KR101995374B1 - Binder suspension composition, method for preparing electrode for secondary battery using the same, and electrode for secondary battery prepared thereby - Google Patents

Binder suspension composition, method for preparing electrode for secondary battery using the same, and electrode for secondary battery prepared thereby Download PDF

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Abstract

본 발명은 제타전위 절대값이 10 mV 이상인 바인더 현탁액 조성물, 이를 이용한 전극 제조 방법, 및 상기 방법에 의해 제조된 이차전지용 전극에 관한 것이다.The present invention relates to a binder suspension composition having an absolute value of zeta potential of 10 mV or higher, a method for producing an electrode using the same, and an electrode for a secondary battery manufactured by the method.

Description

바인더 현탁액 조성물, 이를 이용한 이차전지용 전극 제조 방법, 및 상기 방법에 의해 제조된 이차전지용 전극{BINDER SUSPENSION COMPOSITION, METHOD FOR PREPARING ELECTRODE FOR SECONDARY BATTERY USING THE SAME, AND ELECTRODE FOR SECONDARY BATTERY PREPARED THEREBY}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a binder suspension composition, a method of manufacturing an electrode for a secondary battery using the same, and an electrode for a secondary battery manufactured by the above method. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 분산성이 우수한 바인더 현탁액 조성물, 이를 이용한 이차전지용 전극 제조 방법, 및 상기 방법에 의해 제조된 접착력이 향상된 이차전지용 전극에 관한 것이다.The present invention relates to a binder suspension composition having excellent dispersibility, a method for producing an electrode for a secondary battery using the same, and an electrode for a secondary battery having an improved adhesive strength produced by the method.

최근 전자 장비의 소형화 및 경량화가 실현되고 휴대용 전자 기기의 사용이 일반화됨에 따라, 이들의 전력원으로 사용되는 리튬 이차전지에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.Recently, miniaturization and weight reduction of electronic equipment have been realized and the use of portable electronic devices has become common, so researches on lithium secondary batteries used as power sources thereof have been actively conducted.

일반적으로 리튬 이차전지는 양극, 음극 및 양쪽 전극 사이에 배치되는 분리막과 전해액을 포함하는 것으로 구성되어 있으며, 전해액은 유기용매에 리튬염이 적당량 용해된 것을 사용한다. 상기 리튬 이차전지의 전극은 금속호일에 전극 합제를 코팅하여 제조하며, 상기 전극 합제는 리튬 이온의 흡장 및 방출을 위한 전극 활물질과, 전기전도성을 부여하기 위한 도전재, 및 이를 전극 호일에 접착하기 위한 바인더를 포함한다.Generally, a lithium secondary battery comprises a separator disposed between an anode, a cathode, and both electrodes, and an electrolytic solution, and an electrolyte in which an appropriate amount of a lithium salt is dissolved in an organic solvent is used. The electrode of the lithium secondary battery is fabricated by coating an electrode mixture on a metal foil. The electrode mixture includes an electrode active material for intercalating and deintercalating lithium ions, a conductive material for imparting electrical conductivity, .

한편, 이러한 전극 합제에서, 상기 전극 활물질 등의 입자 성분들이 용매에 균일하게 분산되지 않거나 분산 안정성이 낮은 경우 응집 또는 침전이 일어나는 단점이 있다.On the other hand, in such an electrode mixture, when the particle components of the electrode active material or the like are not uniformly dispersed in the solvent or the dispersion stability is low, aggregation or precipitation occurs.

이러한 단점은 집전체 상에 전극 합제를 도포되는 과정에서 응집물을 거르기 위한 필터 등 좁은 공간을 통과해야 할 때, 응집물이 과도하게 공간을 막아, 도포 과정이 느려지거나 중단되는 등 생산성 저하를 야기할 수 있다. 또한, 집전체 상에 전극 합제가 도포된 상태에서 낮은 균일성을 나타내게 되고, 결국 전극 합제층과 집전체간의 접착력이 저하를 가져 온다. 그 결과, 전지의 충방전이 진행됨에 따라 발생하는 전극의 부피 변화에 의해 전극 합제층이 집전체로부터 탈리되거나, 내부 저항을 증가시켜 충방전 용량이 저하되는 등 전지 성능에 심각한 문제가 발생할 수 있다.This disadvantage is that when the electrode mixture is applied on the current collector, it is necessary to pass through a narrow space such as a filter for filtering the aggregate, the aggregate may block the space excessively and the productivity may be lowered have. In addition, when the electrode mixture is coated on the current collector, low uniformity is exhibited, resulting in a decrease in the adhesive force between the electrode mixture layer and the current collector. As a result, the electrode mixture layer may be separated from the current collector due to a change in the volume of the electrode caused by the progress of charging / discharging of the battery, or the internal resistance may be increased to decrease the charge / discharge capacity. .

이러한 입자들간의 응집 및 침강은 대부분 전극 합제 조성물의 제타 전위 절대값이 10 mV 미만일 때, 전극 합제 내에서 입자 성분들이 정전기적 반발력을 전혀 발휘하지 못하여 발생하게 된다.The agglomeration and sedimentation between these particles are mostly caused when the absolute value of zeta potential of the electrode mixture composition is less than 10 mV, and the particle components can not exert the electrostatic repulsion at all in the electrode mixture.

이에, 최근 믹싱 공정시 제어할 수 있는 물리적 변수를 변화시키는 방법으로 전극 합제 내 입자들의 분산도를 조절하는 방법이 제안되고 있다. 하지만, 이러한 물리적 요인에 의한 조절만으로는 밀도차에 의한 침강 및 응집 현상을 방지하고, 소망하는 분산도 향상을 구현하는데 한계가 있는 실정이다. 예컨대, 믹싱 공정의 시간을 늘리는 경우, 침강 및 응집 현상을 조금 더 늦출 수는 있으나 화학적 작용이 변하지 않으므로 근본적인 분산도 향상에는 한계가 있다.Recently, a method of controlling the dispersion of particles in the electrode mixture by changing the physical parameters that can be controlled in the mixing process has been proposed. However, there are limitations in preventing precipitation and aggregation due to the density difference and achieving a desired dispersion improvement only by the control by such physical factors. For example, when the time of the mixing process is increased, sedimentation and coagulation phenomenon can be slightly retarded, but the chemical action does not change, so there is a limit to improvement of the fundamental dispersion.

또는, 분산제를 첨가 및 증량하는 경우에는 해당 함량만큼 활물질 함량이 감소하므로 전지의 용량이 감소하는 단점이 있다.Alternatively, when a dispersant is added or added, there is a disadvantage that the capacity of the battery is decreased because the active material content is reduced by the amount.

한국 공개특허공보 제10-2013-0103946호Korean Patent Publication No. 10-2013-0103946 한국 공개특허공보 제10-2006-0112822호Korean Patent Publication No. 10-2006-0112822 한국 공개특허공보 제10-2008-0042968호Korean Patent Publication No. 10-2008-0042968 한국 공개특허공보 제10-2015-0067016호Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0067016

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 제1 기술적 과제는 균일성 및 접착성이 향상된 이차전지용 전극을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is a first object of the present invention to provide a method for manufacturing an electrode for a secondary battery with improved uniformity and adhesion.

또한, 본 발명의 제2 기술적 과제는 상기 전극 제조 방법에 사용되며, 전극 합제 조성물 내에서의 입자들 간의 분산성을 향상시킬 수 있는 바인더 현탁액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.A second object of the present invention is to provide a binder suspension composition which can be used in the electrode production method and can improve the dispersibility among particles in an electrode mixture composition.

또한, 본 발명의 제3 기술적 과제는 상기 방법에 의해 제조된 이차전지용 전극을 제공하는 것을 목적으로 한다.A third object of the present invention is to provide an electrode for a secondary battery manufactured by the above method.

또한, 본 발명의 제4 기술적 과제는 상기 이차전지용 전극을 구비한 리튬 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is still another object of the present invention to provide a lithium secondary battery having the secondary battery electrode.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 In order to solve the above problems, in one embodiment of the present invention

제타전위의 절대값이 10 mV 이상인 바인더 현탁액 조성물을 제조하는 단계;Preparing a binder suspension composition having an absolute value of zeta potential of 10 mV or higher;

전극 활물질, 도전재 및 상기 바인더 현탁액 조성물을 용매에 분산하여 전극 합제를 제조하는 단계; 및Dispersing the electrode active material, the conductive material and the binder suspension composition in a solvent to prepare an electrode mixture; And

상기 전극 합제를 집전체 위에 도포하고 건조하여 전극 합제층을 제조하는 단계;를 포함하는 이차전지용 전극 제조 방법을 제공한다.Applying the electrode mixture onto a current collector, and drying the electrode mixture to produce an electrode mixture layer.

상기 바인더 현탁액 조성물의 제타전위의 절대값은 12 내지 60 mV일 수 있다.The absolute value of the zeta potential of the binder suspension composition may be between 12 and 60 mV.

또한, 본 발명의 일 실시예에서는 In an embodiment of the present invention,

본 발명의 전극 제조 방법에 사용되는 바인더 현탁액 조성물로서,As the binder suspension composition used in the electrode production method of the present invention,

수용성 공중합체 및 물을 포함하며, Water-soluble copolymer and water,

제타전위의 절대값이 10 mV 이상인 이차전지용 바인더 현탁액 조성물을 제공한다.Wherein the absolute value of the zeta potential is 10 mV or more.

상기 수용성 공중합체는 (a) 불포화모노카르복시산계 단량체; (b) 방향족 비닐 단량체; (c) 공액 디엔계 단량체, (메타)아크릴산 에스테르계 단량체, 및 니트릴계 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 2종 이상의 혼합물을 들 수 있으며, 바인더 현탁액 조성물의 전체 중량을 기준으로 0.05 중량% 내지 0.5 중량%, 구체적으로 0.1 중량%로 포함될 수 있다.The water-soluble copolymer includes (a) an unsaturated monocarboxylic acid-based monomer; (b) an aromatic vinyl monomer; (c) a mixture of at least two selected from the group consisting of a conjugated diene monomer, a (meth) acrylate monomer, and a nitrile monomer, and may be used in an amount of 0.05 to 0.5 wt% based on the total weight of the binder suspension composition %, Specifically 0.1% by weight.

