KR102148506B1 - Anode Comprising Mesh Type Current Collector, Lithium Secondary Battery Comprising the Same and Manufacturing Method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 메쉬 형태의 집전체와 리튬 박막을 포함하는 리튬 이차전지용 음극에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리튬 박막이 집전체의 개구부로 인입되고, 빈 공간이 형성된 음극, 이를 포함하는 리튬 이차전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 리튬 덴드라이트 성장을 방지하여, 리튬 이차전지의 안전성을 향상시킬 수 있다. 또한 음극과 집전체 사이의 접착효율을 높일 수 있어 전지의 충방전 동안 음극 집전체와 리튬 박막의 박리를 방지할 수 있다.
The present invention relates to a negative electrode for a lithium secondary battery including a current collector in the form of a mesh and a lithium thin film, and more particularly, a negative electrode in which a lithium thin film is introduced into an opening of the current collector and an empty space is formed, a lithium secondary battery including the same, and It relates to a method of manufacturing the same.
According to the present invention, it is possible to prevent the growth of lithium dendrites, thereby improving the safety of a lithium secondary battery. In addition, the adhesion efficiency between the negative electrode and the current collector may be increased, and thus the negative electrode current collector and the lithium thin film may be prevented from being separated during charging and discharging of the battery.

Description

메쉬 형태의 집전체를 포함하는 음극, 이를 포함하는 리튬 이차전지 및 이의 제조방법 {Anode Comprising Mesh Type Current Collector, Lithium Secondary Battery Comprising the Same and Manufacturing Method thereof}Anode Comprising Mesh Type Current Collector, Lithium Secondary Battery Comprising the Same and Manufacturing Method thereof, including a negative electrode including a mesh-type current collector, and a lithium secondary battery including the same

본 발명은 메쉬 형태의 집전체와 리튬 박막을 포함하는 리튬 이차전지용 음극에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리튬 박막이 집전체의 개구부로 인입되고, 빈 공간이 형성된 음극, 이를 포함하는 리튬 이차전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a negative electrode for a lithium secondary battery including a current collector in the form of a mesh and a lithium thin film, and more particularly, a negative electrode in which a lithium thin film is introduced into an opening of the current collector and an empty space is formed, a lithium secondary battery including the same, and It relates to a method of manufacturing the same.

최근 에너지 저장 기술에 대한 관심이 갈수록 높아지고 있다. 휴대폰, 캠코더 및 노트북 PC, 나아가서는 전기 자동차의 에너지까지 적용분야가 확대되면서 전기화학소자의 연구와 개발에 대한 노력이 점점 구체화되고 있다.Recently, interest in energy storage technology is increasing. As the fields of application to mobile phones, camcorders, notebook PCs, and even electric vehicles are expanded, efforts for research and development of electrochemical devices are increasingly being materialized.

전기화학소자는 이러한 측면에서 가장 주목을 받고 있는 분야이고 그 중에서도 충·방전이 가능한 이차전지의 개발은 관심의 초점이 되고 있으며, 최근에는 이러한 전지를 개발함에 있어서 용량 밀도 및 에너지 효율을 향상시키기 위하여 새로운 전극과 전지의 설계에 대한 연구 개발로 진행되고 있다.Electrochemical devices are the field that is receiving the most attention in this respect, and among them, the development of secondary batteries capable of charging and discharging has become the focus of interest, and recently, in developing such batteries, in order to improve capacity density and energy efficiency. Research and development on the design of new electrodes and batteries is ongoing.

현재 적용되고 있는 이차전지 중에서 1990년대 초에 개발된 리튬 이차전지는 수용액 전해액을 사용하는 Ni-MH, Ni-Cd, 황산-납 전지 등의 재래식 전지에 비해서 작동 전압이 높고 에너지 밀도가 월등히 크다는 장점으로 각광을 받고 있다. Among the secondary batteries currently applied, the lithium secondary battery developed in the early 1990s has the advantage of having a higher operating voltage and significantly higher energy density than conventional batteries such as Ni-MH, Ni-Cd, and sulfuric acid-lead batteries using aqueous electrolyte solutions. It is in the limelight.

일반적으로, 리튬 이차전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체가 적층 또는 권취된 구조로 전지케이스에 내장되며, 그 내부에 비수 전해액이 주입됨으로써 구성된다. 음극으로서 리튬 전극은 평면상의 집전체 상에 리튬 호일을 부착시켜 사용한다. 이러한 경우, 충방전 진행 시 리튬의 형성과 제거가 불규칙하여 리튬 덴드라이트가 형성되며 이는 지속적인 용량 저하로 이어지게 된다. In general, a lithium secondary battery is built in a battery case in a structure in which an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode is stacked or wound, and is constructed by injecting a non-aqueous electrolyte into the battery case. As a negative electrode, a lithium electrode is used by attaching a lithium foil on a planar current collector. In this case, lithium dendrites are formed due to irregular formation and removal of lithium during charging and discharging, which leads to a continuous decrease in capacity.

이를 해결하기 위해 현재 리튬 금속층에 폴리머 보호층 또는 무기 고체 보호층을 도입하거나, 전해액의 염의 농도를 높이거나 적절한 첨가제의 적용하는 연구가 진행되었다. 하지만 이러한 연구들의 리튬 덴드라이트 억제 효과는 미미한 실정이다. 따라서 리튬 금속 음극 자체의 형태 변형이나 배터리의 구조 변형을 통하여 문제를 해결하는 것이 효과적인 대안이 될 수 있다.To solve this problem, research has been conducted to introduce a polymer protective layer or an inorganic solid protective layer to the lithium metal layer, increase the concentration of salt in the electrolyte, or apply an appropriate additive. However, the inhibitory effect of these studies on lithium dendrite is insignificant. Therefore, it may be an effective alternative to solve the problem through the shape modification of the lithium metal anode itself or the structure of the battery.

대한민국 등록특허공보 제10-1621410호 "리튬 전극 및 그를 포함하는 리튬 이차전지"Korean Patent Publication No. 10-1621410 "Lithium electrode and lithium secondary battery including the same"

상술한 바와 같이, 리튬 이차전지의 리튬 덴드라이트는 음극 집전체 표면에서 석출되고, 이로 인해 셀의 부피 팽창을 초래하기도 한다. 이에 본 발명자는 다각적으로 연구를 수행한 결과, 이러한 덴드라이트로 인한 문제를 전극 자체의 형태 및 구조의 변형을 통해 해결할 수 있는 방법을 알아내고 본 발명을 완성하였다.As described above, the lithium dendrites of the lithium secondary battery are deposited on the surface of the negative electrode current collector, thereby causing volume expansion of the cell. Accordingly, the inventor of the present invention has conducted various studies, and as a result, found a method that can solve the problem caused by dendrites by modifying the shape and structure of the electrode itself, and completed the present invention.

따라서 본 발명의 목적은 전극의 형태 및 구조 변형을 통해 리튬 덴드라이트로 인한 셀의 부피팽창 문제를 해결하고, 셀 성능이 향상된 리튬 이차전지를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problem of volume expansion of a cell due to lithium dendrite by modifying the shape and structure of an electrode, and to provide a lithium secondary battery with improved cell performance.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 선재부와 개구부로 이루어진 메쉬(mesh) 형태의 음극 집전체; 및 상기 음극 집전체의 개구부로 인입된 인입부와 인입되지 않은 비인입부로 이루어진 리튬 박막;을 포함하는 리튬 이차전지용 음극을 제공한다.The present invention in order to achieve the above object is a negative electrode current collector in the form of a mesh (mesh) consisting of a wire portion and an opening; And a lithium thin film comprising a lead-in portion and a non-intrusion portion of the negative electrode current collector.

또한 본 발명은 메쉬 형태의 음극 집전체를 준비하는 단계; 상기 음극 집전체 상에 리튬 금속 호일을 올리는 단계; 및 상기 리튬 금속 호일과 음극 집전체를 압연하여 상기 리튬 금속이 음극 집전체의 개구부로 인입되는 단계를 포함하는 리튬 이차전지용 음극의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of preparing a mesh-type negative electrode current collector; Placing a lithium metal foil on the negative electrode current collector; And rolling the lithium metal foil and a negative electrode current collector so that the lithium metal is introduced into an opening of the negative electrode current collector.

또한 본 발명은 상기 음극을 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다.In addition, the present invention provides a lithium secondary battery including the negative electrode.

