KR102223989B1 - Slurry including the elastic binder for secondary battery electrode, electrodes including the slurry for secondary battery, and secondary battery including the electrode - Google Patents

Slurry including the elastic binder for secondary battery electrode, electrodes including the slurry for secondary battery, and secondary battery including the electrode Download PDF

Info

Publication number
KR102223989B1
KR102223989B1 KR1020190019956A KR20190019956A KR102223989B1 KR 102223989 B1 KR102223989 B1 KR 102223989B1 KR 1020190019956 A KR1020190019956 A KR 1020190019956A KR 20190019956 A KR20190019956 A KR 20190019956A KR 102223989 B1 KR102223989 B1 KR 102223989B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
secondary battery
electrode
slurry
binder
formula
Prior art date
Application number
KR1020190019956A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190140819A (en
Inventor
최장욱
김재민
장바르사
Original Assignee
서울대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울대학교산학협력단 filed Critical 서울대학교산학협력단
Publication of KR20190140819A publication Critical patent/KR20190140819A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102223989B1 publication Critical patent/KR102223989B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621Binders
    • H01M4/622Binders being polymers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566Liquid materials
    • H01M10/0567Liquid materials characterised by the additives
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/131Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

본 발명은 고성능 이차전지 전극 제조를 위한 높은 슬러리의 분산성과 전극의 결착력을 가능하게 하는 탄성 바인더를 포함하는 이차전지 전극용 슬러리, 이를 포함하는 이차전지용 전극 및 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a slurry for a secondary battery electrode including an elastic binder that enables high dispersibility of a slurry for manufacturing a high-performance secondary battery electrode and a binding force of the electrode, a secondary battery electrode including the same, and a secondary battery.

Description

이차전지 전극용 탄성 바인더를 포함하는 이차전지 전극용 슬러리, 이를 포함하는 이차전지용 전극 및 이차전지{Slurry including the elastic binder for secondary battery electrode, electrodes including the slurry for secondary battery, and secondary battery including the electrode}Slurry for secondary battery electrode including the elastic binder for secondary battery electrode, and electrode for secondary battery and secondary battery including the same TECHNICAL FIELD [Slurry including the elastic binder for secondary battery electrode, electrodes including the slurry for secondary battery, and secondary battery including the electrode}

본 발명은 이차전지 전극용 탄성 바인더를 포함하는 이차전지 전극용 슬러리, 이를 포함하는 이차전지용 전극 및 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 층상계 리튬전이금속 산화물 전극용 탄성 바인더를 포함하는 이차전지 전극용 슬러리, 이를 포함하는 이차전지용 전극 및 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a slurry for a secondary battery electrode including an elastic binder for a secondary battery electrode, an electrode for a secondary battery including the same, and a secondary battery, and more particularly, a secondary battery including an elastic binder for a layered lithium transition metal oxide electrode It relates to an electrode slurry, an electrode for a secondary battery including the same, and a secondary battery.

최근 환경오염 문제들로 인해 이산화탄소 저감 및 오염인자를 줄여줄 수 있는 전기자동차에 대한 관심이 급증하고 있다. 이러한 측면에서 전기자동차의 핵심 에너지원인 리튬이차전지는 다른 에너지 저장기기들에 비해서 높은 에너지 밀도를 가지고 있기 때문에 전기자동차 개발에 있어 매우 중요한 역할을 할 것으로 예상된다.Recently, due to environmental pollution problems, interest in electric vehicles that can reduce carbon dioxide and pollutant factors is increasing rapidly. In this respect, lithium secondary batteries, which are the core energy sources of electric vehicles, are expected to play a very important role in the development of electric vehicles because they have a higher energy density than other energy storage devices.

특히, 고함량 니켈 조성의 리튬니켈망간코발트(LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2)를 포함하는 층상계 산화물 재료는 높은 에너지 밀도, 낮은 재료 비용, 환경 친화성, 그리고 우수한 안정성 등으로 전기자동차용 이차전지 양극 소재로서 많은 관심 받아온 재료이다. 하지만 고함량 니켈 조성의 층상계 산화물 재료는 본연의 낮은 전기전도성과 니켈-리튬 간의 교환 현상으로 인해 성능 열화의 문제가 있다.In particular, the layered oxide material containing lithium nickel manganese cobalt (LiNi 0.8 Mn 0.1 Co 0.1 O 2 ) with a high nickel content is secondary for electric vehicles due to its high energy density, low material cost, environmental friendliness, and excellent stability. It is a material that has received a lot of attention as a battery cathode material. However, a layered oxide material having a high nickel content has a problem of performance degradation due to inherent low electrical conductivity and an exchange phenomenon between nickel and lithium.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 기존 연구진들은 이종원소를 치환하거나 나노크기 재료 합성을 통해 낮은 전기전도성 문제를 해결하려고 하였다. 하지만, 기존 접근법의 경우, 재료합성을 위해 많은 비용이 소요될 수 있으며, 낮은 전극 밀도를 가질 수 있기 때문에 상용화 측면에서 큰 제한점이 있다.To solve this problem, the existing researchers tried to solve the problem of low electrical conductivity by substituting heterogeneous elements or synthesizing nano-sized materials. However, in the case of the existing approach, it may take a lot of cost for material synthesis, and since it may have a low electrode density, there is a big limitation in terms of commercialization.

하지만, 최근 이차전지 전극 구성요소인 바인더의 변경을 통해 기존 문제점들이 개선될 수 있다는 연구 내용들이 발표되었다. 바인더 재료의 경우, 이차전지 전극에서 낮은 함량을 가지지만 전체 전극 성능에 영향을 주는 핵심 요소이다. 특히, 기 발표된 연구들의 경우, 환경 친화적이며 공정비가 낮은 수계 기반 바인더를 적용, 고함량 니켈 조성의 층상계 산화물 전극 성능을 개선하였다. 하지만, 수계바인더 공정 적용 시, 양극재료의 리튬이온 부식 문제 및 알루미늄 집전체의 부식문제가 발생할 수 있어 여전히 상용화 측면에서 큰 제한점이 되고 있다.However, recently, research contents have been published that existing problems can be improved through a change in a binder, which is a component of a secondary battery electrode. In the case of a binder material, although it has a low content in the secondary battery electrode, it is a key factor that affects the overall electrode performance. In particular, in the case of previously published studies, the performance of a layered oxide electrode with a high nickel composition was improved by applying an environmentally friendly and low process cost water-based binder. However, when the water-based binder process is applied, a lithium ion corrosion problem of a positive electrode material and a corrosion problem of an aluminum current collector may occur, which is still a big limitation in terms of commercialization.

또한, 현 유기용매 기반 상용 PVDF 바인더의 경우, 높은 고분자량으로 인해 활물질의 응집문제 및 집전체에 대한 접착성이 낮은 문제가 있다. 따라서, 우수한 특성을 가진 고함량 니켈 조성의 층상계 산화물 전극을 제작하기 위해서는, 전기화학적으로 안정할 뿐만 아니라 상용 공정에 즉각 적용 가능한 유기용매 기반 고분자를 발굴 해야 하며, 슬러리의 분산성을 향상시킬 수 있으며, 전극의 계면을 보호하고 높은 접착력을 가진 다 기능성 고분자를 발굴해야 한다.In addition, in the case of the current organic solvent-based commercial PVDF binder, there is a problem of aggregation of the active material and low adhesion to the current collector due to the high molecular weight. Therefore, in order to manufacture a layered oxide electrode having a high nickel content with excellent properties, an organic solvent-based polymer that is not only electrochemically stable but can be immediately applied to commercial processes must be discovered, and the dispersibility of the slurry can be improved. In addition, it is necessary to discover a multifunctional polymer that protects the interface of the electrode and has high adhesion.

대한민국 등록특허 제10-1320381호Korean Patent Registration No. 10-1320381

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이차전지 전극의 성능을 향상시키기 위하여 슬러리의 분산성을 향상시킬 수 있으며, 높은 접착력과 전극 계면을 보호 기능의 탄성 바인더를 포함하는 이차전지 전극용 슬러리, 이를 포함하는 이차전지용 전극 및 이차전지를 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above-described problem, it is possible to improve the dispersibility of the slurry in order to improve the performance of the secondary battery electrode, a slurry for a secondary battery electrode comprising an elastic binder having a function of protecting the electrode interface with high adhesion , To provide a secondary battery electrode and a secondary battery including the same.

상기 목적을 달성하기 위하여, To achieve the above object,

본 발명은, 바인더, 활물질 및 도전재를 포함하는 이차전지 전극용 슬러리로서, The present invention is a slurry for a secondary battery electrode comprising a binder, an active material and a conductive material,

상기 바인더는 전극 내에 수소결합이 가능한 하드 세그먼트 및 폴리올 구조의 소프트 세그먼트를 포함하는 공중합체 고분자를 포함하며,The binder includes a copolymer polymer including a hard segment capable of hydrogen bonding in an electrode and a soft segment having a polyol structure,

상기 이차전지 전극용 슬러리는 0.1 내지 1,000 s-1 범위의 전단 속도의 혼합 공정 시, 슬러리 내에 전단응력(shearing stress)이 발생되어, 활물질 표면에 바인더가 도포되는 것을 특징으로 이차전지 전극용 슬러리를 제공한다.The slurry for secondary battery electrodes is characterized in that shearing stress is generated in the slurry during the mixing process at a shear rate in the range of 0.1 to 1,000 s -1, and a binder is applied to the surface of the active material. to provide.

또한, 본 발명은, 상기 이차전지 전극용 슬러리가 집전체에 도포되는 것을 특징으로 하는 이차전지 전극을 제공한다.In addition, the present invention provides a secondary battery electrode, characterized in that the slurry for secondary battery electrode is applied to a current collector.

또한, 본 발명은, 이차전지 전극; 및In addition, the present invention, a secondary battery electrode; And

비수성 전해액을 포함하며, 비수성 전해액은 하기 화학식 3의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지를 제공한다:It includes a non-aqueous electrolyte, and the non-aqueous electrolyte provides a secondary battery, characterized in that it contains a compound of the following formula (3):

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112019018104367-pat00001
.
Figure 112019018104367-pat00001
.

본 발명에 따른 이차전지 전극용 슬러리는 탄성 바인더를 포함하며, 상기 탄성 바인더는 층상계 리튬전이금속산화물, 전도성탄소 및 집전체 재료와 수소결합 가능한 하드 세그먼트를 가지고 있기 때문에 재료간 및 활물질 층과 집전체 간에 높은 접착력을 가지고 있으며, 기계적 특성이 뛰어나다. 아울러, 해당 바인더 재료는 폴리올 형태의 소프트 세그먼트를 가지고 있기 때문에 슬러리 제작과정 중, 분산이 잘되어 유기용매의 사용량을 줄여줄 수 있을 뿐만 아니라 재료의 응집을 최소화할 수 있는 이점이 있다.The slurry for a secondary battery electrode according to the present invention includes an elastic binder, and the elastic binder has a hard segment capable of hydrogen bonding with a layered lithium transition metal oxide, conductive carbon, and a current collector material. It has high adhesion between the whole and has excellent mechanical properties. In addition, since the binder material has a polyol-type soft segment, it is well dispersed during the slurry production process, thereby reducing the amount of the organic solvent used and minimizing the aggregation of the material.

