhibiting coating layer that is locally coated on one or both surfaces of the metal substrate and includes an oxygen absorbent that absorbs oxygen derived from the electrode active material and has a relatively lower electrical conductivity than the metal substrate;
/ RTI &gt;
The oxygen absorbent is a saccharide,
The surface shape of the anti-ignition coating layer is in the form of a cluster having a non-uniform thickness,
The anti-ignition coating layer is coated in a range of 10% to 50% based on the total surface area of the metal substrate
Wherein the electrode is made of a metal.
제 1 항에 있어서, 상기 전극 활물질은 리튬 이온의 흡장 및 방출이 가능한 리튬 금속 산화물인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.The electrode for a secondary battery according to claim 1, wherein the electrode active material is a lithium metal oxide capable of intercalating and deintercalating lithium ions. 제 2 항에 있어서, 상기 리튬 금속 산화물은 니켈(Ni), 코발트(Co), 및 망간(Mn)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 원소를 포함하는 리튬 전이금속 산화물인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.The secondary battery according to claim 2, wherein the lithium metal oxide is a lithium-transition metal oxide including at least one element selected from the group consisting of nickel (Ni), cobalt (Co), and manganese (Mn) electrode. 제 1 항에 있어서, 상기 전극 합제는 도전재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.The electrode for a secondary battery according to claim 1, wherein the electrode mixture contains a conductive material. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 기재는 금속 호일(foil)인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.The electrode for a secondary battery according to claim 1, wherein the metal base is a metal foil. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 발화 억제 코팅층이 형성되어 있지 않은 무지부와 발화 억제 코팅층이 형성되어 있는 코팅부가 반복적인 패턴 형상을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.The electrode for a secondary battery according to claim 1, wherein the non-ignition portion having no ignition inhibiting coating layer and the coating portion having the ignition inhibiting coating layer formed thereon have a repetitive pattern shape. 제 8 항에 있어서, 상기 금속 기재는 평면상으로 장방형 구조로 이루어져 있고, 장방형 금속 기재의 장변을 기준으로 수직 방향, 또는 수평 방향, 또는 사선 방향으로 무지부와 코팅부가 일정한 폭의 직선 형태로 교번 배열되어 패턴 형상을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.[9] The method of claim 8, wherein the metal substrate has a rectangular shape in a plan view, and the non-solid portion and the coating portion in the vertical direction, the horizontal direction, or the diagonal direction with respect to the long side of the rectangular metal substrate are alternately Wherein the first electrode layer and the second electrode layer are patterned. 제 8 항에 있어서, 상기 금속 기재의 중심으로부터 방사형으로 무지부와 코팅부가 교번 배열되어 패턴 형상을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.The electrode for a secondary battery according to claim 8, wherein the non-coated portion and the coated portion are alternately arranged radially from the center of the metal substrate to form a pattern. 제 8 항에 있어서, 상기 코팅부는 다각형 또는 원형의 평면 구조를 가지고 있고, 복수의 코팅부들이 일정한 간격으로 이격 배열되어 패턴 형상을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.The electrode for a secondary battery according to claim 8, wherein the coating portion has a polygonal or circular plane structure, and a plurality of coating portions are arranged at regular intervals to form a pattern. 제 1 항에 있어서, 상기 발화 억제 코팅층은 집전체와 전극 합제의 접착력을 향상시키는 바인더 고분자를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.The secondary battery electrode according to claim 1, wherein the ignition inhibiting coating layer comprises a binder polymer that improves adhesion between the current collector and the electrode mixture. 제 1 항에 있어서, 상기 전극은 양극 및/또는 음극인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.The electrode for a secondary battery according to claim 1, wherein the electrode is an anode and / or a cathode. 복수의 전극들과, 상기 전극들 사이에 개재되어 인접한 전극들을 전기적으로 절연시키는 분리막으로 이루어진 전극조립체로서, 제 1 항에 따른 이차전지용 전극을 적어도 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체.An electrode assembly comprising a plurality of electrodes and a separator interposed between the electrodes to electrically isolate adjacent electrodes, the electrode assembly comprising at least one electrode for a secondary battery according to claim 1. 삭제delete 제 14 항에 따른 전극조립체가 전해액에 함침된 상태로 전지 케이스에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 14, wherein the electrode assembly is embedded in the battery case with the electrolyte solution impregnated therein. 제 16 항에 따른 이차전지를 적어도 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.A battery pack comprising at least one secondary battery according to claim 16. 제 17 항에 있어서, 상기 전지팩은 복수의 이차전지들을 포함하고 있고, 상기 복수의 이차전지들 중에서 중심부에 위치한 이차전지들 중의 적어도 하나의 이차전지는,
집전체로서의 금속 기재; 및
상기 금속 기재의 일면 또는 양면에 국부적으로 코팅되어 있고, 상기 금속 기재 보다 상대적으로 낮은 도전성을 가지며 전극 활물질로부터 유래된 산소를 흡수하는 산소 흡수제를 포함하여 발화를 억제하는 발화 억제 코팅층;
을 포함하고 있는 전극을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
The battery pack according to claim 17, wherein the battery pack includes a plurality of secondary batteries, and at least one secondary battery among the plurality of secondary batteries,
A metal substrate as a current collector; And
An ignition inhibiting coating layer that is locally coated on one or both surfaces of the metal substrate and includes an oxygen absorbent that absorbs oxygen derived from the electrode active material and has a relatively lower electrical conductivity than the metal substrate;
And an electrode including the electrode.
제 17 항에 따른 전지팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.A device comprising a battery pack according to claim 17.
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CN114464908B (en) * 2022-04-13 2022-08-12 四川新能源汽车创新中心有限公司 Three-dimensional porous coating for lithium ion battery and preparation and application thereof

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100561528B1 (en) * 2003-11-14 2006-03-16 주식회사 엘지화학 Lithium secondary battery having improved stability
KR101506284B1 (en) * 2012-04-19 2015-03-26 주식회사 엘지화학 Multilayer-Structured Electrode and Lithium Secondary Battery Comprising The Same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022203215A1 (en) * 2021-03-22 2022-09-29 삼성에스디아이 주식회사 Separator for rechargeable lithium battery and rechargebale lithium battery comprising same

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