본 발명에 따라 리튬 박막의 일부가 음극 집전체로 인입된 리튬 이차전지용 음극은 리튬 박막과 음극 집전체가 접하는 표면적을 넓힐 수 있어, 리튬 이차전지의 성능을 향상시킬 수 있고, 리튬 전극 내의 전자분포의 균일화를 통해 리튬 이차전지의 구동 시에 리튬 덴드라이트 성장을 방지하여, 리튬 이차전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the negative electrode for a lithium secondary battery in which a part of the lithium thin film is drawn into the negative electrode current collector can increase the surface area of the lithium thin film and the negative electrode current collector, thereby improving the performance of the lithium secondary battery and distributing electrons in the lithium electrode. When the lithium secondary battery is driven, the growth of lithium dendrites can be prevented through uniformization of the lithium secondary battery, thereby improving the safety of the lithium secondary battery.

또한 리튬 박막의 일부가 음극 집전체의 개구부 내로 인입되면서 남기는 빈 공간으로 리튬 덴드라이트의 생성이 유도되면서 셀의 부피 팽창을 방지할 수 있다.In addition, as a part of the lithium thin film is introduced into the opening of the negative electrode current collector, the generation of lithium dendrites is induced into an empty space, thereby preventing the cell from expanding in volume.

또한 종래의 단순 접합 구조에 비해 리튬 박막의 인입부와 음극 집전체의 개구부가 끼워 맞춤의 방식으로 접합하고 있기 때문에 접착효율을 높일 수 있어 전지의 충방전 동안 음극 집전체와 리튬 박막의 박리를 방지할 수 있다.In addition, compared to the conventional simple bonding structure, since the lead-in portion of the lithium thin film and the opening of the negative electrode current collector are joined in a fitting manner, the adhesion efficiency can be increased, thereby preventing the negative electrode current collector and the lithium thin film from peeling off during charging and discharging of the battery can do.

도 1은 본 발명에 따른 음극 집전체의 개구부로 인입된 리튬 박막을 포함하는 리튬 이차전지용 음극의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 리튬 이차전지용 음극의 제조방법을 설명하는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 리튬 이차전지용 음극의 제조방법을 설명하는 단계별 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에서 적용된 메쉬 타입의 음극 집전체의 이미지이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에서 적용된 메쉬 타입의 음극 집전체의 SEM 이미지이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 리튬 이차전지용 음극의 이미지이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 따른 리튬 이차전지용 음극의 SEM 이미지이다.
도 8은 본 발명의 실시예 1과 비교예 1에 따른 음극을 적용한 리튬 이차전지의 초기 용량 및 효율 데이터이다.
도 9는 본 발명의 실시예 1과 비교예 1에 따른 음극을 적용한 리튬 이차전지의 레이트(rate) 성능을 비교한 데이터이다.
1 is a cross-sectional view of a negative electrode for a lithium secondary battery including a lithium thin film introduced into an opening of a negative electrode current collector according to the present invention.
2 is a perspective view illustrating a method of manufacturing a negative electrode for a lithium secondary battery according to the present invention.
3 is a schematic diagram of a step-by-step explaining a method of manufacturing a negative electrode for a lithium secondary battery according to the present invention.
4 is an image of a mesh-type negative electrode current collector applied in Example 1 of the present invention.
5 is an SEM image of a mesh-type negative electrode current collector applied in Example 1 of the present invention.
6 is an image of a negative electrode for a lithium secondary battery according to Example 1 of the present invention.
7 is an SEM image of a negative electrode for a lithium secondary battery according to Example 1 of the present invention.
8 is an initial capacity and efficiency data of a lithium secondary battery to which the negative electrode according to Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention is applied.
9 is data comparing rate performance of a lithium secondary battery to which a negative electrode according to Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention is applied.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에 한정되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement it. However, the present invention may be implemented in various different forms, and is not limited to this specification.

도면에서는 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분을 생략하였고, 명세서 전체를 통해 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 사용하였다. 또한 도면에서 표시된 구성요소의 크기 및 상대적인 크기는 실제 축척과는 무관하며, 설명의 명료성을 위해 축소되거나 과장된 것일 수 있다.In the drawings, parts not related to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are used for similar parts throughout the specification. In addition, the size and relative size of the components indicated in the drawings are not related to the actual scale, and may be reduced or exaggerated for clarity of description.

도 1은 본 발명에 따른 음극 집전체의 개구부로 인입된 리튬 박막을 포함하는 리튬 이차전지용 음극의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명은 선재부(120)와 개구부(110)로 이루어진 메쉬(mesh) 형태의 음극 집전체(100); 및 상기 음극 집전체(100)의 개구부(110)로 인입된 인입부(210)와 인입되지 않은 비인입부(220)로 이루어진 리튬 박막(200)을 포함하는 리튬 이차전지용 음극을 제시한다.1 is a cross-sectional view of a negative electrode for a lithium secondary battery including a lithium thin film introduced into an opening of a negative electrode current collector according to the present invention. Referring to Figure 1, the present invention is a negative electrode current collector 100 in the form of a mesh (mesh) consisting of a wire portion 120 and an opening 110; And it presents a negative electrode for a lithium secondary battery including a lithium thin film 200 made of a lead-in portion 210 and a non-introductory portion 220 that is lead through the opening 110 of the negative electrode current collector 100.

본 발명에 따른 리튬 이차전지용 음극은 리튬 박막(200)이 메쉬 형태의 음극 집전체(100) 상면에서 일면이 접한 상태로 인입된 구조를 취하며, 이로 인하여 리튬 박막(200)의 일부가 음극 집전체(100)의 개구부(110) 내로 인입되면서 개구부(110)의 빈 공간을 남기게 된다. 이 공간으로 리튬 덴드라이트의 생성이 유도되면서 셀의 부피 팽창을 방지할 수 있다.The negative electrode for a lithium secondary battery according to the present invention has a structure in which a lithium thin film 200 is inserted in a state in which one surface is in contact with the upper surface of the mesh-shaped negative electrode current collector 100, whereby a part of the lithium thin film 200 is a negative electrode collector. As it is introduced into the opening 110 of the entire 100, an empty space of the opening 110 is left. As lithium dendrite is generated in this space, volume expansion of the cell can be prevented.

본 발명에서 상기 음극 집전체(100) 상에 형성되는 전극 물질은 리튬 박막(200)인 것이 바람직하다. 리튬 박막(200)은 금속막 특유의 전성(展性)과 연성(延性)을 지니고 있으며, 압력을 가하면 얇게 퍼지며 형태를 바꾸기 때문에, 소정의 압연 공정만으로도 메쉬 형태의 음극 집전체 개구부(110)로 인입시킬 수 있다. In the present invention, the electrode material formed on the negative electrode current collector 100 is preferably a lithium thin film 200. The lithium thin film 200 has the characteristic malleability and ductility of a metal film, and since it spreads thinly and changes shape when pressure is applied, it can be formed into the mesh-shaped negative electrode current collector opening 110 by only a predetermined rolling process. You can bring it in.

그러나 리튬 이차전지에 음극으로 적용되는 물질 중에서, 리튬을 박막 형태가 아닌 다른 형태로 포함하는 음극 활물질의 경우, 통상적으로 슬러리 혼합물로 제조하여 음극 집전체에 도포하는 소정의 코팅 공정을 수행하게 되는데, 이러한 슬러리 혼합물은 박막 형태의 리튬과 달리, 코팅 제막 공정 또는 그 이후의 압연 공정으로 메쉬 형태의 음극 집전체 개구부로 인입시키는데 어려움이 있을 뿐만 아니라, 압연 공정에서 가해지는 압력으로 인해 크랙이 발생할 가능성도 있다. 설령 슬러리 혼합물의 점성을 조절하여 음극 집전체 개구부로 인입된다 하더라도, 본 발명에서 목적하는 빈 공간을 확보하는 정도의 조절이 매우 어려운 문제점이 있다. However, among materials applied as a negative electrode to a lithium secondary battery, in the case of a negative electrode active material containing lithium in a form other than a thin film form, a predetermined coating process is usually performed in which a slurry mixture is prepared and applied to the negative electrode current collector. Unlike lithium in the form of a thin film, this slurry mixture has difficulty in introducing it into the opening of the negative electrode current collector in the form of a mesh through a coating film forming process or a subsequent rolling process, as well as a possibility of cracking due to the pressure applied in the rolling process. have. Even if the viscosity of the slurry mixture is adjusted to be introduced into the opening of the negative electrode current collector, it is very difficult to control the degree of securing the desired empty space in the present invention.

