KR102049438B1 - Electrode having dual layer structure, method for preparing thereof and lithium secondary battery comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전극 집전체; 상기 전극 집전체의 적어도 일면 상에 형성된 중간층; 및 상기 중간층 상에 형성된 전극 활물질층을 포함하고, 상기 중간층은 제1 바인더 및 도전재를 포함하고, 상기 전극 활물질층은 제2 바인더, 도전재 및 전극 활물질을 포함하며, 상기 제1 바인더는 가교된 폴리올레핀계 수지인 것을 특징으로 하는 이중층 구조의 전극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.The present invention is an electrode current collector; An intermediate layer formed on at least one surface of the electrode current collector; And an electrode active material layer formed on the intermediate layer, wherein the intermediate layer includes a first binder and a conductive material, the electrode active material layer includes a second binder, a conductive material and an electrode active material, and the first binder is crosslinked. The present invention relates to an electrode having a double layer structure, a method for preparing the same, and a lithium secondary battery including the same.

Description

이중층 구조의 전극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차전지{Electrode having dual layer structure, method for preparing thereof and lithium secondary battery comprising the same}Electrode having dual layer structure, method for preparing same, and lithium secondary battery comprising same

본 발명은 전극 집전체; 상기 전극 집전체의 적어도 일면 상에 형성된 중간층; 및 상기 중간층 상에 형성된 전극 활물질층을 포함하고, 상기 중간층은 제1 바인더 및 도전재를 포함하고, 상기 전극 활물질층은 제2 바인더, 도전재 및 전극 활물질을 포함하며, 상기 제1 바인더는 가교된 폴리올레핀계 수지인 것을 특징으로 하는 이중층 구조의 전극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.
The present invention is an electrode current collector; An intermediate layer formed on at least one surface of the electrode current collector; And an electrode active material layer formed on the intermediate layer, wherein the intermediate layer includes a first binder and a conductive material, the electrode active material layer includes a second binder, a conductive material, and an electrode active material, and the first binder is crosslinked. The present invention relates to an electrode having a double layer structure, a method for preparing the same, and a lithium secondary battery including the same.

최근 전자산업, 이동통신을 포함한 각종 정보통신 등 커뮤니케이션 산업의 급속한 발전과 더불어 전자기기의 경박단소화 요구에 부응하여, 노트북, 넷북, 태블릿 PC, 휴대폰, 스마트폰, PDA, 디지털 카메라, 캠코더 등과 같은 휴대용 전자제품 및 통신 단말기가 널리 보급되고 있으며, 이에 이들 기기의 구동 전원인 전지의 개발에 대해서도 관심이 높아지고 있다.
In response to the rapid development of the communication industry such as the electronics industry and various information and communication including mobile communication, in response to the demand for thin and short electronic devices, notebooks, netbooks, tablet PCs, mobile phones, smartphones, PDAs, digital cameras, camcorders, etc. BACKGROUND ART Portable electronic products and communication terminals have been widely used. Accordingly, interest in development of batteries which are driving power sources for these devices has been increasing.

또한, 수소 전기자동차나 하이브리드 자동차, 연료전지 자동차와 같은 전기자동차의 개발에 따라 고성능, 대용량, 고밀도 및 고출력, 고안정성을 갖는 전지의 개발에 큰 관심이 집중되고 있으며, 빠른 충방전 속도 특성을 갖는 전지의 개발 또한 커다란 이슈로 자리 잡고 있다.
In addition, according to the development of electric vehicles such as hydrogen electric vehicles, hybrid vehicles, fuel cell vehicles, a great deal of attention is focused on the development of high performance, large capacity, high density, high output, high stability, and has a fast charge and discharge speed characteristics The development of batteries is also a big issue.

화학에너지를 전기에너지로 바꾸는 장치인 전지는 기본 구성재료의 종류와 특징에 따라 일차전지, 이차전지, 연료전지 그리고 태양전지 등으로 구분된다. Batteries, a device that converts chemical energy into electrical energy, are classified into primary cells, secondary batteries, fuel cells, and solar cells, depending on the types and characteristics of basic materials.

이중 일차전지는 망간 전지, 알칼리 전지, 수은 전지 등과 같이 비가역 반응을 통해 에너지를 생산하므로 용량은 크지만 재활용이 불가능하다는 단점이 있어 에너지 비효율성, 환경오염 등과 같은 각종 문제점을 내재하고 있다. Since the dual primary battery produces energy through irreversible reactions such as manganese batteries, alkaline batteries, and mercury batteries, the primary batteries have a large capacity but are not recyclable, and thus have various problems such as energy inefficiency and environmental pollution.

이차전지에는 납축전지, 니켈-메탈하이드라이드 전지, 니켈-카드뮴 전지, 리튬이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 리튬 금속 전지 등이 있고, 화학에너지와 전기에너지의 가역적 상호변환을 이용하여 충전과 방전을 반복할 수 있는 화학전지로서, 가역반응에 의해 작동하므로 재활용 및 환경친화적인 장점이 있다.
Secondary batteries include lead-acid batteries, nickel-metal hydride batteries, nickel-cadmium batteries, lithium-ion batteries, lithium polymer batteries, and lithium metal batteries, and the charging and discharging are repeated using a reversible interconversion between chemical and electrical energy. As a chemical battery that can be, it operates by a reversible reaction has the advantages of recycling and environmentally friendly.

이차전지는 양극(positive electrode)과 음극(negative electrode), 분리막(separator)과 전해질(electrolyte)이라는 네 가지의 기본적인 구성요소를 가진다. The secondary battery has four basic components: a positive electrode and a negative electrode, a separator, and an electrolyte.

상기 양극과 음극은 산화/환원 등 에너지의 변환과 저장이 일어나는 전극으로서, 각각 양과 음의 전위를 갖게 된다. 분리막은 양극와 음극 사이에 위치하여 전기적인 절연을 유지하며, 전하의 이동통로를 제공한다. 또한, 전해질은 전하 전달의 매개체 역할을 한다.The anode and the cathode are electrodes in which energy is converted and stored, such as oxidation / reduction, and have positive and negative potentials, respectively. The separator is positioned between the anode and the cathode to maintain electrical insulation and to provide a path for charge movement. In addition, the electrolyte serves as a medium for charge transfer.

상기 각 전극은 각 전극 활물질을 포함하고 있으며, 이차전지 중 현재 가장 많은 관심을 받고 있는 리튬 이차전지에 사용되는 각 활물질은 다음과 같다.Each electrode includes each electrode active material, and each active material used in a lithium secondary battery which is currently receiving the most attention among secondary batteries is as follows.

양극 활물질로는 리튬이온의 층간 삽입이 가능한 재료가 대부분이며, 리튬코발트산화물(LixCoO2), 리튬니켈산화물(LixNiO2), 리튬니켈코발트산화물(Lix(NiCo)O2), 리튬니켈코발트망간산화물(Lix(NiCoMn)O2), 스피넬형 리튬망간산화물(LixMn2O4), 이산화망간(MnO2) 등과 같은 산화물, 또는 리튬철인산염(LixFePO4), 리튬망간인산염(LixMnPO4) 등과 같은 올리빈(olivine)형이나 NASICON형 인산염(phosphates), 규산염(silicates), 황산염(sulfates) 또는 고분자 재료 등을 사용할 수 있다. Most of the positive electrode active material is a material capable of intercalating lithium ions, and lithium cobalt oxide (Li x CoO 2 ), lithium nickel oxide (Li x NiO 2 ), lithium nickel cobalt oxide (Li x (NiCo) O 2 ), Oxides such as lithium nickel cobalt manganese oxide (Li x (NiCoMn) O 2 ), spinel-type lithium manganese oxide (Li x Mn 2 O 4 ), manganese dioxide (MnO 2 ), or lithium iron phosphate (Li x FePO 4 ), lithium Olivine type, such as manganese phosphate (Li x MnPO 4 ), or NASICON type phosphates, silicates, silicates, sulfates or polymer materials.

