KR102219847B1

KR102219847B1 - 전해 동박, 전극 및 이를 포함하는 리튬 이온 배터리

Info

Publication number: KR102219847B1
Application number: KR1020200043354A
Authority: KR
Inventors: 훼이-팡 황; 야오-쉥 라이; 주이-창 츄
Original assignee: 장 춘 페트로케미컬 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2020-04-09
Publication date: 2021-02-25
Also published as: TWI697574B; CN112864397B; JP6756940B1; JP2021085095A; US10781523B1; TW202120702A; CN112864397A

Abstract

전해 동박, 이를 포함하는 전극 및 이를 포함하는 리튬 이온 배터리가 제공된다. 전해 동박은 서로 반대쪽인 드럼 측면 및 증착 측면을 포함한다. 드럼 측면 및 증착 측면 각각은 1.8 내지 6.4 범위의 첨도(Sku), 0.06% 내지 13% 범위의 현상 계면 면적 비율(Sdr) 및 텍스처 종횡비(Str)를 갖는다. 표면 형태에 의해, 전해 동박은 활성 물질과의 향상된 접착 강도를 가지며, 리튬 이온 이차 전지의 충전-방전 사이클 수명 성능을 향상시킨다.

Description

전해 동박, 전극 및 이를 포함하는 리튬 이온 배터리{ELECTROLYTIC COPPER FOIL AND ELECTRODE AND LITHIUM-ION BATTERY COMPRISING THE SAME}

본 발명은 전해 동박, 구체적으로 리튬 이온 배터리용 전해 동박에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 전극 및 전해 동박을 포함하는 리튬 이온 배터리에 관한 것이다.

휴대용 전자 장치(PED), 전기 자동차(EV) 및 하이브리드 전기 자동차(HEV)의 대중화에 따라 높은 전력 밀도, 빠른 충전 및 메모리 효과가 없는 리튬 이온 배터리가 오늘날의 급성장하는 시장의 요구를 충족시키기 위해 적극적으로 개발되었다.

리튬 이온 배터리는 충전 및 방전 동안 음극과 양극 사이에서 앞뒤로 이동하는 리튬 이온에 의존한다. 리튬 이온 배터리의 전극은 일반적으로 활성 물질 슬러리를 집전체(예를 들어, 동박)에 코팅함으로써 제조되고, 따라서 동박의 특성 및 품질은 리튬 이온 배터리의 성능에 큰 영향을 미친다.

충전-방전 사이클 수명 성능은 리튬 이온 배터리의 중요한 인자인데. 이는 리튬 이온 배터리의 용량이 초기 용량의 80%로 떨어질 때 리튬 이온 배터리가 수행하는 충전 및 방전 사이클의 수로 정의된다. 리튬 이온 배터리는 충전 및 방전 중에 필연적으로 팽창 및 수축한다. 동박이 활성 물질과의 양호한 접착 강도가 부족한 경우, 충전 및 방전 동안 활성 물질이 동박 표면으로부터 쉽게 박리되거나 분리되어 리튬 이온 배터리의 충전-방전 사이클 수명이 단축된다.

그러므로, 리튬 이온 배터리의 충전-방전 사이클 수명 성능을 개선하고, 이에 의해 리튬 이온 배터리의 시장 가치를 향상시킬 필요성이 여전히 존재한다.

상기 결점들을 감안하여, 본 발명의 목적 중 하나는 전해 동박(electrolytic copper foil)과 활성 물질 사이의 접착 강도를 향상시키고, 이에 의해 충전-방전 사이클 수명 성능 및 리튬 이온 배터리의 시장 가치를 향상시키는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 드럼 측면(drum side) 및 드럼 측면 반대편의 증착 측면(deposited side)을 포함하는 전해 동박을 제공한다. 전해 동박은 다음과 같은 표면 특성을 갖고 있다.

(1) 드럼 측면 및 증착 측면은 각각 1.8 내지 6.4 범위의 첨도(Sku로 지칭함)를 가지며;

(2) 드럼 측면 및 증착 측면은 각각 0.06% 내지 13% 범위의 현상 계면 면적 비율(Sdr로 지칭함)을 가지며;

(3) 드럼 측면 및 증착 측면은 각각 0.1 내지 1 범위의 텍스처 종횡비(Str로 지칭함)를 갖는다.

전해 동박의 드럼 측면 및 증착 측면은 각각 상기 표면 특성을 모두 갖고 있기 때문에, 리튬 이온 배터리에 적용되는 본 발명의 전해 동박은 활성 물질과의 우수한 접착 강도를 나타내며, 이에 의해 충전-방전 동안에 활성 물질이 전해 동박으로부터 쉽게 박리되거나 또는 분리되는 것을 방지하고 완화하며, 따라서 리튬 이온 배터리의 충전-방전 사이클 수명 성능을 향상시킨다.

본 발명에 따라, 전해 동박의 드럼 측면과 증착 측면은 서로 반대쪽의 전해 동박의 2개의 최외면(outmost side)을 지칭하며, 이는 드럼 측면과 증착 측면이 전해 동박의 최 외면이라는 것을 의미한다. 전해 동박의 드럼 측면 및 증착 측면의 표면 형태를 제어함으로써, 전해 동박과 활성 물질 사이의 접착 강도가 효과적으로 향상되고, 이에 의해 전해 동박을 포함하는 리튬 이온 배터리의 사이클 수명은 연장된다.

본 명세서에서, "Sku"라는 용어는 표면의 높이 분포의 첨예도를 결정하기 위한 척도이며; Sku가 낮을수록 표면의 높이 분포가 평평함을 나타내고, Sku가 높을수록 표면의 피크 및 밸리의 첨예도가 높다는 것을 나타낸다. 본 발명에 따라, 적절한 Sku를 갖는 전해 동박의 드럼 측면 및 증착 측면은 활성 물질이 동박으로부터 쉽게 박리되거나 분리가 발생하는 것을 방지하고 완화시킬 수 있고, 이에 의해 리튬 이온 배터리의 신뢰성 및 내구성을 향상시킨다.