따라서 본 발명에서 음극재로서 바람직하게 리튬 박막(200)을 적용하며, 이러한 리튬 박막(200)의 인입부의 두께(d210)는 리튬 박막 전체의 20 내지 60%가 되도록 조절한다. 즉, 음극 집전체의 개구부(110)의 공간 중에서 리튬 박막의 인입부(210)로 채워지는 공간이 리튬 박막 전체에 대하여 20 내지 60%이며, 따라서, 개구부(100) 공간 중 빈 공간이 유지되게 된다. 이러한 개구부(100)의 남은 공간에 충방전을 거치면서 덴드라이트가 형성되어, 셀의 부피 팽창을 막을 수 있다.Therefore, in the present invention, the lithium thin film 200 is preferably applied as the negative electrode material, and the thickness d210 of the lead-in portion of the lithium thin film 200 is adjusted to be 20 to 60% of the total lithium thin film. That is, the space filled with the lead-in portion 210 of the lithium thin film among the space of the opening 110 of the negative electrode current collector is 20 to 60% of the entire lithium thin film, and thus, the empty space in the opening 100 space is maintained. do. Dendrites are formed in the remaining space of the opening 100 while charging and discharging, so that volume expansion of the cell may be prevented.

이때 상기 리튬 박막(200)의 비인입부의 두께(d220)는 전체 리튬 박막 두께(d200)의 40 내지 80%를 남기고 나머지 부분만이 인입되는 것이 바람직하다. 리튬 박막(200)을 완전히 인입하지 않고 일부 남기게 되면, 음극 집전체(100) 내부에 공간이 남게 되어, 상술한 바의 효과를 확보할 수 있다. 또한, 리튬 박막(200)의 양쪽 면이 모두 전해액에 노출되면서 양쪽 면에 안정한 SEI 막을 형성시켜, Li metal 면이 노출되는 것을 막아줌으로써 충방전에 따른 전해액 분해를 막을 수 있다.In this case, it is preferable that the thickness d220 of the non-retracted portion of the lithium thin film 200 leaves 40 to 80% of the total lithium thin film thickness d200 and only the remaining portion is introduced. If a portion of the lithium thin film 200 is not completely drawn in and left, a space is left inside the negative electrode current collector 100, and the above-described effects can be secured. In addition, as both surfaces of the lithium thin film 200 are exposed to the electrolyte, a stable SEI film is formed on both surfaces, thereby preventing the Li metal surface from being exposed, thereby preventing electrolyte degradation due to charge and discharge.

상기 리튬 박막의 두께(d200)는 10 내지 800㎛인 것을 선택하되, 상기 음극 집전체의 두께보다 두꺼운 것을 선택하는 것이 바람직하다. 이러한 이유는 리튬 박막(200)이 음극 집전체의 개구부(110)로 인입되고도 충분한 비인입부(220)의 두께를 확보하기 위함이다.The thickness (d200) of the lithium thin film is selected from 10 to 800㎛, but it is preferable to select a thickness thicker than the thickness of the negative electrode current collector. The reason for this is to secure a sufficient thickness of the non-retracted portion 220 even when the lithium thin film 200 is introduced into the opening 110 of the negative electrode current collector.

또한 음극 집전체(100)는 3 내지 500㎛의 두께 범위인 것을 적용한다. 상기 음극 집전체의 두께가 3㎛ 미만이면, 집전 효과가 떨어지고, 리튬 덴드라이트를 포집하기 위한 충분한 크기의 개구부(110)가 확보되지 않으며, 반면 두께가 500㎛를 초과하면 셀을 폴딩(folding)하여 조립하는 경우 가공성이 저하되는 문제점이 있다.In addition, the negative electrode current collector 100 is applied in a thickness range of 3 to 500㎛. If the thickness of the negative electrode current collector is less than 3 μm, the current collecting effect is degraded, and the opening 110 of a sufficient size for collecting lithium dendrites is not secured. On the other hand, if the thickness exceeds 500 μm, the cell is folded. In the case of assembling, there is a problem that the workability is deteriorated.

이러한 음극 집전체(100)의 개구부(110) 1개의 사이즈가 작을수록, 개구부(110)가 차지하는 비율이 클수록, 리튬 덴드라이트 성장 억제 효과는 우수하다. 보다 구체적으로 상기 음극 집전체(100)의 선재부(120)는 선폭이 50 ~ 500㎛이고, 선 간격이 100㎛ ~ 1mm인 것을 선택할 수 있으며, 이러한 선재부(120)가 형성하는 개구부(110) 1개의 사이즈는 10 ~ 300㎛인 것이 상기한 효과를 확보하는데 바람직하다.The smaller the size of one opening 110 of the negative electrode current collector 100 and the larger the ratio occupied by the opening 110 is, the better the lithium dendrite growth suppression effect is. More specifically, the wire member 120 of the negative electrode current collector 100 may have a line width of 50 to 500 µm and a line spacing of 100 µm to 1 mm, and the opening 110 formed by the wire member 120 ) One size is preferably 10 ~ 300㎛ to ensure the above effect.

또한 상기 음극 집전체(100)에서 개구부(110)가 차지하는 비율은, 음극 집전체(100) 전체 면적 100%를 기준으로 개구부(110) 영역이 차지하는 면적 비율인 개구율이 20 내지 80%인 것이 바람직하다. 상기 개구율이 20% 미만이면 본 발명의 목적인 리튬 덴드라이트의 석출 및 제거 반응을 유도하는 효과를 확보할 수 없고, 개구율이 80%를 초과하면 음극 집전체와 리튬 금속층과의 접촉하는 면적이 상대적으로 감소하여 음극 집전체로서의 역할을 하는데 적절하지 못하여 전지의 성능이 저하된다.In addition, the ratio of the openings 110 in the negative electrode current collector 100 is preferably 20 to 80%, which is the ratio of the area occupied by the openings 110 based on 100% of the total area of the negative electrode current collector 100. Do. If the aperture ratio is less than 20%, the effect of inducing the precipitation and removal reaction of lithium dendrites, which is the object of the present invention, cannot be secured. If the aperture ratio exceeds 80%, the contact area between the negative electrode current collector and the lithium metal layer is relatively It decreases, and the performance of the battery is deteriorated because it is not appropriate to function as a negative electrode current collector.

이러한 음극 집전체(100)의 선재부(120)가 형성하는 개구부(110)의 형상에는 제한이 없으며, 예컨대 원형, 타원형 또는 다각형의 형상일 수 있다.The shape of the opening 110 formed by the wire portion 120 of the negative electrode current collector 100 is not limited, and may be, for example, a circular, elliptical, or polygonal shape.

상기 음극 집전체(100)는 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특히 제한하지 않으며, 구리, 알루미늄, 스테인리스스틸, 아연, 티타늄, 은, 팔라듐, 니켈, 철, 크롬, 이들의 합금 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 상기 스테인리스스틸은 카본, 니켈, 티탄 또는 은으로 표면 처리될 수 있으며, 상기 합금으로는 알루미늄-카드뮴 합금을 사용할 수 있고, 그 외에도 소성 탄소, 도전재로 표면 처리된 비전도성 고분자, 또는 전도성 고분자 등을 사용할 수도 있다. 일반적으로 음극 집전체로는 구리 박판을 적용한다.The negative electrode current collector 100 is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical changes to the battery, and copper, aluminum, stainless steel, zinc, titanium, silver, palladium, nickel, iron, chromium, It may be selected from the group consisting of alloys and combinations thereof. The stainless steel may be surface-treated with carbon, nickel, titanium, or silver, and an aluminum-cadmium alloy may be used as the alloy, and in addition, non-conductive polymer surface-treated with calcined carbon, conductive material, or conductive polymer, etc. You can also use In general, a thin copper plate is used as the negative electrode current collector.

본 발명에 따라 리튬 박막의 일부가 음극 집전체로 인입된 리튬 이차전지용 음극은 리튬 박막과 음극 집전체가 접하는 표면적을 넓히고, 리튬 전극 내의 전자분포를 균일화시키고, 집전체 내부의 빈 공간에 리튬 덴드라이트를 석출하도록 유도함으로써 리튬 이차전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the negative electrode for a lithium secondary battery in which a part of the lithium thin film is introduced into the negative electrode current collector increases the surface area of the lithium thin film and the negative electrode current collector, uniformizes the electron distribution in the lithium electrode, By inducing dry matter to precipitate, the safety of the lithium secondary battery can be improved.