보다 구체적으로, 본 발명에 따른 이차전지 전극용 슬러리는 0.1 내지 1,000 s-1 범위의 전단 속도의 혼합 공정 시, 슬러리 내에 전단응력(shearing stress)이 발생되고 바인더의 탄성에서 기인하여, 활물질 표면에 바인더가 균일하게 도포될 수 있다.More specifically, the slurry for a secondary battery electrode according to the present invention has a shearing stress in the slurry during the mixing process at a shear rate in the range of 0.1 to 1,000 s -1, and due to the elasticity of the binder, the active material surface The binder can be applied evenly.

특히, 이차전지 전극용 슬러리의 혼합 공정 시 활물질 표면에 바인더가 균일하게 도포되어 전도성 향상에 따른 속도 특성이 향상된 이차전지를 제공할 수 있으며, 사이클이 진행됨에 따라 전극과 전해액 간의 직접적인 접촉을 막아주기 때문에 전해액에 의한 열화현상이 억제되어 이차전지의 수명 특성이 향상될 수 있다.In particular, during the mixing process of the secondary battery electrode slurry, a binder is uniformly applied to the surface of the active material, thereby providing a secondary battery with improved speed characteristics due to improved conductivity, and prevents direct contact between the electrode and the electrolyte as the cycle progresses. Therefore, deterioration caused by the electrolyte is suppressed, and the lifespan characteristics of the secondary battery may be improved.

도 1은 본 발명의 일 예에 따른 공중합체 고분자 구조를 나타낸 도면이다.
도 2(a)는 본 발명에 따른 탄성 바인더의 공중합체 고분자의 분자 구조와 알루미늄 집전체와의 결합 구조 및 도 (b) 는 Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) 을 통한 분자 작용기 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1, 비교예 1에서 제조한 이차전지를 이용하여 이차전지 수명 평가를 진행한 결과를 나타내는 도면이다.
도 4는 실시예 1과 비교예 1에 따른 바인더의 응력-변형율 곡선을 나타내는 도면이다.
도 5는 실시예 1과 비교예 1에 따른 전극 단면의 필링테스트 결과를 나타내는 도면이다.
도 6은 실시예 1과 비교예 1에서 제조한 전극 표면을 SEM 으로 촬영한 사진을 나타낸 도면이다.
도 7은 실시예 1과 비교예 1에서 제조한 전극 표면의 XRD 그래프를 나타낸 도면이다.
도 8(a)는 충방전 속도가 변할 때, 실시예 1과 비교예 1의 리튬이차전지의 비용량 변화를 나타내는 그래프이며, 도 8(b)는 실시예 1과 비교예 1의 이차전지용 전극의 순환전압전류법 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9는 실시예 1과 비교예 1에서 제조된 이차전지의 임피던스 분석결과를 나타낸 도면이다.
도 10은 실시예 1과 비교예 1에서 제조된 이차전지의 장기 구동 시 상온 및 고온에서의 용량 유지 특성을 나타내는 그래프이다 ((a) 25℃, (b) 50℃).
도 11은 실시예 1 및 비교예 1의 전극에 대하여, 전기화학 실험 전/후에 전극 계면의 성분 평가를 진행하기 위하여 XPS 분광 분석 결과를 나타낸 그래프이다((a),(b) 비교예 1 및 실시예 1 전극의 전기화학 사이클 전, (c),(d) 비교예 1 및 실시예 1 전극의 사이클 후).
도 12는 실시예 1 및 비교예 1의 전극에 대하여, 전기화학 실험 전/후에 전극 표면을 SEM 으로 촬영한 사진을 나타낸 도면이다 ((a),(b) 비교예 1 및 실시예 1 전극의 전기화학 사이클 전, (c),(d) 비교예 1 및 실시예 1 전극의 사이클 후).
1 is a view showing the structure of a copolymer polymer according to an embodiment of the present invention.
Figure 2(a) is a molecular structure of a copolymer polymer of an elastic binder according to the present invention and a bonding structure with an aluminum current collector, and Figure (b) shows the results of molecular functional group analysis through Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). It is a drawing.
3 is a view showing the results of evaluation of the life of a secondary battery using the secondary batteries prepared in Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention.
4 is a diagram showing a stress-strain curve of the binders according to Example 1 and Comparative Example 1. FIG.
5 is a view showing the results of a peeling test of cross-sections of electrodes according to Example 1 and Comparative Example 1. FIG.
6 is a view showing photographs taken by SEM of the electrode surfaces prepared in Example 1 and Comparative Example 1. FIG.
7 is a view showing an XRD graph of the electrode surfaces prepared in Example 1 and Comparative Example 1.
8(a) is a graph showing the change in specific capacity of the lithium secondary batteries of Example 1 and Comparative Example 1 when the charge/discharge rate changes, and FIG. 8(b) is a secondary battery electrode of Example 1 and Comparative Example 1 This is a graph showing the results of cyclic voltammetry analysis.
9 is a view showing the impedance analysis results of the secondary batteries prepared in Example 1 and Comparative Example 1.
10 is a graph showing capacity retention characteristics at room temperature and high temperature during long-term driving of the secondary batteries prepared in Example 1 and Comparative Example 1 ((a) 25°C, (b) 50°C).
11 is a graph showing the results of XPS spectral analysis in order to evaluate the components of the electrode interface before/after the electrochemical experiment for the electrodes of Example 1 and Comparative Example 1 ((a), (b) Comparative Example 1 and Example 1 Before the electrochemical cycle of the electrode, (c), (d) after the cycle of the Comparative Example 1 and Example 1 electrodes).
12 is a view showing a photograph of the electrode of Example 1 and Comparative Example 1 taken by SEM before/after an electrochemical experiment ((a), (b) of the electrode of Comparative Example 1 and Example 1) Before the electrochemical cycle, (c), (d) after the cycle of the electrode in Comparative Example 1 and Example 1).

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.In the present invention, various modifications may be made and various embodiments may be provided, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present invention, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance the possibility of the presence or addition.

본 발명은 이차전지 전극용 탄성 바인더를 포함하는 이차전지 전극용 슬러리, 이를 포함하는 이차전지용 전극 및 이차전지에 관한 것이다. The present invention relates to a slurry for a secondary battery electrode including an elastic binder for a secondary battery electrode, an electrode for a secondary battery, and a secondary battery including the same.

종래에, 상용 PVDF 바인더의 경우, 높은 고분자량으로 인하여 활물질의 응집문제 및 집전체에 대한 접착력이 낮은 문제가 있었다. 따라서, 우수한 특성을 가진 이차전지 전극을 제작하기 위해서는, 전기화학적으로 안정할 뿐만 아니라 상용 공정에 즉각 적용 가능한 유기용매 기반 고분자를 발굴해야 하며, 특히, 슬러리의 분산성을 향상시킬 수 있으며, 높은 접착력을 가진 다 기능성 고분자에 대한 연구가 필요한 실정이다. Conventionally, in the case of a commercial PVDF binder, there is a problem of aggregation of an active material and low adhesion to a current collector due to a high molecular weight. Therefore, in order to manufacture a secondary battery electrode with excellent properties, it is necessary to discover an organic solvent-based polymer that is not only electrochemically stable, but can be immediately applied to commercial processes. In particular, it is possible to improve the dispersibility of the slurry and have high adhesion. There is a need for research on multifunctional polymers with

이에 본 발명은 전극 내에 수소결합이 가능한 하드 세그먼트 및 폴리올 구조의 소프트 세그먼트를 포함하는 공중합체 고분자인 바인더를 포함하는 슬러리를 제공하며, 특히, 상기 슬러리는 0.1 내지 1,000 s-1 범위의 전단 속도의 혼합 공정 시, 슬러리 내에 전단응력(shearing stress)이 발생되어, 활물질 표면에 바인더가 도포되는 것을 특징으로 이차전지 전극용 슬러리를 제공한다.Accordingly, the present invention provides a slurry comprising a binder, which is a copolymer polymer including a hard segment capable of hydrogen bonding in an electrode and a soft segment having a polyol structure, and in particular, the slurry has a shear rate in the range of 0.1 to 1,000 s -1. During the mixing process, shearing stress is generated in the slurry, and a binder is applied to the surface of the active material, thereby providing a slurry for a secondary battery electrode.

나아가, 상기 슬러리를 포함하는 이차전지용 전극 및 이차전지를 제공한다.Furthermore, it provides an electrode for a secondary battery and a secondary battery including the slurry.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은, 바인더, 활물질 및 도전재를 포함하는 이차전지 전극용 슬러리로서, The present invention is a slurry for a secondary battery electrode comprising a binder, an active material and a conductive material,

상기 바인더는 전극 내에 수소결합이 가능한 하드 세그먼트 및 폴리올 구조의 소프트 세그먼트를 포함하는 공중합체 고분자를 포함하며,The binder includes a copolymer polymer including a hard segment capable of hydrogen bonding in an electrode and a soft segment having a polyol structure,

상기 이차전지 전극용 슬러리는 0.1 내지 1,000 s-1 범위의 전단 속도의 혼합 공정 시, 슬러리 내에 전단응력(shearing stress)이 발생되어, 활물질 표면에 바인더가 도포되는 것을 특징으로 이차전지 전극용 슬러리를 제공한다.The slurry for secondary battery electrodes is characterized in that shearing stress is generated in the slurry during the mixing process at a shear rate in the range of 0.1 to 1,000 s -1, and a binder is applied to the surface of the active material. to provide.

이차전지 전극용 슬러리는 바인더의 공중합체 고분자와 활물질 및 도전재를 유기 용매 상에서 혼합하여 제조될 수 있으며, 상기 슬러리의 혼합 과정에서의 이차전지 전극용 슬러리는 0.1 내지 1,000 s-1 의 전단 속도에서, 평균 20 내지 1100 Pa 범위의 전단응력(shearing stress)이 발생될 수 있으며, 이차전지 전극용 슬러리는 20 내지 1100 Pa 범위의 전단응력(shearing stress)에서, 양극 활물질 표면에 이차전지 전극용 탄성 바인더가 도포될 수 있다. 보다 상세하게는 1 내지 500 s-1 의 전단 속도에서, 평균 63 내지 660 Pa 범위의 전단응력이 발생할 수 있으며, 10 내지 100 s-1 의 전단 속도에서, 평균 111 내지 224 Pa 범위의 전단응력이 발생할 수 있다. 예를 들면, 전단속도 46.4 s-1 에서 141.1 Pa 의 전단응력이 발생되어, 활물질의 표면에 바인더가 도포될 수 있다. 한편, 전단응력이 범위의 최소값보다 작을 경우, 바인더의 활물질 표면 도포 기능이 약화되고 슬러리의 분산도가 낮아질 수 있으며, 전단응력 범위의 최대값을 넘어서면, 활물질 입자의 반응기 벽과의 충돌, 활물질 간의 충돌, 혹은 슬러리 과열로 인해 활물질 구조 손상의 문제가 발생한다.The slurry for a secondary battery electrode can be prepared by mixing a copolymer polymer of a binder, an active material, and a conductive material in an organic solvent, and the slurry for a secondary battery electrode in the mixing process of the slurry is at a shear rate of 0.1 to 1,000 s -1. , Shearing stress in the range of 20 to 1100 Pa on average may be generated, and the slurry for secondary battery electrode is at the shearing stress in the range of 20 to 1100 Pa, elastic binder for secondary battery electrode on the surface of the positive electrode active material. Can be applied. More specifically, at a shear rate of 1 to 500 s -1 , shear stress in the range of 63 to 660 Pa on average may occur, and at a shear rate of 10 to 100 s -1 , shear stress in the range of 111 to 224 Pa on average Can occur. For example, a shear stress of 141.1 Pa is generated at a shear rate of 46.4 s -1 , and a binder may be applied to the surface of the active material. On the other hand, if the shear stress is less than the minimum value of the range, the active material surface coating function of the binder may be weakened and the dispersion degree of the slurry may be lowered.If the shear stress exceeds the maximum value, the active material particles collide with the reactor wall, the active material A problem of damage to the structure of the active material occurs due to collision between the cells or overheating of the slurry.