상기 이차전지용 바인더 현탁액 조성물은 산도 조절제가 추가로 포함될 수 있다.The binder suspension composition for a secondary battery may further include an acidity adjusting agent.

또한, 본 발명에서는 전극 집전체, 및 상기 전극 집전체 상에 코팅된 전극 합제를 포함하며, 상기 전극 합제는 본 발명의 방법에 의해 제조된 것인 이차전지용 전극을 제공한다.The present invention also provides an electrode for a secondary battery, comprising an electrode current collector and an electrode mixture coated on the electrode current collector, wherein the electrode mixture is manufactured by the method of the present invention.

또한, 본 발명에서는 상기 이차전지용 전극을 구비한 리튬 이차전지를 제공한다.The present invention also provides a lithium secondary battery including the secondary battery electrode.

본 발명에 따르면, 전극 제조 시에 10 mV 이상의 제타 전위 절대값을 가지는 바인더 현탁액 조성물을 포함함으로써, 전극 합제 내의 입자들의 분산성을 향상시켜, 입자 간의 응집을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 전극 내 입자 분포와 두께의 편차를 줄여 전극 표면의 균일성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 전극 계면의 저항 감소와, 전극 합제 및 집전체 간의 접착력이 향상된 이차전지용 전극을 제조할 수 있다. 또한 이를 포함함으로써 사이클 특성이 향상된 이차전지를 제조할 수 있다.According to the present invention, by including the binder suspension composition having an absolute value of zeta potential of 10 mV or more at the time of manufacturing an electrode, dispersibility of particles in the electrode mixture can be improved, and agglomeration between particles can be effectively prevented. Accordingly, it is possible not only to secure uniformity of the surface of the electrode by reducing the deviation of the particle distribution and the thickness in the electrode, but also to manufacture an electrode for a secondary battery with reduced resistance of the electrode interface and improved adhesion between the electrode mixture and the current collector. Further, by including it, a secondary battery having improved cycle characteristics can be manufactured.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이때, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail in order to facilitate understanding of the present invention. Herein, terms and words used in the present specification and claims should not be construed to be limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of the term to describe its own invention in the best way. It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

종래 이차전지용 전극 합제 조성물 제조 시에 조성물 내부 입자들간의 뭉침 및 침전 현상이 발생하면서, 균일하고, 접착력이 우수한 전극 코팅층을 형성하기 어렵다는 단점이 있다. There is a disadvantage that it is difficult to form an electrode coating layer which is uniform and has excellent adhesive strength, while causing clumping and precipitation phenomenon between particles in the composition at the time of manufacturing an electrode mixture composition for a secondary battery.

이에, 본 발명에서는 분산성이 향상된 이차전지용 바인더 현탁액 조성물을 이용한 전극 제조 방법을 제공함으로써 균일성 및 접착력이 향상된 이차전지용 전극을 제공하는 것을 특징으로 한다.Accordingly, the present invention provides an electrode for a secondary battery having improved uniformity and adhesion by providing a method of manufacturing an electrode using a binder suspension composition for a secondary battery having improved dispersibility.

<바인더 현탁액 조성물 및 이를 이용한 이차전지용 전극 제조 방법>&Lt; Binder suspension composition and method for manufacturing electrode for secondary battery using same &

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에서는 Specifically, in one embodiment of the present invention

제타전위의 절대값이 10 mV 이상인 바인더 현탁액 조성물을 제조하는 단계;Preparing a binder suspension composition having an absolute value of zeta potential of 10 mV or higher;

전극 활물질, 도전재 및 상기 바인더 현탁액 조성물을 용매에 분산하여 전극 합제를 제조하는 단계; 및Dispersing the electrode active material, the conductive material and the binder suspension composition in a solvent to prepare an electrode mixture; And

상기 전극 합제를 집전체 위에 도포하고 건조하여 전극 합제층을 제조하는 단계;를 포함하는 이차전지용 전극 제조 방법을 제공한다.Applying the electrode mixture onto a current collector, and drying the electrode mixture to produce an electrode mixture layer.

상기 본 발명의 방법에서, 상기 제타전위의 절대값이 10 mV 이상인 바인더 현탁액 조성물은 수용성 공중합체 및 물을 혼합하여 제조할 수 있다.In the method of the present invention, the binder suspension composition having an absolute value of the zeta potential of 10 mV or more may be prepared by mixing a water-soluble copolymer and water.

이때, 상기 수용성 공중합체는 상기 바인더 현탁액 조성물의 전체 중량을 기준으로 0.05 중량% 내지 0.5 중량%, 구체적으로 0.1 중량%가 포함될 수 있다.At this time, the water-soluble copolymer may contain 0.05% by weight to 0.5% by weight, specifically 0.1% by weight, based on the total weight of the binder suspension composition.

또한, 본 발명의 바인더 현탁액 조성물의 제타전위 절대값은 조성물 중 고형분 농도, 즉 수용성 공중합체의 함량이 0.05 중량% 내지 0.5 중량%, 구체적으로 0.1 중량%가 되도록 바인더 현탁액 조성물을 제조한 다음, 현탁액 상태에서 측정될 수 있다.In addition, the absolute value of the zeta potential of the binder suspension composition of the present invention is such that the binder suspension composition is prepared so that the solid content concentration of the composition, that is, the content of the water soluble copolymer is 0.05 wt% to 0.5 wt%, specifically 0.1 wt% Lt; / RTI &gt;

상기 "제타전위(Zeta potential) "라 함은 매질(물 및/또는 유기 용매) 속에 부유하는 또는 분산된 콜로이드 입자들의 표면 대전량 정도를 나타내는 지표로서, 콜로이드에 외부에서 전장을 가하는 경우, 콜로이드 입자가 그 표면전위의 부호와 반대방향으로 영동(이동)하게 되는데, 이때 입자 이동 속도를 가해준 전장의 세기와 유체역학적인 효과(용매의 점도, 유전율) 등을 고려하여 계산된 수치이다.The term "Zeta potential" is an index indicating the degree of surface charge of suspended or dispersed colloidal particles in a medium (water and / or organic solvent). When an external electric field is applied to the colloid, (Moving) in the opposite direction to the sign of the surface potential. In this case, the numerical value is calculated in consideration of the strength of the electric field and the hydrodynamic effect (viscosity of the solvent, permittivity) of the particle moving velocity.

즉, 액체 속에 부유하는 콜로이드 입자의 분산 안정성은 제타전위 절대값의 크기를 통해 판단한다. 예컨대, 전극 합제 조성물 제조 시에 전기화학적 활물질 입자들의 제타전위 절대값이 클수록 입자간의 척력이 강해져 분산도와 분산 유지도가 높아지게 된다. 반대로 제타전위 절대값이 0에 가까워지면 입자들 간의 정전기적 인력에 의해 응집 및 침강이 용이해지면서, 수용액 또는 유기 용액의 입자들의 현탁액은 불안정하게 된다. 따라서, 입자가 응집하기 쉬워지고, 결론적으로 전극의 조밀화 및 공극률과 직접적인 상관 관계를 가진다. That is, the dispersion stability of the colloidal particles suspended in the liquid is determined by the magnitude of the zeta potential absolute value. For example, when the absolute value of the zeta potential of the electrochemical active material particles is increased in the preparation of the electrode material mixture composition, the repulsive force between particles becomes stronger, and the dispersion and the degree of dispersion maintenance become higher. On the other hand, when the zeta potential absolute value approaches zero, the electrostatic attraction between the particles facilitates flocculation and sedimentation, and the suspension of the particles of the aqueous solution or the organic solution becomes unstable. Thus, the particles tend to agglomerate, and consequently have a direct correlation with the densification and porosity of the electrode.

본 발명의 방법에 사용되는 바인더 현탁액 조성물의 제타전위의 절대값은 10 mV 이상, 구체적으로 12 내지 60 mV일 수 있다.The absolute value of the zeta potential of the binder suspension composition used in the method of the present invention may be at least 10 mV, specifically between 12 and 60 mV.

이때, 상기 이차전지용 바인더 현탁액 조성물의 제타전위 절대값이 10 mV 이상인 경우, 전극 합제 내에 포함되는 입자들의 분산성을 향상시켜, 입자 간의 응집을 효과적으로 방지할 수 있다. 만약, 상기 제타전위 절대값이 10 미만인 경우, 응집물의 양이 급격히 증가하기 때문에, 전극 합제의 안정성이 급격히 저하되는 단점이 있다. At this time, when the absolute value of the zeta potential of the binder suspension composition for secondary battery is 10 mV or more, the dispersibility of the particles contained in the electrode mixture can be improved and the aggregation of particles can be effectively prevented. If the absolute value of the zeta potential is less than 10, the amount of the aggregate rapidly increases, so that the stability of the electrode mixture is rapidly deteriorated.

상기 본 발명의 방법에 사용되는, 바인더 현탁액 조성물에 포함되는 상기 수용성 공중합체는 The water-soluble copolymer contained in the binder suspension composition, which is used in the method of the present invention,

(a) 불포화모노카르복시산계 단량체;(a) an unsaturated monocarboxylic acid-based monomer;

(b) 방향족 비닐 단량체; 및(b) an aromatic vinyl monomer; And

(c) 공액 디엔계 단량체, (메타)아크릴산 에스테르계 단량체, 및 니트릴계 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.(c) a mixture of at least two members selected from the group consisting of a conjugated diene monomer, a (meth) acrylic acid ester monomer, and a nitrile monomer.

구체적으로, 상기 (a) 불포화모노카르복시산계 단량체는 그 대표적인 예로 말레인산, 푸마르산, 메타크릴산, 아크릴산, 글루타콘산, 이타콘산, 테트라하이드로프탈산, 크로톤산, 이소크로톤산 및 나딕산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 단일물 또는 2종 이상의 화합물을 포함할 수 있으며, 수용성 중합체 전체 중량을 기준으로 3 내지 10 중량%로 포함될 수 있다.Specifically, examples of the unsaturated monocarboxylic acid monomer (a) include unsaturated monocarboxylic acid monomers such as maleic acid, fumaric acid, methacrylic acid, acrylic acid, glutaconic acid, itaconic acid, tetrahydrophthalic acid, crotonic acid, isocrotonic acid and nadic acid May comprise a single or a mixture of two or more compounds selected from 3 to 10% by weight based on the total weight of the water-soluble polymer.

만약, 상기 (a) 불포화모노카르복시산계 단량체가 3 중량% 미만으로 포함되는 경우 라텍스의 안정성이 감소하여 침전할 가능성이 높아진다는 단점이 있고, 10 중량%를 초과하여 포함되는 경우 불포화모노카르복시산계 단량체 간에 단독중합이 발생하여, 접착력이 감소하는 단점이 있다.If the unsaturated monocarboxylic acid monomer (a) is contained in an amount of less than 3% by weight, the stability of the latex is decreased and the possibility of precipitation increases. When the unsaturated monocarboxylic acid monomer is contained in an amount of more than 10% by weight, There is a disadvantage in that the adhesion is reduced.

또한, 상기 (b) 방향족 비닐 단량체는 바인더의 유리전이온도를 조절하기 위하여 포함되는 성분으로서, 그 대표적인 예로 스티렌, α-메틸 스티렌, m-메틸 스티렌, α-에틸스티렌 p-메틸스티렌 및 p-tert-부틸스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 단일물 또는 2종 이상의 화합물을 포함할 수 있다.The aromatic vinyl monomer (b) is a component included for controlling the glass transition temperature of the binder, and examples thereof include styrene,? -Methylstyrene, m-methylstyrene,? -Ethylstyrene, p- tert-butylstyrene, or two or more compounds.

상기 (b) 방향족 비닐 단량체는 수용성 중합체 전체 중량을 기준으로 20 내지 70 중량%로 포함될 수 있다. 만약, 상기 방향족 비닐 단량체가 20 중량% 미만으로 포함되는 경우 바인더의 응집력이 감소하여, 그에 따라 접착 능력이 감소할 수 있고, 70 중량%를 초과하여 포함되는 경우 유리전이온도가 상온 이상으로 높아지는 단점이 있다. The aromatic vinyl monomer (b) may be contained in an amount of 20 to 70% by weight based on the total weight of the water-soluble polymer. If the content of the aromatic vinyl monomer is less than 20% by weight, the cohesive force of the binder decreases, and the adhesive ability of the binder decreases. When the content exceeds 70% by weight, the glass transition temperature becomes higher than room temperature .

또한, 상기 수용성 공중합체는 (c) 공액 디엔계 단량체, (메타)아크릴산 에스테르계 단량체, 및 니트릴계 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 단일물 또는 2종 이상의 혼합물을 20 내지 70 중량%로 포함할 수 있다.Also, the water-soluble copolymer may include (c) 20 to 70% by weight of a single substance selected from the group consisting of a conjugated diene monomer, a (meth) acrylic acid ester monomer and a nitrile monomer, or a mixture of two or more thereof.

상기 공액 디엔계 단량체는 접착력 및 전지의 저항을 조절하기 위하여 포함되는 성분으로, 그 대표적인 예로서 1,3-부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌 및 피퍼릴렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 단일물 또는 2종 이상의 화합물을 포함할 수 있으며, 구체적으로 1,3-부타디엔일 수 있다. The conjugated diene-based monomer is included in order to control the adhesive strength and the resistance of the battery. Typical examples thereof include a single compound selected from the group consisting of 1,3-butadiene, isoprene, chloroprene, and piperrylene or two or more compounds And may specifically be 1,3-butadiene.

상기 공액 디엔계 단량체는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의, α,β-불포화 니트릴 화합물; 클로로스티렌, 비닐톨루엔, 비닐벤조산, 비닐벤조산메틸, 비닐나프탈렌, 클로로메틸스티렌, 하이드록시메틸스티렌, 디비닐벤젠 등의 스티렌계 단량체;아크릴산, 메타크릴산 등의 불포화 카르복실산류;에틸렌, 프로필렌 등의 올레핀류;염화비닐, 염화비닐리덴 등의 할로겐 원자 함유 단량체;아세트산비닐, 프로피온산비닐, 부티르산비닐, 벤조산비닐 등의 비닐에스테르류;메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, 부틸비닐에테르 등의 비닐에테르류;메틸비닐케톤, 에틸비닐케톤, 부틸비닐케톤, 헥실비닐케톤, 이소프로페닐비닐케톤 등의 비닐케톤류;N-비닐피롤리돈, 비닐피리딘, 비닐이미다졸 등의 고리 함유 비닐 화합물을 더 포함할 수 있다.The conjugated diene monomer may be at least one selected from the group consisting of an?,? - unsaturated nitrile compound such as acrylonitrile and methacrylonitrile; an aromatic vinyl compound such as chlorostyrene, vinyltoluene, vinylbenzoic acid, vinylbenzoate, vinylnaphthalene, chloromethylstyrene, Unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid; olefins such as ethylene and propylene; halogen atom-containing monomers such as vinyl chloride and vinylidene chloride; vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate Vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether and butyl vinyl ether, vinyl ethers such as methyl vinyl ketone, ethyl vinyl ketone, butyl vinyl ketone, hexyl vinyl ketone and isopropenyl vinyl ketone; Ketones, and vinyl compounds containing rings such as N-vinylpyrrolidone, vinylpyridine, and vinylimidazole.

상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체는 전해액 스웰링 및 전극의 저항을 조절하기 위하여 포함되는 성분으로, 그 대표적인 예로 부틸아크릴레이트, β-카르복시에틸 아크릴레이트, 알리파틱 모노아크릴레이트, 디프로필렌 디아크릴레이트, 디트리메틸로프로판 테트라아크릴레이트, 하이드록시에틸 아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 세릴 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 라우릴 메타 아크릴레이트, 세릴 메타 아크릴레이트, 스테아릴 메타 아크릴레이트 및 메타아크릴록시 에틸에틸렌우레아로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체를 들 수 있다. The (meth) acrylic acid ester monomer is a component included for controlling the swelling of the electrolyte and the resistance of the electrode. Typical examples thereof include butyl acrylate,? -Carboxyethyl acrylate, aliphatic monoacrylate, dipropylene diacrylate, Ditrimethylolpropane tetraacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, hydroxyethyl acrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, lauryl acrylate, seryl acrylate, stearyl acrylate, Lauryl methacrylate, seryl methacrylate, stearyl methacrylate, and methacryloxyethylethylene urea.

또한, 상기 니트릴계 단량체는 접착력 및 전해액 스웰링을 조절하기 위한 성분으로, 에틸렌성 불포화 니트릴계 단량체를 포함하며, 그 대표적인 예로 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 후마로니트릴, α-클로로니트릴 및 α-시아노 에틸아크릴로니트릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 들 수 있다.The nitrile monomer is a component for adjusting the adhesion and the swelling of the electrolyte, and includes an ethylenically unsaturated nitrile monomer. Representative examples thereof include acrylonitrile, methacrylonitrile, fumaronitrile,? -Chloronitrile and acrylonitrile, and? -cyanoethyl acrylonitrile.

상기 혼합물 중에서 공액 디엔계 단량체 : (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 : 니트릴계 단량체의 중량비는 0 내지 100 : 0 내지 100 : 0 내지 100, 구체적으로 10 내지 70 : 10 내지 70 : 10 내지 70의 비율, 보다 구체적으로 20 내지 50 : 20 내지 50 : 20 내지 50의 비율로 혼합될 수 있다. The weight ratio of the conjugated diene monomer: (meth) acrylic acid ester monomer: nitrile monomer in the mixture is in the range of 0 to 100: 0 to 100: 0 to 100, specifically 10 to 70:10 to 70:10 to 70, More specifically in a ratio of 20 to 50:20 to 50:20 to 50.

만약, 상기 혼합물이 상기 공액 디엔계 단량체만으로 이루어진 경우, 상기 공액 디엔계 단량체의 함량이 70 중량%를 초과하면, 전지의 저항이 높아지는 단점이 있다. 반면에, 상기 혼합물이 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 또는 니트릴계 단량체만으로 이루어진 경우, 상기 단량체의 함량이 각각 70 중량%를 초과하면, 전극의 스웰링이 300% 이상 높아지고 전지의 사이클 특성이 감소하는 단점이 있다. If the mixture contains only the conjugated diene monomer, if the content of the conjugated diene monomer exceeds 70% by weight, the resistance of the battery increases. On the other hand, when the mixture is composed only of a (meth) acrylate-based monomer or a nitrile-based monomer, if the content of the monomer exceeds 70 wt%, the swelling of the electrode becomes 300% or more, There are disadvantages.

구체적으로, 본 발명의 전극 제조 방법에 사용되는 바인더 현탁액 조성물은 (a) 아크릴산 3 내지 10 중량%, (b) 스티렌 20 내지 70 중량%, 및 (c) 1,3-부타디엔 및 부틸아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 단일물 또는 2종 이상의 혼합물 20 내지 70 중량%를 포함하는 수용성 공중합체를 포함할 수 있다.Specifically, the binder suspension composition used in the electrode manufacturing method of the present invention comprises (a) 3 to 10 wt% of acrylic acid, (b) 20 to 70 wt% of styrene, and (c) 1,3-butadiene and butyl acrylate A water-soluble copolymer comprising 20 to 70% by weight of a single substance or a mixture of two or more selected from the group consisting of

또한, 상기 수용성 중합체는 예를 들어, 유화 중합, 역상 현탁 중합, 현탁 중합, 용액 중합, 수용액 중합, 괴상 중합 등의 중합 방법을 이용하여 제조할 수 있으며, 이러한 중합 방법 중에서도, 유화 중합 또는 용액 중합법을 이용할 수 있다.The water-soluble polymer may be produced by, for example, a polymerization method such as emulsion polymerization, reversed-phase suspension polymerization, suspension polymerization, solution polymerization, aqueous solution polymerization or bulk polymerization. Among these polymerization methods, The law can be used.

상기 유화 중합은 미셀 내부에서 중합이 진행되기 때문에, 고분자량의 공중합체를 고농도로 용이하게 중합하는 것이 가능하고, 중합 용액의 점도도 낮은 방법이다.Since the emulsion polymerization proceeds inside the micelle, it is possible to easily polymerize a high molecular weight copolymer at a high concentration, and the viscosity of the polymerization solution is also low.

상기 유화 중합은 유화제를 이용하여 실시할 수 있다. 이러한 유화제로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 음이온 계면활성제, 비이온 계면활성제, 양이온 계면활성제, 고분자 계면활성제, 및 이들 계면 활성제의 구조 중에 라디칼 중합성의 불포화기를 갖는 반응성 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용해도 된다.The emulsion polymerization can be carried out using an emulsifier. Examples of such emulsifiers include, but are not limited to, an anionic surfactant, a nonionic surfactant, a cationic surfactant, a polymer surfactant, and a reactive surfactant having a radical polymerizable unsaturated group in the structure of these surfactants One or more selected ones may be used.

또한, 상기 용액 중합에 사용할 수 있는 용매로는, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족류;아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류;노르말부탄올, 이소부탄올, 이소프로필알코올 등의 알코올류;아세트산에틸, 아세트산 n-부틸 등의 에스테르류 등;을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 사용해도 되고, 복합계로 사용해도 된다. Examples of the solvent which can be used in the solution polymerization include aromatic solvents such as toluene and xylene; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; alcohols such as normal butanol, isobutanol and isopropyl alcohol; Esters such as ethyl acetate and n-butyl acetate, etc. These may be used alone or in combination.

또한, 상기 용액 중합 방법에서는 중합개시제를 사용할 수 있다. In the solution polymerization method, a polymerization initiator may be used.

상기 중합개시제는 열에 의해 라디칼 분자를 발생시키는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 과황산칼륨, 과황산암모늄, 과황산나트륨 등의 과황산염류; 2,2'-아조비스(2-아미디노프로판)-2-염산염, 4,4'-아조비스(4-시아노펜탄산) 등의 수용성 아조 화합물; 과산화수소 등의 열분해 개시제; 과산화수소와 아스코르브산, t-부틸하이드로퍼옥사이드와 론갈리트, 과황산칼륨과 금속염, 과황산암모늄과 아황산수소나트륨 등의 레독스계 개시제 등을 들 수 있다. 이들 중합개시제는 1종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다.The polymerization initiator is not particularly limited as long as it generates radical molecules by heat, and examples thereof include persulfates such as potassium persulfate, ammonium persulfate and sodium persulfate; Water-soluble azo compounds such as 2,2'-azobis (2-amidinopropane) -2-hydrochloride and 4,4'-azobis (4-cyanopentanoic acid); Pyrolysis initiators such as hydrogen peroxide; Hydrogen peroxide and ascorbic acid, t-butyl hydroperoxide and rongalite, potassium persulfate and metal salts, redox initiators such as ammonium persulfate and sodium hydrogen sulfite, and the like. These polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.

상기 중합개시제는 중합 반응에 제공하는 단량체 성분의 전체 100 중량부에 대해 0.05 내지 2 중량부, 보다 바람직하게는 0.1 내지 1 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. The polymerization initiator is preferably included in an amount of 0.05 to 2 parts by weight, more preferably 0.1 to 1 part by weight, based on 100 parts by weight of the entire monomer components to be added to the polymerization reaction.

또한, 상기 중합 반응은 40 내지 180℃, 바람직하게는 60℃ 내지 150℃ 온도 범위에서 실시할 수 있고, 2 내지 8 시간, 바람직하게는 3 내지 6 시간 동안 실시할 수 있다. The polymerization can be carried out at a temperature of 40 to 180 ° C, preferably 60 to 150 ° C, for 2 to 8 hours, preferably 3 to 6 hours.

본 발명에서는 상기 단량체들의 중합 반응 시에 사용되는 유화제, 단량체, 염 및 첨가물의 종류와 양을 조절하여 본 발명의 이차전지용 바인더 현탁액 조성물의 제타 전위를 적절히 조절할 수 있다.In the present invention, the zeta potential of the binder suspension composition for a secondary battery of the present invention can be appropriately controlled by controlling the type and amount of the emulsifier, monomer, salt and additives used in the polymerization of the monomers.

또한, 본 발명의 전극 제조 방법에 사용되는 바인더 현탁액 조성물은 제타전위 절대값을 조절하기 위하여, 산도 조절제를 추가로 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 방법에 사용되는 이차전지용 바인더 현탁액 조성물의 제타전위 절대값이 10 mV 미만인 경우에는, 산도 조절제를 추가로 첨가하여, 제타전위 절대값을 10 mV 이상으로 향상시킬 수 있다.In addition, the binder suspension composition used in the electrode manufacturing method of the present invention may further include an acidity adjusting agent to adjust the absolute value of zeta potential. That is, when the absolute value of the zeta potential of the binder suspension composition for a secondary battery used in the method of the present invention is less than 10 mV, the absolute value of zeta potential can be increased to 10 mV or more by further adding an acidity control agent.

상기 산도 조절제란, 수용성 공중합체 성분들이나, 이를 포함하는 바인더 현탁액 조성물 내의 화학적 변화를 일으키는 물질로서, 제타전위 절대값을 증가시켜 입자간의 척력을 유발할 수 있는 범위로 포함될 수 있다. 만약, 상기 산도 조절제의 함량이 너무 많거나 적은 경우, 오히려 제타전위 절대값이 작아지게 되어 입자가 응집 및 침강이 발생할 수 있다. The acidity controlling agent is a substance that causes chemical changes in the water-soluble copolymer components or the binder suspension composition containing the same, and may be included in such a range as to increase the absolute value of the zeta potential to induce repulsion between particles. If the content of the acidity regulator is too much or too small, the absolute value of the zeta potential may become rather small, so that the aggregation and sedimentation of the particles may occur.

상기 산도 조절제는 산성 물질 또는 염기성 물질일 수 있으며, 그 대표적인 예로 황산알루미늄칼륨, 옥살산(oxalic acid), 말레산(maleic acid), 퓨마릭산(fumaric acid), 말산(malic acid), 포르믹산(formic acid), 이소프로필 알코올, 인산, 황산, 염산, 또는 질산 등의 산성 물질, 또는 트리에틸아민(triethylamine), 또는 트리메틸아민(trimethylamine)등의 아민계 화합물, 테트라메틸 암모늄 히드록시드, 암모니아, 수산화나트륨용액 또는 수산화칼륨용액 등의 염기성 물질을 들 수 있다. 이 중에서도, 분산성을 향상시키면서 전극 합제 성분들에 대한 화학작용이나 전지 내의 부반응을 최소화할 수 있는 약산성 또는 약염기성의 산도 조절제가 더욱 바람직하다.The acid controlling agent may be an acidic or basic substance, and representative examples thereof include potassium aluminum sulfate, oxalic acid, maleic acid, fumaric acid, malic acid, formic acid, an acidic substance such as acetic acid, isopropyl alcohol, phosphoric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid or nitric acid, or an amine compound such as triethylamine or trimethylamine, tetramethylammonium hydroxide, ammonia, And a basic substance such as sodium hydroxide solution or potassium hydroxide solution. Among them, a weakly acidic or weakly basic acidity control agent capable of minimizing the chemical action on the electrode material mixture components and the side reaction in the battery while improving the dispersibility is more preferable.

또한, 본 발명의 전극 제조 방법에 있어서, 상기 전극 합제를 제조하는 단계는 전극활물질, 바인더 현탁액 조성물, 용매 및 선택적으로 도전재 등을 혼합하여 제조할 수 있다.Further, in the electrode manufacturing method of the present invention, the step of preparing the electrode mixture may be performed by mixing an electrode active material, a binder suspension composition, a solvent, and optionally a conductive material.

이때, 본 발명의 이차전지용 전극이 음극인 경우, 상기 전극활물질로는 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 이들을 함께 사용할 수 있다.  상기 결정질 탄소의 예로는 무정형, 판상, 인편상(flake), 구형 또는 섬유형의 천연 흑연 또는 인조 흑연과 같은 흑연을 들 수 있고, 상기 비정질 탄소의 예로는 소프트 카본(soft carbon: 저온 소성 탄소) 또는 하드 카본(hard carbon), 메조페이스 피치 탄화물, 소성된 코크스 등을 들 수 있다.  바람직하게는 상기 음극 활물질이 Si, SiOx(0<x<2), Sn, SnO2, 또는 실리콘 함유 금속 합금 및 이들이 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 사용할 수 있다. 상기 실리콘 합금을 형성할 수 있는 금속으로는 Al, Sn, Ag, Fe, Bi, Mg, Zn, in, Ge, Pb 및 Ti 중에서 하나 이상 선택하여 사용할 수 있다.At this time, when the electrode for a secondary battery of the present invention is a cathode, the electrode active material may be crystalline carbon, amorphous carbon, or both. Examples of the crystalline carbon include graphite such as natural graphite or artificial graphite in the form of amorphous, plate-like, flake, spherical or fiber, and examples of the amorphous carbon include soft carbon (soft carbon) Or hard carbon, mesophase pitch carbide, fired coke, and the like. Preferably, the negative electrode active material is selected from the group consisting of Si, SiO x (0 <x <2), Sn, SnO 2 , or a silicon-containing metal alloy and mixtures thereof. At least one of Al, Sn, Ag, Fe, Bi, Mg, Zn, In, Ge, Pb and Ti may be used as the metal for forming the silicon alloy.

만약, 본 발명의 이차전지용 전극이 양극인 경우, 상기 전극활물질로는 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물(리티에이티드 인터칼레이션 화합물)을 사용할 수 있다. 구체적인 예로는, 리튬-망간계 산화물(예를 들면, LiMnO2, LiMn2O4 등), 리튬-코발트계 산화물(예를 들면, LiCoO2 등), 리튬-니켈계 산화물(예를 들면, LiNiO2 등), 리튬-니켈-망간계 산화물(예를 들면, LiNi1 -YMnYO2(여기에서, 0<Y<1), LiMn2 - zNizO4(여기에서, 0<Z<2) 등), 리튬-니켈-코발트계 산화물(예를 들면, LiNi1 - Y1CoY1O2(여기에서, 0<Y1<1) 등), 리튬-망간-코발트계 산화물(예를 들면, LiCo1 - Y2MnY2O2(여기에서, 0<Y2<1), LiMn2 - z1Coz1O4(여기에서, 0<Z1<2) 등), 리튬-니켈-망간-코발트계 산화물(예를 들면, Li(NipCoqMnr1)O2(여기에서, 0<p<1, 0<q<1, 0<r1<1, p+q+r1=1) 또는 Li(Nip1Coq1Mnr2)O4(여기에서, 0<p1<2, 0<q1<2, 0<r2<2, p1+q1+r2=2) 등), 또는 리튬-니켈-코발트-전이금속(M) 산화물(예를 들면, Li(Nip2Coq2Mnr3MS2)O2(여기에서, M은 Al, Fe, V, Cr, Ti, Ta, Mg 및 Mo로 이루어지는 군으로부터 선택되고, p2, q2, r3 및 s2는 각각 독립적인 원소들의 원자분율로서, 0<p2<1, 0<q2<1, 0<r3<1, 0<s2<1, p2+q2+r3+s2=1이다) 등) 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 화합물이 포함될 수 있다. 이중에서도 전지의 용량 특성 및 안정성을 높일 수 있다는 점에서 상기 리튬 복합금속 산화물은 LiCoO2, LiMnO2, LiNiO2, 리튬 니켈망간코발트 산화물(예를 들면, Li(Ni0.6Mn0.2Co0.2)O2, Li(Ni0.5Mn0.3Co0.2)O2, 또는 Li(Ni0.8Mn0.1Co0.1)O2 등), 또는 리튬 니켈코발트알루미늄 산화물(예를 들면, Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)O2 등) 등일 수 있으며, 리튬 복합금속 산화물을 형성하는 구성원소의 종류 및 함량비 제어에 따른 개선 효과의 현저함을 고려할 때 상기 리튬 복합금속 산화물은 Li(Ni0.6Mn0.2Co0.2)O2, Li(Ni0.5Mn0.3Co0.2)O2, Li(Ni0.7Mn0.15Co0.15)O2 또는 Li(Ni0.8Mn0.1Co0.1)O2 등일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.If the electrode for a secondary battery of the present invention is a cathode, a compound capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium (a lithium intercalation compound) may be used as the electrode active material. Specific examples thereof include lithium-manganese-based oxides (for example, LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 And the like), lithium-cobalt oxide (e.g., LiCoO 2 and the like), lithium-nickel-based oxide (for example, LiNiO 2 and the like), lithium-nickel-manganese-based oxide (for example, LiNi 1 -Y Mn Y O 2 (where, 0 <Y <1), LiMn 2-z Ni z O 4 (where, 0 <Z <2) and the like), lithium-nickel-cobalt-based oxide (for example, LiNi 1- Y1 Co Y1 O 2 (here, 0 <Y1 <1) and the like), lithium-manganese-cobalt oxide (e. g., LiCo 1-Y2 Mn Y2 O 2 (here, 0 <Y2 <1), LiMn 2 - z1 Co z1 O 4 (here, 0 <Z1 <2) and the like), lithium-nickel-manganese-cobalt oxide (e.g., Ni p Co q Mn r1 (Li) O 2 (here, 0 <p <1, 0 <q <1, 0 <r1 <1, p + q + r1 = 1) , or Li (Ni p1 Co q1 Mn r2 ) O 4 ( here, 0 <p1 <2, 0 <q1 <2, 0 <r2 <2 , p1 + q1 + r2 = 2) , etc.), or lithium-nickel-cobalt-transition metal (M) oxide (e.g., Li (Ni p2 Co q2 Mn r3 M S2) O 2 , wherein M is selected from the group consisting of Al, Fe, V, Cr, Ti, Ta, Mg and Mo and p2, q2, 1, 0 <r3 <1, 0 <s2 <1, p2 + q2 + r3 + s2 = 1) and the like can be given as the atomic fraction of the lubrication elements , And any one or two or more of these compounds may be included. The lithium composite metal oxide may be LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiNiO 2 , lithium nickel manganese cobalt oxide (for example, Li (Ni 0.6 Mn 0.2 Co 0.2 ) O 2 , Li (Ni 0.5 Mn 0.3 Co 0.2 ) O 2 or Li (Ni 0.8 Mn 0.1 Co 0.1 ) O 2 ) or lithium nickel cobalt aluminum oxide (for example, Li (Ni 0.8 Co 0.15 Al 0.05 ) O 2 ), Etc., and considering the remarkable improvement effect according to the kind and content ratio of the constituent elements forming the lithium composite metal oxide, the lithium composite metal oxide is Li (Ni 0.6 Mn 0.2 Co 0.2 ) O 2 , Li (Ni 0.5 Mn 0.3 Co 0.2 ) O 2, Li (Ni 0.7 Mn 0.15 Co 0.15) O 2 or Li (Ni 0.8 Mn 0.1 Co 0.1 ) O 2 and the like, any one or a mixture of two or more may be used of which have.

상기 전극 활물질은 각각의 전극 합제의 전체 중량을 기준으로 80 중량% 내지 99중량%로 포함될 수 있다.The electrode active material may include 80% by weight to 99% by weight based on the total weight of the electrode mixture.

또한, 상기 바인더 현탁액 조성물은 전극 합제 중 10 중량% 이하, 구체적으로 0.1 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 만약, 상기 이차전지용 바인더 현탁액 조성물이 0.1 중량% 미만으로 포함되는 경우 접착력이 감소하고, 전지 사이클 특성이 저하되는 단점이 발생할 수 있다. 또한, 이차전지용 바인더 현탁액 조성물이 10 중량%를 초과하여 포함되는 경우 상대적으로 전극활물질 함량이 감소하여, 전지의 용량이 감소하고, 저항이 증가하는 단점이 발생할 수 있다. In addition, the binder suspension composition may be contained in an amount of 10% by weight or less, specifically 0.1 to 10% by weight in the electrode mixture. If the amount of the binder suspension composition for secondary battery is less than 0.1% by weight, the adhesive strength may be decreased and battery cycle characteristics may be deteriorated. In addition, when the binder suspension composition for a secondary battery contains more than 10% by weight, the content of the electrode active material may be relatively decreased, and the capacity of the battery may decrease and the resistance may increase.

상기 용매는 물 또는 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone) 등의 유기용매를 포함할 수 있으며, 상기 음극 활물질, 및 선택적으로 바인더 및 도전재 등을 포함할 때 바람직한 점도가 되는 양으로 사용될 수 있다. The solvent may include water or an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), and may be used in an amount that makes it desirable to contain the negative electrode active material, and optionally, a binder and a conductive material .

또한, 상기 도전재는 음극 활물질의 도전성을 더욱 향상시키기 위한 성분으로서, 음극 합제의 전체 중량을 기준으로 1 내지 10 중량%로 첨가될 수 있다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서멀 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.Also, the conductive material may be added in an amount of 1 to 10 wt% based on the total weight of the negative electrode material mixture, as a component for further improving the conductivity of the negative electrode active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon black such as acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and thermal 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.

또한, 본 발명의 전극 제조 방법에 있어서, 상기 전극 합제층을 제조하는 단계는 집전체 위에 전극 합제를 도포한 후, 건조할 때 가열 및 압연 건조하여 실시할 수 있다.Further, in the electrode manufacturing method of the present invention, the step of producing the electrode mix layer may be carried out by applying the electrode mixture onto the current collector, and then heating and rolling drying the same at the time of drying.

상기 전극 합제 도포 공정은 전극 합제의 점성에 따라 스크린 프린팅법, 스프레이 코팅법, 닥터 블레이드를 이용한 코팅법, 그라비어 코팅법, 딥 코팅법, 실크 스크린법, 페인팅법, 및 슬롯다이(slot die)를 이용한 코팅법 중에서 하나를 선택하여 실시할 수 있다.The electrode compound coating process may be performed by a screen printing method, a spray coating method, a coating method using a doctor blade, a gravure coating method, a dip coating method, a silk screen method, a painting method, and a slot die And the coating method used may be selected.

상기 집전체는 이차 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있으며, 일반적으로 3 내지 500㎛의 두께로 만들어진다. The current collector is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the secondary battery. For example, the collector may be formed of a metal such as carbon, , Nickel, titanium, silver, or the like, aluminum-cadmium alloy, or the like, and is generally made to have a thickness of 3 to 500 μm.

또한, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 또는 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.Further, fine unevenness may be formed on the surface to enhance the bonding force of the negative electrode active material, and it may be used in various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, or a nonwoven fabric.

<전극 및 이를 포함하는 이차전지의 제조>&Lt; Preparation of electrodes and secondary batteries containing the same &

또한, 본 발명의 일 실시예에서는 In an embodiment of the present invention,

전극 집전체, 및Electrode collector, and

상기 전극 집전체 상에 코팅된 전극 합제를 포함하며,And an electrode mixture coated on the electrode current collector,

상기 전극 합제는 전극활물질, 도전재 및 상기 본 발명의 이차전지용 바인더 현탁액 조성물을 포함하는 이차전지용 전극을 제공한다.The electrode mixture includes an electrode active material, a conductive material, and a binder suspension composition for a secondary battery of the present invention.

상기 본 발명의 이차전지용 전극은 음극일 수 있으며, 구체적으로 리튬 이온 전지용 음극 또는 리튬 폴리머 전지용 음극을 포함할 수 있다.The secondary battery electrode of the present invention may be a negative electrode, and may specifically include a negative electrode for a lithium ion battery or a negative electrode for a lithium polymer battery.

본 발명은 또한, 양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막, 및 비수 전해액을 포함하며, 상기 양극 및 음극 중 적어도 하나 이상의 전극으로 본 발명의 이차전지용 전극을 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다.The present invention also provides a lithium secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator interposed between the positive and negative electrodes, and a non-aqueous electrolyte, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode includes the electrode for a secondary battery of the present invention do.

이때, 상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다.  분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 내지 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 내 300 ㎛이다.  이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다.  전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.At this time, the separation membrane is interposed between the anode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the separator is generally 0.01 to 10 mu m, and the thickness is generally 300 mu m in 5 mu m. Such separation membranes include, for example, olefinic polymers such as polypropylene, which are chemically resistant and hydrophobic; A sheet or nonwoven fabric made of glass fiber, polyethylene or the like is used. When a solid electrolyte such as a polymer is used as an electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separation membrane.

상기 분리막 중에서 올레핀계 폴리머의 구체적인 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드 또는 이들의 2층 이상의 다층막이 사용될 수 있으며, 폴리에틸렌/폴리프로필렌 2층 세퍼레이터, 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌 3층 세퍼레이터, 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 3층 세퍼레이터 등과 같은 혼합 다층막이 사용될 수 있다.In the separation membrane, a specific example of the olefin-based polymer may be polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride or a multilayer film of two or more thereof. The separator may be a polyethylene / polypropylene two-layer separator, a polyethylene / polypropylene / polyethylene three- A multi-layered film such as a polypropylene / polyethylene / polypropylene three-layer separator or the like may be used.

상기 비수 전해액은 비수 유기용매와 리튬염으로 이루어져 있다. 비수 전해질로는 비수 전해액, 고체전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.The non-aqueous electrolyte is composed of a non-aqueous organic solvent and a lithium salt. As the non-aqueous electrolyte, a non-aqueous electrolyte, a solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte and the like are used.

상기 비수 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸 포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 프로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.Examples of the nonaqueous organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylenecarbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, But are not limited to, butylolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane, But are not limited to, acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, phosphoric acid triester, trimethoxy methane, dioxolane derivatives, sulfolane, methyl sulfolane, Derivatives, tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl propionate, ethyl propionate and the like can be used.

상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, 양이온으로 Li+를 포함하고, 음이온으로는 F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, AlO4 -, AlCl4 -, PF6 -, SbF6 -, AsF6 -, BF2C2O4 -, BC4O8 -, (CF3)2PF4-, (CF3)3PF3-, (CF3)4PF2-, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3-, C4F9SO3-, CF3CF2SO3-, (CF3SO2)2N-, (F2SO2)2N-, CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 사용할 수 있다.  The lithium salt is a substance which is soluble in the non-aqueous electrolyte, and includes, for example, Li + as a cation and F - , Cl - , Br - , I - , NO 3 - and N (CN) 2 -, BF 4 -, ClO 4 -, AlO 4 -, AlCl 4 -, PF 6 -, SbF 6 -, AsF 6 -, BF 2 C 2 O 4 -, BC 4 O 8 -, (CF 3) 2 PF 4 -, (CF 3 ) 3 PF 3 -, (CF 3 ) 4 PF 2 -, (CF 3 ) 5 PF-, (CF 3 ) 6 P-, CF 3 SO 3 -, C 4 F 9 SO 3 -, CF 3 CF 2 SO 3 -, (CF 3 SO 2) 2 N -, (F 2 SO 2) 2 N -, CF 3 CF 2 (CF 3) 2 CO -, (CF 3 SO 2) 2 CH -, (SF 5) 3 C -, (CF 3 SO 2) 3 C -, CF 3 (CF 2) 7 SO 3 -, CF 3 CO 2 -, CH 3 CO 2 -, SCN- , and (CF 3 CF 2 SO 2 ) 2 N - may be used.

또한, 본 발명은 상기 리튬 이차전지 다수를 전기적으로 연결하여 포함하는 중대형 전지팩을 제공할 수 있다. 상기 중대형 전지팩은 파워 툴(Power Tool); 전기차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 및 플러그인 하이브리드 전기차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)를 포함하는 전기차; 전기 트럭; 전기 상용차; 또는 전력 저장용 시스템 중 어느 하나 이상의 중대형 디바이스 전원으로 이용될 수 있다.In addition, the present invention can provide a middle- or large-sized battery pack including a plurality of the lithium secondary batteries electrically connected to each other. The middle- or large-sized battery pack includes a power tool; An electric vehicle including an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), and a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV); Electric truck; Electric commercial vehicle; Or a power storage system, as shown in FIG.

이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지 이들 만으로 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples. It should be noted, however, that the examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the invention.

실시예Example

I. 이차전지용 바인더 현탁액 조성물 제조I. Preparation of Binder Suspension Composition for Secondary Battery

실시예Example 1. One.

아크릴산 5 중량%, 스티렌 25 중량% 및 부틸아크릴레이트 70 중량%를 80℃에서 9시간 동안 유화 중합 방법으로 중합하여, 수용성 공중합체(pH 3.8)를 제조하였다.5% by weight of acrylic acid, 25% by weight of styrene and 70% by weight of butyl acrylate were polymerized by emulsion polymerization at 80 DEG C for 9 hours to prepare a water-soluble copolymer (pH 3.8).

이어서, 상기 수용성 공중합체에 증류수를 투입하여 고형분 0.1 중량%를 포함하는 바인더 현탁액 조성물을 제조한 다음, 상온에서 상기 바인더 현탁액 조성물의 제타 전위를 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. Then, distilled water was added to the water-soluble copolymer to prepare a binder suspension composition containing 0.1% by weight of solid content, and the zeta potential of the binder suspension composition was measured at room temperature. The results are shown in Table 1 below.

또한, 상기 수용성 공중합체에 대한 라텍스 안정성 테스트 (Maron test)에서 나온 응집물의 양 (70℃, 1000 rpm, 50g of 라텍스)을 하기 표 1에 기재하였다. 이때, 상기 라텍스 안정성 테스트는 마론(Maron) 테스트기를 사용하여 시료 틀 안에 라텍스 시료를 50 g 넣고, 70℃ 에서, 1000 rpm 으로 전단 응력을 주고 난 후 나온 응집물의 무게를 측정하였다.The amount of agglomerates (70 ° C, 1000 rpm, 50 g of latex) from the latex stability test (Maron test) for the water-soluble copolymer is also shown in Table 1 below. The latex stability test was carried out using a Maron tester, and 50 g of the latex sample was placed in the sample frame, and the weight of the agglomerate was measured after shearing stress at 70 rpm at 1000 rpm.

실시예Example 2. 2.

아크릴산 10 중량%, 스티렌 30 중량% 및 부틸아크릴레이트 60 중량%를 80℃에서 9시간 동안 유화 중합 방법으로 중합하여, 수용성 공중합체(pH 3.2)를 제조하였다. A water-soluble copolymer (pH 3.2) was prepared by polymerizing 10 wt% of acrylic acid, 30 wt% of styrene and 60 wt% of butyl acrylate at 80 ° C for 9 hours by emulsion polymerization.

이어서, 상기 수용성 공중합체에 증류수를 투입하여 고형분 0.1 중량%를 포함하는 바인더 현탁액 조성물을 제조한 다음, 상온에서 상기 바인더 현탁액 조성물의 제타 전위를 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. Then, distilled water was added to the water-soluble copolymer to prepare a binder suspension composition containing 0.1% by weight of solid content, and the zeta potential of the binder suspension composition was measured at room temperature. The results are shown in Table 1 below.

또한, 상기 수용성 공중합체에 대한 라텍스 안정성 테스트 (Maron test)에서 나온 응집물의 양 (70℃, 1000 rpm, 50g of 라텍스)을 하기 표 1에 기재하였다. The amount of agglomerates (70 ° C, 1000 rpm, 50 g of latex) from the latex stability test (Maron test) for the water-soluble copolymer is also shown in Table 1 below.

실시예Example 3. 3.

상기 실시예 2에서 제조된 수용성 공중합체에 산도 조절제인 35%의 수산화 나트륨 용액을 첨가하여 pH 6.5로 조절한 다음, 상온에서 증류수를 추가로 투입하여 고형분 0.1 중량%를 포함하는 바인더 현탁액 조성물을 제조하였다. 상온에서 상기 바인더 현탁액 조성물의 제타 전위를 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.To the aqueous copolymer prepared in Example 2, 35% sodium hydroxide solution as an acidity regulator was added to adjust the pH to 6.5, and then distilled water was further added at room temperature to prepare a binder suspension composition containing 0.1% by weight of solid content Respectively. The zeta potential of the binder suspension composition was measured at room temperature and the results are shown in Table 1 below.

또한, 상기 수용성 공중합체에 대한 라텍스 안정성 테스트 (Maron test)에서 나온 응집물의 양 (70℃, 1000 rpm, 50g of 라텍스)을 하기 표 1에 기재하였다. The amount of agglomerates (70 ° C, 1000 rpm, 50 g of latex) from the latex stability test (Maron test) for the water-soluble copolymer is also shown in Table 1 below.

실시예Example 4. 4.

아크릴산 5 중량%, 스티렌 60 중량% 및 1,3-부타디엔 35 중량%를 80℃에서 9시간 동안 유화 중합 방법으로 중합하여, 수용성 공중합체(pH 3.9)를 제조하였다. 5% by weight of acrylic acid, 60% by weight of styrene and 35% by weight of 1,3-butadiene were polymerized by emulsion polymerization at 80 DEG C for 9 hours to prepare a water-soluble copolymer (pH 3.9).

이어서, 상기 수용성 공중합체에 산도 조절제인 35%의 수산화 나트륨 용액을 첨가하여 pH 6.5로 조정한 다음, 상온에서 증류수를 추가로 투입하여 고형분 0.1 중량%를 포함하는 바인더 현탁액 조성물을 제조하였다. 상온에서 상기 바인더 조성물의 제타 전위를 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. Next, 35% sodium hydroxide solution as an acidity regulator was added to the water-soluble copolymer to adjust the pH to 6.5, and distilled water was further added at room temperature to prepare a binder suspension composition containing 0.1% by weight of solid content. The zeta potential of the binder composition was measured at room temperature and the results are shown in Table 1 below.

또한, 상기 수용성 공중합체에 대한 라텍스 안정성 테스트 (Maron test)에서 나온 응집물의 양 (70℃, 1000 rpm, 50g of 라텍스)을 하기 표 1에 기재하였다. The amount of agglomerates (70 ° C, 1000 rpm, 50 g of latex) from the latex stability test (Maron test) for the water-soluble copolymer is also shown in Table 1 below.

비교예Comparative Example 1. One.

아크릴산 2 중량%, 스티렌 23 중량% 및 1,3-부타디엔 75 중량%를 80℃에서 9시간 동안 유화 중합 방법으로 중합한 뒤, 수용성 공중합체(pH 5.0)를 제조하였다.A water-soluble copolymer (pH 5.0) was prepared by polymerizing 2 wt% of acrylic acid, 23 wt% of styrene, and 75 wt% of 1,3-butadiene at 80 ° C for 9 hours by emulsion polymerization.

이어서, 상기 수용성 공중합체에 증류수를 투입하여 고형분 0.1 중량%를 포함하는 바인더 현탁액 조성물을 제조한 다음, 상온에서 상기 바인더 현탁액 조성물의 제타 전위를 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. Then, distilled water was added to the water-soluble copolymer to prepare a binder suspension composition containing 0.1% by weight of solid content, and the zeta potential of the binder suspension composition was measured at room temperature. The results are shown in Table 1 below.

또한, 상기 수용성 공중합체에 대한 Maron test 시에 나온 응집물의 양을 하기 표 1에 기재하였다. In addition, the amount of the agglomerate in the Maron test for the water-soluble copolymer is shown in Table 1 below.

비교예Comparative Example 2. 2.

아크릴산 2 중량%, 스티렌 58 중량% 및 부틸아크릴레이트 40 중량%를 80 ℃ 에서 9시간 동안 유화 중합 방법으로 중합한 뒤, 수용성 공중합체(pH 4.9)를 제조하였다.A water-soluble copolymer (pH 4.9) was prepared by polymerizing 2% by weight of acrylic acid, 58% by weight of styrene and 40% by weight of butyl acrylate at 80 ° C for 9 hours by emulsion polymerization.

이어서, 상기 수용성 공중합체에 증류수를 투입하여 고형분 0.1 중량%를 포함하는 바인더 현탁액 조성물을 제조한 다음, 상온에서 상기 바인더 현탁액 조성물의 제타 전위를 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. Then, distilled water was added to the water-soluble copolymer to prepare a binder suspension composition containing 0.1% by weight of solid content, and the zeta potential of the binder suspension composition was measured at room temperature. The results are shown in Table 1 below.

또한, 상기 수용성 공중합체에 대한 Maron test 시에 나온 응집물의 양을 하기 표 1에 기재하였다. In addition, the amount of the agglomerate in the Maron test for the water-soluble copolymer is shown in Table 1 below.

수용성 중합체 (중량비)Water-soluble polymer (weight ratio) pHpH 제타전위
(mV)
Zeta potential
(mV)
응집물 무게
(g)
Aggregate weight
(g)
실시예1Example 1 아크릴산: 스티렌 : 부틸아크릴레이트 =
5: 25: 70
Acrylic acid: styrene: butyl acrylate =
5: 25: 70
3.83.8 - 13.2- 13.2 0.020.02
실시예2Example 2 아크릴산: 스티렌 : 부틸아크릴레이트 = 10 : 30 : 60Acrylic acid: styrene: butyl acrylate = 10: 30: 60 3.23.2 -18.6-18.6 <0.01<0.01 실시예3 Example 3 아크릴산: 스티렌 : 부틸아크릴레이트 = 10 : 30 : 60 Acrylic acid: styrene: butyl acrylate = 10: 30: 60 6.56.5 - 24.0- 24.0 <0.01<0.01 실시예4Example 4 아크릴산: 스티렌 : 1,3-부타디엔
= 5 : 60 : 35
Acrylic acid: styrene: 1,3-butadiene
= 5: 60: 35
6.56.5 -12.4-12.4 0.020.02
비교예1Comparative Example 1 아크릴산: 스티렌 : 1,3-부타디엔
= 2 : 23 : 75
Acrylic acid: styrene: 1,3-butadiene
= 2: 23: 75
5.05.0 -3.8-3.8 10.210.2
비교예2Comparative Example 2 아크릴산: 스티렌 : 부틸아크릴레이트
= 2 : 58 : 40
Acrylic acid: styrene: butyl acrylate
= 2: 58: 40
4.94.9 -4.1-4.1 7.87.8

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 바인더 현탁액 조성물의 제타전위 절대값이 10mV 미만인 상기 비교예 1 및 2의 라텍스 안전성 테스트에서 생성된 응집물의 양이 급격히 증가하는 것으로 보아, 바인더 현탁액 조성물의 안정성이 불안정한 것을 알 수 있다. As shown in Table 1, the amount of aggregates produced in the latex safety tests of Comparative Examples 1 and 2, in which the absolute value of the zeta potential of the binder suspension composition was less than 10 mV, increased sharply, indicating that the stability of the binder suspension composition was unstable Able to know.

반면에, 제타 전위 절대값이 10mV 이상인 상기 실시예 1 내지 4의 바인더 현탁액 조성물의 경우, 응집물이 거의 발생하지 않는 것을 알 수 있다. 이러한 결과를 통하여, 유사한 수용성 중합체를 포함하는 바인더 현탁액 조성물의 경우에도 제타전위 절대값에 따라 응집물 증가 정도가 상이함을 알 수 있다.On the other hand, in the case of the binder suspension compositions of Examples 1 to 4 in which the zeta potential absolute value is 10 mV or more, it can be seen that almost no aggregates are generated. From these results, it can be seen that, even in the case of the binder suspension composition containing a similar water-soluble polymer, the degree of increase of the aggregate is different according to the absolute value of zeta potential.

따라서, 접착력이 우수하고, 입자들 간의 분산성을 향상시킬 수 있는 바인더 현탁액 조성물을 제조하기 위해서는, 제타 전위 절대값이 10mV 이상이어야 하며, 이를 위하여 수용성 공중합체의 각 단량체 비율, pH 및 고형분 농도가 모두 유기적으로 결합해야 하는 것을 알 수 있다.Therefore, in order to prepare a binder suspension composition having excellent adhesion and improving dispersibility among the particles, the absolute value of the zeta potential must be 10 mV or more. To this end, the respective monomer ratios, pH, and solids concentration of the water- It can be seen that all of them must be combined organically.

II. 이차전지 제조II. Secondary battery manufacturing

실시예Example 5. 5.

양극 활물질(LiCoO2) 86 중량%, Super-P(도전재) 8 중량% 및 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(바인더) 6 중량%를 물에 첨가하여 양극 혼합물 전극 합제를 제조하였다. 이를 알루미늄 호일의 일면에 코팅, 건조 및 압착하여 양극을 제조하였다.86% by weight of a cathode active material (LiCoO 2 ), 8% by weight of Super-P (conductive material) and 6% by weight of acrylonitrile butadiene rubber (binder) were added to water to prepare a cathode mixture electrode mixture. This was coated on one side of an aluminum foil, dried and pressed to prepare a positive electrode.

음극 활물질 (그라파이트) 94.5 중량%, Super-P(도전재) 2 중량% 및 실시예 1의 이차전지용 바인더 현탁액 조성물 2.5 중량% 및 CMC(증점제) 1.5 중량%를 NMP에 첨가하여 음극 혼합물 전극 합제를 제조하고, 구리 호일의 일면에 코팅, 건조, 및 압착하여 음극을 제조하였다.A mixture of 94.5% by weight of an anode active material (graphite), 2% by weight of Super-P (conductive material) and 2.5% by weight of a binder suspension composition for a secondary battery of Example 1 and 1.5% by weight of CMC (thickener) And the negative electrode was prepared by coating, drying, and pressing on one side of the copper foil.

분리막으로 셀가드 TM를 사용하여 상기 양극과 음극을 적층함으로써 전극조립체를 제조한 후, 에틸 카보네이트와 디메틸에테르 용매의 혼합 용매(EC/DME=20 : 80, 중량비 기준)에 1M LiPF6를 포함하고 있는 리튬 비수계 전해액을 첨가하여 리튬 이차전지를 제조하였다.The electrode assembly was prepared by laminating the positive electrode and the negative electrode using a Celgard TM membrane as a separation membrane, and then 1M LiPF 6 was contained in a mixed solvent of ethyl carbonate and dimethyl ether solvent (EC / DME = 20: 80, weight ratio) A lithium non-aqueous electrolyte was added to prepare a lithium secondary battery.

실시예Example 6. 6.

바인더 현탁액 조성물로 실시예 1의 바인더 현탁액 조성물 대신 실시예 2의 바인더 현탁액 조성물을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 마찬가지의 방법으로 음극과 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제조하였다.A negative electrode and a lithium secondary battery comprising the negative electrode were prepared in the same manner as in Example 5 except that the binder suspension composition of Example 2 was used instead of the binder suspension composition of Example 1 as the binder suspension composition.