음극 활물질로는 리튬 금속이나 그 합금 또는 리튬이온이 층간 삽입(intercalation)될 수 있는 화합물이 사용될 수 있는데, 고분자 재료나 탄소 재료가 사용될 수 있으며, 인조 또는 천연흑연(graphite) 등의 흑연계, 난흑연화성 탄소(non-graphitizable carbon, hard-carbon), 또는 이흑연화성 탄소(graphiteizable carbon, soft-carbon), 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT), 탄소나노섬유(carbon nanofiber, CNF), 탄소나노월(carbon nonawall, CNW) 등과 같은 탄소계 등이 사용될 수 있다.
As the negative electrode active material, a lithium metal, an alloy thereof, or a compound in which lithium ions may be intercalated may be used. A polymer material or a carbon material may be used, and graphite or egg such as artificial or natural graphite may be used. Graphitizable carbon (hard-carbon), or graphitizable carbon (soft-carbon), carbon nanotube (CNT), carbon nanofiber (CNF), carbon nano Carbon based such as wall (carbon nonawall, CNW) and the like can be used.

상기의 전극은 일반적으로 전극 집전체 상에 전극 활물질 슬러리를 도포하고 건조하여 전극 활물질층을 형성시킴으로써 제조할 수 있으며, 전극 활물질 슬러리는 일반적으로 전극 활물질, 도전재, 바인더 및 분산매와 같은 기타 첨가제를 포함하고 있다. 상기 전극은 구체적으로 상기 전극 활물질 슬러리를 구성하는 각 재료를 계량(wheighing) 및 혼합(mixing)하고 전극 집전체 상에 도포(coating) 및 건조(drying)한 후 압연(pressing)하여 제조할 수 있다.
The electrode can generally be prepared by applying an electrode active material slurry on an electrode current collector and drying to form an electrode active material layer. The electrode active material slurry generally contains other additives such as an electrode active material, a conductive material, a binder, and a dispersion medium. It is included. Specifically, the electrode may be manufactured by weighing and mixing the materials constituting the electrode active material slurry, coating and drying the electrode on a current collector, and then rolling. .

상기한 바와 같이, 일반적으로 전극은 전극 집전체 및 전극 집전체 상에 형성된 전극 활물질층의 구조로 되어 있거나, 전극의 성능을 높이기 위하여 전극 집전체 및 전극 활물질층 사이에 바인더 및 도전재를 포함하는 중간층을 추가로 형성시킨 구조로 되어 있다. As described above, the electrode generally has a structure of an electrode current collector and an electrode active material layer formed on the electrode current collector, or includes a binder and a conductive material between the electrode current collector and the electrode active material layer in order to increase the performance of the electrode. It has a structure in which an intermediate layer is further formed.

그러나, 상기와 같이 중간층을 갖는 전극의 경우 일정온도 이상에서 일어나는 바인더의 팽창에 의하여 도전재 간의 네트워크 경로가 끊어져 단락이 발생하고 이에 전극을 포함하는 전지의 성능이 저하될 수 있다. 따라서, 고출력 고안정성의 전극의 개발이 필요한 실정이다.
However, in the case of the electrode having the intermediate layer as described above, the network path between the conductive materials is broken by the expansion of the binder occurring at a predetermined temperature or more, and a short circuit may occur, thereby degrading the performance of the battery including the electrode. Therefore, there is a need for the development of high output high stability electrodes.

KRKR 10-2011-011123610-2011-0111236 AA

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 도전재의 단락이 방지된, 가교된 폴리올레핀계 수지를 포함하는 중간층을 포함하는 이중층 구조의 전극을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electrode having a double layer structure including an intermediate layer containing a cross-linked polyolefin resin, the short circuit of the conductive material is prevented.

본 발명의 다른 목적은 상기의 이중층 구조의 전극의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the electrode of the double layer structure.

본 발명의 또 다른 목적은 상기의 전극을 포함하는 리튬 이차전지를 제공하는 것이다.
Still another object of the present invention is to provide a lithium secondary battery including the electrode.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 전극 집전체; 상기 전극 집전체의 적어도 일면 상에 형성된 중간층; 및 상기 중간층 상에 형성된 전극 활물질층을 포함하고, 상기 중간층은 제1 바인더 및 도전재를 포함하고, 상기 전극 활물질층은 제2 바인더, 도전재 및 전극 활물질을 포함하며, 상기 제1 바인더는 가교된 폴리올레핀계 수지인 것을 특징으로 하는 이중층 구조의 전극을 제공한다.
In order to solve the above problems, the present invention is an electrode current collector; An intermediate layer formed on at least one surface of the electrode current collector; And an electrode active material layer formed on the intermediate layer, wherein the intermediate layer includes a first binder and a conductive material, the electrode active material layer includes a second binder, a conductive material, and an electrode active material, and the first binder is crosslinked. The present invention provides an electrode having a double layer structure, which is a polyolefin resin.

또한, 본 발명은 도전재 선분산 슬러리를 준비하는 단계(단계 1); 전극 집전체 적어도 일면 상에 상기 도전재 선분산 슬러리를 코팅하여 제1 바인더를 포함하는 중간층을 형성시키는 단계(단계 2); 및 상기 중간층 상에 전극 활물질 슬러리를 코팅하여 전극 활물질층을 형성시키는 단계(단계 3)를 포함하고, 상기 제1 바인더는 가교된 폴리올레핀계 수지인 것을 특징으로 하는 상기 이중층 구조의 전극의 제조방법을 제공한다.
In addition, the present invention comprises the steps of preparing a conductive material pre-dispersion slurry (step 1); Coating the conductive material line dispersion slurry on at least one surface of an electrode current collector to form an intermediate layer including a first binder (step 2); And forming an electrode active material layer by coating an electrode active material slurry on the intermediate layer (step 3), wherein the first binder is a cross-linked polyolefin-based resin. to provide.

아울러, 본 발명은 상기 이중층 구조의 전극을 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다.
In addition, the present invention provides a lithium secondary battery including the electrode of the double layer structure.

본 발명에 따른 이중층 구조의 전극은 중간층에 포함되는 제1 바인더로 가교된 폴리올레핀계 수지를 사용함으로써 고열(예컨대, 130℃ 내지 150℃)에서 상기 제1 바인더가 자체적으로 끊어짐으로써(zipper bag effect) 바인더의 팽창으로 인한 도전재의 단락이 방지될 수 있다.
The electrode having a double layer structure according to the present invention uses the polyolefin resin crosslinked with the first binder included in the intermediate layer so that the first binder itself is broken at a high temperature (eg, 130 ° C. to 150 ° C.) (zipper bag effect). Short circuit of the conductive material due to expansion of the binder can be prevented.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안된다.
도 1은, 종래기술에 따른 전극에서의 바인더 팽창으로 인한 도전재 단락 현상을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 가교된 폴리올레핀계 수지를 바인더로서 포함하는 중간층이 구비된 이중층 구조의 양극을 포함하는 리튬 이차전지의 열에 의한 저항특성 거동을 나타낸 그래프이다.
The following drawings, which are attached to this specification, illustrate exemplary embodiments of the present invention, and together with the contents of the present invention serve to further understand the technical idea of the present invention, the present invention is limited to the matters described in such drawings. It should not be construed as limited.
Figure 1 schematically shows a short circuit phenomenon of the conductive material due to the expansion of the binder in the electrode according to the prior art.
2 is a graph showing the resistance characteristic behavior by heat of a lithium secondary battery including a positive electrode having a double layer structure having an intermediate layer including a cross-linked polyolefin-based resin according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail to aid in understanding the present invention.

본 명세서 및 청구범위에서 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.
The terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best describe their invention. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that the present invention.

본 발명은 전극 집전체; 중간층 및 전극 활물질층이 순차적으로 적층된 이중층 구조의 전극을 제공한다. The present invention is an electrode current collector; Provided is a double layered electrode in which an intermediate layer and an electrode active material layer are sequentially stacked.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 이중층 구조의 전극은 전극 집전체; 상기 전극 집전체의 적어도 일면 상에 형성된 중간층; 및 상기 중간층 상에 형성된 전극 활물질층을 포함하고, 상기 중간층은 제1 바인더 및 도전재를 포함하고, 상기 전극 활물질층은 제2 바인더, 도전재 및 전극 활물질을 포함하며, 상기 제1 바인더는 가교된 폴리올레핀계 수지인 것을 특징으로 한다.An electrode of the dual layer structure according to an embodiment of the present invention is an electrode current collector; An intermediate layer formed on at least one surface of the electrode current collector; And an electrode active material layer formed on the intermediate layer, wherein the intermediate layer includes a first binder and a conductive material, the electrode active material layer includes a second binder, a conductive material and an electrode active material, and the first binder is crosslinked. It is characterized in that the polyolefin resin.