특정 양태로서, 상술한 탄성 바인더의 공중합체 고분자에 포함된 작용기로 인하여 활물질과의 강한 결합력과 상기 탄성 바인더의 연신율(탄성력)에 의해서 활물질의 표면에 고분자 필름막 형태로 도포될 수 있는 것이다. 또한, 이러한 특성에 의하여 바인더가 슬러리 내에서 고르게 분산될 수 있다.In a specific embodiment, it may be applied in the form of a polymer film film on the surface of the active material due to the functional group included in the copolymer polymer of the elastic binder described above by the strong binding force with the active material and the elongation (elastic force) of the elastic binder. In addition, due to these properties, the binder can be evenly dispersed in the slurry.

나아가, 본 발명에 따른 이차전지 전극용 슬러리의 점도는 25℃에서, 500 내지 250,000 cP 범위인 것을 특징으로 한다. 이차전지 전극용 슬러리의 점도는 500 내지 250,000 cP 범위, 1,000 내지 240,000 cP 범위, 10,000 내지 220,000 cP 범위, 50,000 내지 200,000 cP 범위, 또는 130,000 내지 180,000 cP 범위일 수 있다. 한편, 슬러리의 점도가 500 cP 미만인 경우, 코팅된 전극이 집전체와의 결착이 약하고, 전극 두께를 증가 시키는데 한계가 있으며, 슬러리 점도가 250,000 cP 를 초과하는 경우, 점도가 너무 높아 슬러리 내의 구성 요소들의 분산성이 현저히 떨어질 수 있다.Furthermore, the viscosity of the slurry for secondary battery electrodes according to the present invention is characterized in that at 25° C., in the range of 500 to 250,000 cP. The viscosity of the slurry for secondary battery electrodes may be in the range of 500 to 250,000 cP, 1,000 to 240,000 cP, 10,000 to 220,000 cP, 50,000 to 200,000 cP, or 130,000 to 180,000 cP. On the other hand, when the viscosity of the slurry is less than 500 cP, the coated electrode is weak in binding to the current collector, there is a limit to increasing the electrode thickness, and when the viscosity of the slurry exceeds 250,000 cP, the viscosity is too high to the components in the slurry. The dispersibility of them can be significantly deteriorated.

즉, 본 발명에 따른 이차전지 전극용 슬러리는 상술한 범위 이내의 슬러리 점도를 유지할 수 있으며, 슬러리의 믹싱 공정에서 적절한 점도를 가질 수 있다. 또한, 이후 압연 과정에서 결착력이 향상될 수 있다.That is, the slurry for a secondary battery electrode according to the present invention may maintain a slurry viscosity within the above-described range, and may have an appropriate viscosity in a slurry mixing process. In addition, the binding force may be improved in the subsequent rolling process.

한편, 상기 슬러리가 전극에 적용 될 때, 상기 활물질 표면의 고분자 필름막은 보호층으로 작용될 수 있으며, 사이클이 진행됨에 따라 전극과 전해액 간의 직접적인 접촉을 막아주기 때문에 전해액에 의한 열화현상이 억제되어 수명 특성 등이 향상되는 이차전지를 제공할 수 있다.On the other hand, when the slurry is applied to the electrode, the polymer film film on the surface of the active material can act as a protective layer, and as the cycle progresses, it prevents direct contact between the electrode and the electrolyte, so that deterioration due to the electrolyte is suppressed and the lifespan It is possible to provide a secondary battery with improved characteristics and the like.

바인더는 탄성 바인더로, 전극 내에 수소결합이 가능한 하드 세그먼트 및 폴리올 구조의 소프트 세그먼트를 포함하는 공중합체 고분자이며, 탄성계수(modulus of elasticity)는 100 MPa 이하이며, 연신율은 50 % 이상인 공중합체 고분자를 포함하는 것을 특징으로 한다.The binder is an elastic binder, a copolymer polymer comprising a hard segment capable of hydrogen bonding in an electrode and a soft segment of a polyol structure, and a copolymer polymer having a modulus of elasticity of 100 MPa or less and an elongation of 50% or more. It characterized in that it includes.

본 발명에서 "탄성 바인더"는 소정의 탄성계수를 갖는 이차전지 전극용 고분자 바인더를 의미하는 것으로, 보다 상세하게는 탄성계수가 100 MPa 이하이며, 연신율은 50 % 이상인 공중합체 고분자를 포함하는 이차전지 전극용 고분자 바인더를 의미할 수 있다.In the present invention, "elastic binder" refers to a polymer binder for secondary battery electrodes having a predetermined elastic modulus, and more specifically, a secondary battery comprising a copolymer polymer having an elastic modulus of 100 MPa or less and an elongation of 50% or more. It may mean a polymeric binder for electrodes.

보다 구체적으로, 공중합체 고분자의 탄성계수는 500 kPa 내지 100 MPa 범위, 600 kPa 내지 80 MPa 범위, 800 kPa 내지 60 MPa 범위, 1 내지 40 MPa 범위, 1 내지 25 MPa 범위 또는 2 내지 10 MPa 범위일 수 있다. 특히, 전극용 탄성 바인더는 상술한 탄성계수를 갖는 공중합체 고분자를 포함하여, 연신율이 매우 우수할 수 있다. 보다 구체적으로, 공중합체 고분자의 연신율은 50 % 이상일 수 있으며, 50 내지 1000 % 또는 50 내지 950 % 범위일 수 있다.More specifically, the modulus of elasticity of the copolymer polymer is in the range of 500 kPa to 100 MPa, 600 kPa to 80 MPa, 800 kPa to 60 MPa, 1 to 40 MPa, 1 to 25 MPa, or 2 to 10 MPa. I can. In particular, the elastic binder for an electrode includes a copolymer polymer having the above-described elastic modulus, and may have very excellent elongation. More specifically, the elongation of the copolymer polymer may be 50% or more, and may be in the range of 50 to 1000% or 50 to 950%.

상기 탄성계수 및 연신율은, 바인더를 JIS K-6301 TYPE 1 의 규격의 시편으로 제조한 후, 5 mm/min 의 조건의 인장 응력 시험을 통하여 응력-변형률 곡선으로부터 구해질 수 있다. 구체적으로, 공중합체 고분자를 필름화시킨 후, 필름의 평균 두께가 80 내지 95 ㎛ 이고, 가로 0.3 cm 및 세로 2.7 cm 일 때, 상기 필름의 탄성계수는 500 kPa 내지 100 MPa 이고, 연신율은 50 내지 950 % 범위일 수 있다. 예를 들면, 상기 조건일 때, 탄성계수는 약 4 MPa 이고, 연신율은 약 920 % 일 수 있다. The modulus of elasticity and elongation may be obtained from a stress-strain curve through a tensile stress test under a condition of 5 mm/min after the binder is prepared as a specimen of JIS K-6301 TYPE 1. Specifically, after filming the copolymer polymer, when the average thickness of the film is 80 to 95 µm, and 0.3 cm in width and 2.7 cm in length, the elastic modulus of the film is 500 kPa to 100 MPa, and the elongation is 50 to It can be in the range of 950%. For example, under the above conditions, the modulus of elasticity may be about 4 MPa, and the elongation may be about 920%.

본 발명에서, '탄성계수(modulus of elasticity)' 는 탄성 물질이 응력을 받았을 때 일어나는 변형률의 정도를 나타낸 것으로서, 물질이 압력에 저항하는 정도를 의미한다. 즉, 변형이 잘 일어나는 탄성 물질일수록 낮은 탄성계수 값을 가질 수 있다.In the present invention, the "modulus of elasticity" refers to the degree of strain occurring when an elastic material is subjected to stress, and refers to the degree to which the material resists pressure. That is, an elastic material that is easily deformed may have a lower elastic modulus value.

도 1은 본 발명의 일 예에 따른 공중합체 고분자 구조를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing the structure of a copolymer polymer according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 탄성 고분자 바인더는 전극 내에 수소결합이 가능한 하드 세그먼트 및 폴리올 구조의 소프트 세그먼트를 포함하는 공중합체 고분자이다.Referring to FIG. 1, the elastic polymer binder according to the present invention is a copolymer polymer including a hard segment capable of hydrogen bonding in an electrode and a soft segment having a polyol structure.

상기 공중합체 고분자가 포함된 전극은 전해액 내의 하기 화학식 3 화합물 혹은 전해액과 반응하여 폴리카보네이트 계열의 전극 계면막을 형성할 수 있다.The electrode containing the copolymer polymer may react with the compound of Formula 3 below or the electrolyte in the electrolyte to form a polycarbonate-based electrode interface film.

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112019018104367-pat00002
.
Figure 112019018104367-pat00002
.

또는, 상기 공중합체 고분자가 포함된 전극은 전기화학 반응 시 위의 화학식3의 화합물 혹은 전해액 내 리튬염이 참여하는 반응에 의해 LixPFy 및 LixPOyFz 로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 성분의 전극 계면막을 형성하는 것을 특징으로 한다.Alternatively, the electrode containing the copolymer polymer is at least selected from the group consisting of Li x PF y and Li x PO y F z by the reaction of the compound of Formula 3 above or lithium salt in the electrolyte during an electrochemical reaction. It is characterized by forming an electrode interface film of one component.

상기 공중합체 고분자의 수평균 분자량은 140,000 내지 1,000,000 g mol-1 일 수 있다.The number average molecular weight of the copolymer polymer may be 140,000 to 1,000,000 g mol -1.

상기 하드 세그먼트는 방향족 우레탄 및 방향족 우레아 결합을 포함하며, 상기 소프트 세그먼트는 중량평균 분자량이 1,000 내지 3,000 g mol-1 인 지방족 폴리올 화합물을 사용할 수 있으며, 상기 지방족 폴리올이 폴리에틸렌글리콜, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리카보네이트디올, 폴리카프로락톤디올 및 에틸렌-프로필렌 글리콜 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.The hard segment includes an aromatic urethane and an aromatic urea bond, and the soft segment may use an aliphatic polyol compound having a weight average molecular weight of 1,000 to 3,000 g mol -1 , and the aliphatic polyol is polyethylene glycol, polytetramethylene ether glycol , Polypropylene glycol, polycarbonate diol, polycaprolactone diol, and ethylene-propylene glycol may be one or more selected from the group consisting of a copolymer.