본 명세서에서, "Sdr"이라는 용어는 특정 범위의 표면의 투영 면적(A0)에 대한 특정 범위의 표면의 현상 영역(A1)의 증분의 비율이며, Sdr은 아래의 식에 의해 계산된다. Sdr이 높을수록 표면적이 크고 표면의 평면이 더욱더 경사진 것을 나타낸다. 대조적으로, Sdr이 낮을수록 표면적이 작고 및 표면이 적게 경사진 것을 나타낸다. Sdr이 0이면, 표면은 완전히 평평하고 경사면이 전혀 없다.

본 발명에 따라, 전해 동박의 드럼 측면 및 증착 측면은 모두 적절한 Sdr을 갖고 있는데, 이는 전해 동박과 활성 물질 사이에 우수한 앵커링 효과를 얻을 수 있고 동박으로부터 활성 물질이 쉽게 박리되거나 분리가 발생하는 것을 방지하고 완화할 수 있으며, 이에 의해 리튬 이온 배터리의 신뢰성 및 내구성을 향상시킨다.

바람직하게는, 리튬 이온 배터리의 신뢰성 및 내구성이 더욱 최적화되고 전해 동박이 적용될 때 충전-방전 사이클 수명 성능이 개선될 수 있도록, 전해 동박의 드럼 측면 및/또는 증착 측면의 Sdr은 1.5% 내지 13%의 범위에서 추가로 제어될 수 있다.

본 명세서에서, "Str"이라는 용어는 모든 방향에서 표면 텍스처의 균일성을 측정한 것, 즉 표면의 등방성 및 이방성의 정도이다. Str의 값은 0 내지 1의 범위에 들어간다. Str이 0이거나 0에 가까우면 표면 텍스처는 강한 이방성을 나타내고 표면은 매우 규칙적인 표면 형태를 나타낸다. Str이 1이거나 1에 가까우면 표면 텍스처는 강한 등방성을 나타내고 표면은 매우 불규칙한 표면 형태를 나타낸다. 바람직하게는, 전해 동박의 드럼 측면 및/또는 증착 측면은 0.1 내지 0.95 범위의 Str을 가질 수 있다.

바람직하게는, 전해 동박의 영률(E)은 29.4 GPa 내지 88.2 GPa의 범위일 수 있다. 전해 동박의 영률이 29.4 GPa보다 낮을 때, 전해 동박은 제조 공정 중에 주름이 발생하는 경향이 있고 따라서 리튬 이온 배터리의 충전-방전 사이클 수명이 단축된다. 전해 동박의 영률이 88.2 GPa보다 높을 때, 전해 동박의 조직은 취성이므로, 제조 공정 동안 전해 동박이 쉽게 갈라지거나 부러져서 충전-방전 사이클 수명이 또한 단축된다.

일 실시형태에서, 전해 동박은 전착 단계로부터 제조된 원료 동박(raw copper foil)일 수 있는데, 이것은 표면 처리로 처리되지 않는다. 전착 단계에서, 원료 동박은 주성분으로 황산구리 및 황산을 포함하는 구리 전해질 용액, 치수 안정 애노드(DSA)로서 이리듐 또는 이리듐 산화물로 코팅된 티타늄 플레이트, 및 캐소드 드럼으로서 티타늄 드럼을 사용하고, 티타늄 캐소드 드럼 상에 구리 전해질 용액 중의 구리 이온을 전착시키기 위해 두 개의 전극 사이에 직류를 인가하고, 다음에 티타늄 캐소드 드럼으로부터 연속적으로 구리 층을 스트리핑하고 권취하는 것에 의해 제조된다.

다른 실시형태에서, 전해 동박은 전착 단계 후에 표면 처리되는 동박일 수 있다. 이러한 실시형태에서, 전해 동박은 원료 동박 및 원료 동박 상의 표면 처리층을 포함하며, 드럼 측면 및 증착 측면은 전해 동박의 최외면이다. 예를 들어, 전해 동박의 표면 처리층은 변색 방지 처리층일 수 있다. 구체적으로, 전해 동박은 실질적으로 조면화 처리층을 전혀 포함하지 않는데, 이는 원료 동박이 전착 단계 후에 실질적으로 조면화 처리되지 않는 것을 의미한다. 조면화 처리는 조면화 입자(예를 들어, 구리-코발트-니켈 합금 입자 또는 구리-니켈-인 합금 입자)의 증착 또는 블랙 산화물 처리를 포함한다. 다시 말해서, 전해 동박은 또한 "비-조면화 전해 동박"으로 지칭될 수 있다.

또한, 본 발명은 전술한 전해 동박을 포함하는 리튬 이온 배터리용 전극을 제공하고, 전해 동박의 드럼 측면 및 증착 측면 각각은 또한 상기 표면 특성(Sku, Sdr, Str)을 갖는다.

또한, 본 발명은 전술한 전해 동박을 포함하는 리튬 이온 배터리를 제공하며, 전해 동박의 드럼 측면 및 증착 측면 각각은 또한 상기 표면 특성(Sku, Sdr, Str)을 갖는다. 리튬 이온 배터리는 양극, 음극 및 전해질 용액을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 양극 및 음극은 리튬 이온 배터리에서 세퍼레이터를 통해 분리될 수 있다. 구체적으로, 본 발명에서 리튬 이온 배터리는 리튬 이온 이차 전지이다.

본 발명에 따라, 전해 동박은 리튬 이온 배터리의 음극 및/또는 양극에 적합하게 적용될 수 있다. 전술한 전해 동박은 집전 장치에 적합하게 적용될 수 있다. 전해 동박은 리튬 이온 배터리의 전극을 제조하기 위해 전해 동박의 일면 또는 양면에 적어도 하나의 활성 물질 층으로 코팅될 수 있다.

