KR102091376B1 - 이차전지 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

이차전지 및 그 제조방법에 있어서, 상기 이차전지는 전지부극（1）, 전해액（2）, 세퍼레이터（3）, 전지정극（4） 및 전지를 밀봉하기 위한 전지 케이스를 포함하며, 전지부극（1）은 부극 집전체를 포함하지만, 부극 활물질을 포함하지 않으며, 상기 전지정극（4）은 정극 활물질층（41）을 포함하며, 상기 정극 활물질층（41）은 정극 활물질을 포함하며, 상기 정극 활물질은 층상 결정 구조를 갖는 재료를 포함하며, 상기 전해액（2）은 전해질염 및 유기 용매를 포함한다. 당해 이차전지의 주요 활성 성분은 층상 결정 구조를 갖는 재료이며, 친환경적이고 원가가 낮으며 또한 당해 이차전지는 부극 활물질을 포함할 필요가 없기에 전지의 자중 및 원가가 현저히 감소되고, 전지의 에너지 밀도를 향상시킨다. 당해 이차전지의 반응원리를 통해, 전지의 작동 전압을 현저히 향상시키고, 또한 전지의 에너지 밀도를 향상시킨다.

Description

이차전지 및 그 제조방법
본 출원은 2015년 11월 18일자에 제출한 출원번호가 CN201510796123.5이고 발명의 명칭이 "신형 이차전지 및 그 제조방법"인 중국특허를 우선권으로 주장하며, 상기 특허의 모든 내용을 본 출원에 원용한다.
본 발명은 이차전지기술분야에 속하며, 구체적으로 정극 활물질로서 층상 결정 구조 재료를 사용하고 부극 활물질을 포함하지 않는 이차전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
이차전지는 충전가능한 전지로 불리우며 충방전을 반복하여 여러번 사용할 수 있는 전지이다. 반복하여 사용할 수 없는 일차 전지에 비하여, 이차전지는 사용 원가가 낮고 환경오염이 적은 등 장점이 있다. 현재, 주요한 이차전지기술로서는 연축전지, 니켈 크롬 전지, 니켈 수소 전지, 리튬이온전지 등이 있다. 그중에서 특히 리튬이온전지의 응용범위가 제일 넓으며, 일상적으로 사용되는 휴대 전화, 노트북 컴퓨터, 디지털 카메라 등은 모두 리튬이온전지를 전원으로 한다. 일반적으로 리튬이온전지는 핵심구성부품으로서 정극, 부극 및 전해액을 포함하며, 정극, 부극과 전해액의 계면에서 발생하는 이온 수송과 전자 수송이 서로 분리된 산화환원반응에 의해 전기 에너지 저장과 탈리를 실현한다. 상업용 리튬이온전지는 주요하게 전이 금속 산화물（LiCoO2, LiNiMnCoO2, LiMn2O4） 혹은 폴리 음이온형 금속 화합물（LiFePO4）을 정극 활물질로 사용하며, 그래파이트 혹은 다른 탄소 재료를 부극 활물질로 사용하며, 에스테르계 전해액 혹은 폴리머 젤을 전해액으로 사용한다. 충전시, 리튬 이온은 정극 활물질로부터 탈리되어 부극 활물질에 삽입되며, 방전 시, 리튬 이온은 부극 활물질로부터 탈리되어 정극 활물질에 삽입된다. 예를 들면, 부극에서 6C＋Li＋＋e－ ↔ LiC6 발생하고, 정극에서 LiCoO2 ↔ Li1 － xCoO2＋Li＋＋e－ 발생한다. 하지만, 전통 리튬이온전지의 작동 전압이 3.7V정도이며 정극 재료의 이론적 용량이 제한되기 때문에 전지의 에너지 밀도가 낮아 대폭적으로 향상시키기 어렵다. 또한, 정극 활물질에는 전이 금속 원소가 포함되어 있어 재료의 제조원가가 올라가고 또한 전지를 폐기한 후 환경에 대한 잠재적인 위해가 크게 된다.
현재, 당해 업계에서는 친환경적이고 에너지 밀도가 높은 신형 이차전지기술에 대한 연구개발이 적극적으로 진행되고 있다. 미국 스탠포드 대학 대궝걸(戴宏傑) 교수의 그룹에서는 알루미늄이온전지（Nature,2015，520，325）의 연구개발을 진행하고 있다. 이런 전지는 삼차원 다공성 그래파이트을 정극 재료로 사용하고 알루미늄박을 동시에 부극 및 집전체로 사용하며, 알루미늄 염을 함유하는 이온 액체（AlCl3／EMlmCl）를 전해액으로 사용한다. 이와 유사한 것으로는 특허（출원번호201410419495.1）에서는 충전가능한 알루미늄이온전지 및 그 제조방법을 공개하였으며, 그 정극으로서 그래파이트구조 탄소 재료, 부극으로서 고순도 알루미늄, 전해액으로서 알루미늄 염을 함유하는 이온 액체를 사용하였다. 리튬이온전지과 달리, 현재 보고된 알루미늄이온전지의 작동 메커니즘은 정극과 부극사이에서의 알루미늄 이온의 산화환원반응이다. 충전시, Al2Cl7 －이 부극에서 Al단체 및 AlCl4 －을 생성하는 동시에, AlCl4 －이 정극으로 이동하여 그래파이트으로 삽입되어 인터칼레이션 화합물Cn（AlCl4）을 형성하며 방전과정은 이와 반대이다. 상기 전부 반응과정은 4Al2Cl7 －＋3e－↔Al＋7AlCl4 －, Cn＋AlCl4 －↔Cn（AlCl4）＋e－이다. 반응 메커니즘이 다르기 때문에 이러한 알루미늄이온전지는 충방전속도가 빠르며, 사이클 수명이 길고 안정성이 좋은 등 우점이 있다. 하지만, 상기 전지의 작동 전압이 낮아 불과 2.2V정도이기 때문에 에너지 밀도가 낮으며（불과 40Wh/kg）, 더욱이 이온 액체가 고가이기 때문에 상기 전지를 실질적인 에너지 축적까지 응용하기에는 아직 일정한 거리가 있다.
한편, 연구자들은 듀얼 탄소 전지(dual - carbon battery)를 개발하였다. 이러한 전지는 그래파이트계 탄소 재료를 정극 및 부극 활물질로 사용하며 전이 금속 원소를 전혀 함유하지 않는다. 예를 들면, 미국 육군 실험실의 Read, Xu등（Energy Environ.Sci.2014,7,617）은 듀얼 그래파이트(dual-graphite) 이차전지를 개발하였고 이는 그래파이트재료를 동시에 부극 및 정극 활물질로 사용하며, 불소 변성 에스테르계를 전해액 용매로 사용하며 상기 전지의 가역적인 충방전을 실현하였다. 독일 뮌스터 대학의 Rothermel, Placke등（Energy Environ.Sci.2014,7,3412）은 이온 액체 전해액에 기반한 듀얼 그래파이트전지를 개발하였으며, 듀얼 그래파이트전지 의 가역적인 충방전을 실현하였다. 이러한 전지의 반응원리는 충전시, 전해액 중의 음이온은 정극 그래파이트재료로 삽입되고 리튬 이온은 부극 그래파이트재료로 삽입되며, 방전 시, 음이온은 정극 재료로부터 탈리되는 동시에 리튬 이온은 부극 재료로부터 탈리되는 것이다. 예를 들면, 부극에서 6C＋Li＋＋e－↔LiC6발생하고, 정극에서 Cn＋PＦ6 －↔Cn（PＦ6）＋e－발생한다. 듀얼 그래파이트전지는 전지가 환경에 미치는 영향을 개선하였지만, 듀얼 그래파이트전지에 사용되는 불소 변성 에스테르계 전해액과 이온 액체 전해액의 제조원가가 매우 높아 전지의 제조원가 여전히 높으며, 정부극 활물질은 모두 그래파이트을 사용하였기 때문에 전지의 중량 및 체적이 현저히 높아 전지의 에너지 밀도가 하강된다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 문제점을 해소하고자 종래 이차전지에 존재하는 환경오염이 크고 제조원가가 높으며 에너지 밀도가 낮고 작동 전압이 낮은 등 결함을 해결하기 위해 그래파이트 혹은 다른 층상 결정 구조 재료를 정극 활물질로 사용하고, 부극 활물질을 포함하지 않는 이차전지를 제공한다.
상기 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은 전지부극, 전해액, 세퍼레이터, 전지정극 및 전지를 밀봉하기 위한 전지 케이스를 포함하는 신형 이차 전지를 제공하며,
전지부극은 부극 집전체를 포함하지만, 부극 활물질을 포함하지 않으며,
전해액은 에스테르계, 설폰계, 에테르계, 니트릴계 혹은 올레핀계 유기 첨가제를 포함하며,
전지정극은 정극 활물질층을 포함하며, 상기 정극 활물질층은 정극 활물질을 포함하며, 상기 정극 활물질은 층상 결정 구조를 갖는 그래파이트계 재료, 황화물, 질화물, 산화물 혹은 탄화물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 전지부극, 전해액, 세퍼레이터, 전지정극 및 전지를 밀봉하기 위한 전지 케이스를 포함하는 신형 이차전지를 더 제공하며,
전지부극은 부극 집전체를 포함하지만, 부극 활물질을 포함하지 않으며,
전해액은 에스테르계, 설폰계, 에테르계, 니트릴계 혹은 올레핀계 유기 첨가제를 포함하며,
전지정극은 정극 활물질층을 포함하며, 상기 정극 활물질층은 정극 활물질을 포함하며, 상기 정극 활물질은 층상 결정 구조를 갖는 그래파이트계 재료, 황화물, 질화물, 산화물 혹은 탄화물로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 이차전지의 제조방법을 제공하며, 상기 방법은전지부극을 제조하는 단계와, 전해액을 만드는 단계와, 세퍼레이터를 제조하는 단계와, 전지정극을 제조하는 단계와, 상기 전지부극, 전해액, 세퍼레이터, 전지정극을 사용하여 신형 이차전지를 조립하는 단계를 포함한다.
본 발명에서 제공하는 이차전지정극의 주요 활성 성분은 층상 결정 구조를 갖는 재료이며, 친환경적이고 원가가 낮다. 또한 본 발명의 신형 이차전지에 있어서 부극 집전체는 전극 전도작용을 일으키는 외에, 전해질의 양이온과 반응하는 재료로서도 작용하므로, 이는 종래 기술에서의 이차전지의 부극 활물질의 작용에 해당된다. 때문에, 본 발명의 실시예에서 제공하는 이차전지는 부극 활물질을 포함할 필요가 없기에 전지의 자중 및 원가가 현저히 감소되며, 전지의 에너지 밀도를 향상시킨다. 본 발명에서 제공하는 이차전지의 반응원리는 충전시, 전해액 중의 음이온이 정극 그래파이트층에 삽입되고 전해질 중의 양이온이 부극 집전체표면으로 이동하여 합금을 형성하며, 방전경우는 이와 반대이다. 이러한 반응 메커니즘은 전지의 작동 전압（약 4.2V）을 현저히 향상시키고, 또한 에너지 밀도를 향상시킨다.
여기서 설명하는 도면은 본 발명을 진일보 이해하기 위한 것이며, 본 출원의 일부분을 구성하지만 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 도면에 있어서,
도면(그림)1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 신형 이차전지의 구조 개략도이다.
도면2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 그래파이트을 정극 재료로 사용하고 부극 재료를 포함하지 않은 신형 이차전지의 작동 원리에 관한 개략도이다.
도면3은 본 발명의 일 실시예에 따른 그래파이트을 정극 재료로 사용하고 부극 재료를 포함하지 않은 신형 이차전지의 충전시의 개략도이다.
도면4는 본 발명의 일 실시예에 따른 그래파이트을 정극 재료로 사용하고 부극 재료를 포함하지 않은 신형 이차전지의 방전시의 개략도이다.
아래에서 도면 및 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하면서 예정 발명목적을 실현하기 위한 본 발명이 사용하는 기술수단을 진일보 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신형 이차전지의 구조 개략도이다. 도1에 도시된 바와 같이, 상기 신형 이차전지는 전지부극(1), 전해액(2), 세퍼레이터(3), 전지정극 (4) 및 전지를 밀봉하기 위한 전지 케이스（미도시）를 포함한다.
여기서, 전지부극(1)은 부극 집전체를 포함하며, 부극 활물질을 포함하지 않는다. 전해액은 에스테르계, 설폰계, 에테르계, 니트릴계 혹은 올레핀계 유기 첨가제를 포함한다. 전지정극 (4)은 정극 집전체(42) 및 정극 활물질층 (41)을 포함하며, 상기 정극 활물질층 (41)은 정극 활물질, 도전제, 접착제(바인더)를 포함하며, 상기 정극 활물질은 층상 결정 구조를 갖는 그래파이트계 재료, 황화물, 질화물, 산화물 혹은 탄화물을 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 그래파이트을 정극 재료로 사용하고 부극 재료를 포함하지 않은 신형 이차전지의 작동 원리 개략도이며, 구체적으로, 도 3은 충전시의 개략도이며 도 4는 방전시의 개략도이다. 본 발명의 실시예에 따른 이차전지는 충전시, 전해액 중의 양이온이 부극 집전체에 삽입되어 합금재료(5)를 형성하는 동시에 전해액 중의 음이온이 층상 결정 구조의 정극 활물질에 삽입된다. 본 발명의 실시예에 따른 이차전지는 방전 시, 양이온이 합금재료(5)로부터 탈리되어 전해액으로 다시 돌아가는 동시에 정극 활물질에 삽입된 음이온도 탈리되어 전해액으로 돌아간다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 부극 집전체는 전극으로서 전도작용을 일으키는 외에, 전해질의 양이온과 반응하는 재료로서도 작용한다. 이는, 종래 기술에서의 이차전지의 부극 활물질의 작용에 해당되기 때문에 본 발명의 실시예에서 제공하는 부극 활물질을 포함하지 않는 전지구조를 사용하여도 여러번 충방전 가능한 이차전지를 구현할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 새로운 반응 메커니즘에 의하면 약 4.2 V의 작동 전압을 획득할 수 있으며 전지의 작동 전압을 현저히 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 부극 집전체는 전도재료이며, 전도하는 동시에 양이온을 가역적으로 삽입 혹은 탈리할 수 있다. 예를 들면, 부극 집전체는 알루미늄, 동, 철, 주석, 아연, 니켈, 티타늄, 망간 중의 하나 혹은 그들의 합금이다.
구체적으로, 부극 집전체는 하나의 물질을 포함할 수 있고 혹은 복수의 물질을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 상기 알루미늄, 동, 철, 주석, 아연, 니켈, 티타늄, 망간 중의 하나 이상을 포함할 수 있으며, 본 발명에서는 이에 대해 한정하지 않는다.
바람직하게는 상기 부극 활물질은 알루미늄이다.
본 발명의 실시예에 있어서, 전해액은 용매 및 전해질을 포함한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 전해액 중의 용매는 전해질을 양이온 및 음이온으로 분리시킬 수 있으며, 양이온 및 음이온이 용매에서 자유롭게 이동할 수 있다. 예를 들면, 상기 용매는 에스테르계, 설폰계 혹은 에테르계 유기 용매이며, 디에틸 카보네이트（Diethyl carbonate）, 디메틸 카보네이트（Dimethyl carbonate）, 에틸 메틸 카보네이트（Ethyl methyl carbonate）, 디메틸 술폰（Dimethyl sulfone） 혹은 디메틸 에테르（Dimethyl ether）에서 선택하여 사용할 수 있다.
구체적으로, 용매는 에스테르계, 설폰계 혹은 에테르계 유기 용매 중의 하나 이상을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 상기 디에틸 카보네이트（Diethyl carbonate）, 디메틸 카보네이트（Dimethyl carbonate）, 에틸 메틸 카보네이트（Ethyl methyl carbonate）, 디메틸 술폰（Dimethyl sulfone） 혹은 디메틸 에테르（Dimethyl ether）중의 하나 이상을 포함할 수 있으며, 본 발명에서는 이에 대해 한정하지 않는다.
바람직하게는 상기 용매는 에틸 메틸 카보네이트（Ethyl methyl carbonate）이다.
전해액 중의 음이온이 층상 결정 구조 정극 활물질에 삽입됨에 있어서는 일정한 한계가 있다. 에틸 메틸 카보네이트（Ethyl methyl carbonate）를 용매로 사용할 경우, 전해액 중의 음이온이 정극 활물질에 충분히 삽입되는 것을 확보할 수 있어, 이차전지의 용량을 향상시킨다.
에너지 밀도의 공식 E＝C＊U（E는 전지의 에너지 밀도이고, C는 전지용량이며, U는 전지의 작동 전압이다）로부터 알다시피, 전지용량의 향상은 전지의 에너지 밀도 향상에 도움이 된다. 따라서 에틸 메틸 카보네이트（Ethyl methyl carbonate）를 용매로 하는 이차전지에 있어서, 전지용량의 향상에 의해 전지의 에너지 밀도가 향상된다.
본 발명의 실시예에 있어서, 전해액 중의 전해질은 양이온 및 음이온으로 분리될 수 있다. 예를 들면, 상기 전해질은 리튬 염이며, 리튬 헥사 플루오로 포스페이트 （Lithium hexafluorophosphate）, 리튬 테트라 플루오로 보레이트(Lithium tetrafluoroborate) 혹은 과염소산 리튬에서 선택하여 사용할 수 있으며, 농도 범위는 0.1 ∼ 10 mol/L이다.
구체적으로, 전해질은 리튬 헥사 플루오로 포스페이트 （Lithium hexafluorophosphate）, 리튬 테트라 플루오로 보레이트 혹은 과염소산 리튬 중의 하나 이상을 포함할 수 있으며, 본 발명에서는 이에 대해 한정하지 않는다.
가장 바람직한 상기 전해질은 리튬 헥사 플루오로 포스페이트 （Lithium hexafluorophosphate）이며, 상기 전해질 농도는 4 mol/L이다.
또한, 전해액은 첨가제를 더 포함하며, 상기 첨가제는 부극 집전체표면에 고체전해질 막（SEI）을 형성할 수 있다.
첨가제를 포함하는 전해액을 사용함으로써 본 발명의 실시예에 따른 이차전지는 충방전 과정에서 부극 집전체표면에 안정한 고체전해질 막（SEI）을 형성할 수 있다. 따라서 부극 집전체 충방전시의 체적변화에 따른 파손을 피할 수 있으며 부극 집전체의 구조를 안정하게 유지하여 부극 집전체의 사용수명 및 성능을 향상시키고 이차전지의 사이클 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 전해액 중의 첨가제는 부극 집전체표면의 고체전해질 막（SEI）의 형성을 촉진시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 첨가제는 에스테르계, 설폰계, 에테르계, 니트릴계 혹은 올레핀계 유기 첨가제를 포함하며, 비닐렌 카보네이트（Vinylene carbonate）, 아황산 에틸리덴（Ethylidene sulfite）, 아황산 프로필렌（Propylene sulfite）, 황산 에틸리덴（Ethylidene sulfate）, 싸이클로 부틸 술폰（Cyclobutyl sulfone）, 1，3－디옥솔란（1,3-dioxolane）, 아세토 니트릴 혹은 장쇄 알켄( long chain alkenes)에서 선택하여 사용할 수 있으며, 첨가량은 0.1 ∼ 20wt％이다.
구체적으로, 첨가제는 에스테르계, 설폰계, 에테르계, 니트릴계 혹은 올레핀계 유기 첨가제 중의 하나 이상을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 상기 비닐렌 카보네이트（Vinylene carbonate）, 아황산 에틸리덴（Ethylidene　sulfite）, 아황산 프로필렌（Propylene sulfite）, 황산 에틸리덴（Ethylidene sulfate）, 싸이클로 부틸 술폰（Cyclobutyl sulfone）, 1，3－디옥솔란（1,3-dioxolane）, 아세토 니트릴 혹은 장쇄 알켄 중의 하나 이상을 포함할 수 있으며, 본 발명에서는 이에 대해 한정하지 않는다.
가장 바람직한 상기 첨가제는 비닐렌 카보네이트（Vinylene carbonate）이다.
바람직한 비닐렌 카보네이트（Vinylene carbonate）의 첨가량은 2 wt％이다.
본 발명의 실시예에 있어서, 세퍼레이터에 대해서 특별히 한정하지 않으며 해당 분야에서 자주 사용하는 것이면 된다. 예를 들면, 세퍼레이터(3)의 성분은 절연 다공질 폴리머 박막 혹은 무기 다공질 박막이며, 다공질 폴리 프로필렌 박막, 다공질 폴리 에틸렌 박막, 다공질 복합 폴리머 박막, 유리 섬유 종이 혹은 다공질 세라믹 세퍼레이터에서 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 정극 집전체는 전도재료이다. 예를 들면, 정극 집전체는 알루미늄, 동, 철, 주석, 아연, 니켈, 티타늄, 망간 중의 하나 혹은 그들의 합금이다.
구체적으로, 정극 집전체는 하나의 물질을 포함할 수 있고 혹은 복수의 물질을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 상기 알루미늄, 동, 철, 주석, 아연, 니켈, 티타늄, 망간 중의 하나 이상을 포함할 수 있으며, 본 발명에서는 이에 대해 한정하지 않는다.
본 발명의 실시예에 있어서, 정극 활물질층의 정극 활물질은 층상 결정 구조를 가지며, 음이온을 가역적으로 탈리 혹은 삽입할 수 있다. 예를 들면, 정극 활물질은 층상 결정 구조를 갖는 그래파이트계 재료, 황화물, 질화물, 산화물, 탄화물을 포함한다.
여기서, 그래파이트계 재료는 천연 그래파이트, 인조 그래파이트 혹은 그래파이트 시트에서 선택하여 사용한다.
황화물은 이황화 몰리브덴, 이황화 텅스텐 혹은 이황화 바나듐에서 선택하여 사용한다.
질화물은 육방 정 질화 붕소 혹은 탄소 도핑 육방 정 질화 붕소에서 선택하여 사용한다.
산화물은 삼산화 몰리브덴, 삼산화 텅스텐 혹은 오산화 바나듐에서 선택하여 사용한다.
탄화물은 탄화 티타늄, 탄화 탄탈 혹은 탄화 몰리브덴에서 선택하여 사용한다.
구체적으로, 정극 활물질은 층상 결정 구조를 갖는 그래파이트계 재료, 황화물, 질화물, 산화물, 탄화물 중의 하나 이상을 포함할 수 있으며, 종류가 다른 그래파이트계 재료, 혹은 종류가 다른 황화물, 질화물, 산화물, 탄화물 중의 하나 이상을 포함할 수 있으며, 본 발명에서는 이에 대해 한정하지 않는다.
바람직한 상기 정극 활물질은 그래파이트계 재료이다.
정극 활물질층의 도전제에 대해서도 특별히 한정하지 않으며, 해당 분야에서 자주 사용하는 것이면 된다. 예를 들면, 도전제는 전도 아세틸렌 블랙, Super P 전도성 탄소 공(Super P conductive carbon spher), 전도성 그래파이트 KS6, 탄소 나노 튜브, 그래핀 중의 하나 이상이다.
구체적으로, 도전제는 하나의 물질만포함할 수 있으며, 혹은 복수의 물질을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 해당 분야에서 자주 사용하는 각종 도전제 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 본 발명에서는 이에 대해 한정하지 않는다.
정극 활물질층 중의 접착제(바인더)에 대해서도 특별히 한정하지 않으며, 해당 분야에서 자주 사용하는 것이면 된다. 예를 들면, 접착제는 폴리비닐리덴 플루오라이드（Polyvinylidene fluoride）, 테프론（Teflon）, 폴리 비닐 알코올（Polyvinyl alcohol）, 카르복시 메틸 셀룰로오스（Carboxymethyl cellulose）, SBR 고무, 폴리 올레핀계 중의 하나 이상이다.
구체적으로, 접착제는 하나의 물질만 포함할 수 있으며, 혹은 복수의 물질을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 해당 분야에서 자주 사용하는 각종 접착제 중의 하나 이상을 포함할 수 있으며, 본 발명에서는 이에 대해 한정하지 않는다.
본 발명의 실시예에 있어서, 정극 활물질층(41)의 활물질, 도전제 및 접착제(바인더)의 배합 비율에 대해서도 특별히 한정하지 않으며, 해당 분야에서 자주 사용하는 것이면 된다. 예를 들면, 정극 활물질의 분량이 60 ∼ 90 wt％이고, 도전제의 함량이 30 ∼ 5 wt％이며, 접착제의 함량이 10 ∼ 5 wt％일 수 있다.
본 발명은 단추형 전지를 제조한 기초상에 전지 시스템 측정을 통해, 가역적인 충방전을 실현할 수 있고, 또한 전지 제조과정이 현저히 간략화되어 재료원가를 40％ 감소시킬 수 있으며, 에너지 밀도를 종래 상업용 리튬이온전지의 1.3 ∼ 2배로 향상시킬 수 있고, 200번 사이클 후의 전지 용량이 10％정도 감쇠되어 전지 사이클 성능이 향상되었음을 확인하였다.
본 발명의 실시예에 있어서, 이차전지의 형태에 대해서 특별히 한정하지 않으며, 해당 분야에서 자주 사용하는 것이면 된다. 예를 들면, 단추형 전지, 사각 전지, 원통형 전지, 파우치형 전지 등 형태일 수 있다.
제 2 형태에 있어서, 본 발명의 실시예는 본 발명의 실시예에서 제공하는 이차전지를 제조하는 제조방법을 제공하이며, 상기 방법은 하기 단계(1) ∼ 단계(5)를 포함한다.
단계(1)에서, 전지부극을 제조한다.
전지부극은 부극 집전체를 포함하지만, 부극 활물질을 포함하지 않는다.
구체적인 제조과정은 동, 철, 주석, 알루미늄 등 금속박을 원하는 크기로 절단하고, 표면을 깨끗이 세척하여 준비하여 둔다.
단계(2)에서, 전해액을 만든다.
적당량의 전해질염을 칭량하여 일정한 체적의 용매에 첨가하여, 충분히 교반하여 용해시킨 후, 소정량의 전해액 첨가제를 첨가하며, 균일하게 교반하여 준비하여 둔다.
단계(3)에서, 세퍼레이터를 제조한다.
다공질 폴리머 박막 혹은 무기 다공질 박막을 원하는 크기로 절단하고, 깨끗이 세척하여 준비하여 둔다.
단계(4)에서, 전지정극을 제조한다.
전지정극은 그래파이트계 전지정극이고, 정극 활물질층 및 정극 집전체를 포함한다.
구체적으로, 제조과정은 일정한 비율로 활물질, 도전제, 접착제를 칭량하여, 적합한 용매에 첨가하여 균일한 슬러리가 되도록 충분히 연마 한후, 정극 집전체표면에 균일하게 도포한다. 즉, 정극 집전체표면에 정극 활물질층을 형성한다. 슬러리가 완전히 건조된 후, 절단하여 원하는 크기의 전지정극을 획득한다.
상기 단계(1) ∼ 단계(4)는 특정된 순서에 따라 본 발명의 제조방법의 작업을 설명하였지만, 이러한 작업을 반드시 상기 특정된 순서에 따라 수행하여야 함을 요구하거나 제시하는것은 아니다. 단계(1) ∼ 단계(4)의 제조는 동시 혹은 임의의 순서로 수행할 수 있다.
단계(5)에서 상기 전지부극, 전해액, 세퍼레이터, 전지정극을 사용하여 신형 이차전지의 조립을 진행한다.
비활성 가스 혹은 무수 환경하에서 전지를 조립하며, 상기 제조한 부극 집전체, 세퍼레이터, 전지정극을 차례로 긴밀히 적층하고, 전해액을 적하하여 세퍼레이터를 완전히 침투시킨 후, 상기 적층부분을 전지 케이스에 봉입하여 전지의 조립을 완성한다.
본 발명의 실시예에서 제공하는 이차전지 및 당해 이차전지의 제조방법은 전지부극의 구조 및 전지정극 활물질의 종류를 최적화하는 것을 통해, 환경오염이 없고, 원가가 낮으며 전지의 무게 및 체적을 현저히 감소시켜, 전지의 에너지 밀도를 향상시키는 이차전지를 실현하였다. 이에 기초하여, 전지의 전해액에 첨가제를 더 첨가하여 이차전지의 사이클 성능을 향상시킨다. 부극 집전체 및 정극 활물질의 선택, 용매 종류의 선택, 전해액 첨가제의 종류 및 분량을 최적화 함으로써, 본 발명 실시예의 부극 집전체구조의 안전성, 전지의 작동 전압 및 층상 결정 구조 재료를 정극으로서 사용할 시 도달할 수 있는 전지용량을 향상시키고, 또한 본 발명 실시예의 이차전지의 에너지 밀도를 향상시킨다.
신형 이차전지를 더욱 명확히 설명하기 위하여, 아래에서 구체적인 실시예를 결합하여 설명한다. 이러한 실시예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 것이며, 본 발명에 대해 한정하기 위한 것이 아님을 이해해야 한다.
실시예1
전지부극을 제조하는 단계에서 두께가 0.3mm인 알루미늄박을 취득하여, 직경이 12mm인 웨이퍼로 절단하며, 에탄올을 사용하여 세척하고 건조시켜 부극 집전체로 준비하여 둔다.
세퍼레이터를 제조하는 단계에서 유리 섬유 종이를 직경이 16mm인 웨이퍼로 절단하고, 아세톤으로 세척하며 건조시켜 세퍼레이터로 준비하여 둔다.
전해액을 제조하는 단계에서 3g 리튬 헥사 플루오로 포스페이트 （Lithium hexafluorophosphate）를 칭량하여, 5ml 에틸 메틸 카보네이트（Ethyl methyl carbonate）에 첨가하며, 리튬 헥사 플루오로 포스페이트 （Lithium hexafluorophosphate）가 완전히 용해될 때까지 교반하여 리튬 헥사 플루오로 포스페이트 （Lithium hexafluorophosphate）농도가 4 mol/L인 전해액을 만든 후, 첨가제로서는 전해액 질량분율의 2％만큼 비닐렌 카보네이트를 첨가하여 균일하게 충분히 교반시킨 후 전해액으로 준비하여 둔다.
전지정극을 제조하는 단계에서 0.8g 천연 그래파이트, 0.1g 카본 블랙, 0.1g 폴리비닐리덴 플루오라이드（Polyvinylidene fluoride）를 2ml N-메틸피롤리돈（N-methylpyrrolidone）용액에 첨가하여, 충분히 연마하여 균일한 슬러리를 제조한 후, 슬러리를 알루미늄박표면（즉, 정극 집전체）에 균일하게 도포하여 진공건조 한다. 건조하여 얻은 전극 시트를 직경이 10mm인 웨이퍼로 절단하고 압밀(密)시켜 전지정극으로 준비하여 둔다.
전지를 조립하는 단계에서 비활성 가스에 의해 보호되는 글러브 박스 안에서, 상기 제조한 부극 집전체, 세퍼레이터, 전지정극을 차례로 긴밀히 적층하고, 전해액을 적하하여 세퍼레이터를 완전히 침투시킨 후, 상기 적층부분을 단추형 전지 케이스에 봉입하여 전지의 조립을 완성한다.
본 발명의 실시예1의 이차전지의 반응원리는 부극에서 Al＋Li＋＋e－↔AlLi 발생하고, 정극에서 Cn＋PＦ6 －↔Cn（PＦ6）＋e－ 발생한다.
전지의 전기화학적 성능을 측정하는 단계에서 상기 이차전지제조방법에 따른 실시예에서 제조한 이차전지를 그 전압이 4.8V이 될때 까지 100 mA /g 전류밀도로 충전시킨 후, 그 전압이 3V이 될때 까지 동일한 전류로 방전시키며, 그 전지 비용량 및 에너지 밀도를 측정하고, 그 사이클 안전성（사이클 횟수로 표시하며, 사이클 횟수는 전지용량이 85％까지 감쇠될 시, 전지가 충방전하는 횟수를 의미한다）을 측정한다.
본 발명의 실시예1에서 제공하는 이차전지의 전지 전기화학적 성능을 측정하고, 배경기술에서 언급된 전통 리튬이온전지, 알루미늄이온전지, 듀얼 그래파이트전지의 성능과 비교하여, 그 결과 및 대조사항을 표 1에 표시한다.
표1은 본 발명의 실시예1의 이차전지와 배경기술중의 이차전지의 전기화학적 성능 파라미터이다.
전지종류 전기화학적 성능
작동 전압（V） 에너지 밀도（Wh/kg）
본 발명의 실시예1 4.2V 222
배경기술중의 전통적인 리튬이온전지 3.7V 150
배경기술중의 알루미늄이온전지 2.2V 40
배경기술중의 듀얼 그래파이트전지 4.2V 108
표 1로부터 알수 있다시피, 배경기술중 각종 전지반응원리와 비교해보면 본 발명의 실시예1중의 이차전지를 사용할 경우, 그 작동 전압이 높고 에너지 밀도가 크다.
본 발명의 실시예1의 이차전지정극은 배경기술중의 전통적인 리튬이온전지에 비하여, 리튬 함유 화합물 대신 그래파이트을 사용하여, 친환경적이고 환경오염이 없다. 본 발명의 실시예1의 이차전지에 있어서, 부극 집전체는 전극으로서 전도작용을 일으키는 외에, 전해질의 양이온과 반응하는 재료로서도 작용하므로, 부극 활물질을 포함할 필요가 없어, 전지의 자중 및 원가가 현저히 감소되며, 전지의 에너지 밀도를 향상시킨다. 본 발명의 실시예1의 이차전지는 충전시, 전해액 중의 음이온이 정극 그래파이트층에 삽입되고 전해질 중의 양이온이 부극 집전체 표면으로 이동하여 합금을 형성하며, 방전경우는 이와 반대이며, 그 작동 전압은 약 4.2V이고, 전지의 작동 전압을 향상시키고, 전지의 에너지 밀도를 향상시킨다.
본 발명의 실시예1의 이차전지는 배경기술 중 알루미늄이온전지에 비하여,전해액이 다르기 때문에, 반응 메커니즘 및 성능이 다르다. 본 발명의 이차전지는 충전시, 전해액 중의 음이온이 정극 그래파이트층에 삽입되고 전해질 중의 양이온이 부극 집전체표면으로 이동하여 합금을 형성하며, 방전경우는 이와 반대이다. 그 작동 전압은 약 4.2V이며, 전지의 작동 전압을 향상시키고, 또한 전지에너지 밀도를 향상시킨다.
본 발명의 실시예1의 이차전지는 배경기술중의 듀얼 그래파이트전지에 비하여, 부극 집전체는 전극으로서 전도작용을 일으키는 외에, 전해질중 양이온과 반응하는 재료로서도 작용하여, 부극 활물질을 포함할 필요가 없어 전지의 자중 및 원가가 현저히 감소되며, 전지의 에너지 밀도를 향상시킨다.
실시예2 ∼ 11
실시예2 ∼ 11는 실시예1의 이차전지와 비하여, 제조과정에서 전지부극을 제조할 시 사용재료가 다를 뿐, 기타 단계 및 사용재료는 모두 동일하다. 또한, 실시예2 ∼ 11의 이차전지에 대해 전지의 전기화학적 성능을 측정하며, 본 발명의 실시예1의 성능과 비교한다. 실시예2 ∼ 11에 사용되는 부극 재료 및 그 전기화학적 성능은 구체적으로 표 2를 참조한다.
표 2는 본 발명의 실시예1 ∼ 11의 이차전지의 전기화학적 성능 파라미터이다.
실시예번호 부극 집전체재료 전기화학적 성능
비용량
（mAh/g）		 사이클 횟수
（횟수）		 에너지 밀도
（Wh/kg）
2 주석박 95 200 200
3 아연박 95 300 100
4 동박 33 200 70
5 철박 50 250 106
6 니켈박 35 150 74
7 티타늄박 30 200 64
8 망간박 40 160 85
9 알루미늄 주석합금 100 230 211
10 알루미늄 티타늄합금 90 300 190
11 철주석합금 80 180 170
1 알루미늄박 104 300 222
표 2로부터 알수 있다시피, 본 발명의 실시예에 있어서, 부극 집전체는 알루미늄박인 것이 바람직하며, 그 비용량이 높고 사이클 성능이 우수하며 에너지 밀도가 제일 높다.
실시예12 ∼ 34
실시예12 ∼ 34는 실시예1의 이차전지에 비하여, 제조과정에서 전지정극을 제조할 시 사용하는 정극 활물질이 다를 뿐, 기타 단계 및 사용재료는 모두 동일하다. 또한, 실시예12 ∼ 34의 이차전지에 대해 전지의 전기화학적 성능을 측정하며, 본 발명의 실시예1의 성능과 비교한다. 실시예12 ∼ 34에 사용되는 정극 활물질 및 그 전기화학적 성능은 구체적으로 표 3을 참조한다.
표 3은 본 발명의 실시예12 ∼ 34의 이차전지의 전기화학적 성능 파라미터이다.
실시예번호 정극 활물질 전기화학적 성능
비용량
（mAh/g）		 사이클 횟수　（횟수） 에너지 밀도（Wh/kg）
12 인조 그래파이트 97 300 205
13 구형 그래파이트 85 300 180
14 메소카본 마이크로비스
（Mesocarbon microbeads）		 93 300 197
15 천연 그래파이트과 인조 그래파이트의 혼합물
（1：1）		 100 300 212
16 천연 그래파이트과 메소카본 마이크로비스의 혼합물（1：1） 96 300 203
17 이황화 몰리브덴 35 200 74
18 이황화 텅스텐 30 220 63
19 이황화 바나듐 33 190 70
20 이황화 티타늄 36 150 75
21 이황화 몰리브덴과 이황화 텅스텐의 혼합물（1：1） 30 200 63
22 육방 정 질화 붕소 60 260 127
23 탄소 도핑 육방 정 질화 붕소 70 300 148
24 육방 정 질화 붕소와 탄소 도핑 육방 정 질화 붕소의 혼합물（1：1） 65 280 138
25 삼산화 몰리브덴 40 200 85
26 삼산화 텅스텐 35 180 74
27 오산화 바나듐 50 200 106
28 이산화 티타늄 60 130 127
29 이산화 티타늄과 오산화 바나듐의 혼합물（1：1） 55 150 116
30 탄화 티타늄 62 200 130
31 탄화 탄탈 30 230 63
32 탄화 몰리브덴 45 210 95
33 탄화 규소 30 200 63
34 탄화 티타늄과 탄화 규소의 혼합물（1：1） 48 200 102
1 천연 그래파이트 104 300 222
표 3으로부터 알수 있다시피, 본 발명의 실시예에 있어서, 정극 재료는 그래파이트계 재료인 것이 바람직하며, 그 비용량이 높고 에너지 밀도 또한 높다.
실시예35 ∼ 37
실시예35 ∼ 37는 실시예1의 이차전지에 비하여, 제조과정에서 전해액을 제조할 시 사용하는 전해질재료가 다를 뿐, 기타 단계 및 사용재료는 모두 동일하다. 또한, 실시예35 ∼ 37의 이차전지에 대해 전지의 전기화학적 성능을 측정하며, 본 발명의 실시예1의 성능과 비교한다. 실시예35 ∼ 37에 사용되는 전해질재료 및 그 전기화학적 성능은 구체적으로 표 4를 참조한다.
표 4는 본 발명의 실시예35 ∼ 37의 이차전지의 전기화학적 성능 파라미터이다.
실시예
번호		 전해질염 전기화학적 성능
비용량
（mAh/g）		 사이클 횟수　（횟수） 에너지 밀도　（Wh/kg）
35 LIＢＦ4 96 280 203
36 LIClO4 98 250 207
37 LIPＦ6과 LIＢＦ4의 혼합물（1：1） 100 280 210
1 LIPＦ6 104 300 222
표 4로부터 알수 있다시피, 본 발명의 실시예에 있어서, 전해질은 리튬 헥사 플루오로 포스페이트 （Lithium hexafluorophosphate）를 사용하는 것이 바람직하며, 그 비용량이 높고 사이클 안전성이 우수하며 에너지 밀도가 높다.
실시예38 ∼ 42
실시예38 ∼ 42는 실시예1의 이차전지에 비하여, 제조과정에서 전해액을 제조할 시 사용하는 전해질농도가 다를 뿐, 기타 단계 및 사용재료는 모두 동일하다. 또한, 실시예38 ∼ 42의 이차전지에 대해 전지의 전기화학적 성능을 측정하며, 본 발명의 실시예1의 성능과 비교한다. 실시예38 ∼ 42에 사용되는 전해질농도 및 그 전기화학적 성능은 구체적으로 표 5을 참조한다.
표 5는 본 발명의 실시예 38 ∼ 42의 이차전지의 전기화학적 성능 파라미터이다.
실시예
번호		 전해질
농도		 전기화학적 성능
비용량
（mAh/g）		 사이클 횟수　（횟수） 에너지 밀도　（Wh/kg）
38 0.1M 10 300 20
39 0.5M 47 300 100
40 1M 60 300 128
41 2M 70 300 150
42 10M 55 300 117
1 4M 104 300 222
표 5로부터 알수 있다시피, 본 발명의 실시예에 있어서, 전해질농도는 4M인 것이 바람직하며, 그 비용량이 높고 사이클 안전성이 우수하며 에너지 밀도가 높다.
실시예43 ∼ 52
실시예43 ∼ 52는 실시예1의 이차전지에 비하여, 제조과정에서 전해액을 제조할 시 사용하는 용매재료가 다를 뿐, 기타 단계 및 사용재료는 모두 동일하다. 또한, 실시예43 ∼ 52의 이차전지에 대해 전지의 전기화학적 성능을 측정하며, 본 발명의 실시예1의 성능과 비교한다. 실시예43 ∼ 52에 사용되는 용매재료 및 그 전기화학적 성능은 구체적으로 표 6을 참조한다.
표 6은 본 발명의 실시예43 ∼ 52의 이차전지의 전기화학적 성능 파라미터이다.
실시예
번호		 용매재료 전기화학적 성능
비용량
（mAh/g）		 사이클 횟수
（횟수）		 에너지 밀도
（Wh/kg）
43 디메틸 카보네이트 95 300 203
44 디에틸 카보네이트 93 300 200
45 프로필렌 카보네이트 90 300 192
46 에틸렌 카보네이트：에틸 메틸 카보네이트＝1：1 100 300 213
47 에틸렌 카보네이트：에틸 메틸 카보네이트：디메틸 카보네이트＝1：1：1 98 300 209
48 디메틸 술폰 30 300 63
49 술포란 35 300 74
50 디메틸 에테르 70 300 150
51 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 60 300 128
52 에틸 메틸 카보네이트：술포란＝4：1 100 300 213
1 에틸 메틸 카보네이트 104 300 222
표 6로부터 알수 있다시피, 본 발명의 실시예에 있어서, 용매는 에틸 메틸 카보네이트（Ethyl methyl carbonate）를 사용하는 것이 바람직하며, 그 비용량이 높고 에너지 밀도가 높다.
실시예 53 ∼ 60
실시예 53 ∼ 60는 실시예1의 이차전지에 비하여, 제조과정에서 전해액을 제조할 시 사용하는 첨가제종류가 다를 뿐, 기타 단계 및 사용재료는 모두 동일하다. 또한, 실시예 53 ∼ 60의 이차전지에 대해 전지의 전기화학적 성능을 측정하며, 본 발명의 실시예1의 성능과 비교한다. 실시예 53 ∼ 60에 사용되는 용매재료 및 그 전기화학적 성능은 구체적으로 표 7을 참조한다.
표 7은 본 발명의 실시예 53 ∼ 60의 이차전지의 전기화학적 성능 파라미터이다.
실시예
번호		 첨가제종류 전기화학적 성능
사이클 횟수（횟수） 에너지 밀도
（Wh/kg）
53 아황산 에틸리덴 250 222
54 아황산 프로필렌 260 222
55 황산 에틸리덴 220 222
56 1，3－디옥솔란 200 222
57 아세토 니트릴 250 222
58 장쇄 알켄 180 222
59 플루오로 에틸렌 카보네이트 200 222
60 비닐렌 카보네이트：아황산 에틸리덴＝1：1 250 222
1 비닐렌 카보네이트 300 222
표7로부터 알수 있다시피, 본 발명의 실시예에 있어서, 첨가제는 비닐렌 카보네이트（Vinylene carbonate）인 것이 바람직하며, 그 사이클 안전성이 우수하다.
실시예61 ∼ 67
실시예61 ∼ 67는 실시예1의 이차전지에 비하여, 제조과정에서 전해액을 제조할 시 사용하는 첨가제농도가 다를 뿐, 기타 단계 및 사용재료는 모두 동일하다. 또한, 실시예61 ∼ 67의 이차전지에 대해 전지의 전기화학적 성능을 측정하며, 본 발명의 실시예1의 성능과 비교한다. 실시예61 ∼ 67에 사용되는 첨가제농도 및 그 전기화학적 성능은 구체적으로 표 8을 참조한다.
표 8은 본 발명의 실시예61 ∼ 67의 이차전지의 전기화학적 성능 파라미터이다.
실시예
번호		 첨가제농도 전기화학적 성능
사이클 횟수（횟수） 에너지 밀도
（Wh/kg）
61 0.1 wt％ 50 222
62 1 wt％ 200 222
63 3 wt％ 250 222
64 5 wt％ 150 222
65 10 wt％ 150 222
66 20 wt％ 120 222
67 40 wt％ 100 222
1 2 wt％ 300 222
표 8로부터 알수 있다시피, 본 발명의 실시예에 있어서, 첨가제농도는 2wt％인 것이 바람직하며, 그 사이클 안전성이 우수하다.
실시예68 ∼ 71
실시예68 ∼ 71는 실시예1의 이차전지에 비하여, 제조과정에서 세퍼레이터를 제조할 시 사용하는 세퍼레이터재료가 다를 뿐, 기타 단계 및 사용재료는 모두 동일하다. 또한, 실시예68 ∼ 71의 이차전지에 대해 전지의 전기화학적 성능을 측정하며, 본 발명의 실시예1의 성능과 비교한다. 실시예68 ∼ 71에 사용되는 세퍼레이터재료 및 그 전기화학적 성능은 구체적으로 표 9를 참조한다.
표 9는 본 발명의 실시예68 ∼ 71의 이차전지의 전기화학적 성능 파라미터이다.
실시예번호 세퍼레이터재료 전기화학적 성능
사이클 횟수（횟수） 에너지 밀도
（Wh/kg）
68 다공질 세라믹 세퍼레이터 300 222
69 다공질 폴리 프로필렌박막 300 222
70 다공질 폴리 에틸렌 박막 300 222
71 다공질 복합 폴리머 박막 300 222
1 유리 섬유 종이 300 222
표 9로부터 알수 있다시피, 다른 세퍼레이터재료를 선택하여도 이차전지의 사이클 횟수, 에너지 밀도에 대해 큰 영향은 없다.
실시예72 ∼ 78
실시예72 ∼ 78는 실시예1의 이차전지에 비하여, 제조과정에서 전지정극을 제조할 시 사용하는 도전제, 접착제 종류 및 질량분율이 다를 뿐, 기타 단계 및 사용재료는 모두 동일하다. 또한, 실시예72 ∼ 78의 이차전지에 대해 전지의 전기화학적 성능을 측정하며, 본 발명의 실시예1의 성능과 비교한다. 실시예72 ∼ 78에 사용되는 도전제, 접착제 종류 및 질량분율은 구체적으로 표 10을 참조한다.
표 10은 본 발명의 실시예72 ∼ 78의 이차전지의 전기화학적 성능 파라미터이다.
실시예
번호		 도전제 접착제 전기화학적 성능
사이클 횟수（횟수） 에너지 밀도
（Wh/kg）
72 아세틸렌 블랙（10％） 폴리비닐리덴 플루오라이드
（10％）		 300 222
73 전도성 탄소 공（5％） 테프론
（10％）		 300 222
74 전도성 그래파이트
（30％）		 폴리 비닐 알코올
（5％）		 300 222
75 탄소 나노 튜브（10％） 폴리 프로필렌
（5％）		 300 222
76 그래핀
（5％）		 카르복시 메틸 셀룰로오스＋SBR（10％） 300 222
77 전도성 탄소 섬유
（8％）		 폴리비닐리덴 플루오라이드（12％） 300 222
78 아세틸렌 블랙＋탄소 나노 튜브（5％） 폴리비닐리덴 플루오라이드（20％） 300 222
1 전도 카본 블랙
（10％）		 폴리비닐리덴 플루오라이드
（10％）		 300 222
표 10로부터 알수 있다시피, 다른 도전제, 접착제 종류 및 질량분율을 선택하여도 이차전지의 사이클 횟수, 에너지 밀도에 대해 큰 영향은 없다.
실시예79
전지부극을 제조하는 단계에서 두께가 0.5mm인 동박을 취득하여, 직경이 12mm인 웨이퍼로 절단하며, 에탄올을 사용하여 동 시트를 세척하고 건조시켜 부극 집전체로 준비하여 둔다.
세퍼레이터를 제조하는 단계에서 Celgard 2400 다공질 폴리머 박막을 직경이 16mm인 웨이퍼로 절단하고, 아세톤으로 세척하며 건조시켜 세퍼레이터로 준비하여 둔다.
전해액을 제조하는 단계에서 3g 리튬 헥사 플루오로 포스페이트 （Lithium hexafluorophosphate）를 칭량하여, 5ml 에틸 메틸 카보네이트（Ethyl methyl carbonate）에 첨가하며, 리튬 헥사 플루오로 포스페이트 （Lithium hexafluorophosphate）가 완전히 용해될 때까지 교반한 후, 첨가제로서는 전해액 질량분율의 2％만큼 비닐렌 카보네이트（Vinylene carbonate）를 첨가하여, 균일하게 충분히 교반시킨 후 전해액으로 준비하여 둔다.
전지정극을 제조하는 단계에서 0.8g 인조 그래파이트, 0.1g 카본 블랙, 0.1g 폴리비닐리덴 플루오라이드（Polyvinylidene fluoride）를 2ml N-메틸피롤리돈（N-methylpyrrolidone）용액에 첨가하여, 충분히 연마하여 균일한 슬러리를 획득한 후, 슬러리를 알루미늄박표면（즉, 정극 집전체）에 균일하게 도포하며, 진공건조 한다. 건조하여 얻은 전극 시트를 직경이 10mm인 웨이퍼로 절단하고, 압밀시켜 전지정극으로 준비하여 둔다.
전지를 조립하는 단계에서 비활성 가스에 의해 보호되는 글러브 박스안에서, 상기 제조한 부극 집전체, 세퍼레이터, 전지정극을 차례로 긴밀히 적층하고, 전해액을 적하하여 세퍼레이터를 완전히 침투시킨 후, 상기 적층부분을 단추형 전지전지 케이스에 봉입하여 전지의 조립을 완성한다.
실시예80
전지부극을 제조하는 단계에서 두께가 0.3mm인 알루미늄박을 취득하여, 직경이 12mm인 웨이퍼로 절단하고, 에탄올을 사용하여 동 시트를 세척하고 건조시켜 부극 집전체로 준비하여 둔다.
세퍼레이터을 제조하는 단계에서 유리 섬유 종이를 직경이 16mm인 웨이퍼로 절단하고, 아세톤으로 세척하며 건조시켜 세퍼레이터로 준비하여 둔다.
전해액을 제조하는 단계에서 3g 리튬 헥사 플루오로 포스페이트 （Lithium hexafluorophosphate）를 칭량하여, 5ml 에틸 메틸 카보네이트（Ethyl methyl carbonate）에 첨가하며, 리튬 헥사 플루오로 포스페이트 （Lithium hexafluorophosphate）가 완전히 용해될 때까지 교반한 후, 첨가제로서는 전해액 질량분율의 3％만큼 아황산 에틸리덴（Ethylidene　sulfite）를 첨가하여, 균일하게 충분히 교반시킨 후 전해액으로 준비하여 둔다.
전지정극을 제조하는 단계에서 0.7g 인조 그래파이트, 0.2g 카본 블랙, 0.1g 폴리비닐리덴 플루오라이드（Polyvinylidene fluoride）를 2ml N-메틸피롤리돈（N-methylpyrrolidone）용액에 첨가하여, 충분히 연마하여 균일한 슬러리를 획득한 후, 슬러리를 알루미늄박표면에 균일하게 도포하여 진공건조 한다. 건조하여 얻은 전극 시트를 직경이 10mm인 웨이퍼로 절단하고, 압밀시켜 전지정극으로 준비하여 둔다.
전지를 조립하는 단계에서 비활성 가스에 의해 보호되는 글러브 박스안에서, 상기 제조한 부극 집전체, 세퍼레이터, 전지정극을 차례로 긴밀히 적층하고, 전해액을 적하하여 세퍼레이터를 완전히 침투시킨 후, 상기 적층부분을 단추형 전지전지 케이스에 봉입하여 전지의 조립을 완성한다.
실시예81
전지부극을 제조하는 단계에서 두께가 0.3mm인 알루미늄박을 취득하여, 직경이 12mm인 웨이퍼로 절단하며, 에탄올을 사용하여 동 시트를 세척하고 건조시켜 부극 집전체로 준비하여 둔다.
세퍼레이터를 제조하는 단계에서 유리 섬유 종이를 직경이 16mm인 웨이퍼로 절단하고, 아세톤으로 세척하며 건조시켜 세퍼레이터로 준비하여 둔다.
전해액을 제조하는 단계에서 2g 리튬 테트라 플루오로 보레이트를 칭량하여, 5ml에틸 메틸 카보네이트（Ethyl methyl carbonate）에 첨가하며, 리튬 테트라 플루오로 보레이트가 완전히 용해될 때까지 교반한 후, 첨가제로서는 전해액 질량분율의 3％만큼 비닐렌 카보네이트（Vinylene carbonate）를 첨가하여, 균일하게 충분히 교반시킨 후 전해액으로 준비하여 둔다.
전지정극을 제조하는 단계에서 0.8g 인조 그래파이트, 0.15g 카본 블랙, 0.05g 폴리비닐리덴 플루오라이드（Polyvinylidene fluoride）를 2ml N-메틸피롤리돈（N-methylpyrrolidone）용액에 첨가하여, 충분히 연마하여 균일한 슬러리를 획득한 후, 슬러리를 알루미늄박표면에 균일하게 도포하며 진공건조 한다. 건조하여 얻은 전극 시트를 직경이 10mm인 웨이퍼로 절단하고 압밀시켜 전지정극으로 준비하여 둔다.
전지를 조립하는 단계에서 비활성 가스에 의해 보호되는 글러브 박스안에서, 상기 제조한 부극 집전체, 세퍼레이터, 전지정극을 차례로 긴밀히 적층하고, 전해액을 적하하여 세퍼레이터를 완전히 침투시킨 후, 상기 적층부분을 단추형 전지전지 케이스에 봉입하여 전지의 조립을 완성한다.
실시예82
전지부극을 제조하는 단계에서 두께가 0.3mm인 철 시트를 취득하여, 직경이 12mm인 웨이퍼로 절단하며, 에탄올을 사용하여 동 시트를 세척하고 건조시켜 부극 집전체로 준비하여 둔다.
세퍼레이터를 제조하는 단계에서 유리 섬유 종이를 직경이 16mm인 웨이퍼로 절단하고, 아세톤으로 세척하며 건조시켜 세퍼레이터로 준비하여 둔다.
전해액을 제조하는 단계에서 3g 리튬 헥사 플루오로 포스페이트 （Lithium hexafluorophosphate）를 칭량하여, 5ml 에틸 메틸 카보네이트（Ethyl methyl carbonate）에 첨가하며, 리튬 헥사 플루오로 포스페이트 （Lithium hexafluorophosphate）가 완전히 용해될 때까지 교반한 후, 첨가제로서는 전해액 질량분율의 2％만큼 황산 에틸리덴（Ethylidene sulfate）을 첨가하며, 균일하게 충분히 교반시킨 후 전해액으로 준비하여 둔다.
전지정극을 제조하는 단계에서 1g 탄화 티타늄, 0.15g 카본 블랙, 0.05g 폴리비닐리덴 플루오라이드（Polyvinylidene fluoride）를 2ml N-메틸피롤리돈（N-methylpyrrolidone）용액에 첨가하여, 충분히 연마하여 균일한 슬러리를 제조한 후, 슬러리를 알루미늄박표면에 균일하게 도포하여 진공건조 한다. 건조하여 얻은 전극 시트를 직경이 10mm인 웨이퍼로 절단하고, 압밀시켜 전지정극으로 준비하여 둔다.
전지를 조립하는 단계에서 비활성 가스에 의해 보호되는 글러브 박스안에서, 상기 제조한 부극 집전체, 세퍼레이터, 전지정극을 차례로 긴밀히 적층하고, 전해액을 적하하여 세퍼레이터를 완전히 침투시킨 후, 상기 적층부분을 단추형 전지전지 케이스에 봉입하여 전지의 조립을 완성한다.
실시예83
전지부극을 제조하는 단계에서 두께가 0.3mm인 동박을 취득하여, 직경이 12mm인 웨이퍼로 절단하며, 에탄올을 사용하여 동 시트를 세척하고 건조시켜 부극 집전체로 준비하여 둔다.
세퍼레이터를 제조하는 단계에서 다공질 폴리 프로필렌박막을 직경이 16mm인 웨이퍼로 절단하고, 아세톤으로 세척하며 건조시켜 세퍼레이터로 준비하여 둔다.
전해액을 제조하는 단계에서 3g 리튬 헥사 플루오로 포스페이트 （Lithium hexafluorophosphate）를 칭량하여, 5ml에틸 메틸 카보네이트（Ethyl methyl carbonate）에 첨가하며, 리튬 헥사 플루오로 포스페이트 （Lithium hexafluorophosphate）가 완전히 용해될 때까지 교반한 후, 첨가제로서는 전해액 질량분율의 2％만큼 시클로 부틸 술폰（Cyclobutyl sulfone）을 첨가하여, 균일하게 충분히 교반시킨 후 전해액으로 준비하여 둔다.
전지정극을 제조하는 단계에서 1g 탄화 티타늄, 0.15g 카본 블랙, 0.05g 폴리비닐리덴 플루오라이드（Polyvinylidene fluoride）를 2ml N-메틸피롤리돈（N-methylpyrrolidone）용액에 첨가하여, 충분히 연마하여 균일한 슬러리를 제조한 후, 슬러리를 알루미늄박표면에 균일하게 도포하여 진공건조 한다. 건조하여 얻은 전극 시트를 직경이 10mm인 웨이퍼로 절단하고, 압밀시켜 전지정극으로 준비하여 둔다.
전지를 조립하는 단계에서 비활성 가스에 의해 보호되는 글러브 박스안에서, 상기 제조한 부극 집전체, 세퍼레이터, 전지정극을 차례로 긴밀히 적층하고, 전해액을 적하하여 세퍼레이터를 완전히 침투시킨 후, 상기 적층부분을 단추형 전지전지 케이스에 봉입하여 전지의 조립을 완성한다.
실시예84
전지부극을 제조하는 단계에서 두께가 0.3mm인 알루미늄박을 취득하여, 직경이 12mm인 웨이퍼로 절단하고, 에탄올을 사용하여 동 시트를 세척하며 건조시켜 부극 집전체로 준비하여 둔다.
세퍼레이터를 제조하는 단계에서 다공질 폴리 프로필렌박막을 직경16mm인 웨이퍼로 절단하고, 아세톤으로 세척하며 건조시켜 세퍼레이터로 준비하여 둔다.
전해액을 제조하는 단계에서 3g 과염소산 리튬을 칭량하고, 5ml에틸 메틸 카보네이트（Ethyl methyl carbonate）에 첨가하여, 과염소산 리튬이 완전히 용해될 때까지 교반한 후, 첨가제로서는 전해액 질량분율의 2％만큼 아황산 에틸리덴（Ethylidene　sulfite）을 첨가하여, 균일하게 충분히 교반시킨 후 전해액으로 준비하여 둔다.
전지정극을 제조하는 단계에서 1g 이황화 몰리브덴, 0.15g 카본 블랙, 0.05g 폴리비닐리덴 플루오라이드（Polyvinylidene fluoride）를 2ml N-메틸피롤리돈（N-methylpyrrolidone）용액에 첨가하여, 충분히 연마하여 균일한 슬러리를 제조한 후, 슬러리를 알루미늄박표면에 균일하게 도포하여 진공건조한다. 건조하여 얻은 전극 시트를 직경이 10mm인 웨이퍼로 절단하고, 압밀시켜 전지정극으로 준비하여 둔다.
실시예79 ∼ 84의 이차전지에 대해 전지의 전기화학적 성능을 측정하며, 그 결과를 표 11에 표시한다.
표 11은 본 발명의 실시예79 ∼ 84의 이차전지의 전기화학적 성능 파라미터이다.
실시예
번호		 전기화학적 성능
비용량
（mAh/g）		 사이클 횟수
（횟수）		 에너지 밀도
（Wh/kg）
79 33 200 70
80 104 175 222
81 96 160 203
82 50 180 106
83 33 160 70
84 98 170 207
실시예80, 81, 84는 부극 재료로서 알루미늄박을 사용하며, 다른 재료를 부극 재료로서 사용하는 실시예79, 82, 83에 비하여, 비용량이 높고 에너지 밀도가 높다.
실시예79는 첨가제로서는 전해액 질량분율의 2％만큼 비닐렌 카보네이트（Vinylene carbonate）를 사용하며, 다른 첨가제를 사용하는 실시예80 ∼ 84에 비하여, 그 사이클 안전성이 우수하다.
실시예80는 전해질로서 4M 리튬 헥사 플루오로 포스페이트 （Lithium hexafluorophosphate）를 사용하며, 다른 재료를 전해질로서 사용하는 실시예81, 84에 비하여, 그 비용량이 높고 에너지 밀도가 높다.
본 발명에 따른 이차전지의 형태는 단추형 전지에 한정되지 않으며, 핵심 성분에 따라 사각 전지, 원통형 전지, 파우치형 전지등 형태로 설계할 수 있다.
본 발명에 제출된 이차전지의 주요 활성 성분은 층상 결정 구조를 갖는 그래파이트유사재료이며, 친환경적이고 원가가 낮다. 본 발명의 이차전지는 부극 활물질을 포함할 필요가 없기 때문에, 전지의 자중 및 원가가 현저히 감소되며, 전지의 에너지 밀도를 향상시킨다. 본 발명에 제출된 이차전지에 따른 반응원리에 의하면, 약 4.2V 작동 전압에 도달할 수 있으며, 전지의 작동 전압이 높고 전지의 에너지 밀도를 대폭적으로 향상시킬 수 있다.
상기 구체적인 실시예는 본 발명의 목적, 기술방안 및 유익한 효과를 더욱 상세히 설명하기 위한것 이며, 상술한 내용은 본 발명의 구체적인 실시예에 불과하며, 본 발명의 보호범위를 한정하기 위한 것이 아니다. 본 발명의 구상 및 원칙을 벗어나지 않는 한 임의의 수정, 균등물, 개선 등은 모두 본 발명의 보호범위에 포함된다.

Claims (12)

  1. 전지부극, 전해액, 세퍼레이터, 전지정극 및 전지를 밀봉하기 위한 전지 케이스를 포함하며,
    전지부극은 부극 집전체를 포함하지만, 부극 활물질을 포함하지 않으며,
    전해액은 에스테르계, 설폰계, 에테르계, 니트릴계 혹은 올레핀계 유기 첨가제를 포함하며,
    전지정극은 정극 활물질층을 포함하며, 상기 정극 활물질층은 정극 활물질을 포함하며, 상기 정극 활물질은 층상 결정 구조를 갖는 그래파이트계 재료, 황화물, 질화물, 산화물 혹은 탄화물을 포함하고,
    상기 전해액의 성분은 용매, 전해질을 더 포함하며, 상기 용매는 에틸 메틸 카보네이트이며, 상기 전해질은 리튬 헥사 플루오로 포스페이트（Lithium hexafluorophosphate）이되, 전해질 농도는 4 mol/L이고,
    상기 부극 집전체는 알루미늄박이고,
    상기 유기 첨가제는 비닐렌 카보네이트이며 첨가량은 2wt％이고,
    상기 정극 활물질중의 상기 그래파이트계 재료는 천연 그래파이트이며,
    상기 황화물은 이황화 몰리브덴, 이황화 텅스텐 혹은 이황화 바나듐에서 선택하여 사용하며,
    상기 질화물은 육방 정 질화 붕소 혹은 탄소 도핑 육방 정 질화 붕소에서 선택하여 사용하며,
    상기 산화물은 삼산화 몰리브덴, 삼산화 텅스텐 혹은 오산화 바나듐에서 선택하여 사용하며,
    상기 탄화물은 탄화 티타늄, 탄화 탄탈 혹은 탄화 몰리브덴에서 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  2. 전지부극, 전해액, 세퍼레이터, 전지정극 및 전지를 밀봉하기 위한 전지 케이스를 포함하며,
    전지부극은 부극 집전체를 포함하지만, 부극 활물질을 포함하지 않으며,
    전해액은 에스테르계, 설폰계, 에테르계, 니트릴계 혹은 올레핀계 유기 첨가제를 포함하며,
    전지정극은 정극 활물질층을 포함하며, 상기 정극 활물질층은 정극 활물질을 포함하며, 상기 정극 활물질은 층상 결정 구조를 갖는 그래파이트계 재료, 황화물, 질화물, 산화물 혹은 탄화물로 구성되고,
    상기 전해액의 성분은 용매, 전해질을 더 포함하며, 상기 용매는 에틸 메틸 카보네이트이며, 상기 전해질은 리튬 헥사 플루오로 포스페이트（Lithium hexafluorophosphate）이되, 전해질 농도는 4 mol/L이고,
    상기 부극 집전체는 알루미늄박이고,
    상기 유기 첨가제는 비닐렌 카보네이트이며 첨가량은 2wt％이고,
    상기 정극 활물질중의 상기 그래파이트계 재료는 천연 그래파이트이며,
    상기 황화물은 이황화 몰리브덴, 이황화 텅스텐 혹은 이황화 바나듐에서 선택하여 사용하며,
    상기 질화물은 육방 정 질화 붕소 혹은 탄소 도핑 육방 정 질화 붕소에서 선택하여 사용하며,
    상기 산화물은 삼산화 몰리브덴, 삼산화 텅스텐 혹은 오산화 바나듐에서 선택하여 사용하며,
    상기 탄화물은 탄화 티타늄, 탄화 탄탈 혹은 탄화 몰리브덴에서 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
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  12. 제1항 또는 제2항에 따른 이차전지를 제조하기 위한 이차전지의 제조방법에 있어서,
    전지부극을 제조하는 단계와,
    전해액을 만드는 단계와,
    세퍼레이터를 제조하는 단계와,
    전지정극을 제조하는 단계와,
    상기 전지부극, 전해액, 세퍼레이터, 전지정극을 사용하여 신형 이차전지를 조립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022092701A1 (ko) * 2020-10-29 2022-05-05 주식회사 엘지에너지솔루션 고리형 카보네이트를 함유하는 전해질을 포함하는 리튬-황 이차전지

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105449186B (zh) * 2015-11-18 2018-11-27 深圳先进技术研究院 一种二次电池及其制备方法
WO2017190364A1 (zh) * 2016-05-06 2017-11-09 深圳先进技术研究院 一种二次电池及其制备方法
CN108511803B (zh) * 2017-02-23 2021-02-26 深圳先进技术研究院 一种二次电池及其制备方法
CN108630993A (zh) * 2017-03-22 2018-10-09 福建新峰二维材料科技有限公司 一种用混合碳材料作正负极的锂双离子全电池
CN108630896A (zh) * 2017-03-24 2018-10-09 深圳中科瑞能实业有限公司 一种二次电池负极及其制备方法和二次电池
WO2018170927A1 (zh) * 2017-03-24 2018-09-27 深圳先进技术研究院 一种一体化二次电池及其制备方法
US11189835B2 (en) 2017-03-24 2021-11-30 Real Power Industrial Limited Company Anode for secondary battery, preparation method thereof and secondary battery
CN108631010B (zh) * 2017-03-24 2021-07-27 深圳先进技术研究院 一种一体化二次电池及其制备方法
CN106960955B (zh) * 2017-05-31 2019-07-16 中南大学 钒硫化物包覆的锂离子电池三元正极材料及其制备方法
CN107221443B (zh) * 2017-07-17 2020-02-11 深圳中科瑞能实业有限公司 钠离子混合超级电容器及其制备方法
CN107275097B (zh) * 2017-07-17 2020-03-20 深圳中科瑞能实业有限公司 钾离子混合超级电容器及其制备方法
CN107230555A (zh) * 2017-07-17 2017-10-03 深圳中科瑞能实业有限公司 锂离子混合超级电容器及其制备方法
CN107492641A (zh) * 2017-07-31 2017-12-19 安阳工学院 一种碳化钛‑四硫化三钛复合材料及其制备方法
CN107492658A (zh) * 2017-07-31 2017-12-19 安阳工学院 一种二硫化钛纳米片及其制备方法
DE102017213434A1 (de) * 2017-08-02 2019-02-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Batteriekomponente und Verfahren zur Herstellung derselben
CN108199044A (zh) * 2017-12-25 2018-06-22 深圳先进技术研究院 一种二次电池及其制备方法
CN108183261B (zh) * 2017-12-26 2020-08-25 深圳先进技术研究院 电解液和锂离子二次电池及其制备方法
KR102566406B1 (ko) 2018-01-05 2023-08-14 삼성전자주식회사 무음극 리튬금속전지 및 그 제조방법
CN108735984A (zh) * 2018-04-11 2018-11-02 燕山大学 一种二硫化钼/碳化钛复合材料的制备方法
CN108615933A (zh) * 2018-05-16 2018-10-02 东莞市振华新能源科技有限公司 一种基于新型正极材料的铝离子电池及其制备方法
CN109346670A (zh) * 2018-10-19 2019-02-15 深圳中科瑞能实业有限公司 储能器件铝负极、储能器件及其制备方法
CN111370751B (zh) * 2018-12-25 2021-12-07 深圳市比亚迪锂电池有限公司 固态电池及其制备方法和电动汽车
CN110010862B (zh) * 2019-03-15 2022-03-29 辽宁科技大学 一种镁二次电池正极材料MXene-Ti3C2/TiS2及其制备方法
CN111403658A (zh) * 2020-03-04 2020-07-10 南昌大学 一种具有电催化功能隔膜的制备方法及其在锂硫电池中的应用
CN111533186B (zh) * 2020-05-12 2022-10-04 哈尔滨工业大学 一种球形扩层二硫化钼的制备方法及其应用
CN114069042A (zh) * 2020-08-03 2022-02-18 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种新型锂电池
CN115989604A (zh) * 2020-09-14 2023-04-18 特拉沃特科技株式会社 锂二次电池
KR20230104654A (ko) * 2020-11-02 2023-07-10 테라와트 테크놀로지 가부시키가이샤 리튬 이차 전지
CN113258127B (zh) * 2021-05-31 2023-09-15 浙江大学 一种集流体-负极一体化的双极型锂二次电池及其方法
CN113991080A (zh) * 2021-10-25 2022-01-28 湖北亿纬动力有限公司 一种正极材料及其制备方法和用途
CN114361493B (zh) * 2021-11-29 2024-04-30 中国科学院金属研究所 一种塑料燃料电池系统
CN114203992B (zh) * 2021-12-07 2024-01-30 远景动力技术(江苏)有限公司 正极活性材料、电化学装置和电子设备
CN114497454A (zh) * 2021-12-24 2022-05-13 贵州梅岭电源有限公司 一种正极极片、电池及其制备方法
GB2624246A (en) * 2022-11-14 2024-05-15 Eqonic Group Ltd A battery

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005259378A (ja) * 2004-03-09 2005-09-22 Tatsuki Ishihara 非水電解液二次電池正極活物質用炭素材料、非水電解液二次電池正極、及び非水電解液二次電池
WO2015145288A1 (ja) * 2014-03-24 2015-10-01 株式会社半導体エネルギー研究所 リチウムイオン二次電池

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0554913A (ja) * 1991-08-22 1993-03-05 Toshiba Battery Co Ltd 非水電解液二次電池
JP3692656B2 (ja) * 1995-12-11 2005-09-07 宇部興産株式会社 非水二次電池
US6746804B2 (en) * 1998-05-13 2004-06-08 Wilson Greatbatch Technologies, Inc. Nonaqueous organic electrolytes for low temperature discharge of rechargeable electrochemical cells
JP2003331927A (ja) 2002-05-15 2003-11-21 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質二次電池の充電方法
KR100477969B1 (ko) 2002-10-25 2005-03-23 삼성에스디아이 주식회사 리튬 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 전지
JP4381273B2 (ja) 2004-10-01 2009-12-09 株式会社東芝 二次電池及び二次電池の製造方法
JP4794172B2 (ja) 2005-01-18 2011-10-19 三洋電機株式会社 非水電解液二次電池及びその充電方法
KR100635735B1 (ko) * 2005-03-08 2006-10-17 삼성에스디아이 주식회사 양극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
US8785055B2 (en) * 2009-09-14 2014-07-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Ionic liquid batteries
US20120288754A1 (en) * 2010-01-22 2012-11-15 Yuki Matsushita Cathode and method for manufacturing the same
FR2956926A1 (fr) * 2010-03-01 2011-09-02 Commissariat Energie Atomique Microbatterie et son procede de fabrication
JP5578341B2 (ja) * 2011-01-25 2014-08-27 株式会社村田製作所 非水電解液二次電池
JP6003889B2 (ja) * 2011-05-31 2016-10-05 日本ゼオン株式会社 リチウム二次電池正極用複合粒子、リチウム二次電池正極用複合粒子の製造方法、リチウム二次電池用正極の製造方法、リチウム二次電池用正極、及びリチウム二次電池
JP5758753B2 (ja) * 2011-09-09 2015-08-05 株式会社リコー 非水電解液二次電池
JP5900113B2 (ja) * 2012-03-30 2016-04-06 ソニー株式会社 リチウムイオン二次電池、リチウムイオン二次電池用負極、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム
JP2014035951A (ja) * 2012-08-09 2014-02-24 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池
CN104823308B (zh) * 2012-12-05 2017-03-08 日本瑞翁株式会社 锂离子二次电池
US20140356734A1 (en) * 2013-05-31 2014-12-04 Ningde Amperex Technology Limited Electrolyte for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery comprising the same
US9203084B2 (en) * 2013-08-08 2015-12-01 Nanotek Instrurments, Inc. Cathode active material-coated discrete graphene sheets for lithium batteries and process for producing same
WO2015046469A1 (ja) * 2013-09-30 2015-04-02 日立化成株式会社 リチウムイオン二次電池用正極及びそれを用いたリチウムイオン二次電池
JP2015130324A (ja) 2013-12-05 2015-07-16 株式会社リコー 非水電解液二次電池
CN103730683B (zh) * 2013-12-27 2015-08-19 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种锂电池及其制备方法
CN203707250U (zh) * 2014-01-24 2014-07-09 湖北金泉新材料有限责任公司 锂电池
CN104078704B (zh) * 2014-07-03 2016-03-23 南京中储新能源有限公司 一种二次铝电池及其非水电解质
JP6705119B2 (ja) * 2015-02-20 2020-06-03 株式会社村田製作所 電解質、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム
US10276856B2 (en) * 2015-10-08 2019-04-30 Nanotek Instruments, Inc. Continuous process for producing electrodes and alkali metal batteries having ultra-high energy densities
CN105449186B (zh) * 2015-11-18 2018-11-27 深圳先进技术研究院 一种二次电池及其制备方法
US9960451B1 (en) * 2017-05-24 2018-05-01 Nanotek Instruments, Inc. Method of producing deformable quasi-solid electrode material for alkali metal batteries

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005259378A (ja) * 2004-03-09 2005-09-22 Tatsuki Ishihara 非水電解液二次電池正極活物質用炭素材料、非水電解液二次電池正極、及び非水電解液二次電池
WO2015145288A1 (ja) * 2014-03-24 2015-10-01 株式会社半導体エネルギー研究所 リチウムイオン二次電池

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022092701A1 (ko) * 2020-10-29 2022-05-05 주식회사 엘지에너지솔루션 고리형 카보네이트를 함유하는 전해질을 포함하는 리튬-황 이차전지

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