도 2(a)는 본 발명에 따른 탄성 바인더의 공중합체 고분자의 분자 구조 및 도 2(b) 는 Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) 을 통한 분자 작용기 분석 결과를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 상기 고분자는 소프트-하드 세그먼트로 상분리 될 수 있는 구조이며, 상기 하드 세그먼트의 우레아 및 우레탄 작용기를 통해 전극 활물질과 수소결합 할 수 있는 구조이다. 2(a) is a view showing the molecular structure of the copolymer polymer of the elastic binder according to the present invention, and FIG. 2(b) is a view showing the results of molecular functional group analysis through Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). Referring to FIG. 2, the polymer is a structure capable of being phase-separated into soft-hard segments, and a structure capable of hydrogen bonding with an electrode active material through urea and urethane functional groups of the hard segment.

아울러, 활물질은 하기 화학식 1 및 화학식 2으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 리튬 금속 산화물을 포함할 수 있다:In addition, the active material may include at least one lithium metal oxide selected from the group consisting of the following Chemical Formulas 1 and 2:

[화학식 1][Formula 1]

LiNixMnyCozAlwO2 LiNi x Mn y Co z Al w O 2

상기 화학식 1에서, 0≤x≤1 이고, y는 0≤y≤1 이고, 0≤z≤1 이고, w는 0≤w≤0.15 이고, x+y+z+w=1 이다In Formula 1, 0≤x≤1, y is 0≤y≤1, 0≤z≤1, w is 0≤w≤0.15, and x+y+z+w=1.

[화학식 2][Formula 2]

LiFexMnyPO4 LiFe x Mn y PO 4

상기 화학식 2에서, 0≤x≤1 이고, 0≤y≤1 이고, x+y=1 이다.In Formula 2, 0≤x≤1, 0≤y≤1, and x+y=1.

보다 구체적으로, 활물질은 층상계 리튬전이금속 산화물(LiNixMnyCozAlwO2) 일 수 있으며, 또는 올리빈 계열의 인산철 (LiFexMnyPO4) 일 수 있고, 또는 상기 층상계 리튬전이금속 산화물과 올리빈 계열의 인산철의 조합일 수 있다. 하나의 예로, 상기 리튬전이금속 산화물은 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 또는 LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2일수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.More specifically, the active material may be a layered lithium transition metal oxide (LiNi x Mn y Co z Al w O 2 ), or an olivine-based iron phosphate (LiFe x Mn y PO 4 ), or the layer It may be a combination of an upper lithium transition metal oxide and an olivine-based iron phosphate. As an example, the lithium transition metal oxide may be LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 or LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 , but is not limited thereto.

한편, 바인더는 활물질의 전체중량에 대하여 0.2 내지 15 중량% 를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 바인더는 활물질의 전체중량에 대하여 0.2 내지 15 중량%, 1.2 내지 10 중량 %, 1.4 내지 5 중량%, 1.5 내지 3 중량% 또는 1.6 내지 3.1 중량 % 일 수 있으며, 또는 3.0 중량 %, 또는 2.0 중량 % 일 수 있다. 한편, 바인더가 상기 중량 범위일 때, 효율이 높은 이차전지를 구현할 수 있다.Meanwhile, the binder may contain 0.2 to 15% by weight based on the total weight of the active material. More specifically, the binder may be 0.2 to 15% by weight, 1.2 to 10% by weight, 1.4 to 5% by weight, 1.5 to 3% by weight, or 1.6 to 3.1% by weight based on the total weight of the active material, or 3.0% by weight, Or 2.0% by weight. On the other hand, when the binder is in the above weight range, a secondary battery having high efficiency can be implemented.

또한, 본 발명은 상기 이차전지 전극용 슬러리가 집전체에 도포되는 것을 특징으로 하는 이차전지 전극을 제공한다. 구체적으로, 전극의 양극은 양극 집전체 상에 양극 활물질을 포함하는 슬러리가 도포될 수 있다.In addition, the present invention provides a secondary battery electrode, characterized in that the slurry for secondary battery electrode is applied to a current collector. Specifically, the positive electrode of the electrode may be coated with a slurry including a positive electrode active material on the positive electrode current collector.

특히, 전극의 표면에 도포된 바인더는 전극의 계면을 보호할 수 있으며, 이에 따라 성능 열화 등을 억제할 수 있다.In particular, the binder applied on the surface of the electrode can protect the interface of the electrode, thereby suppressing performance degradation.

본 발명에서, 양극 활물질은 하기 화학식 1 및 화학식 2으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 리튬 금속 산화물을 포함할 수 있다:In the present invention, the positive electrode active material may include at least one lithium metal oxide selected from the group consisting of the following Chemical Formulas 1 and 2:

[화학식 1][Formula 1]

LiNixMnyCozAlwO2 LiNi x Mn y Co z Al w O 2

상기 화학식 1에서, 0≤x≤1 이고, y는 0≤y≤1 이고, 0≤z≤1 이고, w는 0≤w≤0.15 이고, x+y+z+w=1 이다In Formula 1, 0≤x≤1, y is 0≤y≤1, 0≤z≤1, w is 0≤w≤0.15, and x+y+z+w=1.

[화학식 2][Formula 2]

LiFexMnyPO4 LiFe x Mn y PO 4

상기 화학식 2에서, 0≤x≤1 이고, 0≤y≤1 이고, x+y=1 이다.In Formula 2, 0≤x≤1, 0≤y≤1, and x+y=1.

보다 구체적으로, 활물질은 층상계 리튬전이금속 산화물(LiNixMnyCozAlwO2) 일 수 있으며, 또는 올리빈 계열의 인산철 (LiFexMnyPO4) 일 수 있고, 또는 상기 층상계 리튬전이금속 산화물과 올리빈 계열의 인산철의 조합일 수 있다.More specifically, the active material may be a layered lithium transition metal oxide (LiNi x Mn y Co z Al w O 2 ), or an olivine-based iron phosphate (LiFe x Mn y PO 4 ), or the layer It may be a combination of an upper lithium transition metal oxide and an olivine-based iron phosphate.

양극 바인더로는 상기 공중합체 바인더를 사용할 수 있다.As the positive electrode binder, the copolymer binder may be used.

상기 양극 집전체로는 당해 기술분야에서 집전체로 사용될 수 있는 것이라면 모두 가능하고, 구체적으로 우수한 도전성을 갖는 알루미늄 포일, 발포 알루미늄, 발포니켈 등을 사용하는 것이 바람직하다.As the positive electrode current collector, any one that can be used as a current collector in the art may be used, and specifically, it is preferable to use an aluminum foil, foamed aluminum, foamed nickel, or the like having excellent conductivity.

상기 도전재는 다공성일 수 있다. 따라서, 상기 도전재로 다공성 및 도전성을 갖는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어 다공성을 갖는 탄소계 물질을 사용할 수 있다. 이와 같은 탄소계 물질로는 카본 블랙, 그라파이트, 그래핀, 활성탄, 탄소 섬유, 카본 나노튜브 등을 사용할 수 있다. 또한, 금속 메쉬 등의 금속성 섬유, 구리, 은, 니켈, 알루미늄 등의 금속성 분말 또는 폴리페닐렌 유도체 등의 유기 도전성 재료도 사용할 수 있다. 상기 도전성 재료들은 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다.The conductive material may be porous. Therefore, if the conductive material has porosity and conductivity, it may be used without limitation, and for example, a carbon-based material having porosity may be used. As such a carbon-based material, carbon black, graphite, graphene, activated carbon, carbon fiber, carbon nanotubes, and the like may be used. Further, metallic fibers such as metal mesh, metallic powders such as copper, silver, nickel, aluminum, or organic conductive materials such as polyphenylene derivatives can also be used. The conductive materials may be used alone or in combination.

상기와 같은 양극은 통상의 방법에 따라 제조될 수 있으며, 구체적으로는 양극 활물질과 상기 도전재 및 상기 바인더를 유기 용매 상에서 혼합하여 제조한 양극 활물질층 형성용 슬러리를 집전체 위에 도포 및 건조하고, 선택적으로 전극 밀도의 향상을 위하여 집전체에 압착하여 제조할 수 있다. 이때 상기 유기 용매로는 양극 활물질, 바인더 및 도전재를 균일하게 분산시킬 수 있으며, 쉽게 증발되는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 N-메틸-2-피롤리돈, 아세토니트릴, 메탄올, 에탄올, 테트라히드로퓨란, 이소프로필알코올 등을 사용할 수 있다.The positive electrode as described above may be manufactured according to a conventional method, and specifically, a slurry for forming a positive electrode active material layer prepared by mixing a positive electrode active material, the conductive material, and the binder in an organic solvent is applied and dried on a current collector, Optionally, in order to improve the electrode density, it may be manufactured by pressing the current collector. At this time, as the organic solvent, a positive electrode active material, a binder, and a conductive material may be uniformly dispersed, and it is preferable to use an easily evaporated one. Specifically, N-methyl-2-pyrrolidone, acetonitrile, methanol, ethanol, tetrahydrofuran, isopropyl alcohol, and the like can be used.

또한, 본 발명에서 전지 내의 음극은 음극 집전체 상에 형성된 음극 활물질을 포함한다.In addition, in the present invention, the negative electrode in the battery includes a negative electrode active material formed on the negative electrode current collector.

상기 음극 집전체는 구체적으로 구리, 스테인리스스틸, 티타늄, 은, 팔라듐, 니켈, 이들의 합금 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다. 상기 스테인리스스틸은 카본, 니켈, 티탄 또는 은으로 표면 처리될 수 있으며, 상기 합금으로는 알루미늄-카드뮴 합금을 사용할 수 있다. 그 외에도 소성 탄소, 도전재로 표면 처리된 비전도성 고분자, 또는 전도성 고분자 등을 사용할 수 있다.The negative electrode current collector may be specifically selected from the group consisting of copper, stainless steel, titanium, silver, palladium, nickel, alloys thereof, 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. In addition, calcined carbon, a non-conductive polymer surface-treated with a conductive material, or a conductive polymer may be used.

상기 음극 활물질로는 리튬 이온(Li+)을 가역적으로 흡장(Intercalation) 또는 방출(Deintercalation)할 수 있는 물질, 리튬 이온과 반응하여 가역적으로 리튬 함유 화합물을 형성할 수 있는 물질, 리튬 금속 또는 리튬 합금을 사용할 수 있다. 상기 리튬 이온(Li+)을 가역적으로 흡장 또는 방출할 수 있는 물질은 예컨대 결정질 탄소, 비정질 탄소, 리튬타이타니윰산화물, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 리튬 이온(Li+)과 반응하여 가역적으로 리튬 함유 화합물을 형성할 수 있는 물질은 예를 들어, 산화주석, 티타늄나이트레이트, 실리콘, 실리콘 산화물, 또는 실리콘-탄소 복합체 일 수 있다. 상기 리튬 합금은 예를 들어, 리튬(Li)과 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 프랑슘(Fr), 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 라듐(Ra), 알루미늄(Al) 및 주석(Sn)으로 이루어지는 군에서 선택되는 금속의 합금일 수 있다.As the negative active material, a material capable of reversibly intercalating or deintercalating lithium ions (Li + ), a material capable of reversibly forming a lithium-containing compound by reacting with lithium ions, a lithium metal or a lithium alloy Can be used. The material capable of reversibly occluding or releasing lithium ions (Li + ) may be, for example, crystalline carbon, amorphous carbon, lithium titanium oxide, or a mixture thereof. A material capable of reversibly forming a lithium-containing compound by reacting with the lithium ions (Li + ) may be, for example, tin oxide, titanium nitrate, silicon, silicon oxide, or a silicon-carbon composite. The lithium alloy is, for example, lithium (Li) and sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), francium (Fr), beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium ( It may be an alloy of a metal selected from the group consisting of Ca), strontium (Sr), barium (Ba), radium (Ra), aluminum (Al), and tin (Sn).