본 발명에 따라, 활성 물질은 양극 활성 물질과 음극 활성 물질로 구분될 수 있다. 음극 활성 물질에 포함되는 음극 활성 물질은 탄소 함유 물질, 실리콘 함유 물질, 탄화 규소 복합재료, 금속, 금속 산화물, 금속 합금 또는 폴리머일 수 있고, 여기에서 탄소 함유 물질 또는 실리콘 함유 물질이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, 탄소 함유 물질은 비-흑연화 탄소, 코크스, 흑연, 유리상 탄소, 탄소 섬유, 활성탄, 카본 블랙 또는 고분자 소성 물질일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 코크스는 피치 코크스, 니들 코크스 또는 석유 코크스 등을 포함할 수 있다. 고분자 소성 물질은 페놀-포름알데히드 수지 또는 푸란 수지를 탄산화에 적합한 온도에서 소성함으로써 수득될 수 있다. 실리콘 함유 물질은 리튬 이온과의 합금을 형성하는 우수한 능력과 리튬 합금으로부터 리튬 이온을 추출하는 우수한 능력을 가질 수 있다. 실리콘 함유 물질이 리튬 이온 이차 전지에 적용될 때, 고에너지 밀도의 이차 전지가 수득될 수 있다. 실리콘 함유 물질은 코발트(Co), 철(Fe), 주석(Sn), 니켈(Ni), 구리(Cu), 망간(Mn), 아연(Zn), 인듐(In), 은(Ag), 티타늄(Ti), 게르마늄(Ge), 비스무트(Bi), 안티몬(Sb), 크롬(Cr), 루테늄(Ru), 몰리브덴(Mo)과 조합될 수 있거나 또는 이들의 조합으로 합금을 형성한다. 금속 또는 금속 합금의 원소는 Co, Fe, Sn, Ni, Cu, Mn, Zn, In, Ag, Ti, Ge, Bi, Sb, Cr, Ru 및 Mo로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 금속 산화물은 산화 제2철, 산화 제1철, 이산화 루테늄, 이산화 몰리브덴 및 삼산화 몰리브덴일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 중합체의 예는 폴리아세틸렌 및 폴리피롤을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 따라, 양극 활성 물질에 포함되는 양극 활성 물질은 복수의 선택을 가질 수 있다. 양극 활성 물질에 따라, 리튬 이온 배터리는 LiCoO₂ 배터리, LiNiO₂ 배터리, LiMn₂O₄ 배터리, LiCo_XNi_1-XO₂ 배터리 및 LiFePO₄ 배터리 등으로 분류될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 따라, 전해질 용액은 용매, 전해질, 또는 적절한 경우 첨가되는 첨가제를 포함할 수 있다. 전해질 용액의 용매는 비수성 용매, 예를 들어 에틸렌 카보네이트(EC) 또는 프로필렌 카보네이트(PC)와 같은 환형 카보네이트; 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC) 또는 에틸 메틸 카보네이트(EMC)와 같은 선형 카보네이트; 또는 술톤일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 용매는 단독으로 또는 둘 이상의 용매의 조합으로 사용될 수 있다.

본 발명에 따라, 리튬 이온 배터리는 세퍼레이터를 통해 적층된 음극 및 양극을 포함하는 적층식 리튬 이온 배터리 일 수 있거나, 연속 전극 및 나선형으로 감겨서 함께 적층된 세퍼레이터를 포함하는 나선형으로 감긴 리튬 이온 배터리일 수 있지만, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다. 다양한 응용에 따라, 리튬 이온 배터리는 개인 노트북 컴퓨터, 휴대 전화, 전기 자동차 및 에너지 저장 시스템을 위한 원통형 이차 전지, 사각형 이차 전지, 버튼형 이차 전지 또는 코인형 이차 전지일 수 있지만, 이에 제한되지 것은 아니다.

도 1은 실시예 1 내지 실시예 10의 전해 동박을 제조하는 개략도이다.

이하, 본 발명의 전해 동박, 전극 및 리튬 이온 배터리의 실시 형태를 설명하기 위한 실시예들이 설명되고, 비교를 위한 비교예들이 제공된다. 당업자는 이하의 실시예 및 비교예로부터 본 발명의 장점 및 효과를 용이하게 인식할 수 있다. 그러므로, 본 명세서에서 제시하는 설명은 단지 예시의 목적을 위한 바람직한 실시예들이며, 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다. 당업자는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 일반적인 지식에 따라 본 발명을 실시하거나 적용하기 위해 다양한 수정 및 변형을 할 수 있다.

전해 동박

실시예 1 내지 실시예 10 : 전해 동박

실시예 1 내지 실시예 10의 전해 동박은 전착 단계 및 변색 방지 처리 단계를 포함하는 실질적으로 동일한 공정을 통해, 도 1에 도시된 제조 장치를 사용하여 제조되었다.

도 1에 도시된 바와 같이, 전해 동박을 제조하기 위한 제조 장치는 전착 장비(10), 표면 처리 장비(20) 및 일련의 가이드 롤러를 포함한다. 전착 장비(10)는 티타늄 캐소드 드럼(11), 불용성 애노드(12), 구리 전해질 용액(13) 및 공급 파이프(14)를 포함한다. 티타늄 캐소드 드럼(11)은 회전 가능하며 버프(111)에 의해 기계적으로 연마된 표면을 포함한다. 불용성 애노드(12)는 티타늄 캐소드 드럼(11) 아래에 놓여지고 티타늄 캐소드 드럼(11)의 하부 절반을 실질적으로 둘러싼다. 티타늄 캐소드 드럼(11)과 불용성 애노드(12)은 공급관(14)을 통해 도입된 구리 전해질 용액(13)을 수용하기 위해 서로 이격되어 있다. 표면 처리 장비(20)는 처리 탱크(21) 및 처리 탱크 안에 배치된 양극판(22)을 포함한다. 일련의 가이드 롤러는 원료 동박, 표면 처리된 동박 및 제품을 이송하기 위한 제1 가이드 롤러(31), 제2 가이드 롤러(32), 제3 가이드 롤러(33) 및 제4 가이드 롤러(34)를 포함하며, 최종적으로 전해 동박(40)은 제4 가이드 롤러(34)에 권취된다.

도 1의 제조 장치를 사용하여 실시예 1 내지 실시예 10의 전해 동박을 제조하는 방법이 다음과 같이 설명된다.

우선, 전착 공정에서 사용되는 구리 전해질 용액을 준비하였다. 전착 단계 동안, 티타늄 캐소드 드럼(11)은 고정 축에서 일정한 속도로 회전되고 티타늄 캐소드 드럼(11)과 불용성 애노드(12) 사이에 전류가 흐르게 하므로써, 원료 동박을 형성하도록 구리 전해질 용액(13)의 구리 이온이 티타늄 캐소드 드럼(11)의 표면에 전착되었다. 그 후, 원료 동박은 티타늄 캐소드 드럼(11)으로부터 벗겨져서 제1 가이드 롤러(31)로 안내되었다.