이에 나아가 본 발명은 선재부와 개구부로 이루어진 메쉬(mesh) 형태의 음극 집전체; 상기 음극 집전체의 개구부로 인입된 인입부와 인입되지 않은 비인입부로 이루어진 리튬 박막; 및 상기 음극 집전체가 대면한 리튬 박막의 반대면에 형성된 보호구조물을 포함하고, 상기 보호구조물은 유기 중합체부와 무기 물질부로 구성되어, 상기 선재부가 접하는 리튬 박막의 반대면에 상기 유기 중합체부가, 상기 개구부에 해당하는 리튬 박막의 반대면에 무기 물질부가 생성된 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 음극을 제시한다.Further, the present invention is a negative electrode current collector in the form of a mesh (mesh) consisting of a wire portion and an opening; A lithium thin film comprising a lead-in portion introduced into an opening portion of the negative electrode current collector and a non-intrusion portion not lead-in; And a protective structure formed on an opposite surface of the lithium thin film facing the negative electrode current collector, wherein the protective structure comprises an organic polymer part and an inorganic material part, wherein the organic polymer part is on the opposite surface of the lithium thin film in contact with the wire rod part, It provides a negative electrode for a lithium secondary battery, characterized in that the inorganic material portion is generated on the opposite surface of the lithium thin film corresponding to the opening.

본 발명에 따른 보호구조물은 음극과 전해질 사이의 이온 경로를 제공할 수 있다. 이러한 보호구조물은 상기 유기 중합체부가 형성하는 프레임 사이를 무기 물질이 충전하는 형상으로서, 특정한 세라믹/유리질(glassy)로 이루어진 무기 물질 셀 또는 층이, 전체 셀 또는 층으로 전파될 수 있는 핀홀, 균열 및/또는 결정립계 결함을 포함할 수 있지만, 다수의 이온 경로의 존재는 임의의 하나의 이온 경로에서의 결함의 영향을 최소화할 수 있다. 따라서 상기 보호구조물에서는, 결함이 존재하는 경우, 이는 전형적으로 하나 이상의 연속적인 세라믹 층을 포함하는 보호 구조물 내에 존재할 때보다 훨씬 덜 치명적이다. 예를 들어, 결함이 고립될 수 있기 때문에(예컨대, 중합체 물질에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸임), 상기 결함이 다른 이온 경로(예컨대, 무기 물질-충전된 공동)로 전파되는 것을 감소시키거나 피할 수 있다.The protective structure according to the present invention can provide an ion path between the cathode and the electrolyte. Such a protective structure is a shape in which an inorganic material is filled between the frames formed by the organic polymer part, and an inorganic material cell or layer made of a specific ceramic/glassy material, pinholes, cracks, and /Or may include grain boundary defects, but the presence of multiple ion pathways can minimize the effect of defects in any one ion pathway. Thus, in such a protective structure, if a defect is present, it is typically much less fatal than it is in a protective structure comprising one or more continuous ceramic layers. For example, because defects can be isolated (e.g., at least partially surrounded by a polymeric material), propagation of the defects to other ion pathways (e.g., inorganic material-filled cavities) can be reduced or avoided. have.

상기 유기 중합체부는 보호 구조물의 유연성 및 강도와 같은 유리한 기계적 특성을 제공한다. 중합체 프레임 내부에 무기 물질로 충전된 셀을 배치시키는 것은 균열 매커니즘에 대한 상기 무기 물질-충전된 공동의 취약성을 감소시킬 수 있다. 그 재질에는 제한이 없으나, 예컨대 비-이온 전도성 중합체로서 폴리비닐 알콜, 폴리이소부틸렌, 에폭시, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다.The organic polymer part provides advantageous mechanical properties such as flexibility and strength of the protective structure. Placing a cell filled with inorganic material inside the polymer frame can reduce the vulnerability of the inorganic material-filled cavity to the cracking mechanism. The material is not limited, but may be selected from polyvinyl alcohol, polyisobutylene, epoxy, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, and combinations thereof as a non-ionic conductive polymer.

상기 무기 물질부는 상기 리튬 박막과 이온적으로 연통(ionic communication)되는 물질로서, 세라믹계 또는 유리질계 물질일 수 있으며, 예컨대 Li2O, Li3N, Al2O3, ZrO2, SiO2, CeO2, Al2TiO5, 옥시-설파이드 유리 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다.The inorganic material part is a material in ionic communication with the lithium thin film, and may be a ceramic material or a glass material, such as Li 2 O, Li 3 N, Al 2 O 3 , ZrO 2 , SiO 2 , CeO 2 , Al 2 TiO 5 , oxy-sulfide glass and combinations thereof.

상기 보호구조물은 일례로, 음극 집전체의 메쉬 형상을 이루는 선재부를 따라 유기 중합체부로 프레임을 제작한 후, 그 사이를 무기 물질로 충전하는 방식으로 제조될 수 있으며, 그 방법에는 전자빔 증착, 스퍼터링 및 열 증착 등의 방법을 적용하는 것이 가능하다.For example, the protective structure may be manufactured by forming a frame with an organic polymer part along a wire part forming a mesh shape of a negative electrode current collector, and then filling the frame with an inorganic material. The method includes electron beam deposition, sputtering, and It is possible to apply a method such as thermal evaporation.

도 2와 도 3은 본 발명에 따른 리튬 이차전지용 음극의 제조방법을 설명하는 사시도 및 단계별 모식도이다. 리튬 박막(200)을 메쉬 형태의 음극 집전체(100)가 형성하는 개구부(110)에 인입하는 것은 리튬 박막(200)을 음극 집전체(100)에 올린 후, 압연 공정을 수행하여 달성될 수 있다. 보다 구체적으로 본 발명은 ⅰ) 메쉬 형태의 음극 집전체(100)를 준비하는 단계; ⅱ) 상기 음극 집전체(100) 상에 리튬 박막(200)을 올리는 단계; 및 ⅲ) 상기 리튬 박막(200)과 음극 집전체(100)를 압연하여 상기 리튬 박막(200)이 음극 집전체(100)의 개구부(110)로 인입되는 단계;를 포함하는 리튬 이차전지용 음극의 제조방법을 제공한다.2 and 3 are perspective and step-by-step schematic diagrams illustrating a method of manufacturing a negative electrode for a lithium secondary battery according to the present invention. Inserting the lithium thin film 200 into the opening 110 formed by the mesh-shaped negative electrode current collector 100 may be achieved by placing the lithium thin film 200 on the negative electrode current collector 100 and then performing a rolling process. have. More specifically, the present invention comprises the steps of: i) preparing a negative electrode current collector 100 in a mesh shape; Ii) placing a lithium thin film 200 on the negative electrode current collector 100; And iii) rolling the lithium thin film 200 and the negative electrode current collector 100 so that the lithium thin film 200 is introduced into the opening 110 of the negative electrode current collector 100; including a negative electrode for a lithium secondary battery. Provides a manufacturing method.

상기 압연 단계는 통상의 방법에 따라 실시될 수 있으며, 예컨대 롤 프레스(Roll press) 등에 구비된 가압롤러(300)로 압착하거나, 판상 프레스로 전극 전면에 걸쳐 압착하는 방법으로, 리튬 박막(200)을 음극 집전체(100)의 개구부(110)로 인입시킬 수 있다. The rolling step may be carried out according to a conventional method, for example, by pressing with a pressing roller 300 provided in a roll press, or by pressing over the entire electrode with a plate-shaped press, and a lithium thin film 200 May be introduced into the opening 110 of the negative electrode current collector 100.

특히 이러한 압연 공정은 10㎏/㎠ ~ 100ton/㎠의 압력을 인가하고, 100 ~ 200℃의 온도로 가열할 수 있다. 상기 온도의 열처리는 압연 공정을 수행하면서 가열하거나, 또는 압연 공정 수행 전에 가열된 상태에서 압연 공정을 수행하는 것도 모두 포함된다. 이러한 온도와 압력 조건을 조절하여, 리튬 박막의 인입 정도를 조절할 수 있으며, 바람직하게는 전술한 범위의 인입부 두께(d210)를 만족하도록 압연할 수 있다.In particular, in this rolling process, a pressure of 10 kg/cm 2 to 100 ton/cm 2 may be applied and heated to a temperature of 100 to 200°C. The heat treatment at the temperature includes heating while performing the rolling process, or performing the rolling process in a heated state before performing the rolling process. By controlling the temperature and pressure conditions, the degree of lead-in of the lithium thin film can be controlled, and preferably, the roll may be performed to satisfy the inlet thickness d210 of the above-described range.

본 발명에 따른 리튬 이차전지는 전술한 음극의 구조 및 특성을 제외한 나머지 구성에 대해서는 통상의 당 업자가 실시하는 공지된 기술을 통하여 제조 가능하며, 이하 구체적으로 설명한다.The lithium secondary battery according to the present invention can be manufactured through a known technique performed by a person skilled in the art for the remaining configurations except for the structure and characteristics of the negative electrode described above, and will be described in detail below.