상기 음극은 음극 활물질과 도전재의 결합과 집전체에 대한 결합을 위하여 바인더를 더 포함할 수 있으며, 구체적으로 상기 바인더는 앞서 양극의 바인더에서 설명한 바와 동일하다.The negative electrode may further include a binder for bonding of the negative active material and the conductive material to the current collector, and specifically, the binder is the same as described above for the binder of the positive electrode.

분리막은 전극을 물리적으로 분리하는 기능을 갖는 물리적인 분리막으로서, 통상의 분리막으로 사용되는 것이라면 특별한 제한 없이 사용 가능하며, 특히 전해액의 이온 이동에 대하여 저저항이면서 전해액 함습 능력이 우수한 것이 바람직하다.The separator is a physical separator having a function of physically separating an electrode, and if it is used as a conventional separator, it can be used without particular limitation. In particular, it is preferable that the separator has low resistance against ion migration of the electrolyte and has excellent electrolyte moisture-moisturizing ability.

또한, 상기 분리막은 양극과 음극을 서로 분리 또는 절연시키면서 양극과 음극 사이에 리튬 이온의 수송을 가능하게 한다. 상기 분리막은 다공성이고, 비전도성 또는 절연성인 물질로 이루어질 수 있으며, 상기 분리막은 필름과 같은 독립적인 부재이거나, 또는 양극 및/또는 음극에 부가된 코팅층일 수 있다.In addition, the separator separates or insulates the anode and the cathode from each other, while allowing lithium ions to be transported between the anode and the cathode. The separator may be made of a porous, non-conductive or insulating material, and the separator may be an independent member such as a film, or a coating layer added to an anode and/or a cathode.

구체적으로는 다공성 고분자 필름, 예를 들어 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체 및 에틸렌/메 타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름을 단독으로 또는 이들을 적층하여 사용할 수 있으며, 또는 통상적인 다공성 부직포, 예를 들어 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specifically, a porous polymer film, for example, a porous polymer film made of polyolefin-based polymers such as ethylene homopolymer, propylene homopolymer, ethylene/butene copolymer, ethylene/hexene copolymer, and ethylene/methacrylate copolymer. It may be used alone or by stacking them, or a nonwoven fabric made of a conventional porous nonwoven fabric such as high melting point glass fiber, polyethylene terephthalate fiber, etc. may be used, but is not limited thereto.

아울러, 본 발명은 상기 이차전지 전극 및 비수성 전해액을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지를 제공한다.In addition, the present invention provides a secondary battery comprising the secondary battery electrode and a non-aqueous electrolyte.

상기 비수성 전해액은 하기 화학식 3의 화합물을 포함한다.The non-aqueous electrolyte solution includes a compound represented by the following formula (3).

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112019018104367-pat00003
.
Figure 112019018104367-pat00003
.

상기 화학식 3의 함량은 상기 비수성 전해액 중 0.1 내지 15.0 중량% 일 수 있다.The content of Formula 3 may be 0.1 to 15.0% by weight of the non-aqueous electrolyte.

또한, 상기 비수성 전해액은 리튬염을 함유하며, 리튬염과 용매로 구성되어 있고, 용매로는 비수계 유기 용매, 유기 고체 전해액 및 무기 고체 전해액 등을 사용할 수 있다.In addition, the non-aqueous electrolyte solution contains a lithium salt and is composed of a lithium salt and a solvent, and a non-aqueous organic solvent, an organic solid electrolyte, and an inorganic solid electrolyte may be used as the solvent.

상기 리튬염은 비수계 유기 용매에 쉽게 용해될 수 있는 물질로서, 예컨대, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiB(Ph)4, LiC4BO8, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, LiSO3CH3, LiSO3CF3, LiSCN, LiC(CF3SO2)3, LiN(CF3SO2)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(SO2F)2, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.The lithium salt is a material that can be easily dissolved in a non-aqueous organic solvent, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4 , LiBF 4 , LiB 10 Cl 10 , LiB(Ph) 4 , LiC 4 BO 8 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, LiSO 3 CH 3, LiSO 3 CF 3, LiSCN, LiC (CF 3 SO 2) 3, LiN (CF 3 SO 2) 2, LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN(SO 2 F) 2 , lithium chloroborane, lithium lower aliphatic carboxylic acid, lithium 4 phenyl borate, it may be at least one selected from the group consisting of imide.

상기 리튬염의 농도는, 전해액 혼합물의 정확한 조성, 염의 용해도, 용해된 염의 전도성, 전지의 충전 및 방전 조건, 작업 온도 및 리튬-황 전지 분야에 공지된 다른 요인과 같은 여러 요인에 따라, 0.1 내지 6.0M, 바람직하기로 0.5M 내지 2.0M일 수 있다. 만약, 상기 리튬염의 농도가 상기 범위 미만이면 전해액의 전도도가 낮아져서 전지 성능이 저하될 수 있고, 상기 범위 초과이면 전해액의 점도가 증가하여 리튬 이온(Li+)의 이동성이 감소될 수 있으므로 상기 범위 내에서 적정 농도를 선택하는 것이 바람직하다.The concentration of the lithium salt is 0.1 to 6.0, depending on several factors such as the exact composition of the electrolyte mixture, the solubility of the salt, the conductivity of the dissolved salt, the charging and discharging conditions of the battery, the working temperature and other factors known in the lithium-sulfur battery field. M, preferably 0.5M to 2.0M. If the concentration of the lithium salt is less than the above range, the conductivity of the electrolyte may be lowered and battery performance may be degraded, and if the concentration of the lithium salt is greater than the above range, the viscosity of the electrolyte may increase and the mobility of lithium ions (Li + ) may decrease. It is desirable to select an appropriate concentration from.

상기 비수계 유기 용매는 리튬염을 잘 용해시킬 수 있는 물질로서, 바람직하기로 N-메틸-2-피롤리돈, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 1,2-디에톡시 에탄, 1-에톡시-2-메톡시 에탄, 테트라에틸렌글리콜 디메틸에테르, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥솔란, 4-메틸-1,3-디옥센, 디에틸에테르, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥솔란, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥솔란 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 프로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기 용매가 사용될 수 있으며, 이들 중 하나 또는 둘 이상의 혼합 용매 형태로 사용할 수 있다.The non-aqueous organic solvent is a material capable of dissolving a lithium salt well, preferably N-methyl-2-pyrrolidone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate , Diethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, gamma-butyllolactone, 1,2-dimethoxy ethane, 1,2-diethoxy ethane, 1-ethoxy-2-methoxy ethane, tetraethylene glycol dimethyl ether, Tetrahydroxy franc (franc), 2-methyl tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxene, diethyl ether, formamide, dimethylformamide, dioxolane , Acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, phosphoric acid tryster, trimethoxy methane, dioxolane derivative, sulfolane, methyl sulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate Aprotic organic solvents such as derivatives, tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl propionate and ethyl propionate may be used, and one or two or more of them may be used in the form of a mixed solvent.

상기 유기 고체 전해액으로는 바람직하기로, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(Agitation lysine), 폴리에스테르 설파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등을 사용할 수 있다.The organic solid electrolyte is preferably a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, a poly etch lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol, a polyvinylidene fluoride, an ionic A polymer or the like containing a dissociation group can be used.

본 발명의 무기 고체 전해액으로는 바람직하기로, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등을 사용할 수 있다.As the inorganic solid electrolyte of the present invention, preferably, Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH, Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 It is possible to use nitrides, halides, and sulfates of Li such as S-SiS 2.

상기 바인더의 공중합체 고분자는 상기 화학식 3의 화합물과 반응하여 폴리카보네이트 계열의 전극 계면막을 형성할 수 있으며, 상기 바인더는 상기 전극의 0.2 내지 15 중량%일 수 있다.The copolymer polymer of the binder may react with the compound of Formula 3 to form a polycarbonate-based electrode interface layer, and the binder may be 0.2 to 15% by weight of the electrode.

또는, 바인더의 공중합체 고분자를 포함하는 전극은 화학식 3의 화합물 혹은 리튬염이 참여하는 반응에 의해 LixPFy 및 LixPOyFz 로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 성분의 전극 계면막을 형성할 수 있다.Alternatively, the electrode including the copolymer polymer of the binder may form an electrode interface film of at least one component selected from the group consisting of Li x PF y and Li x PO y F z by a reaction in which the compound of Formula 3 or lithium salt participates. Can be formed.

이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples and experimental examples.

단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.However, the following Examples and Experimental Examples are merely illustrative of the present invention, and the contents of the present invention are not limited to the following Examples and Experimental Examples.

<실시예><Example>

실시예 1. Example 1.

(이차전지 전극용 슬러리의 제조) (Preparation of slurry for secondary battery electrode)

도 1에 개시된 공중합체 고분자를 방향족 다이소시아네이트(Diisocyanate)와 글리콜(Glycol) 및 다이아민(Diamine) 간의 축합중합을 통해 우레탄 및 우레아 결합 형성을 유도하여 제조하였다. 그리고, 양극 활물질로 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811), 도전재로 카본블랙(Super P), 실시예 1의 바인더를 사용하여 94:4:2 의 중량비로 하여 용제인 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)에 첨가하여 양극 슬러리를 제조하였다. 한편, 혼합과정에서 0.1 ~ 1,000 s-1 의 속도로 혼합하였으며, 이때 전단응력이 21.1 ~1,071 Pa 가 발생하였다.The copolymer polymer disclosed in FIG. 1 was prepared by inducing urethane and urea bond formation through condensation polymerization between aromatic diisocyanate, glycol, and diamine. In addition, LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 (NCM811) as a positive electrode active material, carbon black (Super P) as a conductive material, and the binder of Example 1 were used in a weight ratio of 94:4:2, and the solvent was N-methyl- It was added to 2-pyrrolidone (NMP) to prepare a positive electrode slurry. Meanwhile, during the mixing process, the mixture was mixed at a rate of 0.1 to 1,000 s -1 , and at this time, a shear stress of 21.1 to 1,071 Pa was generated.

(전극 제조)(Electrode manufacturing)

상기 양극 슬러리를 양극 집전체의 알루미늄 박막의 일면에 도포, 건조, 및 프레스를 실시하여, 95 ㎛ 두께의 활물질 층을 갖는 단면 양극을 제조하였다.The positive electrode slurry was coated on one surface of an aluminum thin film of a positive electrode current collector, dried, and pressed to prepare a single-sided positive electrode having an active material layer having a thickness of 95 μm.

(이차전지의 제조)(Manufacture of secondary battery)

상기에서 제조한 전극을 포함하는 이차전지를 제조하였다. 이때, 사용된 이차 전지의 구성은 하기의 표 1과 같다.A secondary battery including the electrode prepared above was manufactured. At this time, the configuration of the used secondary battery is shown in Table 1 below.