구리 전해질 용액의 조성 및 전착 단계의 파라미터는 다음과 같이 형성되었다.

(1) 구리 전해질 용액의 조성

황산구리(CuSO₄·5H₂O) : 약 340 그램/리터(g/L);

황산 : 약 80 g/L;

염소 이온(RCI Labscan Ltd.에서 구입한, 염산으로부터의) : 약 35 mg/L;

글루코스(JUNSEI CHEMICAL에서 구입한) : 약 2.9 mg/L 내지 4.6 mg/L; 및

에틸렌 티오우레아(ETU, Sigma-Aldrich에서 구입한) : 약 0.9 mg/L 내지 2.4 mg/L.

(2) 전착 단계의 파라미터

티타늄 캐소드 드럼(11)의 선형 속도 : 약 2 미터/분(m/min);

구리 전해질 용액(13)의 온도 : 약 46℃; 및

전류 밀도 : 약 48 암페어/제곱 데시미터(A/dm²).

전착 단계 중에, 티타늄 캐소드 드럼(11)이 축에서 회전하는 동안에, 버프(111)는 고정축에서 선형 속도로 회전하는 동시에 교차 속도로 버프(111)의 고정축의 연장 방향을 따라 왕복 운동하였으며, 원료 동박의 표면 특성을 변경하기 위하여 티타늄 캐소드 드럼(11)상의 산화물(예를 들어, 산화 티타늄 또는 이산화 티타늄)을 제거하도록 티타늄 캐소드 드럼(11)은 버프(111)에 의해 기계적으로 연마되었다.

기계적 연마 단계의 파라미터는 다음과 같이 형성되었다.

버프(111)의 유형 : 축 주위에 방사상으로 배열된 복수의 연마 시트들을 갖는, Kure Grinding Wheel Co., Ltd.에 의해 제조된 플랩 버프;

버프(111)의 그릿 # : 600 내지 3000;

버프(111)의 선형 속도 : 약 300 m/min; 및

버프(111)의 교차 속도 : 약 15 cpm(count per minute) 내지 60 cpm.

후속해서, 원료 동박을 제1 가이드 롤러(31) 및 제2 가이드 롤러(32)를 통해 표면 처리 장치(20)로 안내하여 변색 방지 처리를 수행 하였다. 원료 동박을 변색 방지 용액으로 채워진 처리 탱크(21)에 침지시킨 후, 전착 처리하여 크롬 층을 형성 하였다.

변색 방지 용액의 조성 및 변색 방지 처리의 파라미터는 다음과 같이 형성되었다.

(1) 변색 방지 용액의 조성

크롬산(CrO₃) : 1.0 g/L.

(2) 변색 방지 처리의 파라미터

변색 방지 용액의 온도 : 25℃;

전류 밀도 : 약 0.5 A/dm²; 및

처리 시간 : 약 2 초.

상기 변색 방지 처리 후, 변색 방지 처리된 동박을 제3 가이드 롤러(33)로 안내하여 건조시키고, 제4 가이드 롤러(34)에 권취하여 두께 약 6 ㎛의 전해 동박(40)을 얻었다.

상기 제조 공정에서, 실시예 1 내지 실시예 10의 전해 동박의 제조 공정 사이의 차이는 버프의 교차 속도 및 구리 전해질 용액 중의 글루코스 및 ETU의 농도이며, 파라미터들은 아래의 표 1에 열거되어 있다.

전술한 전해 동박의 제조 방법은 본 발명의 전해 동박에 대한 예시적인 것이지만, 본 발명의 전해 동박이 상기 방법에 의해 제조되는 것으로 제한되지 않는다.

전착 단계 후에 원료 동박에 표면 처리가 수행되었는지 여부에 관계없이, 전해 동박의 두 개의 최외면은 전착 단계에서 원료 동박과 티타늄 캐소드 드럼 사이 및 원료 동박과 구리 전해질 용액 사이의 상대 위치들에 의해 한정되었다. 일 실시예에서, 전착 단계 이후에 표면 처리가 수행되지 않는 제조 공정에 대해, 전해 동박은 전착 단계 후에 권취된 원료 동박이며, 티타늄 캐소드 드럼 근처의 원료 동박의 측면은 "드럼 측면"이라 하고, 구리 전해질 용액 근처의 원료 동박의 다른 측면을 "증착 측면"이라 하며, 드럼 측면 및 증착 측면은 전해 동박의 최외면이다. 다른 실시예에서, 전착 단계 이후에 원료 동박의 일면에서 표면 처리가 수행되는 제조 공정에 대해, 전해 동박은 원료 동박 및 원료 동박 상에 표면 처리된 층을 포함한다. 설명을 위한 예로서, 티타늄 캐소드 드럼 근처의 원료 동박의 단일면에서 표면 처리를 수행하면, 원료 동박의 측면의 반대쪽에 표면 처리 층의 측면을 "드럼 측면"이라 하고, 구리 전해질 용액 근처의 원료 동박의 다른 측면을 "증착 측면"이라 하며, 드럼 측면 및 증착 측면은 전해 동박의 최외면이다. 다른 실시예에서, 전착 단계 후에 원료 동박의 양면에 표면 처리가 수행되는 제조 공정에 대해, 전해 동박은 원료 동박 및 원료 동박 상에 2개의 표면 처리된 층을 포함한다. 이 경우, "드럼 측면"은 표면 처리된 층들 중 하나의 최외면이며, 전착 단계 동안 캐소드 드럼 근처의 원료 동박의 측면과 반대쪽이다. "증착 측면"은 다른 표면 처리된 층의 최외면이며, 전착 단계 동안 구리 전해질 용액 근처의 원료 동박의 다른 측면과 반대쪽이다. 여기서, 드럼 측면 및 증착 측면은 전해 동박의 최외면이다.