본 발명에 따른 양극은 양극 활물질, 도전재 및 바인더를 포함하는 조성물을 양극 집전체에 제막하여 양극의 형태로 제조할 수 있다.The positive electrode according to the present invention may be prepared in the form of a positive electrode by forming a composition including a positive electrode active material, a conductive material, and a binder on a positive electrode current collector.

상기 양극 활물질은 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, Li(NiaCobMnc)O2(0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), LiNi1 - yCoyO2, LiCo1 - yMnyO2, LiNi1 - yMnyO2(O≤≤y<1), Li(NiaCobMnc)O4(0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2), LiMn2 - zNizO4, LiMn2 - zCozO4(0<z<2), LiCoPO4 및 LiFePO4로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 또한, 이러한 산화물(oxide) 외에 황화물(sulfide), 셀렌화물(selenide) 및 할로겐화물(halide) 등도 사용할 수 있다. 더욱 바람직한 예에서, 상기 양극 활물질은 고출력 전지에 적합한 LiCoO2일 수 있다.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<1, 0<b<1, 0<c<1, a+ b+c=1), LiNi 1 - y CoyO 2 , LiCo 1 - y MnyO 2 , LiNi 1 - y MnyO 2 (O≤≤y<1), Li(Ni a Co b Mn c )O 4 (0<a<2,0<b<2,0<c<2, a+b+c=2), LiMn 2 - z NizO 4 , LiMn 2 - z CozO 4 (0<z<2), LiCoPO 4 and LiFePO Any one selected from the group consisting of 4 or a mixture of two or more of them may be used. In addition, in addition to these oxides, sulfide, selenide, and halide may be used. In a more preferred example, the positive active material may be LiCoO 2 suitable for high-power batteries.

상기 도전재는 양극 활물질의 도전성을 더욱 향상시키기 위한 성분으로서, 비제한적인 예로, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스커; 산화티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is a component for further improving the conductivity of the positive electrode active material, and non-limiting examples include graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon blacks such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and thermal black; Conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskers such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives may be used.

상기 바인더는 양극 활물질을 양극 집전체에 유지시키고, 양극 활물질들 사이를 유기적으로 연결해주는 기능을 가지는 것으로서, 예컨대 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF), 폴리비닐알코올(PVA), 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로오즈, 재생 셀룰로오즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 폴리머(EPDM), 술폰화-EPDM, 스티렌-부타디엔 고무, 불소 고무, 이들의 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder holds the positive electrode active material in the positive electrode current collector and has a function of organically connecting the positive electrode active materials, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl alcohol (PVA), carboxymethylcellulose ( CMC), starch, hydroxypropylcellulose, recycled cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene polymer (EPDM), sulfonated-EPDM, styrene-butadiene rubber, fluorine Rubber, and various copolymers thereof.

상기 양극 집전체는 상기 음극 집전체에서 전술한 바와 같으며, 일반적으로 양극 집전체는 알루미늄 박판이 이용될 수 있다.The positive electrode current collector is the same as described above for the negative electrode current collector, and generally, an aluminum thin plate may be used as the positive electrode current collector.

상기 양극 조성물을 양극 집전체 상에 당업계에 알려진 통상의 방법을 이용하여 코팅할 수 있으며, 예를 들면 딥핑(dipping)법, 스프레이(spray)법, 롤 코트(roll court)법, 그라비아 인쇄법, 바코트(bar court)법, 다이(die) 코팅법, 콤마(comma) 코팅법 또는 이들의 혼합 방식 등 다양한 방식을 이용할 수 있다.The positive electrode composition may be coated on the positive electrode current collector using a conventional method known in the art, for example, a dipping method, a spray method, a roll court method, a gravure printing method. , A bar court method, a die coating method, a comma coating method, or a mixing method thereof may be used.

이와 같은 코팅 과정을 거친 양극 및 양극 조성물은 이후 건조 과정을 통해 용매나 분산매의 증발, 코팅막의 조밀성 및 코팅막과 집전체와의 밀착성 등이 이루어진다. 이때 건조는 통상적인 방법에 따라 실시되며, 이를 특별히 제한하지 않는다.The positive electrode and the positive electrode composition that has undergone such a coating process are then dried through a drying process to evaporate a solvent or a dispersion medium, and obtain a dense coating layer and adhesion between the coating layer and the current collector. At this time, drying is performed according to a conventional method, and this is not particularly limited.

본 발명에 따른 분리막은 특별히 그 재질을 한정하지 않으며, 양극과 음극을 물리적으로 분리하고, 전해질 및 이온 투과능을 갖는 것으로서, 통상적으로 전기화학소자에서 분리막으로 사용되는 것이라면 특별한 제한 없이 사용 가능하나, 다공성이고 비전도성 또는 절연성인 물질로서, 특히 전해액의 이온 이동에 대하여 저저항이면서 전해액 함습 능력이 우수한 것이 바람직하다. 예컨대 폴리올레핀계 다공성 막(membrane) 또는 부직포를 사용할 수 있으나, 이에 특별히 한정되는 것은 아니다.The separation membrane according to the present invention is not particularly limited in its material, and physically separates the anode and the cathode, and has electrolyte and ion permeability, and can be used without particular limitation as long as it is commonly used as a separator in an electrochemical device. As a porous, non-conductive or insulating material, in particular, it is preferable that the electrolyte has low resistance to ion migration and excellent electrolyte-moisturizing ability. For example, a polyolefin-based porous membrane or a nonwoven fabric may be used, but is not particularly limited thereto.

상기 폴리올레핀계 다공성 막의 예로는, 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리펜텐 등의 폴리올레핀계 고분자를 각각 단독으로 또는 이들을 혼합한 고분자로 형성한 막을 들 수 있다.Examples of the polyolefin-based porous membrane include polyolefin-based polymers such as high-density polyethylene, linear low-density polyethylene, low-density polyethylene, and ultra-high molecular weight polyethylene, polyolefin-based polymers such as polypropylene, polybutylene, and polypentene, respectively, or a mixture of them. There is one act.

상기 부직포는 전술한 폴리올레핀계 부직포 외에 예컨대, 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 폴리이미드(polyimide), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylenesulfide), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리에스테르(polyester) 등을 각각 단독으로 또는 이들을 혼합한 고분자로 형성한 부직포가 가능하며, 이러한 부직포는 다공성 웹(web)을 형성하는 섬유 형태로서, 장섬유로 구성된 스폰본드(spunbond) 또는 멜트블로운(meltblown) 형태를 포함한다.The nonwoven fabric is, for example, polyphenyleneoxide, polyimide, polyamide, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyethylenenaphthalate, in addition to the above-described polyolefin nonwoven fabric. , Polybutyleneterephthalate, polyphenylenesulfide, polyacetal, polyethersulfone, polyetheretherketone, polyester, etc., either alone or A nonwoven fabric formed of a polymer mixture of these can be used, and such a nonwoven fabric is a fiber form forming a porous web, and includes a spunbond or meltblown form composed of long fibers.

상기 분리막의 두께는 특별히 제한되지는 않으나, 1 내지 100 ㎛ 범위가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 5 내지 50 ㎛ 범위이다. 상기 분리막의 두께가 1 ㎛ 미만인 경우에는 기계적 물성을 유지할 수 없으며, 100 ㎛를 초과하는 경우에는 상기 분리막이 저항층으로 작용하게 되어 전지의 성능이 저하된다.The thickness of the separator is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 100 µm, and more preferably in the range of 5 to 50 µm. When the thickness of the separator is less than 1 µm, mechanical properties cannot be maintained, and when the thickness of the separator exceeds 100 µm, the separator acts as a resistive layer, thereby deteriorating battery performance.

상기 분리막의 기공 크기 및 기공도는 특별히 제한되지는 않으나, 기공 크기는 0.1 내지 50 ㎛이고, 기공도는 10 내지 95%인 것이 바람직하다. 상기 분리막의 기공 크기가 0.1 ㎛ 미만이거나 기공도가 10% 미만이면 분리막이 저항층으로 작용하게 되며, 기공 크기가 50 ㎛를 초과하거나 기공도가 95%를 초과하는 경우에는 기계적 물성을 유지할 수 없다.The pore size and porosity of the separator are not particularly limited, but the pore size is preferably 0.1 to 50 μm, and the porosity is preferably 10 to 95%. If the pore size of the separator is less than 0.1 μm or the porosity is less than 10%, the separator acts as a resistive layer, and if the pore size exceeds 50 μm or the porosity exceeds 95%, mechanical properties cannot be maintained. .

본 발명에서 적용 가능한 전해질은 리튬 금속과 반응하지 않는 비수 전해액 또는 고체 전해질이 가능하나 바람직하게는 비수 전해질이고, 전해질 염 및 유기 용매를 포함한다.The electrolyte applicable in the present invention may be a non-aqueous electrolyte solution or a solid electrolyte that does not react with lithium metal, but is preferably a non-aqueous electrolyte, and includes an electrolyte salt and an organic solvent.

상기 비수 전해액에 포함되는 전해질 염은 리튬염이다. 상기 리튬염은 리튬 이차전지용 전해액에 통상적으로 사용되는 것들이 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들어 상기 리튬염의 음이온으로는 F-, Cl-, Br-, 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-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상을 포함할 수 있다.The electrolyte salt contained in the non-aqueous electrolyte solution is a lithium salt. As the lithium salt, those commonly used in an electrolyte for a lithium secondary battery may be used without limitation. For example is the above lithium salt anion F -, Cl -, Br - , 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 SO 2) 2 CH -, (SF 5) 3 C -, ( CF 3 SO 2) 3 C - from the group consisting of -, 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 Any one selected or two or more of them may be included.

상기 비수 전해액에 포함되는 유기 용매로는 리튬 이차전지용 전해액에 통상적으로 사용되는 것들을 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면 에테르, 에스테르, 아미드, 선형 카보네이트, 환형 카보네이트 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 그 중에서 대표적으로는 환형 카보네이트, 선형 카보네이트, 또는 이들의 혼합물인 카보네이트 화합물을 포함할 수 있다.As organic solvents included in the non-aqueous electrolyte, those commonly used in electrolytes for lithium secondary batteries can be used without limitation, for example, ether, ester, amide, linear carbonate, cyclic carbonate, etc., alone or in combination of two or more Can be used. Among them, representatively, a cyclic carbonate, a linear carbonate, or a carbonate compound that is a mixture thereof may be included.

상기 환형 카보네이트 화합물의 구체적인 예로는 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate, EC), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 1,2-부틸렌 카보네이트, 2,3-부틸렌 카보네이트, 1,2-펜틸렌 카보네이트, 2,3-펜틸렌 카보네이트, 비닐렌 카보네이트, 비닐에틸렌 카보네이트 및 이들의 할로겐화물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물이 있다. 이들의 할로겐화물로는 예를 들면, 플루오로에틸렌 카보네이트(fluoroethylene carbonate, FEC) 등이 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.Specific examples of the cyclic carbonate compound include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), 1,2-butylene carbonate, 2,3-butylene carbonate, 1,2-pentylene carbonate, Any one selected from the group consisting of 2,3-pentylene carbonate, vinylene carbonate, vinylethylene carbonate, and halides thereof, or a mixture of two or more thereof. These halides include, for example, fluoroethylene carbonate (FEC), but are not limited thereto.

또한 상기 선형 카보네이트 화합물의 구체적인 예로는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트(EMC), 메틸프로필 카보네이트 및 에틸프로필 카보네이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물 등이 대표적으로 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, specific examples of the linear carbonate compound include any one selected from the group consisting of dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate, ethylmethyl carbonate (EMC), methylpropyl carbonate, and ethylpropyl carbonate, or these A mixture of two or more of them may be typically used, but is not limited thereto.

특히, 상기 카보네이트계 유기 용매 중 환형 카보네이트인 에틸렌 카보네이트 및 프로필렌 카보네이트는 고점도의 유기 용매로서 유전율이 높아 전해질 내의 리튬염을 보다 더 잘 해리시킬 수 있으며, 이러한 환형 카보네이트에 디메틸 카보네이트 및 디에틸 카보네이트와 같은 저점도, 저유전율 선형 카보네이트를 적당한 비율로 혼합하여 사용하면 보다 높은 전기 전도율을 갖는 전해액을 만들 수 있다.In particular, among the carbonate-based organic solvents, ethylene carbonate and propylene carbonate, which are cyclic carbonates, are organic solvents with high viscosity and have high dielectric constants, so that lithium salts in the electrolyte can be more easily dissociated, such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate. If a low viscosity, low dielectric constant linear carbonate is mixed in an appropriate ratio and used, an electrolyte solution having a higher electrical conductivity can be prepared.

또한, 상기 유기 용매 중 에테르로는 디메틸 에테르, 디에틸 에테르, 디프로필 에테르, 메틸에틸 에테르, 메틸프로필 에테르 및 에틸프로필 에테르로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, as the ether of the organic solvent, any one selected from the group consisting of dimethyl ether, diethyl ether, dipropyl ether, methylethyl ether, methylpropyl ether, and ethylpropyl ether, or a mixture of two or more thereof may be used. , But is not limited thereto.

그리고 상기 유기 용매 중 에스테르로는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 메틸 프로피오 네이트, 에틸 프로피오네이트, 프로필 프로피오네이트, γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, γ-카프로락톤, σ-발레로락톤 및 ε-카프로락톤으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.And esters in the organic solvent include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-caprolactone, σ -Any one selected from the group consisting of valerolactone and ε-caprolactone, or a mixture of two or more of them may be used, but the present invention is not limited thereto.

상기 비수 전해액의 주입은 최종 제품의 제조 공정 및 요구 물성에 따라, 전기화학소자의 제조 공정 중 적절한 단계에서 행해질 수 있다. 즉, 전기화학소자 조립 전 또는 전기화학소자 조립 최종 단계 등에서 적용될 수 있다.The injection of the non-aqueous electrolyte may be performed at an appropriate step in the manufacturing process of the electrochemical device, depending on the manufacturing process and required physical properties of the final product. That is, it can be applied before assembling the electrochemical device or at the final stage of assembling the electrochemical device.

본 발명에 따른 리튬 이차전지는 일반적인 공정인 권취(winding) 이외에도 세퍼레이터와 전극의 적층(lamination, stack) 및 접음(folding) 공정이 가능하다. 그리고, 상기 전지케이스는 원통형, 각형, 파우치(pouch)형 또는 코인(coin)형 등이 될 수 있다.In the lithium secondary battery according to the present invention, in addition to winding, which is a general process, lamination and stacking of a separator and an electrode and folding are possible. In addition, the battery case may be a cylindrical shape, a square shape, a pouch type, or a coin type.

상기와 같이 본 발명에 따른 리튬 이차전지는 우수한 방전 용량, 출력 특성 및 용량 유지율을 안정적으로 나타내기 때문에, 휴대전화, 노트북 컴퓨터, 디지털 카메라 등의 휴대용 기기, 및 하이브리드 전기자동차(hybrid electric vehicle, HEV) 등의 전기 자동차 분야 등에 유용하다.As described above, since the lithium secondary battery according to the present invention stably exhibits excellent discharge capacity, output characteristics and capacity retention rate, portable devices such as mobile phones, notebook computers, and digital cameras, and hybrid electric vehicles (HEVs) ), etc. It is useful in electric vehicle fields.

이에 따라, 본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 리튬 이차전지를 단위 셀로 포함하는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩이 제공된다. 상기 전지모듈 또는 전지팩은 파워 툴(power tool); 전기자동차(electric vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차, 및 플러그인 하이브리드 전기자동차(plug-in hybrid electric vehicle, PHEV)를 포함하는 전기차; 또는 전력 저장용 시스템 중 어느 하나 이상의 중대형 디바이스 전원으로 이용될 수 있다.Accordingly, according to another embodiment of the present invention, a battery module including the lithium secondary battery as a unit cell and a battery pack including the same are provided. The battery module or battery pack may include a power tool; Electric vehicles, including electric vehicles (EV), hybrid electric vehicles, and plug-in hybrid electric vehicles (PHEV); Alternatively, it may be used as a power source for any one or more medium and large-sized devices in a power storage system.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be described in detail to illustrate the present invention in detail. However, the embodiments according to the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely describe the present invention to those of ordinary skill in the art.

실시예: 리튬 이차전지의 제조Example: Manufacture of lithium secondary battery

<실시예 1><Example 1>

음극 집전체로 두께가 25㎛인 구리 메쉬(도 4, 도 5에 도시) 위에 두께가 40㎛인 리튬 호일을 올리고, 리튬 호일의 50%가 인입되도록 압력을 가하였으며, 상온에서 롤프레싱하여 음극(도 6, 도 7에 도시)을 제조하였다.A lithium foil having a thickness of 40 μm was placed on a 25 μm thick copper mesh (shown in FIGS. 4 and 5) as an anode current collector, pressure was applied so that 50% of the lithium foil was drawn in, and roll pressed at room temperature to (Shown in Figs. 6 and 7) was prepared.

양극 집전체로 두께가 12㎛인 알루미늄 호일 위에 양극 활물질: 도전재(Carbon black) : 바인더(KF9700)가 95.5 : 2.0 : 2.5의 조성으로 제막하여 양극을 제조하였다.A positive electrode was prepared by forming a positive electrode active material: carbon black: a binder (KF9700) in a composition of 95.5:2.0:2.5 on an aluminum foil having a thickness of 12㎛ as a positive electrode current collector.

분리막으로는 8㎛ 폴리에틸렌(PE) 원단에 양면에 SRS가 2.5 ㎛씩 코팅되어 있는 분리막을 사용하여 이차전지를 제조하였다. 전해질로는 FEC/DEC를 사용하였으며, LiPF6 1M, 첨가제 0.5 wt%를 함유한 전해액을 사용하여 리튬 이차전지를 제조하였다.As a separator, a secondary battery was manufactured using a separator in which SRS was coated on both sides of 8 μm polyethylene (PE) fabric by 2.5 μm. FEC/DEC was used as an electrolyte, and a lithium secondary battery was manufactured using an electrolyte containing 1M of LiPF 6 and 0.5 wt% of an additive.

<실시예 2><Example 2>

음극 집전체로 두께가 25㎛인 구리 메쉬(도 4, 도 5에 도시) 위에 두께가 40㎛인 리튬 호일을 올리고, 리튬 호일의 40%가 인입되도록 조절한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 조건으로 리튬 이차전지를 제조하였다.Example 1 and Example 1 except that a lithium foil having a thickness of 40 μm was placed on a copper mesh having a thickness of 25 μm (shown in FIGS. 4 and 5) as a negative electrode current collector, and 40% of the lithium foil was introduced. A lithium secondary battery was manufactured under the same conditions.

<실시예 3><Example 3>

음극 집전체로 두께가 25㎛인 구리 메쉬(도 4, 도 5에 도시) 위에 두께가 40㎛인 리튬 호일을 올리고, 리튬 호일의 30%가 인입되도록 조절한 한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 조건으로 리튬 이차전지를 제조하였다.Example 1, except that a lithium foil having a thickness of 40 μm was placed on a copper mesh having a thickness of 25 μm (shown in FIGS. 4 and 5) as a negative electrode current collector, and 30% of the lithium foil was adjusted to be introduced. A lithium secondary battery was manufactured under the same conditions as.

<실시예 4><Example 4>

음극 집전체로 두께가 25㎛인 구리 메쉬(도 4, 도 5에 도시) 위에 두께가 40㎛인 리튬 호일을 올리고 리튬 호일의 20%가 인입되도록 조절한 한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 조건으로 리튬 이차전지를 제조하였다.Example 1 and Example 1 except that a lithium foil having a thickness of 40 μm was placed on a copper mesh having a thickness of 25 μm (shown in FIGS. 4 and 5) as a negative electrode current collector and adjusted so that 20% of the lithium foil was introduced. A lithium secondary battery was manufactured under the same conditions.

<실시예 5><Example 5>

음극 집전체로 두께가 25㎛인 구리 메쉬(도 4, 도 5에 도시) 위에 두께가 40㎛인 리튬 호일을 올리고, 리튬 호일의 10%가 인입되도록 조절한 한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 조건으로 리튬 이차전지를 제조하였다.Example 1, except that a lithium foil having a thickness of 40 μm was placed on a copper mesh having a thickness of 25 μm (shown in FIGS. 4 and 5) as a negative electrode current collector, and 10% of the lithium foil was adjusted to be introduced. A lithium secondary battery was manufactured under the same conditions as.

<비교예 1><Comparative Example 1>

음극 집전체로 두께가 20㎛인 구리 호일을 적용하였으며, 음극의 압연 공정을 하지 않고 실시예 1과 동일한 조건으로 리튬 이차전지를 제조하였다.A copper foil having a thickness of 20 μm was applied as a negative electrode current collector, and a lithium secondary battery was manufactured under the same conditions as in Example 1 without performing a rolling process of the negative electrode.

<실험예 1><Experimental Example 1>

상기 실시예 1 내지 5와 비교예 1의 리튬 이차전지를 0.1C 충전/0.1C 방전 조건에서 충방전 테스트를 실시하였으며, 그 결과를 도 8에 도시하였고, 하기 표 1에 정리하였다.The lithium secondary batteries of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 were subjected to charge/discharge tests under 0.1C charge/0.1C discharge conditions, and the results are shown in FIG. 8 and summarized in Table 1 below.

충전 용량(mAh/g)Charging capacity (mAh/g) 방전 용량(mAh/g)Discharge capacity (mAh/g) 효율(%)efficiency(%) 실시예 1Example 1 225225 210210 93.2293.22 실시예 2Example 2 224224 209209 93.3093.30 실시예 3Example 3 225225 209209 92.8892.88 실시예 4Example 4 226226 210210 92.9292.92 실시예 5Example 5 224224 209209 93.3093.30 비교예 1Comparative Example 1 226226 210210 93.1493.14

상기 표 1에서 알 수 있듯이, 실시예 1 내지 5와 비교예 1의 리튬 이차전지의 초기 충방전 용량 및 효율은 유사한 것으로 나타났다.As can be seen from Table 1, the initial charge/discharge capacity and efficiency of the lithium secondary batteries of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 were similar.

<실험예 2><Experimental Example 2>

도 9 및 하기 표 2는 본 발명의 실시예 1 내지 5와 비교예 1에 따른 음극을 적용한 리튬 이차전지의 레이트(rate) 성능을 비교한 데이터이다.9 and Table 2 are data comparing the rate performance of a lithium secondary battery to which a negative electrode according to Examples 1 to 5 of the present invention is applied and Comparative Example 1.

Capacity retention (%, 0.1C 대비)Capacity retention (%, compared to 0.1C) Discharge
C-rate
Discharge
C-rate
실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 비교예 1Comparative Example 1
0.5C/0.1C0.5C/0.1C 92.5092.50 92.3092.30 92.1092.10 91.9591.95 91.8091.80 91.3791.37 1.0C/0.1C1.0C/0.1C 85.0585.05 83.5583.55 82.1082.10 80.0580.05 78.0578.05 75.4675.46 2.0C/0.1C2.0C/0.1C 66.4066.40 63.3563.35 60.2060.20 55.0555.05 51.0551.05 43.6343.63 3.0C/0.1C3.0C/0.1C 44.6044.60 38.6638.66 32.5532.55 27.0527.05 22.1022.10 13.9913.99

충전 레이트는 고정시키고, 방전 C-rate를 증가시켜 가면서 용량 유지율을 확인하였다. 표에 기재된 결과는 0.1C 대비 용량 발현율을 표기한 것이며, 0.1C 용량은 실시예 1 및 비교예 1의 리튬 이차전지가 동일하게 발현되었다. 그러나 방전 rate를 증가시킬 경우, 실시예 1 내지 5의 리튬 이차전지가 용량 유지율이 비교예 1의 리튬 이차전지에 비해 높게 나타났다. C-rate가 증가할수록 그 차이는 커진다. 2.0C로 방전할 경우, 실시예 1의 리튬 이차전지는 66%의 용량 유지율을 보이지만, 비교예 1의 리튬 이차전지 44%의 용량 유지율을 보이며 그 차이는 약 22%이다. 실시예 2 내지 5의 리튬 이차전지 역시 비교예 1에 대하여 우수한 용량 유지율을 나타내었다.The charging rate was fixed, and the capacity retention rate was confirmed while increasing the discharge C-rate. The results shown in the table indicate the capacity expression rate compared to 0.1C, and the 0.1C capacity was the same for the lithium secondary batteries of Example 1 and Comparative Example 1. However, when the discharge rate is increased, the lithium secondary batteries of Examples 1 to 5 have higher capacity retention rates than the lithium secondary batteries of Comparative Example 1. As the C-rate increases, the difference increases. When discharging at 2.0C, the lithium secondary battery of Example 1 exhibits a capacity retention rate of 66%, but exhibits a capacity retention rate of 44% of the lithium secondary battery of Comparative Example 1, and the difference is about 22%. The lithium secondary batteries of Examples 2 to 5 also exhibited excellent capacity retention compared to Comparative Example 1.

즉, mesh Cu를 사용할 경우, Li metal과 Cu가 닿는 면적이 증가하게 되고, 전기 전도성이 우수해지면서 셀 내부 저항을 낮출 수 있게 해준다. 뿐만 아니라 앞서 설명한 개구부의 빈 공간 내부에 dendrite 형성을 유도하면서 셀 성능을 향상 시킨다. 일반 Mesh Cu를 사용한 경우, 충방전시 분리막과 닿아있는 Li metal 표면에 dendrite가 형성되면서 분리막과 Li metal 사이의 계면 저항이 증가하게 되지만, Mesh Cu를 적용한 경우 개구부의 빈 공간 내부에 dendrite 형성을 유도하면서 충방전 후에도 Li metal과 분리막 사이의 계면 저항이 증가하는 현상을 막을 수 있다.That is, when mesh Cu is used, the area where Li metal and Cu contact is increased, and the electrical conductivity is improved, and the internal resistance of the cell can be lowered. In addition, it improves cell performance while inducing dendrite formation in the empty space of the previously described opening. In the case of using general mesh Cu, dendrite is formed on the surface of Li metal in contact with the separator during charging and discharging, increasing the interface resistance between the separator and the Li metal. In addition, even after charging and discharging, an increase in the interface resistance between the Li metal and the separator can be prevented.

100. 음극 집전체
110. 개구부
120. 선재부
200. 리튬 박막
210. 인입부
220. 비인입부
300. 가압롤러
100. Anode current collector
110. Opening
120. Wire Rod
200. Lithium thin film
210. Entrance
220. Non-entry part
300. Pressure Roller

Claims (16)

선재부와 개구부로 이루어진 메쉬(mesh) 형태의 음극 집전체; 및
상기 음극 집전체의 개구부로 인입된 인입부와 인입되지 않은 비인입부로 이루어진 리튬 박막;을 포함하고,
상기 리튬 박막의 인입부의 두께는 리튬 박막 전체 두께의 20 내지 60%이고,
상기 음극 집전체의 개구부 공간 중 빈 공간이 존재하는 리튬 이차전지용 음극.
A negative electrode current collector in the form of a mesh made of a wire portion and an opening; And
Including; a lithium thin film consisting of a lead-in portion and a non-intrusion portion introduced into the opening of the negative electrode current collector,
The thickness of the lead-in portion of the lithium thin film is 20 to 60% of the total thickness of the lithium thin film,
A negative electrode for a lithium secondary battery in which an empty space exists among the opening spaces of the negative electrode current collector.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 리튬 박막의 비인입부의 두께는 전체 리튬 박막 두께의 40 내지 80%인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 음극.
The method of claim 1,
A negative electrode for a lithium secondary battery, characterized in that the thickness of the non-retractable portion of the lithium thin film is 40 to 80% of the total thickness of the lithium thin film.
제1항에 있어서,
상기 리튬 박막의 두께는 10 내지 800㎛인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 음극.
The method of claim 1,
The negative electrode for a lithium secondary battery, characterized in that the thickness of the lithium thin film is 10 to 800㎛.
제1항에 있어서,
상기 음극 집전체의 선재부는 선폭이 50 ~ 500㎛이고, 선 간격이 100㎛ ~ 1mm인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 음극.
The method of claim 1,
A negative electrode for a lithium secondary battery, characterized in that the wire portion of the negative electrode current collector has a line width of 50 to 500 μm and a line spacing of 100 μm to 1 mm.
제1항에 있어서,
상기 음극 집전체의 개구부의 형상은 원형, 타원형 또는 다각형인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 음극.
The method of claim 1,
A negative electrode for a lithium secondary battery, characterized in that the shape of the opening of the negative electrode current collector is circular, oval, or polygonal.
제1항에 있어서,
상기 음극 집전체의 개구율은 20 내지 80%인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 음극.
The method of claim 1,
The negative electrode for a lithium secondary battery, characterized in that the aperture ratio of the negative electrode current collector is 20 to 80%.
제1항에 있어서,
상기 음극 집전체의 두께는 3 내지 500㎛인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 음극.
The method of claim 1,
The negative electrode for a lithium secondary battery, characterized in that the thickness of the negative electrode current collector is 3 to 500㎛.
제1항에 있어서,
상기 음극 집전체는 구리, 알루미늄, 스테인리스스틸, 아연, 티타늄, 은, 팔라듐, 니켈, 철, 크롬, 이들의 합금 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 음극.
The method of claim 1,
The negative electrode current collector is at least one selected from the group consisting of copper, aluminum, stainless steel, zinc, titanium, silver, palladium, nickel, iron, chromium, alloys thereof, and combinations thereof. .
선재부와 개구부로 이루어진 메쉬(mesh) 형태의 음극 집전체;
상기 음극 집전체의 개구부로 인입된 인입부와 인입되지 않은 비인입부로 이루어진 리튬 박막; 및
상기 음극 집전체가 대면한 리튬 박막의 반대면에 형성된 보호구조물;
을 포함하고,
상기 리튬 박막의 인입부의 두께는 리튬 박막 전체 두께의 20 내지 60%이고,
상기 음극 집전체의 개구부 공간 중 빈 공간이 존재하며,
상기 보호구조물은 유기 중합체부와 무기 물질부로 구성되어,
상기 선재부가 접하는 리튬 박막의 반대면에 상기 유기 중합체부가, 상기 개구부에 해당하는 리튬 박막의 반대면에 무기 물질부가 생성된 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 음극.
A negative electrode current collector in the form of a mesh made of a wire portion and an opening;
A lithium thin film comprising a lead-in portion introduced into an opening portion of the negative electrode current collector and a non-intrusion portion not lead-in; And
A protective structure formed on the opposite surface of the lithium thin film facing the negative electrode current collector;
Including,
The thickness of the lead-in portion of the lithium thin film is 20 to 60% of the total thickness of the lithium thin film,
An empty space exists among the opening spaces of the negative electrode current collector,
The protective structure is composed of an organic polymer part and an inorganic material part,
The negative electrode for a lithium secondary battery, characterized in that the organic polymer portion is formed on the opposite surface of the lithium thin film in contact with the wire rod portion, and the inorganic material portion is formed on the opposite surface of the lithium thin film corresponding to the opening.
제10항에 있어서,
상기 유기 중합체부는 폴리비닐 알콜, 폴리이소부틸렌, 에폭시, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 이들의 조합으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 음극.
The method of claim 10,
The organic polymer part is a negative electrode for a lithium secondary battery, characterized in that selected from polyvinyl alcohol, polyisobutylene, epoxy, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, and combinations thereof.
제10항에 있어서,
상기 무기 물질부는 Li2O, Li3N, Al2O3, ZrO2, SiO2, CeO2, Al2TiO5, 옥시-설파이드 유리 및 이들의 조합으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 음극.
The method of claim 10,
The inorganic material part is Li 2 O, Li 3 N, Al 2 O 3 , ZrO 2 , SiO 2 , CeO 2 , Al 2 TiO 5 , oxy-sulfide glass, and a negative electrode for a lithium secondary battery, characterized in that selected from a combination thereof.
ⅰ) 메쉬 형태의 음극 집전체를 준비하는 단계;
ⅱ) 상기 음극 집전체 상에 리튬 박막을 올리는 단계; 및
ⅲ) 상기 리튬 박막과 음극 집전체를 압연하여 상기 리튬 박막이 음극 집전체의 개구부로 인입되는 단계;를 포함하는 제1항의 리튬 이차전지용 음극의 제조방법.
I) preparing a mesh-shaped negative electrode current collector;
Ii) placing a lithium thin film on the negative electrode current collector; And
Iii) rolling the lithium thin film and the negative electrode current collector to lead the lithium thin film into the opening of the negative electrode current collector. The method of manufacturing the negative electrode for a lithium secondary battery of claim 1 comprising.
제13항에 있어서,
상기 ⅲ) 단계의 압연은 10㎏/㎠ ~ 100ton/㎠의 압력을 인가하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 음극의 제조방법.
The method of claim 13,
The method of manufacturing a negative electrode for a lithium secondary battery, characterized in that the rolling of step iii) applies a pressure of 10 kg/cm 2 to 100 ton/cm 2.
제13항에 있어서,
상기 ⅲ) 단계의 압연은 100 ~ 200 ℃의 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 음극의 제조방법.
The method of claim 13,
The method of manufacturing a negative electrode for a lithium secondary battery, characterized in that the rolling in step iii) is heated to a temperature of 100 to 200°C.
제1항의 음극을 포함하는 리튬 이차전지.A lithium secondary battery comprising the negative electrode of claim 1.
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