Working electrodeWorking electrode NCM811/super P/(PVDF or Elastic binder)NCM811/super P/(PVDF or Elastic binder) Counter electrodeCounter electrode Lithium metalLithium metal ElectrolyteElectrolyte 1 M LiPF6 in EC/DMC (v/v=1/1) + 10 wt.% FEC1 M LiPF 6 in EC/DMC (v/v=1/1) + 10 wt.% FEC separatorseparator PEPE

비교예 1.Comparative Example 1.

바인더로 PVDF 를 사용한 것을 제외하곤, 실시예 1과 동일한 방법으로 전극을 제조하였다.An electrode was manufactured in the same manner as in Example 1, except that PVDF was used as a binder.

<실험예><Experimental Example>

실험예 1. 바인더의 종류 및 조성에 따른 안정성 평가Experimental Example 1. Stability evaluation according to the type and composition of the binder

실시예 1, 비교예 1에서 제조한 이차전지 전극을 이용하여 해당 전극의 안정성 평가를 실시하였다.Using the secondary battery electrode prepared in Example 1 and Comparative Example 1, stability evaluation of the electrode was performed.

이때, 활물질 로딩은 14 mg cm-2로 하여 실시하였다. 실험 시 첫 사이클은 0.1C로 수행하였으며 다음 사이클부터 0.5C로 전류를 공급하여 실시하였다. 이에 따라 cycle retention은 2번째 사이클과 마지막 사이클의 용량을 기준으로 계산하였다. 그리고, 그 결과를 도 3에 나타내었다.At this time, loading of the active material was carried out at 14 mg cm -2. During the experiment, the first cycle was performed at 0.1C, and from the next cycle, current was supplied at 0.5C. Accordingly, cycle retention was calculated based on the capacity of the second cycle and the last cycle. And, the results are shown in FIG. 3.

도 3에 나타난 실험결과의 전압범위는 2.8~4.3V이며, 4.5~4.7V에서 까지 cut-off voltage를 설정할 경우, 사이클 리텐션 감소 현상이 더해지는 것을 확인하 였다(미도시).The voltage range of the experimental results shown in FIG. 3 was 2.8 to 4.3V, and when the cut-off voltage was set from 4.5 to 4.7V, it was confirmed that the cycle retention reduction phenomenon was added (not shown).

실험예 2. 바인더에 따른 슬러리 물성 비교Experimental Example 2. Comparison of Slurry Properties According to Binder

실시예 1과 비교예 1에서의 슬러리의 점도와 전단응력을 측정하였다. 점도 측정은 점도계(HBDV II+, Brookfield, USA) 에 어댑터(small sample adaptor) 및 항온조를 설치하여 22℃ 온도가 일정하게 유지되도록 한 후 스핀들로 전단속도에 따라 측정하였다. 그리고, 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.The viscosity and shear stress of the slurries in Example 1 and Comparative Example 1 were measured. Viscosity measurement was performed by installing a small sample adapter and a thermostat to a viscometer (HBDV II+, Brookfield, USA) to keep the temperature constant at 22°C, and then measuring the shear rate with a spindle. And, the results are shown in Table 2 below.

전단 속도(s-1)
[0.1 ~ 1,000]
Shear rate (s -1 )
[0.1 ~ 1,000]
점도 (cP)Viscosity (cP) 전단응력(Pa)Shear stress (Pa)
실시예 1의 슬러리Slurry of Example 1 1,071 ~ 211,0001,071 ~ 211,000 21.1 ~ 1,07121.1 ~ 1,071 비교예 1의 슬러리Slurry of Comparative Example 1 521 ~ 122,700521 ~ 122,700 12.27 ~ 521.812.27 ~ 521.8 * 전단응력 = 점도 × 전단속도
* 슬러리 제조 시 전극 고형분 간 중량 비율, NCM811:카본블랙 (Super P):바인더 = 94:4:2
* 슬러리 제조 시 용제 종류 = N-메틸-2-피롤리돈 (NMP)
* 슬러리 제조 시 전극 전체 고형분 및 용제의 중량 비율, 전극 전체 고형분:용제 = 1.72:1
* Shear stress = viscosity × shear rate
* Weight ratio between electrode solids when preparing slurry, NCM811: Carbon Black (Super P): Binder = 94:4:2
* When preparing a slurry, the type of solvent = N-methyl-2-pyrrolidone (NMP)
* When preparing a slurry, the ratio of the total solid content of the electrode and the weight of the solvent, the total solid content of the electrode: solvent = 1.72:1

표 2를 참조하면, 실시예 1의 슬러리의 점도 및 전단응력이 비교예 1의 슬러리 대비 우수하다는 것을 알 수 있다. 이러한 결과는, 실시예 1의 바인더가 슬러리 제작과정 중, 분산이 잘되어 유기용매의 사용량을 줄여줄 뿐만 아니라, 고형분 간의 결착력을 발휘하는데 유리함을 보여준다.Referring to Table 2, it can be seen that the viscosity and shear stress of the slurry of Example 1 are superior to that of the slurry of Comparative Example 1. These results show that the binder of Example 1 is well dispersed during the slurry preparation process, thereby reducing the amount of use of the organic solvent and is advantageous in exerting a binding force between solids.

실험예 3. 바인더의 탄성계수 및 연신율 측정Experimental Example 3. Measurement of the elastic modulus and elongation of the binder

바인더의 물성을 측정하기 위하여 실시예 1과 비교예 1의 바인더를 JIS K-6301 TYPE 1의 규격의 시편(0.3 cm × 2.7 cm)으로 제조한 후, UTM(Universal esting Machine)에서 인장 속도(Grip Separation Speed) 5 mm/min 의 조건으로 인장하며 탄성계수와 연신율을 측정하였다. 도 4는 실시예 1과 비교예 1에 따른 바인더의 응력-변형율 곡선을 나타내는 도면이다.In order to measure the physical properties of the binder, the binders of Example 1 and Comparative Example 1 were prepared as a specimen of JIS K-6301 TYPE 1 (0.3 cm × 2.7 cm), and then the tensile speed (Grip Separation Speed) The elastic modulus and elongation were measured under tension under the condition of 5 mm/min. 4 is a diagram showing a stress-strain curve of the binders according to Example 1 and Comparative Example 1. FIG.

그리고, 상기 응력-변형률 곡선으로부터 탄성계수를 도출하였다.Then, the elastic modulus was derived from the stress-strain curve.

도 4를 참조하면, 실시예 1과 비교예 1의 바인더의 탄성계수와 연신율을 알 수 있다. 구체적으로, 실시예 1의 바인더는 우수한 탄성력과 높은 연신율을 갖는 것을 알 수 있었다. 반면, 비교예 1의 바인더는 높은 강성을 갖고 있어, 연신율이 50 % 미만으로 매우 낮았으며, 35 MPa 이상의 응력에서는 비교예 1의 바인더가 파단되었다. 즉, 비교예 1은 응력-변형률 곡선이 매우 불안정적 이였다.Referring to FIG. 4, the elastic modulus and elongation of the binders of Example 1 and Comparative Example 1 can be known. Specifically, it was found that the binder of Example 1 has excellent elasticity and high elongation. On the other hand, the binder of Comparative Example 1 had high rigidity, and the elongation was very low (less than 50%), and the binder of Comparative Example 1 was fractured at a stress of 35 MPa or more. That is, in Comparative Example 1, the stress-strain curve was very unstable.

실험예 4. 전극 단면의 접착력 측정Experimental Example 4. Measurement of adhesion of electrode cross-section

실시예 1과 비교예 1에서 제조한 전극 단면을 가로 세로 25 mm × 30 mm 의 시편으로 제조한 후, 상기 전극 단면과 3M 테이프, 유리 기판을 순차적으로 쌓은 후, 2 kg 의 롤을 사용하여 10회 압연하였다.After the electrode cross-sections prepared in Example 1 and Comparative Example 1 were prepared as specimens having a width of 25 mm × 30 mm, the electrode cross-section, 3M tape, and a glass substrate were sequentially stacked, and then 10 using a 2 kg roll. It was rolled twice.

상기 시편을 25 mm/min 의 속도로 필링 테스트를 수행하고, 그 결과를 도 5에 나타하였다.The specimen was subjected to a peeling test at a rate of 25 mm/min, and the results are shown in FIG. 5.

도 5는 실시예 1과 비교예 1에 따른 전극 단면의 필링테스트 결과를 나타내는 도면이다.5 is a view showing the results of a peeling test of cross-sections of electrodes according to Example 1 and Comparative Example 1. FIG.

도 5를 참조하면, 비교예 1 대비 실시예 1의 접착력이 우수하다는 것을 확인할 수 있었다. 이는, 실시예 1의 바인더가 전극 활물질, 전도성 탄소 및 집전체 재료와 수소결합이 가능한 하드 세그먼트를 포함하고 있어 재료간 및 활물질 층과 집전체 간에 높은 접착력을 제공하는 것으로 판단된다. 또한 실시예 1의 높은 결착력은 슬러리 교반 시에 바인더가 활물질 표면에 고르게 도포된 것에 기인한다고 판단된다. Referring to FIG. 5, it was confirmed that the adhesive strength of Example 1 was superior to that of Comparative Example 1. It is believed that the binder of Example 1 includes an electrode active material, conductive carbon, and a hard segment capable of hydrogen bonding with a current collector material, and thus provides high adhesion between materials and between the active material layer and the current collector. In addition, it is judged that the high binding force of Example 1 is caused by evenly applying the binder to the surface of the active material during slurry stirring.

실험예 5. 바인더에 따른 표면 분석Experimental Example 5. Surface analysis according to the binder

실시예 1과 비교예 1에서 제조한 전극의 표면을 SEM(scanning Electron Microscope) 측정하였다. 그리고, 이를 도 6에 나타내었다.The surfaces of the electrodes prepared in Example 1 and Comparative Example 1 were measured with a scanning electron microscope (SEM). And, it is shown in Figure 6.

도 6은 실시예 1과 비교예 1에서 제조한 전극 표면을 SEM 으로 촬영한 사진을 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 실시예 1의 전극 표면이 비교예 1의 전극 표면보다 매끈한 것을 알 수 있다. 이는 바인더와 활물질 간의 우수한 상호작용과 바인더의 고른 분산도에 기인한다.6 is a view showing photographs taken by SEM of the electrode surfaces prepared in Example 1 and Comparative Example 1. FIG. Referring to FIG. 6, it can be seen that the electrode surface of Example 1 is smoother than that of Comparative Example 1. This is due to the excellent interaction between the binder and the active material and the even dispersion of the binder.

실험예 6. 바인더에 따른 XRD 분석Experimental Example 6. XRD analysis according to the binder

실시예 1과 비교예 1에서 제조한 전극에 대하여 CuKα 를 이용하여 X-선 회절 분석을 실시하였다. X선 회절 분석은 Cu Kαradiation(1.540598Å)을 이용한 Rigaku RINT2200HF+회절계(diffractometer)를 이용하여 실시하였다.The electrodes prepared in Example 1 and Comparative Example 1 were subjected to X-ray diffraction analysis using CuKα. X-ray diffraction analysis was performed using a Rigaku RINT2200HF+ diffractometer using Cu Kαradiation (1.540598Å).