비교예 1 내지 비교예 9 : 전해 동박

비교예 1 내지 비교예 9의 전해 동박이 실시예 1 내지 10의 전해 동박과 비교하기 위해 제공되었다. 비교예 1 내지 비교예 9의 전해 동박을 제조하는데 사용된 공정은 실시예 1 내지 실시예 10의 공정과 유사하였다. 차이는 버프의 교차 속도 및 구리 전해질 용액에서 글루코스 및 ETU의 농도였다. 실시예 1 내지 실시예 10과 상이한 비교예 1 내지 비교예 9의 파라미터가 또한 표 1에 열거되어 있다.

전술한 차이 외에, 비교예 1 내지 비교예 4 및 비교예 6 내지 비교예 9에서 사용된 티타늄 캐소드 드럼은 또한 실시예 1 내지 실시예 10에서와 마찬가지로 플랩 버프에 의해 기계적으로 연마되었지만, 비교예 5에서 사용된 티타늄 캐소드 드럼은 디스크 버프(Kure Grinding Wheel Co., Ltd. 제조)에 의해 기계적으로 연마되었다. 여기서, 디스크 버프는 길이 방향을 따라 평행하게 배열되고 축 주위에 배열된 복수의 연마 시트를 갖고 있다.

표 1 : 실시예 1 내지 실시예 10(E1 내지 E10) 및 비교예 1 내지 비교예 9(C1 내지 C9)의 전해 동박을 제조하는데 사용된 버프의 거트 # 및 교차 속도 및 구리 전해질 용액에서 글루코스 및 ETU의 농도.

시험 예 1 : 표면 특성

이 시험 예에서, 실시예 1 내지 실시예 10 및 비교예 1 내지 비교예 9의 전해 동박을 시험 샘플로 채택하고, 증착 측면 및 드럼 측면의 표면 텍스처를 관찰하고 이미지를 촬영하기 위해 레이저 현미경으로 측정하였다. 전해 동박의 표면 특성(Sku, Sdr, Str)은 ISO 25178-2(2012)에 따라 평가되었으며, 결과는 아래의 표 2에 나타내었다.

기구 및 표면 특성의 분석 방법은 다음과 같이 설명되었다.

(1) 기구

레이저 현미경 : LEXT OLS5000-SAF(올림푸스에 의해 제조); 및

대물 렌즈 : MPLAPON-100xLEXT.

(2) 분석 방법

광 파장 : 405 nm;

대물 렌즈의 배율 : 100x;

광학 줌 : 1.0x;

관찰 면적 : 129 ㎛ × 129 ㎛;

해상도 : 1024 픽셀 × 1024 픽셀;

조건 : 자동 틸트 제거;

필터 : 필터를 사용하지 않음;

온도 : 24 ± 3℃; 및

상대 습도 : 63 ± 3%.

시험 예 2 : 영률

이 시험 예에서, 실시예 1 내지 실시예 10 및 비교예 1 내지 비교예 9의 전해 동박을 동일한 크기로 절단하여 시험 샘플을 만들었다. IPC-TM-650의 방법에 따라, 재료 시험기가 X-축으로 변형(ε)이고 Y-축으로 응력(σ)인 응력-변형 곡선을 얻는 인장 시험을 위해 사용되었다. Y 축에 대해 평행한 선이 0.5% 변형(즉, ε=0.005)에서 그려졌으며, 그 선과 곡선의 교차점이 항복 강도(σ_y)였다.

이어서, 전해 동박의 영률을 식 [영률(E) = 항복 강도(σ_y)/변형(ε)]에 의해 계산되었고, 결과는 아래의 표 2에 나타내었다.

기구 및 분석 방법은 다음과 같이 설명되었다.

(1) 기구

재료 시험기 : Shimadzu Corporation에서 구입한 AG-I.

(2) 분석 방법

샘플 크기 : 100 mm(길이) × 12.7 mm(폭);

온도 : 주위 온도(약 25℃);

척 거리 : 50 mm; 및

크로스 헤드 속도 : 50 mm/min

표 2 : 실시예 1 내지 실시예 10(E1 내지 E10) 및 비교예 1 내지 비교예 9(C1 내지 C9)의 전해 동박의 드럼 측면 및 증착 측면의 Sku, Sdr, Str과 영률, 그리고 실시예 1B 내지 실시예 10B 및 비교예 1B 내지 비교예 9B의 리튬 이온 배터리의 전해 동박의 드럼 측면과 음극 활성 물질 사이의 접착 강도 뿐만 아니라 증착 측면과 음극 활성 물질 사이의 접착 강도 및 충전-방전 사이클 수명.

전해 동박의 표면 특성에 대한 논의

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 10의 전해 동박은 다음과 같은 3 가지 표면 특성을 모두 가졌다.

(1) 드럼 측면 및 증착 측면은 각각 1.8 내지 6.4 범위의 Sku를 가지며;

(2) 드럼 측면 및 증착 측면은 각각 0.06% 내지 13% 범위의 Sdr을 가지며; 및

(3) 드럼 측면 및 증착 측면은 각각 0.1 내지 1 범위의 Str을 갖는다.

대조적으로, 비교예 1 내지 비교예 9의 각각의 전해 동박의 드럼 측면 또는 증착 측면은 3 가지 표면 특성 모두를 갖지는 못했다. 구체적으로, 비교예 1 및 비교예 2의 전해 동박의 증착 측면은 1.8 내지 6.4 범위의 Sku를 가졌다. 비교예 8 및 비교예 9의 전해 동박의 드럼 측면은 0.06% 내지 13% 범위를 벗어난 Sdr을 가졌다. 또한, 비교예 5 및 비교예 6의 전해 동박의 증착 측면은 0.1 내지 1의 범위를 벗어난 Str을 가졌다.

또한, 비교예 3 및 비교예 4의 전해 동박의 증착 측면은 1.8 내지 6.4 범위의 Sku 및 0.06% 내지 13% 범위를 벗어난 Sdr을 가졌다. 비교예 7의 전해 동박의 드럼 측면도 상기 범위를 벗어난 Sku 및 Sdr을 가졌다. 비교예 5 및 비교예 6의 전해 동박의 드럼 측면은 1.8 내지 6.4 및 0.1 내지 1의 범위를 각각 벗어난 Sku 및 Str을 가졌다.

전극

실시예 1A 내지 실시예 10A 및 비교예 1A 내지 비교예 9A : 음극

실시예 1 내지 실시예 10 및 비교예 1 내지 비교예 9의 각각의 전해 동박의 2 개의 최외면, 즉 드럼 측면 및 증착 측면은 리튬 이온 배터리용 음극을 생산하기 위해 음극 활성 물질을 함유하는 음극 슬러리로 추가로 코팅될 수 있다.

구체적으로, 음극은 이하의 단계들에 의해 제조될 수 있다.

우선, 100 : 60의 고액 비율로, 100g의 음극 활성 물질을 60g의 용매(N-메틸피롤리돈(NMP))와 혼합하여 음극 슬러리를 제조하였다. 음극 슬러리 중의 음극 활성 물질의 조성(각 성분의 함유량은 100 중량％로서의 전체 음극 활성 물질에 기초하였다)은 다음과 같이 형성되었다.

음극 활성 물질(중간상 흑연 분말, MGP) 93.9 중량%;

전도성 첨가제(전도성 카본 블랙 분말, Super P^®) 1 중량%;

용매 바인더(폴리비닐리덴 플루오라이드, PVDF 6020) 5 중량%; 및

옥살산 0.1 중량%.

다음에, 음극 구리 슬러리를 전해 동박의 드럼 측면 및 증착 측면 각각에 코팅한 후 오븐에서 건조시켰다. 그 후, 전해 동박에 코팅된 음극 슬러리를 압착기로 1.5 g/cm³의 밀도까지 프레싱하여 음극을 수득하였다.

음극을 생성하기 위한 파라미터는 다음과 같이 기술되었다.

코팅 속도 : 5 m/min;

코팅 두께 : 약 200 ㎛;

건조 온도 : 약 160℃;

프레싱 속도 : 1 m/min;

프레싱 압력 : 3000 psi;

압착기에서 롤러의 크기 : 250 mm(외경, φ) × 250 mm(폭);

롤러의 경도 : 62 내지 65 HRC; 및

롤러의 재료 : 고탄소 크롬 베어링 강(SUJ2).

실시예 1 내지 실시예 10 및 비교예 1 내지 비교예 9의 전해 동박은 실시예 1A 내지 실시예 10A 및 비교예 1A 내지 비교예 9A의 음극을 얻기 위하여 상기 방법으로 각각 가공 처리될 수 있다.

시험 예 3 : 접착 강도

이 시험 예에서, 실시예 1A 내지 실시예 10A의 음극을 100mm × 50mm(기계 방향(MD)을 따라 × 횡단 방향(TD)을 따라)의 크기로 절단하여 시험 샘플을 얻었다. 마찬가지로, 비교예 1A 내지 비교예 9A의 음극은 전해 동박과 음극 활성 물질 사이의 접착 강도를 평가하기 위해 채택된 시험 샘플을 얻기 위해 상기 방법으로 가공 처리될 수 있다.

다음에, 각 시험 샘플의 음극 활성 물질의 양면에 각각 동일한 타입의 테이프를 접착하고, 그 후에 각 시험 샘플의 전해 동박의 드럼 측면과 음극 활성 물질 사이 및 전해 동박의 증착 측면과 음극 활성 물질 사이의 접착 강도를 측정하기 위하여 범용 시험기가 사용되었다.

음극 활성 물질로부터 테이프가 박리되는 동안 음극 활성 물질이 전해 동박의 표면으로부터 분리되었다면, 이는 전해 동박의 표면과 음극 활성 물질 사이의 접착 강도가 불충분하다는 것을 의미하고 결과는 상기 표 2에서 "x"로 표시되었다. 음극 활성 물질로부터 테이프가 박리되는 동안 음극 활성 물질이 전해 동박 표면으로부터 분리되지 않았다면, 이는 전해 동박 표면과 음극 활성 물질 사이의 접착 강도가 우수하며, 따라서 전해 동박이 접착 강도 시험을 통과할 수 있다는 것을 의미하고, 결과는 상기 표 2에서 "○"로 표시되었다.

접착 강도의 분석 방법은 다음과 같이 기술되었다.

범용 시험기 : IMADA에 의해 제조된 TKS-20N;

시험 온도 : 약 15℃ 내지 35℃;

테이프 : 3M으로부터 구입한 810D;

박리 각도 : 페이프는 음극 활성 물질의 표면에서 90°로 박리됨; 및

박리 속도 : 50 mm/min

리튬 이온 배터리

실시예 1B 내지 실시예 10B 및 비교예 1B 내지 비교예 9B : 리튬 이온 배터리

실시예 1A 내지 실시예 10A 및 비교예 1A 내지 비교예 9A의 상기 음극은 실시예 1B 내지 실시예 10B 및 비교예 1B 내지 비교예 9B의 리튬 이온 배터리를 제조하기 위해 각각 양극과 함께 추가로 채택될 수 있다.

구체적으로, 리튬 이온 배터리용 양극은 다음과 같은 방법에 따라 얻었다.

먼저, 100 : 195의 고액 비율로, 100g의 양극 활성 물질을 195g의 NMP와 혼합하여 양극 슬러리를 제조하였다. 양극 슬러리 중의 양극 활성 물질의 조성(각 성분의 함유량은 100 중량％로서의 전체 양극 활성 물질에 기초하였다)은, 다음과 같이 형성되었다.

양극 활성 물질(LiCoO₂) 89 중량%;

전도성 첨가제(플레이크 흑연, KS6) 5 중량%;

전도성 첨가제(전도성 카본 블랙 분말, Super P^®) 1 중량%; 및

폴리비닐리덴 플루오라이드 5 중량%(PVDF 1300).

다음으로, 양극 슬러리를 알루미늄 호일에 코팅하고, 그 후 용매는 증발되었고, 양극 및 음극을 특정 크기로 절단한 후, 미세 다공성 세퍼레이터(모델 : Celgard Co., Ltd.에서 제조한, Celgard 2400)를 사이에 샌드위치하여 양극 및 음극을 교대로 적층하고, 다음에 전해질 용액(모델 : Shenzhen Capchem Technology Co., Ltd.에서 구입한, LBC322-01H)으로 채워진 프레스 몰드에 넣고, 라이네이트된 리튬 이온 배터리를 형성하기 위해 밀봉되었다. 라미네이트된 리튬 이온 배터리는 41 mm × 34 mm × 53 mm의 크기였다.

시험 예 4 : 충전-방전 사이클 수명 성능

리튬 이온 배터리의 충전-방전 사이클 수명 성능의 평가를 위해, 시험 샘플로서 실시예 1B 내지 실시예 10B 및 비교예 1B 내지 비교예 9B의 각각의 리튬 이온 배터리가 채택되었다.

충전-방전 사이클 수명 성능의 분석 방법은 다음과 같이 기술되었다.

충전 모드 : 정전류-정전압(CCCV);

방전 모드 : 정전류(CC);

충전 전압 : 4.2 볼트(V);

충전 전류 : 5C;

방전 전압 : 2.8 V;

방전 전류 : 5C; 및

시험 온도 : 약 55℃.

리튬 이온 배터리의 충전-방전 사이클 수명은 용량이 초기 용량의 80%로 떨어졌을 때 리튬 이온 배터리가 수행한 충전 및 방전 사이클의 수로 정의되었다. 실시예 1 내지 실시예 10의 전해 동박을 각각 포함하는 실시예 1B 내지 실시예 10B, 및 비교예 1 내지 비교예 9의 전해 동박을 각각 포함하는 비교예 1B 내지 비교예 9B의 리튬 이온 배터리의 충전-방전 사이클 수명 성능 시험의 결과들은 또한 상기 표 2에 나타내었다.

상기 제조 공정에 따라, 실시예 1B 내지 실시예 10B의 리튬 이온 배터리와 비교예 1B 내지 비교예 9B의 리튬 이온 배터리 사이의 차이는 음극에 사용된 전해 동박이었으므로, 리튬 이온 배터리의 충전-방전 사이클 수명 성능은 주로 각 전해 동박의 특성에 기인하였다.

실험 결과에 대한 토의

상기 표 2에 나타낸 실험 결과에 따르면, 실시예 1 내지 실시예 10의 전해 동박의 드럼 측면 및 증착 측면은 모두 전술한 3 가지 표면 특성을 갖고 있었으며, 즉 Sku, Sdr, Str은 모두 적절한 범위에서 제어되었고, 이들 전해 동박의 드럼 측면 및 증착 측면은 실시예 1A 내지 실시예 10A의 음극에 적용되었을 때 음극 활성 물질과의 충분한 접착 강도를 얻을 수 있는데, 이는 실시예 1B 내지 실시예 10B의 리튬 이온 배터리의 충전-방전 사이클 수명이 800 회 이상으로 향상될 수 있도록 드럼 측면 및 증착 측면으로부터의 접착 강도 시험을 통과할 수 있다는 것을 의미한다.

대조적으로, 비교예 1 내지 비교예 9의 전해 동박의 드럼 측면 및 증착 측면은 3 가지 표면 특성 모두를 갖지는 못하기 때문에, 이들 전해 동박 각각의 드럼 측면 및 증착 측면 중 적어도 하나는 음극 활성 물질과의 접착 강도가 불충분한 문제가 있었으며, 따라서 비교예 1B 내지 비교예 9B의 리튬 이온 배터리의 충전-방전 사이클 수명은 800 회에 도달하지 못하고 심지어 700 회에 도달하지 못했다. 즉, 비교예 1B 내지 비교예 9B의 리튬 이온 배터리의 충전-방전 사이클 수명 성능은 실시예 1B 내지 실시예 10B의 리튬 이온 배터리의 충전-방전 사이클 수명 성능보다 명백히 열악하였다.

표 2의 실험 결과로부터, 비교예 1 및 비교예 2의 전해 동박의 증착 측면은 각각 하한 1.8보다 낮고 상한 6.4보다 높은 Sku를 갖고 있었으며, 따라서 비교예 1 및 비교예 2의 전해 동박은 그 증착 측면으로부터의 접착 강도 시험을 통과할 수 없었고, 비교예 1B 및 비교예 2B의 리튬 이온 배터리의 충전-방전 사이클 수명은 700 회를 초과할 수 없었다. 또한, 비교예 8 및 비교예 9의 전해 동박의 드럼 측면은 각각 0.06%의 하한보다 낮고 상한 13%보다 높은 Sdr을 갖고 있었으며, 따라서 비교예 8 및 비교예 9의 전해 동박도 그 드럼 측면으로부터의 접착 강도 시험을 통과할 수 없었고, 비교예 8B 및 비교예 9B의 리튬 이온 배터리의 충전-방전 사이클 수명은 700 회에 도달할 수 없었다. 또한, 비교예 5 및 비교예 6의 전해 동박의 증착 측면은 0.1의 하한보다 낮은 Str을 갖고 있었으며, 따라서 이들 2 개의 전해 동박은 또한 그 증착 측면으로부터의 접착 강도 시험을 통과할 수 없었고, 실시예 5B 및 실시예 6B의 리튬 이온 배터리는 열악한 충전-방전 사이클 수명 성능을 나타내었다.

상기 결과에 따르면, 전해 동박의 최외면(드럼 측면 또는 증착 측면) 중 하나의 Sku, Sdr, Str이 각각의 적절한 범위에서 제어되지 않은 경우, 최외면은 음극 활성 물질과의 충분한 접착 강도가 부족하였으므로, 음극 활성 물질이 충전 및 방전 중 동안에 전해 동박의 표면으로부터 용이하게 박리 또는 분리되었고, 리튬 이온 배터리의 충전-방전 사이클 수명이 심하게 단축되었다. 즉, 전해 동박의 증착 측면의 Sku, Sdr, Str의 3 가지 표면 특성은 모두 필수적이다. 예를 들어, 전해 동박의 증착 측면의 Sku 및 Sdr은 제어되었지만 Str이 제어되지 않은 경우, 전해 동박(예를 들어, 비교예 5 및 비교예 6)의 증착 측면은 음극 활성 물질과의 접착 강도가 부족한 것을 초래하였고, 리튬 이온 배터리의 충전-방전 사이클 수명 성능은 열악하였다. 유사하게, 전해 동박의 증착 측면의 Sdr 및 Str은 제어되었지만 Sku가 제어되지 않은 경우, 전해 동박(예를 들어, 비교예 1 및 비교예 2)의 증착 측면은 음극 활성 물질과의 접착 강도가 부족한 것을 초래하였고, 리튬 이온 배터리에 적용되는 전해 동박은 열악한 충전-방전 사이클 수명을 나타내었다.

또한, 비교예 3 및 비교예 4의 증착 측면의 Sku 및 Sdr은 각각 1.8 내지 6.4의 범위 및 0.06% 내지 13%의 범위를 벗어났고, 전해 동박의 증착 측면은 음극 활성 물질과의 접착 강도가 부족한 것을 초래하였고, 비교예 3B 및 비교예 4B의 리튬 이온 배터리는 원하는 충전-방전 사이클 수명을 얻을 수 없었다는 것을 상기 표 2의 비교예 3 및 비교예 4의 전해 동박의 표면 특성에 알 수 있다. 마찬가지로, 상기 표 2에서 비교예 7의 전해 동박의 접착 강도 및 비교예 7B의 리튬 이온 배터리의 충전-방전 사이클 수명 성능의 결과로부터, 전해 동박의 드럼 측면의 Sku 및 Sdr이 양호하게 제어되지 않았을 경우, 비교예 7B의 리튬 이온 배터리는 또한 원하는 접착 강도 및 원하는 충전-방전 사이클 수명 성능을 얻을 수 없었다. 유사하게, 상기 표 2에서 비교예 5 및 비교예 6의 전해 동박의 접착 강도 및 비교예 5B 및 비교예 6B의 리튬 이온 배터리의 충전-방전 사이클 수명 성능의 결과로부터, 전해 동박의 드럼 측면의 Sku 및 Sdr이 양호하게 제어되지 않았을 경우, 비교예 5B 및 비교예 6B의 리튬 이온 배터리는 또한 원하는 접착 강도 및 충전-방전 사이클 수명 성능을 얻을 수 없었다.

또한, 실시예 1 내지 실시예 10의 전해 동박의 3 가지 표면 특성의 결과를 비교하면, 증착 측면과 드럼 측면 모두의 Sdr이 1.5% 내지 13%의 범위에서 제어 될 때(예를 들어, 실시예 1, 실시예 3, 실시예 5 내지 실시예 7, 및 실시예 9). 전해 동박과 음극 활성 물질 사이의 접착 강도가 보다 향상될 수 있고, 이에 의해 실시예 1B, 실시예 3B, 실시예 5B 내지 실시예 7B, 실시예 9B의 리튬 이온 배터리의 충전-방전 사이클 수명을 1000 회 초과까지 연장한다.

전술한 전해 동박의 표면 특성 외에, 비교예 1 내지 비교예 4의 전해 동박의 영률은 29.4 GPa 내지 88.2 GPa의 범위를 벗어났다. 비교예 1 및 비교예 3의 전해 동박은 낮은 영률을 가졌고, 전해 동박은 우수한 표면 특성을 갖지 못하였고 주름이 발생하기 쉬웠으며, 이에 의해 리튬 이온 배터리의 충전-방전 사이클 수명은 짧았다. 비교예 2 및 비교예 4의 전해 동박은 매우 높은 영률을 가졌고, 따라서 전해 동박은매우 취성이고 쉽게 갈라지거나 부러졌는데, 이는 비교예 2B 및 비교예 4B의 리튬 이온 배터리의 충전-방전 사이클 수명을 또한 단축시켰다. 대조적으로, 실시예 1 내지 실시예 10의 전해 동박의 영률은 적절한 범위에 속하였고, 이러한 전해 동박은 제조 공정 동안 쉽게 주름지거나 갈라지거나 부러지지 않았다. 결과는 실시예 1B 내지 실시예 10B의 리튬 이온 배터리가 비교예 1B 내지 비교예 9B의 것보다 우수한 충전-방전 사이클 수명 성능을 가질 수 있음을 다시 입증하였다.

요약하면, 전해 동박의 드럼 측면 및 증착 측면의 3 가지 표면 특성(Sku, Sdr, Str)을 제어함으로써, 드럼 측면과 음극 활성 물질 사이 그리고 증착 측면과 음극 활성 물질 사이의 접착 강도가 향상될 수 있으며, 이에 의해 이러한 전해 동박을 포함하는 리튬 이온 배터리의 충전-방전 사이클 수명을 연장시키고 전반적인 성능을 향상시킨다.

본 발명의 구조 및 특징들의 세부 사항과 함께, 본 발명의 많은 특징 및 장점이 전술한 설명에서 설명되었지만, 이것은 단지 예시일 뿐이다. 세부 사항, 특히 본 발명의 원리 내에서 부품의 재료, 형상, 크기 및 배열에 관한 사항들은 첨부된 청구 범위에 표현되는 용어의 광의의 일반적인 의미에 의해 나타내는 전체적인 정도까지 변경될 수 있다.

Claims

전해 동박으로서,
드럼 측면 및 드럼 측면 반대쪽의 증착 측면을 포함하고;
드럼 측면 및 증착 측면 각각은 1.8 내지 6.4 범위의 첨도(Sku)를 가지며, 드럼 측면 및 증착 측면 각각은 0.06% 내지 13% 범위의 현상 계면 면적 비율(Sdr)을 가지며, 드럼 측면 및 증착 측면 각각은 0.1 내지 1 범위의 텍스처 종횡비(Str)를 갖는 것을 특징으로 하는 전해 동박.
제1항에 있어서,
전해 동박의 영률은 29.4 GPa 내지 88.2 GPa의 범위인 것을 특징으로 하는 전해 동박.
제1항에 있어서,
드럼 측면의 현상 계면 면적 비율(Sdr) 및 증착 측면의 현상 계면 면적 비율(Sdr)은 각각 1.5% 내지 13%의 범위인 것을 특징으로 하는 전해 동박.
제1항에 있어서,
드럼 측면의 텍스처 종횡비(Str) 및 증착 측면의 텍스처 종횡비(Str)는 각각 0.1 내지 0.95의 범위인 것을 특징으로 하는 전해 동박.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
전해 동박은 원료 동박 및 상기 원료 동박 상의 표면 처리 층을 포함하고, 드럼 측면 및 증착 측면은 전해 동박의 최외면인 것을 특징으로 하는 전해 동박.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
전해 동박은 조면화 처리 층을 실질적으로 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 전해 동박.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 전해 동박을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 배터리의 전극.
제7항에 따른 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 배터리.