여기에서, 상기 제1 바인더 및 제2 바인더는 서로 동일하거나, 상이할 수 있다. 즉, 상기 제1 바인더 및 제2 바인더는 동시에 동종의 가교된 폴리올레핀계 수지이거나, 이종의 가교된 폴리올레핀계 수지일 수 있다.
Here, the first binder and the second binder may be the same or different from each other. That is, the first binder and the second binder may be the same kind of crosslinked polyolefin resin or heterogeneous crosslinked polyolefin resin.

구체적으로, 상기 중간층에 포함되는 제1 바인더는 가교된 폴리올레핀계 수지인 것일 수 있으며, 상기 가교된 폴리올레핀계 수지는 폴리올레핀계 수지가 가교되어 형성된 것으로 후술하는 도전재 선분산 슬러리에 폴리올레핀계 수지와 함께 포함되는 가교제에 의하여 가교된 것일 수 있다. 상기 폴리올레핀계 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 변성 폴리프로필렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것일 수 있으며, 상기 변성 폴리프로필렌은 말레산(maleic acid)에 의해 변성된 것일 수 있다.
Specifically, the first binder included in the intermediate layer may be a cross-linked polyolefin-based resin, the cross-linked polyolefin-based resin is formed by cross-linking the polyolefin-based resin together with the polyolefin-based resin in the conductive material line dispersion slurry to be described later It may be crosslinked by the included crosslinking agent. The polyolefin-based resin may be one or more selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene and modified polypropylene, and the modified polypropylene may be modified by maleic acid.

상기 중간층에 포함되는 가교된 폴리올레핀계 수지의 가교도는 20 내지 80인 것일 수 있으며, 구체적으로는 30 내지 50일 수 있다. 여기에서, 가교도는 상기 폴리올레핀계 수지의 교차결합 정도를 나타내는 것이다.
The crosslinking degree of the crosslinked polyolefin-based resin included in the intermediate layer may be 20 to 80, specifically 30 to 50. Here, a crosslinking degree shows the degree of crosslinking of the said polyolefin resin.

본 발명에 따른 상기 전극은 상기 중간층에 가교된 폴리올레핀계 수지를 포함함으로써 상기 가교된 폴리올레핀계 수지가 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소재로서 작용하여 바인더의 팽창으로 인한 도전재의 단락 발생(도 1 참조)이 방지될 수 있다. 이에 결과적으로 상기 전극을 포함하는 리튬 이차전지가 고출력 및 고안정성 특성을 나타낼 수 있다.
The electrode according to the present invention includes a cross-linked polyolefin-based resin in the intermediate layer, the cross-linked polyolefin resin acts as a PTC (Positive Temperature Coefficient) material to generate a short circuit of the conductive material due to the expansion of the binder (see Fig. 1) Can be prevented. As a result, the lithium secondary battery including the electrode may exhibit high power and high stability.

상기 제2 바인더는 전술한 바와 같이 제1 바인더와 동종의 가교된 폴리올레핀계 수지이거나 이종의 가교된 폴리올레핀계 수지일 수 있다. 이때, 상기 제2 바인더의 가교도는 20 내지 100일 수 있으며, 구체적으로는 40 내지 95일 수 있다.
As described above, the second binder may be a crosslinked polyolefin resin of the same kind as the first binder, or a heterogeneous crosslinked polyolefin resin. In this case, the degree of crosslinking of the second binder may be 20 to 100, and specifically 40 to 95.

또한, 상기 전극 활물질층 제3 바인더를 더 포함할 수 있으며, 상기 제3 바인더는, 예컨대 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HEP), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로오스, 재생 셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴산, 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 부티렌 고무(SBR) 및 불소 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.
In addition, the electrode active material layer may further include a third binder, and the third binder may include, for example, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-co-HEP) and polyvinylidene fluoride. , Polyacrylonitrile, polymethylmethacrylate, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, It may be one or more selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, polyacrylic acid, ethylene-propylene-diene monomer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butyrene rubber (SBR) and fluorine rubber.

본 발명에 따른 상기 전극 활물질은 양극 활물질일 수 있으며, 상기 양극 활물질은 하기 화학식 1 내지 화학식 3의 산화물, 및 V2O5, TiS, MoS로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다. The electrode active material according to the present invention may be a positive electrode active material, and the positive electrode active material is any one selected from the group consisting of oxides of the following Chemical Formulas 1 to 3, and V 2 O 5 , TiS, MoS, or a mixture of two or more thereof Can be.

[화학식 1][Formula 1]

Li1 +x[NiaCobMnc]O2 (-0.5 ≤ x ≤ 0.6, 0 ≤ a, b, c ≤ 1, x+a+b+c=1임);Li 1 + x [Ni a Co b Mn c ] O 2 (−0.5 ≦ x ≦ 0.6, 0 ≦ a, b, c ≦ 1, x + a + b + c = 1);

[화학식 2][Formula 2]

LiMn2 - xMxO4 (M은 Ni, Co, Fe, P, S, Zr, Ti 및 Al로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소, 0 ≤ x ≤ 2);LiMn 2 - x M x O 4 (M is one or more elements selected from the group consisting of Ni, Co, Fe, P, S, Zr, Ti, and Al, 0 ≦ x ≦ 2);

[화학식 3][Formula 3]

Li1 + aFe1 - xMx(PO4 -b)Xb (M은 Al, Mg, Ni, Co, Mn, Ti, Ga, Cu, V, Nb, Zr, Ce, In, Zn 및 Y 로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이고, X는 F, S 및 N로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이며, -0.5 ≤ a ≤ +0.5, 0 ≤ x ≤ 0.5, 0 ≤ b ≤ 0.1임)Li 1 + a Fe 1 - x M x (PO 4 -b ) X b (M is Al, Mg, Ni, Co, Mn, Ti, Ga, Cu, V, Nb, Zr, Ce, In, Zn and Y At least one element selected from the group consisting of: X is at least one element selected from the group consisting of F, S, and N, and -0.5 ≤ a ≤ +0.5, 0 ≤ x ≤ 0.5, 0 ≤ b ≤ 0.1)

구체적으로, 상기 양극 활물질은 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, Li[NiaCobMnc]O2 (0 < a, b, c ≤ 1, a+b+c=1이고) 및 LiFePO4로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.
Specifically, the positive electrode active material is LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , Li [Ni a Co b Mn c ] O 2 (0 <a, b, c ≤ 1, a + b + c = 1 And) and LiFePO 4 It may be one or more selected from the group consisting of.

본 발명에 따른 상기 중간층은 0.5 ㎛ 내지 1.5 ㎛의 두께를 갖는 것일 수 있으며, 상기 전극 활물질층은 40 ㎛ 내지 120 ㎛의 두께를 갖는 것일 수 있다.
The intermediate layer according to the present invention may have a thickness of 0.5 μm to 1.5 μm, and the electrode active material layer may have a thickness of 40 μm to 120 μm.

또한, 본 발명은 상기의 이중층 구조의 전극의 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a method of manufacturing the electrode of the double layer structure.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 이중층 구조의 전극의 제조방법은 도전재 선분산 슬러리를 준비하는 단계(단계 1); 전극 집전체 적어도 일면 상에 상기 도전재 선분산 슬러리를 코팅하여 제1 바인더를 포함하는 중간층을 형성시키는 단계(단계 2); 및 상기 중간층 상에 전극 활물질 슬러리를 코팅하여 제2 바인더를 포함하는 전극 활물질층을 형성시키는 단계(단계 3)를 포함하고, 상기 제1 바인더는 가교된 폴리올레핀계 수지인 것을 특징으로 한다.Method for producing an electrode of the double layer structure according to an embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a conductive material pre-dispersion slurry (step 1); Coating the conductive material line dispersion slurry on at least one surface of an electrode current collector to form an intermediate layer including a first binder (step 2); And forming an electrode active material layer including a second binder by coating an electrode active material slurry on the intermediate layer (step 3), wherein the first binder is a crosslinked polyolefin resin.

본 발명에 따른 상기 전극은 양극 또는 음극일 수 있으며, 상기 전극이 양극일 경우에는 상기 전극 활물질은 양극 활물질일 수 있고, 상기 전극이 음극일 경우에는 상기 전극 활물질은 음극 활물질일 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 상기 전극의 제조방법은 양극과 음극에 특별히 제한되지 않고 어떠한 전극 제조에도 용이하게 적용가능하며, 상기 각 전극의 제조에 사용되는 전극 활물질(예컨대, 양극 활물질 또는 음극 활물질)에 따라 상이한 전극을 제조할 수 있다. 구체적으로는, 상기 제조방법은 양극의 제조에 더 용이할 수 있다. 따라서, 후술하는 전극, 전극 활물질, 전극 집전체 등에 사용되는 전극이라는 용어는 특별히 정의하지 않는 한 양극 및 음극 둘 다를 의미하는 것일 수 있다.
The electrode according to the present invention may be a positive electrode or a negative electrode. When the electrode is a positive electrode, the electrode active material may be a positive electrode active material, and when the electrode is a negative electrode, the electrode active material may be a negative electrode active material. That is, the manufacturing method of the electrode according to the present invention is not particularly limited to the positive electrode and the negative electrode and can be easily applied to any electrode, and to the electrode active material (for example, positive electrode active material or negative electrode active material) used for the production of each electrode. It is thus possible to produce different electrodes. Specifically, the manufacturing method may be easier to manufacture a positive electrode. Accordingly, the term electrode used in an electrode, an electrode active material, an electrode current collector, and the like, which will be described later, may mean both a positive electrode and a negative electrode unless specifically defined.

상기 단계 1은 분산성이 높은 도전재 선분산 슬러리를 제조하기 위한 단계로, 상기 도전재 선분산 슬러리는 폴리올레핀계 수지에 도전재 및 가교제를 첨가하고 혼합하여 제조할 수 있다. Step 1 is a step for producing a highly dispersible conductive material pre-dispersion slurry, the conductive material pre-dispersion slurry may be prepared by adding and mixing a conductive material and a crosslinking agent to the polyolefin resin.

상기 폴리올레핀계 수지, 도전재 및 가교제는 79:20:1 내지 90:5:5의 중량비로 혼합되는 것일 수 있다.
The polyolefin resin, the conductive material and the crosslinking agent may be mixed in a weight ratio of 79: 20: 1 to 90: 5: 5.

상기 혼합은 특별히 한정되는 것은 아니나 고전단 믹싱에 의하여 수행할 수 있다. 상기 고전단 믹싱은 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 마이크로플루다이저(microfludizer), 비드밀(bead mill), 필 믹서(fil mixer), 유성분산 믹서(Planetary dispersive mixer) 등의 고전단 믹서를 사용하여 수행할 수 있으며, 구체적으로는 20,000 psi 내지 40,000 psi 압력조건 또는 10,000 rpm 내지 200,000 rpm의 교반속도 조건에서 수행하는 것일 수 있다.
The mixing is not particularly limited, but may be performed by high shear mixing. The high shear mixing is not particularly limited, but is performed using a high shear mixer such as a microfludizer, a bead mill, a fil mixer, or a planetary dispersive mixer. It may be, specifically, may be performed under a pressure condition of 20,000 psi to 40,000 psi pressure or a stirring speed of 10,000 rpm to 200,000 rpm.

상기 폴리올레핀계 수지는 전술한 바와 같을 수 있다.
The polyolefin resin may be as described above.

상기 도전재는 당해 전지의 기타 요소들과 부반응을 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되지 않으나, 예컨대 천연흑연이나 인조흑연 등의 흑연; 카본 블랙(super-p), 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본 블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스커; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등을 사용할 수 있다.
The conductive material is not particularly limited as long as it is conductive without causing side reactions with other elements of the battery. Examples of the conductive material include graphite such as natural graphite and artificial graphite; Carbon blacks such as carbon black (super-p), acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black and summer black; Conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; Metal powders such as carbon fluoride powder, aluminum powder and nickel powder; Conductive whiskers such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials, such as a polyphenylene derivative, can be used.

상기 가교제는 전술한 바와 같이 폴리올레핀계 수지를 가교시켜 가교된 폴리올레핀계 수지를 형성시키는 것으로, 후술하는 코팅에 의하여 가교정도를 조절할 수 있다. 상기 가교제는 페놀수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 이미드계 수지, 폴리에틸렌 글리콜로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.
As described above, the crosslinking agent crosslinks the polyolefin-based resin to form a crosslinked polyolefin-based resin, and the degree of crosslinking may be controlled by the coating described below. The crosslinking agent may be one or more selected from the group consisting of phenol resins, melamine resins, epoxy resins, imide resins, and polyethylene glycols.

상기 단계 2는, 상기 도전재 선분산 슬러리를 전극 집전체의 적어도 일면 상에 코팅하여 중간층을 형성시키기 위한 단계로, 상기 코팅은 도전재 선분산 슬러리를 상기 전극 집전체 적어도 일면 상에 도포하고 건조하여 수행할 수 있다.
Step 2 is a step for forming an intermediate layer by coating the conductive material pre-dispersion slurry on at least one surface of the electrode current collector, the coating is applied to at least one surface of the electrode current collector slurry and dried Can be done.

상기 전극 집전체는 일반적으로 3 ㎛ 내지 500 ㎛의 두께인 것을 사용할 수 있으며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니나, 예컨대 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소 또는 알루미늄이나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄 또는 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다.
The electrode current collector may be generally used having a thickness of 3 μm to 500 μm, and is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical change in the battery. For example, copper, stainless steel, aluminum, nickel , Titanium, calcined carbon, or a surface treated with carbon, nickel, titanium, silver, or the like on the surface of aluminum or stainless steel may be used.

상기 단계 2의 코팅은 전술한 바와 같이 도포하고 건조하여 수행할 수 있으며, 상기 도포는 특별히 한정되지 않고 당업계에 알려진 통상적인 방법에 의하여 수행할 수 있으나 예컨대 상기 도전재 선분산 슬러리를 상기 전극 집전체 상에 분사 또는 분배시킨 후 닥터 블레이드(doctor blade) 등을 사용하여 균일하게 분산시켜 수행할 수 있다. 이외에도, 다이 캐스팅(die casting), 콤마 코팅(comma coating), 스크린 프린팅(screen printing) 등의 방법을 통하여 수행할 수 있다.The coating of step 2 may be carried out by applying and drying as described above, the coating is not particularly limited and may be carried out by conventional methods known in the art, for example, the conductive material pre-dispersion slurry is After spraying or dispensing on the whole, it may be performed by uniformly dispersing using a doctor blade or the like. In addition, the method may be performed by a die casting method, a comma coating method, a screen printing method, or the like.

상기 건조는 140℃ 내지 160℃의 온도범위에서 10시간 내지 24 시간 동안 열처리하여 수행하는 것일 수 있다. 본 발명에 따른 제조방법은 상기 폴리올레핀계 수지 및 가교제를 포함하는 도전재 선분산 슬러리를 전극 집전체 적어도 일면 상에 도포하고 이를 상기의 건조방법으로 열처리함으로써 가교된 폴리올레핀계 수지를 형성할 수 있으며, 상기 열처리 조건에 따라 상기 가교된 폴리올레핀계 수지의 가교도를 조절할 수 있다.
The drying may be performed by heat treatment for 10 hours to 24 hours in the temperature range of 140 ℃ to 160 ℃. The production method according to the present invention may form a cross-linked polyolefin resin by applying a conductive material pre-dispersion slurry containing the polyolefin resin and a crosslinking agent on at least one surface of an electrode current collector and heat treatment it by the drying method, The degree of crosslinking of the crosslinked polyolefin resin may be adjusted according to the heat treatment conditions.

상기 단계 3은, 상기 중간층 상에 전극 활물질층을 형성시켜 이중층 구조의 전극을 제조하기 위한 단계로, 상기 중간층 상에 전극 활물질 슬러리를 코팅하여 수행할 수 있다.
Step 3 is a step for preparing an electrode having a double layer structure by forming an electrode active material layer on the intermediate layer, it may be performed by coating an electrode active material slurry on the intermediate layer.

상기 전극 활물질 슬러리는 폴리올레핀계 수지, 도전재, 가교제 및 전극 활물질을 포함하는 것이거나, 폴리올레핀계 수지, 도전재, 가교제, 제3 바인더 및 전극 활물질을 포함하는 것일 수 있다. 이때, 전극 활물질 슬러리는 폴리올레핀계 수지, 도전재 및 가교제를 혼합하여 도전재 선분산 용액을 제조한 후 전극 활물질을 투입하고 혼합하여 제조된 것일 수 있으며, 제3 바인더를 더 포함하는 경우에는 상기 제3 바인더는 도전재 선분산 용액에 함께 혼합시키는 것일 수 있다. The electrode active material slurry may include a polyolefin resin, a conductive material, a crosslinking agent, and an electrode active material, or may include a polyolefin resin, a conductive material, a crosslinking agent, a third binder, and an electrode active material. In this case, the electrode active material slurry may be prepared by mixing a polyolefin-based resin, a conductive material and a crosslinking agent to prepare a pre-dispersed solution of the conductive material, and then adding and mixing the electrode active material. The three binders may be mixed together with the conductive material linear dispersion solution.