실시예 1과 비교예 1의 슬러리를 X선 회절 분석하여 배터리 구동 전후의 (before/after) (003)면과 (104)면을 나타내는 피크의 비율(I003/I104) 값을 구하였다. 해당 결과를 도 7과 표 3에 나타내었다.The slurries of Example 1 and Comparative Example 1 were analyzed by X-ray diffraction to obtain a ratio (I 003 /I 104 ) of peaks representing (before/after) (003) planes and (104) planes before and after battery operation. The results are shown in Fig. 7 and Table 3.

I(003)/I(104) I (003) /I (104) 비교예 1 beforeComparative Example 1 before 1.111.11 비교예 1 afterComparative Example 1 after 0.750.75 실시예 1 beforeExample 1 before 1.071.07 실시예 1 afterExample 1 after 1.021.02

도 7과 표 3의 결과에 따르면, 실시예 1는 구동 전후에 I003/I104 값이 매우 작게 감소한 반면, 비교예 1는 같은 구동 후에 I003/I104 값이 매우 크게 감소하였다. 이는 비교예 1의 경우, 층상계 산화물 구조 내의 양이온 혼합이 심하여, 층상구조가 스피넬 혹은 암염구조로 변형이 많이 되었음을 의미한다. 이와 같은 구조 변화는 전이금속의 전해액 내로의 용출현상 및 전극 표면에서의 부반응을 가속화한다. 같은 맥락에서, 실시예 1의 바인더의 전극 표면 보호 기능은 이와 같은 구조 변화를 억제하여, 전지 구동 후에도 높은 I003/I104 값을 유지하였다.According to the results of FIG. 7 and Table 3, in Example 1, the value of I 003 /I 104 decreased very small before and after driving, whereas in Comparative Example 1, the value of I 003 /I 104 decreased very significantly after the same driving. This means that in the case of Comparative Example 1, the mixture of cations in the layered oxide structure was severe, so that the layered structure was transformed into a spinel or rock salt structure. This structural change accelerates the elution of the transition metal into the electrolyte and side reactions on the electrode surface. In the same vein, the electrode surface protection function of the binder of Example 1 suppressed such a structural change, and maintained a high I 003 /I 104 value even after the battery was operated.

실험예 7. 바인더에 따른 전기화학적 특성 분석Experimental Example 7. Analysis of electrochemical properties according to the binder

바인더 종류에 따른 전지의 전기화학적 특성을 평가하였다. 그리고, 그 결과를 도 8 에 나타내었다. 도 8(a)는 충방전 속도가 변할 때, 실시예 1과 비교예 1의 리튬이차전지의 비용량 변화를 나타내는 그래프이며, 도 8(b)는 실시예 1과 비교예 1의 이차전지용 전극의 순환전압전류법 분석을 다양한 스캔 속도에서 수행한 결과이다.The electrochemical properties of the battery according to the type of binder were evaluated. And, the results are shown in FIG. 8. 8(a) is a graph showing the change in specific capacity of the lithium secondary batteries of Example 1 and Comparative Example 1 when the charge/discharge rate changes, and FIG. 8(b) is a secondary battery electrode of Example 1 and Comparative Example 1 This is the result of cyclic voltammetry analysis of at various scan rates

도 8(a) 를 참조하면, 비교예 1 대비 실시예 1의 이차전지가 우수한 전기화학적 특성이 유지되는 것을 알 수 있다. 특히, 실시예 1의 경우, C-rate가 증가하는 조건에서 전극의 비용량이 높게 유지되는 것을 확인할 수 있었다Referring to FIG. 8(a), it can be seen that the secondary battery of Example 1 compared to Comparative Example 1 maintains excellent electrochemical properties. In particular, in the case of Example 1, it was confirmed that the specific capacity of the electrode was maintained high under the condition of increasing the C-rate.

도 9는 실시예 1과 비교예 1에서 제조된 이차전지의 임피던스 분석결과를 나타낸 도면이다. 전지가 구동되는 과정에서 실시예 1은 비교예 1 보다 낮은 임피던스를 보였다. 이는 고율특성이 좋다는 것을 의미하고, 바인더의 계면 보호 기능으로 인한 계면 저항이 감소함에 기인한다.9 is a view showing the impedance analysis results of the secondary batteries prepared in Example 1 and Comparative Example 1. In the process of driving the battery, Example 1 showed lower impedance than Comparative Example 1. This means that the high rate characteristics are good, and it is due to the decrease in the interface resistance due to the interface protection function of the binder.

도 10은 실시예 1과 비교예 1에서 제조된 이차전지의 장기 구동 시 용량 유지 특성을 나타내는 그래프이다. ((a) 25℃, (b) 50℃). 도 10을 참조하면, 실시예 1이 비교예 1 대비 이차전지 구동 온도 조건에 관계없이 수명 특성이 우수한 것을 알 수 있다. 즉, 상기 바인더는 열적 안정성으로 인하여 고온에서도 계면 보호 기능으로 인한 전해액 열화 현상 억제할 수 있음을 의미한다. 또한 실시예 1의 바인더의 분산도가 우수함에 따라 도전재의 분산도 높아져서 전극 내부의 전도도가 향상되어 비용량이 수명 측정 구간 내내 높게 유지된 것으로 이해된다. 10 is a graph showing capacity retention characteristics of the secondary batteries prepared in Example 1 and Comparative Example 1 during long-term driving. ((a) 25°C, (b) 50°C). Referring to FIG. 10, it can be seen that Example 1 has excellent lifespan characteristics compared to Comparative Example 1 regardless of the driving temperature condition of the secondary battery. That is, it means that the binder can suppress the deterioration of the electrolyte solution due to the interface protection function even at high temperatures due to thermal stability. In addition, as the dispersion of the binder of Example 1 is excellent, the dispersion of the conductive material is increased, so that the conductivity inside the electrode is improved, so that the specific capacity is maintained high throughout the life measurement period.

실험예 8. 바인더의 종류에 따른 이차전지 전극의 표면 분석Experimental Example 8. Surface analysis of secondary battery electrodes according to the type of binder

(물질 특성)(Material properties)

실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 리튬이차전지를 이용하여 전기화학 사이클에 따른 전극 표면 작용기를 분석하였다. 그리고, 그 결과를 도 11에 나타내었다. 도 11은 실시예 1 및 비교예 1의 전극에 대하여, 전기화학 실험 전/후에 전극 계면의 성분을 파악하기 위하여 XPS 분광 분석 결과를 나타낸 그래프이다((a), (b) 비교예 1 및 실시예 1 전극의 전기화학 사이클 전, (c), (d) 비교예 1 및 실시예 1 전극의 사이클 후). Using the lithium secondary batteries prepared in Example 1 and Comparative Example 1, the electrode surface functional groups according to the electrochemical cycle were analyzed. And, the results are shown in FIG. 11. 11 is a graph showing the results of XPS spectral analysis for the electrodes of Example 1 and Comparative Example 1 to determine the components of the electrode interface before/after the electrochemical experiment ((a), (b) Comparative Example 1 and implementation) Example 1 Before the electrochemical cycle of the electrode, (c), (d) after the cycle of the Comparative Example 1 and Example 1 electrodes).

전극표면 분석 결과, 본 발명의 공중합체 바인더가 사용된 경우, LixPFy 또는 LixPOyFz 관련된 피크가 증가하였다. 이는 해당 바인더의 활물질 계면 보호 기능으로 인하여 전기화학 반응 시 전해액에 의한 열화현상이 억제되어 전해액 내 리튬염인 LiPF6가 F-이온까지 최종 분해되는 경향이 줄어들어 LiF의 전극 계면막을 구성하는 비율이 감소한 것에 기인한다. 그에 따라 전해액 내 리튬염의 중간 분해물 혹은 전해액 내 화학식 3과 리튬염의 반응물인 LixPFy 또는 LixPOyFz을 주요 성분으로 하는 전극 계면막이 형성되었음을 확인할 수 있었다.As a result of the electrode surface analysis, when the copolymer binder of the present invention was used, peaks related to Li x PF y or Li x PO y F z increased. Due to the active material interface protection function of the binder, deterioration caused by the electrolyte during an electrochemical reaction is suppressed, reducing the tendency of the lithium salt, LiPF 6 , to be finally decomposed to F- ions in the electrolyte, reducing the ratio of forming the electrode interface film of LiF. Due to that. As a result, it was confirmed that an electrode interface film containing Li x PF y or Li x PO y F z , which is an intermediate decomposition product of the lithium salt in the electrolyte solution or a reaction product of Formula 3 and the lithium salt in the electrolyte solution, as a main component was formed.

(바인더에 따른 표면 분석)(Surface analysis according to the binder)

실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 리튬이차전지를 이용하여 전기화학 사이클에 따른 전극의 표면을 SEM(scanning Electron Microscope)으로 분석하였다. 그리고, 이를 도 12 에 나타내었다.Using the lithium secondary batteries prepared in Example 1 and Comparative Example 1, the surface of the electrode according to the electrochemical cycle was analyzed with a scanning electron microscope (SEM). And, it is shown in Figure 12.

도 12는 실시예 1 및 비교예 1의 전극에 대하여, 전기화학 실험 전/후에 전극 표면을 SEM 으로 촬영한 사진을 나타낸 도면이다 ((a),(b) 비교예 1 및 실시예 1 전극의 전기화학 사이클 전, (c),(d) 비교예 1 및 실시예 1 전극의 사이클 후). 도 12를 참조하면, 실시예 1의 전극 표면이 비교예 1의 전극 표면보다 사이클 전후에 모두 매끈한 것을 알 수 있다. 이는 바인더와 활물질 간의 우수한 상호작용 및 고른 고형분 분산도에 기인한다.12 is a view showing a photograph of the electrode of Example 1 and Comparative Example 1 taken by SEM before/after an electrochemical experiment ((a), (b) of the electrode of Comparative Example 1 and Example 1) Before the electrochemical cycle, (c), (d) after the cycle of the electrode in Comparative Example 1 and Example 1). Referring to FIG. 12, it can be seen that the electrode surface of Example 1 is smoother before and after the cycle than the electrode surface of Comparative Example 1. This is due to the excellent interaction between the binder and the active material and even solid dispersion.