실시예Example 7.  7.

바인더 현탁액 조성물로 실시예 1의 바인더 현탁액 조성물 대신 실시예 3의 바인더 현탁액 조성물을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 마찬가지의 방법으로 음극과 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제조하였다.Except that the binder suspension composition of Example 3 was used in place of the binder suspension composition of Example 1 as the binder suspension composition, a negative electrode and a lithium secondary battery comprising the negative electrode were prepared.

실시예Example 8.  8.

바인더 현탁액 조성물로 실시예 1의 바인더 현탁액 조성물 대신 실시예 4의 바인더 현탁액 조성물을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 마찬가지의 방법으로 음극과 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제조하였다.Except that the binder suspension composition of Example 4 was used in place of the binder suspension composition of Example 1 as the binder suspension composition, a negative electrode and a lithium secondary battery comprising the negative electrode were prepared.

비교예Comparative Example 3. 3.

바인더 현탁액 조성물로 실시예 1의 바인더 현탁액 조성물 대신 비교예 1의 바인더 현탁액 조성물을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 마찬가지의 방법으로 음극과 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제조하였다.Except that the binder suspension composition of Comparative Example 1 was used in place of the binder suspension composition of Example 1 as the binder suspension composition, a negative electrode and a lithium secondary battery comprising the negative electrode were prepared.

비교예Comparative Example 4. 4.

바인더 현탁액 조성물로 실시예 1의 바인더 현탁액 조성물 대신 비교예 2의 바인더 현탁액 조성물을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 마찬가지의 방법으로 음극과 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제조하였다.A negative electrode and a lithium secondary battery comprising the same were prepared in the same manner as in Example 5 except that the binder suspension composition of Comparative Example 2 was used instead of the binder suspension composition of Example 1 as the binder suspension composition.

실험예Experimental Example

실험예Experimental Example 1: 접착력 테스트 1: Adhesion test

상기 실시예 5 내지 8에서 제조된 음극과, 상기 비교예 3 및 4에서 제조된 음극에 대한 접착력을 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 아울러, 실시예 6에서 제조된 음극을 기준으로 실시예 5, 7 및 8에서 제조된 음극과, 비교예 3 및 4에서 제조된 음극의 상대적인 접착력 비율을 산출하고, 그 비율 값을 하기 표 2에 나타내었다. 이때, 제조된 음극의 접착력 측정은 일반적인 접착력 측정 방법 중 180° 박리 시험 (peel test)으로 진행하였다.The adhesive strengths of the negative electrode prepared in Examples 5 to 8 and the negative electrode prepared in Comparative Examples 3 and 4 were measured and the results are shown in Table 2 below. The relative adhesive strength ratios of the negative electrode prepared in Examples 5, 7 and 8 and the negative electrode prepared in Comparative Examples 3 and 4 were calculated on the basis of the negative electrode prepared in Example 6, Respectively. At this time, the measurement of the adhesive strength of the manufactured negative electrode was carried out by a 180-degree peel test in a general adhesive strength measuring method.

접착력 [gf]Adhesion [gf] 실시예 6의 음극에 대한 상대적인 접착력 비율The relative adhesive force ratio to the negative electrode of Example 6 실시예 5의 음극The cathode of Example 5 95.795.7 119119 실시예 6의 음극The cathode of Example 6 80.480.4 100100 실시예 7의 음극The cathode of Example 7 91.291.2 113113 실시예 8의 음극The cathode of Example 8 109.6109.6 136136 비교예 3의 음극The cathode of Comparative Example 3 78.278.2 9797 비교예 4의 음극The cathode of Comparative Example 4 73.073.0 9191

상기 표 2에서, 상기 실시예 6에서 제조된 음극을 기준으로 산출된 실시예 5, 7 및 8에서 제조된 음극과, 비교예 3 및 4에서 제조된 음극의 상대적인 접착력 비율을 살펴보면, 본 발명의 바인더 현탁액 조성물을 사용한 실시예 5 내지 8의 음극의 접착력이 상기 비교예 3 및 4의 음극에 비하여 상대적으로 개선된 것을 알 수 있다.In Table 2, the relative adhesive strength ratios of the negative electrode prepared in Examples 5, 7 and 8 and the negative electrode prepared in Comparative Examples 3 and 4, which were calculated on the basis of the negative electrode prepared in Example 6, It can be seen that the adhesive strength of the negative electrode of Examples 5 to 8 using the binder suspension composition is improved relative to that of the negative electrodes of Comparative Examples 3 and 4.

실험예Experimental Example 2: 수명 특성 실험 2: Life characteristics experiment

상기 실시예 5 내지 8과, 상기 비교예 3 및 4에서 제조된 리튬 이차전지들을 45 ℃ 1C 충전/2C 방전 100 사이클 후 수명을 측정하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.The life span of the lithium secondary batteries prepared in Examples 5 to 8 and Comparative Examples 3 and 4 was measured after charging at 1 C at 45 ° C and after 100 cycles of 2 C discharging, and the results are shown in Table 3 below.

수명 특성 비교Life characteristics comparison 실시예 5Example 5 98.598.5 실시예 6Example 6 98.898.8 실시예 7Example 7 98.698.6 실시예 8Example 8 98.798.7 비교예 3Comparative Example 3 97.597.5 비교예 4Comparative Example 4 97.797.7

상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 바인더 현탁액 조성물을 포함하는 실시예 5 내지 8의 이차전지의 용량 감소율이 비교예 3 및 4의 이차전지에 비하여 낮은 것을 알 수 있다.As shown in Table 3, it can be seen that the capacity reduction rate of the secondary batteries of Examples 5 to 8 including the binder suspension composition of the present invention is lower than that of the secondary batteries of Comparative Examples 3 and 4.

Claims (20)

수용성 공중합체 및 물을 포함하되, 상기 수용성 공중합체를 0.05 중량% 내지 0.5 중량%로 포함하며, 제타전위의 절대값이 10 mV 이상인 바인더 현탁액 조성물을 제조하는 단계;
전극 활물질, 도전재 및 상기 제타 전위가 조절된 바인더 현탁액 조성물을 용매에 분산하여 전극 합제를 제조하는 단계; 및
상기 전극 합제를 집전체 위에 도포하고 건조하여 전극 합제층을 제조하는 단계;를 포함하며,
상기 수용성 공중합체는 (a) 아크릴산 3 내지 10 중량%; (b) 스티렌 20 내지 70 중량%; 및 (c) 1,3-부타디엔 및 부틸아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 단일물 또는 2종 이상의 혼합물 20 내지 70 중량%;를 포함하는 것인 이차전지용 전극 제조 방법.
Preparing a binder suspension composition comprising a water-soluble copolymer and water, wherein the water-soluble copolymer is contained in an amount of 0.05 to 0.5% by weight and an absolute value of zeta potential is 10 mV or more;
Preparing an electrode mixture by dispersing an electrode active material, a conductive material, and a binder suspension composition having controlled zeta potential in a solvent; And
Applying the electrode mixture onto a current collector, and drying the electrode mixture to produce an electrode mixture layer,
The water-soluble copolymer comprises (a) 3 to 10% by weight of acrylic acid; (b) 20 to 70% by weight of styrene; And (c) 20 to 70% by weight of a single substance selected from the group consisting of 1,3-butadiene and butyl acrylate, or a mixture of two or more thereof.
청구항 1에 있어서,
상기 바인더 현탁액 조성물의 제타전위의 절대값은 12 mV 내지 60 mV 인 것인 이차전지용 전극 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein an absolute value of the zeta potential of the binder suspension composition is from 12 mV to 60 mV.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 바인더 현탁액 조성물은 상기 전극 합제 중에 0.1 중량% 내지 10 중량%로 포함되는 것인 이차전지용 전극 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the binder suspension composition is contained in the electrode mixture in an amount of 0.1 wt% to 10 wt%.
청구항 1의 바인더 현탁액 조성물을 제조하는 단계에서 제조된 바인더 현탁액 조성물로서,
수용성 공중합체 및 물을 포함하되, 상기 수용성 공중합체는 바인더 현탁액 조성물 전체 중량을 기준으로 0.05 중량% 내지 0.5 중량%로 포함되며,
제타전위의 절대값이 10 mV 이상인 이차전지용 바인더 현탁액 조성물.
A binder suspension composition prepared in the step of preparing the binder suspension composition of claim 1,
Soluble copolymer and water, wherein the water soluble copolymer comprises from 0.05% to 0.5% by weight, based on the total weight of the binder suspension composition,
Wherein the absolute value of the zeta potential is at least 10 mV.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 7에 있어서,
상기 바인더 현탁액 조성물은 산도 조절제를 추가로 포함하는 것인 이차전지용 바인더 현탁액 조성물.
The method of claim 7,
Wherein the binder suspension composition further comprises an acidity adjusting agent.
전극 집전체, 및
상기 전극 집전체 상에 코팅된 전극 합제를 포함하며,
상기 전극 합제는 전극활물질, 청구항 7의 이차전지용 바인더 현탁액 조성물, 용매 및 도전재를 포함하는 것인 이차전지용 전극.
Electrode collector, and
And an electrode mixture coated on the electrode current collector,
Wherein the electrode mixture contains an electrode active material, a binder suspension composition for a secondary battery according to claim 7, a solvent, and a conductive material.
청구항 18에 있어서,
상기 전극은 음극인 것인 이차전지용 전극.
19. The method of claim 18,
Wherein the electrode is a negative electrode.
음극, 양극, 상기 음극과 양극 사이에 개재된 분리막 및 리튬염 함유 비수 전해액을 포함하며,
상기 음극은 청구항 19의 전극을 포함하는 것인 리튬 이차전지.
A negative electrode, a positive electrode, a separator interposed between the negative electrode and the positive electrode, and a nonaqueous electrolyte solution containing a lithium salt,
And the negative electrode comprises the electrode of claim 19.
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