구체적으로, 상기 전극 활물질 슬러리는 제3 바인더를 포함하는 것일 수 있고, 상기 전극 활물질 슬러리는 폴리올레핀계 수지, 가교제, 제3 바인더, 도전재 및 전극 활물질을 0.9:0.1:2:2:95 내지 4.5:0.5:2:2:91의 중량비로 포함하는 것일 수 있다.
Specifically, the electrode active material slurry may include a third binder, the electrode active material slurry is a polyolefin resin, a crosslinking agent, a third binder, a conductive material and the electrode active material 0.9: 0.1: 2: 2: 95 to 4.5 It may be included in a weight ratio of: 0.5: 2: 2: 91.

이때, 상기 제3 바인더는 전술한 바와 같은 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HEP), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로오스, 재생 셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴산, 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 부티렌 고무(SBR) 및 불소 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.
At this time, the third binder is a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-co-HEP), polyvinylidene fluoride (polyvinylidene fluoride), polyacrylonitrile (polyacrylonitrile), polymethyl meta as described above Polymethylmethacrylate, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, polyacrylic acid, ethylene-propylene- It may be one or more selected from the group consisting of diene monomer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butyrene rubber (SBR) and fluorine rubber.

본 발명에 따른 상기 전극은 전술한 바와 같이 양극 또는 음극일 수 있으며, 따라서 상기 전극 활물질은 양극 활물질이거나 음극 활물질일 수 있다.The electrode according to the present invention may be a positive electrode or a negative electrode as described above, and thus the electrode active material may be a positive electrode active material or a negative electrode active material.

상기 양극 활물질은 전술한 바와 같을 수 있다. The cathode active material may be as described above.

상기 음극 활물질은 특별히 제한되지 않고 당업계에 통상적으로 알려진 리튬 이온이 흡장 및 방출될 수 있는 탄소재, 리튬 금속, 규소 또는 주석 등을 사용할 수 있다. 바람직하게는 상기 탄소재를 사용할 수 있으며, 탄소재로는 저결정상 탄소 및 고결정상 탄소 등이 모두 사용될 수 있다. 저결정상 탄소로는 연화탄소(soft carbon) 및 경화탄소(hard carbon)를 들 수 있으며, 고결정상 탄소로는 천연 흑연, 키시 흑연(kish graphite), 열분해 탄소(pyrolytic carbon), 액정피치계 탄소섬유(mesophase pitch based carbon fiber), 탄소 미소구체(meso-carbon microbeads), 액정피치(mesophase pitches) 및 석유와 석탄계 코크스(petroleum or coal tar pitch derived cokes) 등의 고온 소성탄소를 들 수 있다.
The negative electrode active material is not particularly limited and may be a carbon material, lithium metal, silicon, tin, or the like, in which lithium ions commonly known in the art may be occluded and released. Preferably, the carbon material may be used, and as the carbon material, both low crystalline carbon and high crystalline carbon may be used. The low crystalline carbon includes soft carbon and hard carbon, and the high crystalline carbon includes natural graphite, kish graphite, pyrolytic carbon, and liquid crystal pitch carbon fiber. high temperature calcined carbon such as mesophase pitch based carbon fiber, meso-carbon microbeads, mesophase pitches and petroleum or coal tar pitch derived cokes.

상기 도전재는 전술한 바와 같을 수 있으며, 상기 전극 활물질 슬러리는 전술한 유효성분 이외에 필요에 따라 충진제, 분산매 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. The conductive material may be as described above, and the electrode active material slurry may further include additives such as a filler and a dispersion medium, as necessary, in addition to the above-described active ingredient.

상기 충진제는 전극의 팽창을 억제하는 성분으로서 필요에 따라 사용 여부를 정할 수 있으며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니나, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질일 수 있다.The filler may be used as necessary to control the expansion of the electrode, if necessary, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing chemical change in the battery. For example, an olefin polymer such as polyethylene or polypropylene may be used. ; It may be a fibrous material such as glass fiber, carbon fiber.

상기 분산매는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예컨대 이소프로필 알코올, N-메틸피롤리돈(NMP), 아세톤 등일 수 있다.
The dispersion medium is not particularly limited, but may be, for example, isopropyl alcohol, N-methylpyrrolidone (NMP), acetone, or the like.

상기 단계 3의 코팅은 도포 단계 및 건조 단계를 포함하며, 상기 도포는 특별히 제한되지 않고 당업계에 알려진 통상적인 방법에 의하여 수행할 수 있으며, 구체적으로는 전술한 바와 같을 수 있다. The coating of step 3 includes an application step and a drying step, the application is not particularly limited and may be carried out by conventional methods known in the art, specifically, may be as described above.

상기 건조는 120℃ 내지 140℃의 온도범위에서 10 시간 내지 24 시간동안 열처리하여 수행하는 것일 수 있다.
The drying may be performed by heat treatment for 10 hours to 24 hours in the temperature range of 120 ℃ to 140 ℃.

아울러, 본 발명은 상기의 이중층 구조의 전극을 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다. In addition, the present invention provides a lithium secondary battery including the electrode of the double layer structure.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 리튬 이차전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 및 전해질을 포함하는 것을 특징으로 한다.The lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention is characterized by including a separator and an electrolyte interposed between the positive electrode, the negative electrode and the positive electrode and the negative electrode.

이때, 상기 양극 및 음극 중 어느 하나 이상은 전술한 이중층 구조의 전극일 수 있다. At this time, any one or more of the positive electrode and the negative electrode may be an electrode of the aforementioned double layer structure.

상기 분리막으로는 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막일 수 있으며, 일반적으로 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛의 기공직경, 5 ㎛ 내지 300 ㎛의 두께를 갖는 것일 수 있다. 이러한 분리막으로는 다공성 고분자 필름, 예컨대 에틸렌 단독 중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 이텔린/헥센 공중합체 및 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 팔름을 단독으로 또는 이들을 적층하여 사용할 수 있으며, 또는 통상적인 다공성 부직포, 예를 들어 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
The separator may be an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength, and may generally have a pore diameter of 0.01 μm to 10 μm and a thickness of 5 μm to 300 μm. Such separators may be made of porous polymer films such as ethylene homopolymers, propylene homopolymers, ethylene / butene copolymers, yetherin / hexene copolymers and polyolefin-based polymers such as ethylene / methacrylate copolymers. It may be used as a lamination or or a conventional porous non-woven fabric, for example, a non-woven fabric made of glass fibers, polyethylene terephthalate fibers of high melting point, etc. may be used, but is not limited thereto.

또한, 상기 전해질은 전해질에 통상적으로 사용되는 유기용매 및 리튬염을 포함할 수 있으며, 특별히 제한되는 것은 아니다. In addition, the electrolyte may include an organic solvent and a lithium salt commonly used in the electrolyte, and are not particularly limited.

상기 리튬염의 음이온으로는 F-, Cl-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N-, CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3CO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
With the lithium salt of the anion is F -, Cl -, I - , NO 3 -, N (CN) 2 -, BF 4 -, ClO 4 -, PF 6 -, (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 -, CF 3 CF 2 SO 3 -, (CF 3 SO 2 ) 2 N -, (FSO 2 ) 2 N -, CF 3 CF 2 (CF 3) 2 CO -, (CF 3 CO 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 - it may be at least one member selected from the group consisting of .

상기 유기용매로는 대표적으로 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 디에틸카보네이트, 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 메틸프로필카보네이트, 디프로필카보네이트, 디메탈술폭사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 비닐렌카보네이트, 술포란, 감마-부티로락톤, 프로필렌설파이트 및 테트라하이드로퓨란으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.Typical organic solvents include propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl propyl carbonate, dipropyl carbonate, dimetal sulfoxide, acetonitrile, dimethoxyethane, diethoxyethane and vinylene. It may be one or more selected from the group consisting of carbonate, sulfolane, gamma-butyrolactone, propylene sulfite and tetrahydrofuran.

특히, 상기 카보네이트계 유기용매 중 고리형 카보네이트인 에틸렌카보네이트 및 프로필렌카보네이트는 고점도의 유기용매로서 유전율이 높아 전해질 내의 리튬염을 잘 해리시키므로 바람직하게 사용될 수 있으며, 이러한 고리형 카보네이트, 디메틸카보네이트 및 디에틸카보네이트와 같은 저점도, 저유전율 선형 카보네이트를 적당한 비율로 혼합하여 사용하면 높은 전기 전도율을 갖는 전해액을 만들 수 있어 더욱 바람직하게 사용될 수 있다.
In particular, ethylene carbonate and propylene carbonate, which are cyclic carbonates among the carbonate-based organic solvents, are highly viscous organic solvents, and thus may be preferably used because they dissociate lithium salts in the electrolyte well. Such cyclic carbonates, dimethyl carbonates and diethyl When a low viscosity, low dielectric constant linear carbonate, such as carbonate, is mixed and used in an appropriate ratio, an electrolyte having high electrical conductivity can be prepared, and thus it can be more preferably used.

또한, 상기 전해질은 필요에 따라 충방전 특성, 난연성 특성 등의 개선을 위하여 피리딘, 트리에틸포스페이트, 트리에탄올아민, 환상에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등을 추가로 포함할 수 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함할 수 있으며, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산가스를 더 포함할 수도 있고, FEC(fluoro-ethylene carbonate), PRS(propene sulfone), FPC(fluoro-propylene carbonate) 등을 더 포함할 수 있다.
In addition, the electrolyte may be pyridine, triethyl phosphate, triethanolamine, cyclic ether, ethylene diamine, n-glyme, hexa phosphate triamide, nitrobenzene derivative, if necessary, in order to improve charge / discharge characteristics and flame retardancy characteristics. , Sulfur, quinone imine dye, N-substituted oxazolidinone, N, N-substituted imidazolidine, ethylene glycol dialkyl ether, ammonium salt, pyrrole, 2-methoxy ethanol, aluminum trichloride, and the like. . In some cases, the solvent may further include a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride or ethylene trifluoride to impart nonflammability, may further include carbon dioxide gas to improve high temperature storage characteristics, and may further include fluoro-ethylene carbonate. ), Propene sulfone (PRS), and fluoro-propylene carbonate (FPC).

본 발명의 리튬 이차전지는 양극과 음극 사이에 분리막을 배치하여 전극 조립체를 형성하고, 상기 전극 조립체는 원통형 전지 케이스 또는 각형 전지 케이스에 넣은 다음 전해질을 주입하여 제조할 수 있다. 또는, 상기 전극 조립체를 적층한 후, 이를 전해질에 함침시키고 얻어진 결과물을 전지 케이스에 넣어 밀봉하여 제조할 수도 있다.
In the lithium secondary battery of the present invention, an electrode assembly is formed by disposing a separator between a positive electrode and a negative electrode, and the electrode assembly may be manufactured by putting an electrolyte into a cylindrical battery case or a square battery case. Alternatively, after stacking the electrode assembly, it may be prepared by impregnating it in an electrolyte and sealing the resultant obtained in a battery case.

본 발명에서 사용되는 전지 케이스는 당분야에서 통상적으로 사용되는 것이 채택될 수 있고, 전지의 용도에 따른 외형에 제한이 없으며, 예를 들면, 캔을 사용한 원통형, 각형, 파우치(pouch)형 또는 코인(coin)형 등이 될 수 있다.
The battery case used in the present invention may be adopted that is commonly used in the art, there is no limitation on the appearance according to the use of the battery, for example, cylindrical, square, pouch type or coin using a can (coin) type and the like.

본 발명에 따른 리튬 이차전지는 소형 디바이스의 전원으로 사용되는 전지셀에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 다수의 전지셀들을 포함하는 중대형 전지모듈에 단위전지로도 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 중대형 디바이스의 바람직한 예로는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 전력 저장용 시스템 등을 들 수 있지만, 이들 만으로 한정되는 것은 아니다.
The lithium secondary battery according to the present invention may not only be used in a battery cell used as a power source for a small device, but also preferably used as a unit battery in a medium-large battery module including a plurality of battery cells. Preferred examples of the medium and large devices include, but are not limited to, electric vehicles, hybrid electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles, power storage systems, and the like.

이하, 하기 실시예 및 실험예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 이들 만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples and experimental examples. However, the following Examples and Experimental Examples are provided to illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited only to these examples.

실시예Example

폴리에틸렌(밀도: 0.97 g/cm3, 평균입경 0.5 ㎛), 에폭시 수지(D.E.R.TM 317, DOW Chem.) 및 덴카 블랙(BET=60 m2/g, DBP=200 ml/100 g)을 마이크로플루다이저(MN400BF, 마이크로녹스社) 를 이용하여 25,000 psi 압력조건으로 분산하고 1.5 ㎛ 두께로 알루미늄 박막 상에 도포하였다. 이때, 상기 폴리에틸렌, 에폭시 수지 및 덴카 블랙은 79:1:20의 중량비로 사용하였다. 그 후, 120℃에서 10시간 동안 진공건조하여 알루미늄 박막 상에 중간층을 형성시켰다.
Microfluluene of polyethylene (density: 0.97 g / cm 3 , average particle diameter: 0.5 μm), epoxy resin (DER TM 317, DOW Chem.) And denka black (BET = 60 m 2 / g, DBP = 200 ml / 100 g) It was dispersed under a pressure of 25,000 psi using a die (MN400BF, Micro Knox Inc.) and applied on an aluminum thin film with a thickness of 1.5 ㎛. In this case, the polyethylene, epoxy resin and denka black were used in a weight ratio of 79: 1: 20. Thereafter, vacuum drying was performed at 120 ° C. for 10 hours to form an intermediate layer on the aluminum thin film.

폴리에틸렌(밀도: 0.97 g/cm3, 평균입경 0.5 ㎛), 에폭시 수지(D.E.R.TM 317, DOW Chem.), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 및 덴카 블랙(BET=60 m2/g, DBP=200 ml/100 g)을 혼합하여 도전재 선분산 용액을 제조하고 LiCoO2를 첨가하여 양극 활물질 슬러리를 제조하였다. 이때, 양극 활물질 슬러리는 폴리에틸렌, 에폭시 수지, 폴리비닐리덴플루오라이드, 덴카 블랙 및 LiCoO2를 0.9:0.1:2:2:95의 중량비로 포함하였다. 상기 제조된 양극 활물질 슬러리를 상기 중간층 상에 40 ㎛ 두께로 도포하고 140℃에서 10 시간 동안 진공건조하여 이중층 구조의 양극을 제조하였다.
Polyethylene (density: 0.97 g / cm 3 , average particle diameter: 0.5 μm), epoxy resin (DER TM 317, DOW Chem.), Polyvinylidene fluoride (PVDF) and denka black (BET = 60 m 2 / g, DBP = 200 ml / 100 g) was mixed to prepare a conductive material predispersion solution, and LiCoO 2 was added to prepare a cathode active material slurry. At this time, the positive electrode active material slurry contained polyethylene, epoxy resin, polyvinylidene fluoride, denka black and LiCoO 2 in a weight ratio of 0.9: 0.1: 2: 2: 95. The prepared positive electrode active material slurry was applied to the intermediate layer with a thickness of 40 μm and vacuum dried at 140 ° C. for 10 hours to prepare a positive electrode having a double layer structure.

리튬 금속을 음극으로 사용하고, 상기 음극과 양극 사이에 분리막인 셀가드를 개재하고 적층시켜 전극 조립체를 제조하였다. 이를 코인모양으로 타발하고, 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸메틸 카보네이트(EMC)와 에틸렌 카보네이트(EC)의 혼합 용매(PC:EMC:EC=3:4:3)에 1M의 LiPF6를 용해시킨 전해액을 주입하여 실험용 리튬 이차전지를 제작하였다.
Lithium metal was used as a negative electrode, and an electrode assembly was prepared by interposing a cell guard as a separator between the negative electrode and the positive electrode. This was punched into a coin shape, and 1M LiPF6 was dissolved in a mixed solvent of propylene carbonate (PC), ethylmethyl carbonate (EMC) and ethylene carbonate (EC) (PC: EMC: EC = 3: 4: 3). Injected to produce an experimental lithium secondary battery.

비교예Comparative example

폴리에틸렌(밀도: 0.97 g/cm3, 평균입경 0.5 ㎛), 에폭시 수지(D.E.R.TM 317, DOW Chem.) 및 덴카 블랙(BET=60 m2/g, DBP=200 ml/100 g)을 혼합하여 도전재 선분산 용액을 제조하고 LiCoO2를 첨가하여 양극 활물질 슬러리를 제조하였다. 이때, 양극 활물질 슬러리는 덴카 블랙 및 LiCoO2를 2:1의 중량비로 포함하였다. 상기 제조된 양극 활물질 슬러리를 양극 집전체 상에 40 ㎛ 두께로 도포하고 140℃에서 10 시간 동안 진공건조하여 이중층 구조의 양극을 제조하였다.
Polyethylene (density: 0.97 g / cm 3 , average particle diameter: 0.5 μm), epoxy resin (DER TM 317, DOW Chem.) And denka black (BET = 60 m 2 / g, DBP = 200 ml / 100 g) were mixed A conductive material predispersion solution was prepared, and LiCoO 2 was added to prepare a cathode active material slurry. At this time, the positive electrode active material slurry contained denka black and LiCoO 2 in a weight ratio of 2: 1. The prepared positive electrode active material slurry was applied to a positive electrode current collector to a thickness of 40 ㎛ and vacuum-dried at 140 ℃ for 10 hours to prepare a positive electrode of a double layer structure.

리튬 금속을 음극으로 사용하고, 상기 음극과 양극 사이에 분리막인 셀가드를 개재하고 적층시켜 전극 조립체를 제조하였다. 이를 코인모양으로 타발하고, 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸메틸 카보네이트(EMC)와 에틸렌 카보네이트(EC)의 혼합 용매(PC:EMC:EC=2:3:5)에 1M의 LiPF6를 용해시킨 전해액을 주입하여 실험용 리튬 이차전지를 제작하였다.
Lithium metal was used as a negative electrode, and an electrode assembly was prepared by interposing a cell guard as a separator between the negative electrode and the positive electrode. This was punched into a coin shape, and 1M LiPF6 was dissolved in a mixed solvent of propylene carbonate (PC), ethylmethyl carbonate (EMC) and ethylene carbonate (EC) (PC: EMC: EC = 2: 3: 5). Injected to produce an experimental lithium secondary battery.

실험예Experimental Example

상기 실시예 및 비교예에서 제작한 각 리튬 이차전지의 PTC(positive temperature coefficient) 효과를 비교 분석하였다. 결과를 하기 표 1 및 도 2에 나타내었다.The effect of PTC (positive temperature coefficient) of each lithium secondary battery produced in the above Examples and Comparative Examples was analyzed. The results are shown in Table 1 and FIG. 2.

이때, 상기 PTC 효과는 상기 각 리튬 이차전지를 오븐에서 5 ℃/min으로 승온하면서 저항을 측정하여 초기 저항대비 급격하게 저항이 증가되는 구간(PCT 효과)을 확인하여 분석하였다.In this case, the PTC effect was analyzed by checking the resistance while increasing the temperature of each lithium secondary battery at 5 ℃ / min in the oven to determine the interval (PCT effect) that the resistance is increased rapidly compared to the initial resistance.

구분division 저항 급상승 온도(℃)Resistance zoom temperature (℃) 실시예Example 130130 비교예Comparative example --

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 중간층을 갖는 이중층 구조의 양극을 포함하는 실시예의 리튬 이차전지는 특정 온도에서 저항이 급상승하는 PTC 효과를 나타내는 반면 본 발명에 따른 중간층을 갖지 않는 양극을 포함하는 비교예의 리튬 이차전지는 실험된 온도범위에서 저항의 급상승 구간이 관찰되지 않았다. As shown in Table 1, the lithium secondary battery of the embodiment including a positive electrode having a double layer structure having an intermediate layer according to the present invention exhibits a PTC effect of a sudden increase in resistance at a specific temperature, while having a positive electrode having no intermediate layer according to the present invention. In the lithium secondary battery of the comparative example including no spikes of resistance was observed in the tested temperature range.

또한, 도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 리튬 이차전지는 130℃ 전까지 초기 저항과 비교하여 2배 이하의 저항 증가 수준을 보이다가 130℃를 초과한 시점에서 급격하게 저항이 증가하는 PTC 효과를 확연히 나타내었으나, 비교예의 리튬 이차전지는 실험 온도 조건 내에서 초기 저항과 비교하여 급격한 저항 증가를 보이지 않았다. In addition, as shown in Figure 2, the lithium secondary battery of the embodiment according to the present invention shows a resistance increase level of less than 2 times compared to the initial resistance before 130 ℃, the resistance rapidly increases when the time exceeds 130 ℃ Although the PTC effect was clearly shown, the lithium secondary battery of the comparative example did not show a sharp increase in resistance compared to the initial resistance within the experimental temperature conditions.

상기의 결과는 본 발명에 따른 가교된 폴리올레핀계 수지를 포함하는 중간층을 갖는 이중층 구조의 양극 및 이를 이용한 리튬 이차전지는 전지 내에서 발생하는 특정 현상에 의한 단락을 억제할 수 있는 자체기능 특성을 가질 수 있음을 나타낸다.The above results indicate that a bilayer positive electrode having an intermediate layer including a crosslinked polyolefin-based resin according to the present invention and a lithium secondary battery using the same have self-functional properties that can suppress a short circuit caused by a specific phenomenon occurring in the battery. Indicates that it can.

Claims (27)

전극 집전체;
상기 전극 집전체의 적어도 일면 상에 형성된 중간층; 및
상기 중간층 상에 형성된 전극 활물질층을 포함하고,
상기 중간층은 제1 바인더 및 도전재를 포함하고,
상기 전극 활물질층은 제2 바인더, 제3 바인더, 도전재 및 전극 활물질을 포함하며,
상기 제1 바인더는 가교된 폴리올레핀계 수지이고,
상기 제2 바인더는 가교된 폴리올레핀계 수지이고,
상기 제3 바인더는 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HEP), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로오스, 재생 셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴산, 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 부티렌 고무(SBR) 및 불소 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 이중층 구조의 전극.
Electrode current collectors;
An intermediate layer formed on at least one surface of the electrode current collector; And
An electrode active material layer formed on the intermediate layer,
The intermediate layer includes a first binder and a conductive material,
The electrode active material layer includes a second binder, a third binder, a conductive material and an electrode active material,
The first binder is a crosslinked polyolefin resin,
The second binder is a crosslinked polyolefin resin,
The third binder is vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-co-HEP), polyvinylidene fluoride (polyvinylidene fluoride), polyacrylonitrile (polyacrylonitrile), polymethyl methacrylate (polymethylmethacrylate), Polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, polyacrylic acid, ethylene-propylene-diene monomer (EPDM), Electrode having a double layer structure, characterized in that at least one member selected from the group consisting of sulfonated EPDM, styrene butyrene rubber (SBR) and fluorine rubber.
청구항 1에 있어서,
상기 폴리올레핀계 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 변성 폴리프로필렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 이중층 구조의 전극.
The method according to claim 1,
The polyolefin resin is a double layer electrode, characterized in that at least one selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, modified polypropylene.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 도전재는 천연흑연, 인조흑연, 카본 블랙(super-p), 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙, 탄소 섬유, 금속 섬유, 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말, 산화아연, 티탄산 칼륨 및 산화 티탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 이중층 구조의 전극.
The method according to claim 1,
The conductive material may be natural graphite, artificial graphite, carbon black (super-p), acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, summer black, carbon fiber, metal fiber, carbon fluoride, aluminum, nickel powder, A bilayer electrode, characterized in that at least one member selected from the group consisting of zinc oxide, potassium titanate and titanium oxide.
청구항 1에 있어서,
상기 전극 활물질은 양극 활물질인 것을 특징으로 하는 이중층 구조의 전극.
The method according to claim 1,
The electrode active material is a double layer electrode, characterized in that the positive electrode active material.
청구항 7에 있어서,
상기 양극 활물질은 하기 화학식 1 내지 화학식 3의 산화물, 및 V2O5, TiS, MoS로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 이중층 구조의 전극:
[화학식 1]
Li1 +x[NiaCobMnc]O2 (-0.5 ≤ x ≤ 0.6, 0 ≤ a, b, c ≤ 1, x+a+b+c=1임);
[화학식 2]
LiMn2 - xMxO4 (M은 Ni, Co, Fe, P, S, Zr, Ti 및 Al로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소, 0 ≤ x ≤ 2);
[화학식 3]
Li1 + aFe1 - xMx(PO4 -b)Xb (M은 Al, Mg, Ni, Co, Mn, Ti, Ga, Cu, V, Nb, Zr, Ce, In, Zn 및 Y 로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이고, X는 F, S 및 N로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이며, -0.5 ≤ a ≤ +0.5, 0 ≤ x ≤ 0.5, 0 ≤ b ≤ 0.1임)
The method according to claim 7,
The positive electrode active material is an electrode having a double layer structure, characterized in that the oxide of Formula 1 to Formula 3, and any one selected from the group consisting of V 2 O 5 , TiS, MoS or a mixture of two or more thereof.
[Formula 1]
Li 1 + x [Ni a Co b Mn c ] O 2 (−0.5 ≦ x ≦ 0.6, 0 ≦ a, b, c ≦ 1, x + a + b + c = 1);
[Formula 2]
LiMn 2 - x M x O 4 (M is one or more elements selected from the group consisting of Ni, Co, Fe, P, S, Zr, Ti, and Al, 0 ≦ x ≦ 2);
[Formula 3]
Li 1 + a Fe 1 - x M x (PO 4 -b ) X b (M is Al, Mg, Ni, Co, Mn, Ti, Ga, Cu, V, Nb, Zr, Ce, In, Zn and Y At least one element selected from the group consisting of: X is at least one element selected from the group consisting of F, S, and N, and -0.5 ≤ a ≤ +0.5, 0 ≤ x ≤ 0.5, 0 ≤ b ≤ 0.1)
청구항 7에 있어서,
상기 양극 활물질은 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, Li[NiaCobMnc]O2 (0 < a, b, c ≤ 1, a+b+c=1이고) 및 LiFePO4로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 이중층 구조의 전극.
The method according to claim 7,
The positive electrode active material is LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , Li [Ni a Co b Mn c ] O 2 (0 <a, b, c ≤ 1, a + b + c = 1) and The electrode of the double layer structure, characterized in that at least one member selected from the group consisting of LiFePO 4 .
청구항 1에 있어서,
상기 제1 바인더의 가교도는 20 내지 80인 것을 특징으로 하는 이중층 구조의 전극.
The method according to claim 1,
The crosslinking degree of the first binder is 20 to 80, characterized in that the electrode of the double layer structure.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 바인더의 가교도는 30 내지 50인 것을 특징으로 하는 이중층 구조의 전극.
The method according to claim 1,
The crosslinking degree of the first binder is 30 to 50, characterized in that the electrode of the double layer structure.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 바인더의 가교도는 20 내지 100인 것을 특징으로 하는 이중층 구조의 전극.
The method according to claim 1,
The degree of crosslinking of the second binder is 20 to 100, characterized in that the electrode of the double layer structure.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 바인더의 가교도는 40 내지 95인 것을 특징으로 하는 이중층 구조의 전극.
The method according to claim 1,
The degree of crosslinking of the second binder is 40 to 95, characterized in that the electrode of a double layer structure.
청구항 1에 있어서,
상기 중간층은 0.5 ㎛ 내지 1.5 ㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 이중층 구조의 전극.
The method according to claim 1,
The intermediate layer electrode of a double layer structure, characterized in that having a thickness of 0.5 ㎛ to 1.5 ㎛.
청구항 1에 있어서,
상기 전극 활물질층은 40 ㎛ 내지 120 ㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 이중층 구조의 전극.
The method according to claim 1,
The electrode active material layer has a thickness of 40 ㎛ to 120 ㎛ electrode, characterized in that the double layer structure.
1) 폴리올레핀계 수지, 도전재 및 가교제를 혼합하여 제조된 도전재 선분산 슬러리를 준비하는 단계;
2) 전극 집전체 적어도 일면 상에 상기 도전재 선분산 슬러리를 코팅하여 제1 바인더를 포함하는 중간층을 형성시키는 단계; 및
3) 상기 중간층 상에 폴리올레핀계 수지, 도전재, 가교제, 제3 바인더 및 전극 활물질을 혼합하여 제조된 전극 활물질 슬러리를 코팅하여 제2 바인더 및 제3 바인더를 포함하는 전극 활물질층을 형성시키는 단계를 포함하고,
상기 제1 바인더는 가교된 폴리올레핀계 수지이고,
상기 제2 바인더는 가교된 폴리올레핀계 수지이고,
상기 제3 바인더는 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HEP), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로오스, 재생 셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴산, 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 부티렌 고무(SBR) 및 불소 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 이중층 구조의 전극의 제조방법.
1) preparing a conductive material pre-dispersion slurry prepared by mixing a polyolefin resin, a conductive material and a crosslinking agent;
2) coating the conductive material line dispersion slurry on at least one surface of an electrode current collector to form an intermediate layer including a first binder; And
3) coating an electrode active material slurry prepared by mixing a polyolefin resin, a conductive material, a crosslinking agent, a third binder and an electrode active material on the intermediate layer to form an electrode active material layer including a second binder and a third binder. Including,
The first binder is a crosslinked polyolefin resin,
The second binder is a crosslinked polyolefin resin,
The third binder is vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-co-HEP), polyvinylidene fluoride (polyvinylidene fluoride), polyacrylonitrile (polyacrylonitrile), polymethyl methacrylate (polymethylmethacrylate), Polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, polyacrylic acid, ethylene-propylene-diene monomer (EPDM), Method for producing an electrode having a double layer structure, characterized in that at least one member selected from the group consisting of sulfonated EPDM, styrene butyrene rubber (SBR) and fluorine rubber.
삭제delete 청구항 16에 있어서,
상기 혼합은 고전단 믹싱을 통하여 수행한 것을 특징으로 하는 이중층 구조의 전극의 제조방법.
The method according to claim 16,
The mixing method of the electrode of the double layer structure, characterized in that carried out through high shear mixing.
청구항 16에 있어서,
상기 폴리올레핀계 수지, 도전재 및 가교제는 79:20:1 내지 90:5:5의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 이중층 구조의 전극의 제조방법.
The method according to claim 16,
The polyolefin resin, the conductive material and the crosslinking agent is a method of manufacturing a double layer electrode, characterized in that mixed in a weight ratio of 79: 20: 1 to 90: 5: 5.
청구항 16에 있어서,
상기 단계 2)의 코팅은 도포 단계 및 건조 단계를 포함하고,
상기 건조는 140℃ 내지 160℃의 온도범위에서 10시간 내지 24 시간동안 열처리하여 수행하는 것을 특징으로 하는 이중층 구조의 전극의 제조방법.
The method according to claim 16,
The coating of step 2) comprises an application step and a drying step,
The drying is a method of manufacturing an electrode having a double layer structure, characterized in that performed by heat treatment for 10 hours to 24 hours in the temperature range of 140 ℃ to 160 ℃.
삭제delete 청구항 16에 있어서,
상기 전극 활물질 슬러리는
폴리올레핀계 수지, 가교제, 제3 바인더 및 도전재를 혼합하여 도전재 선분산 용액을 제조한 후 전극 활물질을 투입하고 혼합하여 제조된 것인 것을 특징으로 하는 이중층 구조의 전극의 제조방법.
The method according to claim 16,
The electrode active material slurry
A method for producing an electrode having a double layer structure, wherein a polyolefin resin, a crosslinking agent, a third binder, and a conductive material are mixed to prepare a conductive material predispersion solution, and then an electrode active material is added and mixed.
삭제delete 삭제delete 청구항 16에 있어서,
상기 단계 3)의 코팅은 도포 단계 및 건조 단계를 포함하고,
상기 건조는 120℃ 내지 140℃의 온도범위에서 10 시간 내지 24 시간동안 열처리하여 수행하는 것을 특징으로 하는 이중층 구조의 전극의 제조방법.
The method according to claim 16,
The coating of step 3) comprises an application step and a drying step,
The drying is a method for producing an electrode having a double layer structure, characterized in that carried out by heat treatment for 10 to 24 hours in a temperature range of 120 ℃ to 140 ℃.
청구항 16에 있어서,
상기 가교제는 페놀수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 이미드계 수지, 폴리에틸렌 글리콜로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 이중층 구조의 전극의 제조방법.
The method according to claim 16,
The crosslinking agent is a phenol resin, melamine resin, epoxy resin, imide-based resin, polyethylene glycol manufacturing method of a double layer structure, characterized in that at least one member selected from the group consisting of.
청구항 1의 이중층 구조의 전극을 포함하는 리튬 이차전지.A lithium secondary battery comprising the electrode of the double layer structure of claim 1.
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