Claims (14)

바인더, 활물질 및 도전재를 포함하는 이차전지 전극용 슬러리로서,
상기 바인더는 전극 내에 수소결합이 가능한 하드 세그먼트 및 폴리올 구조의 소프트 세그먼트를 포함하는 공중합체 고분자를 포함하며,
상기 이차전지 전극용 슬러리는 1 내지 1,000 s-1 범위의 전단 속도의 혼합 공정 시, 슬러리 내에 전단응력(shearing stress)이 발생되어, 활물질 표면에 바인더가 도포되는 것이고,
상기 활물질은 하기 화학식 1 및 화학식 2으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 리튬 금속 산화물 혹은 리튬 금속 인산염을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 전극용 슬러리:
[화학식 1]
LiNixMnyCozAlwO2
상기 화학식 1에서, 0≤x≤1 이고, y는 0≤y≤1 이고, 0≤z≤1 이고, w는 0≤w≤0.15 이고, x+y+z+w=1 이고,
[화학식 2]
LiFexMnyPO4
상기 화학식 2에서, 0≤x≤1 이고, 0≤y≤1 이고, x+y=1 임.
As a slurry for a secondary battery electrode comprising a binder, an active material and a conductive material,
The binder includes a copolymer polymer including a hard segment capable of hydrogen bonding in an electrode and a soft segment having a polyol structure,
When the slurry for secondary battery electrodes is mixed at a shear rate in the range of 1 to 1,000 s -1 , shearing stress is generated in the slurry, so that a binder is applied to the surface of the active material,
The active material is a slurry for a secondary battery electrode comprising at least one lithium metal oxide or lithium metal phosphate selected from the group consisting of the following Chemical Formulas 1 and 2:
[Formula 1]
LiNi x Mn y Co z Al w O 2
In Formula 1, 0≤x≤1, y is 0≤y≤1, 0≤z≤1, w is 0≤w≤0.15, x+y+z+w=1,
[Formula 2]
LiFe x Mn y PO 4
In Formula 2, 0≤x≤1, 0≤y≤1, and x+y=1.
제1항에 있어서,
이차전지 전극용 슬러리는 1 내지 1,000 s-1 범위의 전단 속도에서, 평균 63 내지 1,100 Pa 범위의 전단응력(shearing stress)이 발생되는 것을 특징으로 하는 이차전지 전극용 슬러리.
The method of claim 1,
The slurry for secondary battery electrodes is characterized in that a shearing stress in the range of 63 to 1,100 Pa is generated on average at a shear rate in the range of 1 to 1,000 s -1.
제1항에 있어서,
이차전지 전극용 슬러리의 점도는 500 내지 250,000 cP 범위인 것을 특징으로 하는 이차전지 전극용 슬러리.
The method of claim 1,
A slurry for a secondary battery electrode, characterized in that the viscosity of the slurry for a secondary battery electrode is in the range of 500 to 250,000 cP.
제1항에 있어서,
공중합체 고분자의 탄성계수(modulus of elasticity)는 100 MPa 이하이며, 연신율은 50 % 이상인 것을 특징으로 하는 이차전지 전극용 슬러리.
The method of claim 1,
A slurry for secondary battery electrodes, characterized in that the copolymer polymer has a modulus of elasticity of 100 MPa or less and an elongation of 50% or more.
제1항에 있어서,
공중합체 고분자를 필름화시킨 후, 필름의 평균 두께가 80 내지 95 ㎛ 이고, 가로 0.3 cm 및 세로 2.7 cm 일 때,
상기 필름의 탄성계수는 500 kPa 내지 100 MPa 이고, 연신율은 50 내지 950 % 범위인 것을 특징으로 하는 이차전지 전극용 슬러리.
The method of claim 1,
After filming the copolymer polymer, when the average thickness of the film is 80 to 95 µm, and the width is 0.3 cm and the length is 2.7 cm,
The film has an elastic modulus of 500 kPa to 100 MPa, and an elongation of 50 to 950%.
제1항에 있어서,
공중합체 고분자의 수평균 분자량은 140,000 내지 1,000,000 g mol-1 범위인 것을 특징으로 하는 이차전지 전극용 슬러리.
The method of claim 1,
The number average molecular weight of the copolymer polymer is a slurry for a secondary battery electrode, characterized in that the range of 140,000 to 1,000,000 g mol -1.
제1항에 있어서,
하드 세그먼트는 방향족 우레탄 및 방향족 우레아 결합을 포함하며,
소프트 세그먼트는 중량평균 분자량이 1,000 내지 3,000 g mol-1 범위인 지방족 폴리올 화합물인 것을 특징으로 하는 이차전지 전극용 슬러리.
The method of claim 1,
The hard segment contains aromatic urethane and aromatic urea bonds,
The soft segment is a slurry for a secondary battery electrode, characterized in that the weight average molecular weight is an aliphatic polyol compound in the range of 1,000 to 3,000 g mol -1.
제1항에 있어서,
지방족 폴리올은, 폴리에틸렌글리콜, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리카보네이트디올, 폴리카프로락톤디올 및 에틸렌-프로필렌 글리콜 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 이차전지 전극용 슬러리.
The method of claim 1,
The aliphatic polyol is at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol, polytetramethylene ether glycol, polypropylene glycol, polycarbonate diol, polycaprolactone diol, and ethylene-propylene glycol copolymer.
삭제delete 제1항에 있어서,
바인더는 활물질의 전체중량에 대하여 0.2 내지 15 중량% 를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 전극용 슬러리.
The method of claim 1,
The binder is a slurry for a secondary battery electrode comprising 0.2 to 15% by weight based on the total weight of the active material.
제1항 내지 제8항 및 제10항 중 어느 한 항에 따른 이차전지 전극용 슬러리가 집전체에 도포되는 것을 특징으로 하는 전극.
An electrode, characterized in that the slurry for a secondary battery electrode according to any one of claims 1 to 8 and 10 is applied to a current collector.
제11항에 따른 이차전지 전극; 및
비수성 전해액을 포함하며, 비수성 전해액은 하기 화학식 3의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지:
[화학식 3]
Figure 112019018104367-pat00004
.
The secondary battery electrode according to claim 11; And
A secondary battery comprising a non-aqueous electrolyte, wherein the non-aqueous electrolyte comprises a compound represented by the following formula (3):
[Formula 3]
Figure 112019018104367-pat00004
.
제12항에 있어서,
이차전지의 전극은 비수성 전해액 혹은 화학식 3의 화합물 혹은 이들의 조합과 반응하여 폴리카보네이트 계열의 전극 계면막을 형성하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method of claim 12,
A secondary battery, characterized in that the electrode of the secondary battery reacts with a non-aqueous electrolyte solution, a compound of Formula 3, or a combination thereof to form a polycarbonate-based electrode interface film.
제12항에 있어서,
이차전지의 전극은 화학식 3의 화합물 혹은 전해액 내의 리튬염 혹은 이들의 조합과 반응하여 LixPFy 및 LixPOyFz 로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 성분의 전극 계면막을 형성하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method of claim 12,
The electrode of the secondary battery is characterized by forming an electrode interface film of at least one component selected from the group consisting of Li x PF y and Li x PO y F z by reacting with the compound of Formula 3 or the lithium salt in the electrolyte or a combination thereof. Secondary battery.
KR1020190019956A 2018-06-12 2019-02-20 Slurry including the elastic binder for secondary battery electrode, electrodes including the slurry for secondary battery, and secondary battery including the electrode KR102223989B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20180067348 2018-06-12
KR1020180067348 2018-06-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190140819A KR20190140819A (en) 2019-12-20
KR102223989B1 true KR102223989B1 (en) 2021-03-09

Family

ID=69062805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190019956A KR102223989B1 (en) 2018-06-12 2019-02-20 Slurry including the elastic binder for secondary battery electrode, electrodes including the slurry for secondary battery, and secondary battery including the electrode

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102223989B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112047391A (en) * 2020-09-03 2020-12-08 浙江中金格派锂电产业股份有限公司 Preparation method of single crystal type lithium nickel manganese aluminate anode material

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010067365A (en) * 2008-09-08 2010-03-25 Kao Corp Method for manufacturing composition for positive electrode of nonaqueous electrolyte secondary battery
JP5956080B2 (en) * 2012-12-04 2016-07-20 エルジー・ケム・リミテッド Stretched film
KR101764072B1 (en) * 2016-12-14 2017-08-01 한국과학기술원 Binder for carbon-coated lithium iron phosphate(c-LiFePO4) electrode with high adhesion and electrode including the binder and lithium secondary battery icluding the electrode
KR101774516B1 (en) * 2013-10-31 2017-09-04 주식회사 엘지화학 A method for manufacturing cathode, a cathode manufactured thereby and a lithium secondary battery including the same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104081568B (en) 2012-02-16 2017-03-08 株式会社Lg 化学 Lithium secondary battery comprising the negative pole containing aqueous binder

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010067365A (en) * 2008-09-08 2010-03-25 Kao Corp Method for manufacturing composition for positive electrode of nonaqueous electrolyte secondary battery
JP5956080B2 (en) * 2012-12-04 2016-07-20 エルジー・ケム・リミテッド Stretched film
KR101774516B1 (en) * 2013-10-31 2017-09-04 주식회사 엘지화학 A method for manufacturing cathode, a cathode manufactured thereby and a lithium secondary battery including the same
KR101764072B1 (en) * 2016-12-14 2017-08-01 한국과학기술원 Binder for carbon-coated lithium iron phosphate(c-LiFePO4) electrode with high adhesion and electrode including the binder and lithium secondary battery icluding the electrode

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190140819A (en) 2019-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3312906B1 (en) Lithium-sulfur battery separation film having composite coating layer including polydopamine, manufacturing method therefor, and lithium-sulfur battery comprising the same
EP3312139B1 (en) Self-assembled composite of carbon nitride and graphene oxide, manufacturing method for same, positive electrode having same applied thereto, and lithium-sulfur battery comprising same
CN111466046B (en) Negative electrode active material, negative electrode comprising the same, and lithium secondary battery comprising the same
KR101202863B1 (en) Negative electrode for battery and lithium ion battery using the same
KR101773698B1 (en) Method for preparing positive electrode composition of lithium secondary battery, and positive electrode and lithium secondary battery prepared by using the same
KR101764072B1 (en) Binder for carbon-coated lithium iron phosphate(c-LiFePO4) electrode with high adhesion and electrode including the binder and lithium secondary battery icluding the electrode
EP2858149B1 (en) Negative electrode for lithium ion secondary battery, negative electrode slurry for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery
EP3117474B1 (en) Cathode for lithium batteries
KR101623720B1 (en) Anode Active Material with High Capacity and Secondary Battery Comprising the Same
US11978891B2 (en) Positive electrode active material and lithium secondary battery including the same
US20240030435A1 (en) Positive electrode active material and lithium secondary battery comprising the same
EP3624223B1 (en) Lithium-sulfur battery
EP3780174A1 (en) Cathode active material for lithium secondary battery, method for manufacturing same, cathode comprising same for lithium secondary battery, and lithium secondary battery
EP3675228A1 (en) Separator for lithium-sulfur battery, and lithium-sulfur battery comprising same
KR102227102B1 (en) Method for coating a lithium secondary battery electrode, and lithium secondary battery comprising a electrode using the same
KR102223989B1 (en) Slurry including the elastic binder for secondary battery electrode, electrodes including the slurry for secondary battery, and secondary battery including the electrode
JP7292509B2 (en) Quantitative analysis method for carbon-based hybrid anode
KR20210074187A (en) Negative electrode active material, method for manufacturing the same, negative electrode and secondary battery comprising the same
KR20210157763A (en) Anode for lithium secondary battery and Lithium secondary battery comprising the same
KR20200047273A (en) Binder for lithium secondary, negative electrode of lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same
EP4164019A1 (en) Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same
US20240154112A1 (en) Cathode active material for lithium secondary battery and lithium secondary battery including the same
US20230352654A1 (en) Method of Preparing Positive Electrode Active Material
EP4199151A1 (en) Cathode active material and lithium secondary battery comprising same
KR20220131854A (en) Positive electrode active material, positive electrode and lithium secondary battery compring the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant