KR102415775B1 - 전류 콜렉터 및 인터페이스 층의 세트, 관련된 축전지 및 배터리 - Google Patents

전류 콜렉터 및 인터페이스 층의 세트, 관련된 축전지 및 배터리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기 화학적 축전지의 캐소드(16)에 관한 것으로, 상기 캐소드는
- 전극(18),
- 전류 콜렉터(22),
- 인터페이스 층(20)을 포함하고, 상기 인터페이스 층은 상기 전류 콜렉터(22) 상에 코팅되며, 상기 인터페이스 층(20)은 또한 상기 전극(18)과 접촉하며 5㎛보다 작은 두께를 갖는다.

Description

전류 콜렉터 및 인터페이스 층의 세트, 관련된 축전지 및 배터리
본 발명은 캐소드에 관한 것이다. 본 발명은 또한 전기 화학 축전지 및 이러한 캐소드를 포함하는 배터리에 관한 것이다.
전기 화학적 축전지는 통상적으로 적어도 4개의 요소: 양극, 음극, 전해질 및 각 전극에 대한 전류 콜렉터를 포함한다. 음극 및 전류 콜렉터의 어셈블리는 어노드를 형성하는 반면, 양극 및 전류 콜렉터의 어셈블리는 캐소드를 형성한다.
이러한 축전지의 작동 원리는 두개의 별개의 그리고 결합된 전기 화학 반응 구현에 의한 화학 에너지에서 전기 에너지의 가역적인 저장을 기반으로 한다. 양극 및 음극은 유도 전류로 불리는 전기 화학 반응의 궤적인 전해질에 담겨진다. 특히, 전극은 산화 및 환원 반응을 통해 이온을 충방전하기위한 활성 물질로 제조된다.
방전 동안, 음극에서의 활성 물질은 산화되고, 한편으로는 전류 컬렉터를 통해 외부 회로로 전달되는 전자를 방출하고, 다른 한편으로는 전해질을 통해 양극으로 이동하는 양이온을 방출한다. 그 다음, 에너지를 사용하는 회로 및 양이온을 통과한 전자는 감소된 양극에서 활성 물질에 의해 포착된다. 축전지가 방출할 수 있는 에너지 밀도는 전기 화학 셀의 잠재력 및 용량의 함수이며, 둘 다 시스템의 화학적 특성과 직접적으로 관련되어 있다. 배터리의 전위는 양극 및 음극에서 동시에 발생하는 산화 환원 반응의 전위차에 의해 결정된다.
전극은 조성물에 따라 제조되며, 상기 조성물은 모든 활성 물질에 대한 전자의 양호한 수송을 보장하는 전도성 입자의 하나 이상의 활성 물질(들)(90 중량% 초과) 입자의 응집력뿐만 아니라 기판에 대한 접착력을 보장하는 것을 가능하게 하는 결합제를 포함한다.
전체는 일반적으로 전극을 코팅할 수 있는 용매를 사용하여 제제로 제조된다.
그런 다음 양극과 캐소드의 두 전극은 전해질에 의해 이온으로 연결된다. 이것은 액체, 겔 또는 고체 형태일 수 있다.
축전지 이온의 본래의 이동 거동으로 인해, 그 전극은 이온을 충전 및/또는 방전할 수 있는 물질을 필요로한다. 따라서 이러한 전극을 최적화하고 보다 높은 비에너지(specific energy) 밀도 및 보다 높은 비출력(specific power)을 얻기 위한 많은 개발이 이루어져 왔다. 선택 기준은 주로 사용가능한 용량 및 작동 가능성 - 따라서 사용 가능한 에너지 - 뿐만 아니라 물질의 전력 또는 안전 및 비용에 초점을 둔다.
질량 에너지 또는 비 에너지는 주어진 비율(축전지가 방출되는 방전율)에서 복구될 수 있는 에너지와 축전지의 질량 사이의 비로 정의된다. 비에너지는 Wh/kg 단위로 표시된다.
이러한 개념은 질량이 중요한 치수 지정 기준인 내장된 시스템에서 배터리의 치수를 지정하는 데 특히 유용하다.
에너지 밀도는 주어진 비율로 재생될 수 있는 에너지와 축전지의 부피 사이의 비이다. 에너지 밀도는 Wh/L로 표시된다. 이러한 응용에서 볼륨은 대개 질량보다 더 중요한 기준이기 때문에 이 개념은 고정 배터리의 크기를 결정할 때 유용하다.
리튬 기술은 질량 및 부피 에너지 밀도 측면에서 최고의 특성을 갖는다. 따라서 이러한 기술은 이동 전화 또는 랩톱과 같은 유목(nomadic) 어플리케이션에 우선적으로 선택된다. 반면, 이러한 유형의 축전지의 높은 비용 때문에 다른 스토리지 기술은 여전히 다수의 어플리케이션을 찾는다. 납산 축전지는 고정 어플리케이션(예시: 재생 에너지 저장) 또는 차량 시동에 주로 사용된다. 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 또는 니켈-수소(Ni-MH) 배터리의 경우, 여전히 저렴한 가격과 신뢰성으로 인해 휴대용 전동 공구 또는 하이브리드 전기 자동차에 주로 사용된다.
따라서, 많은 응용 분야에서, 질량 및 부피 에너지 밀도의 관점에서 성능을 증가시킴으로써 재생 가능 에너지의 전기적 이동성 및 저장을 향상시키는 것이 바람직하다.
이를 위해, 배터리의 전해질 또는 전극에 사용되는 활성 물질 중 다양한 파라미터를 최적화하기 위한 연구가 수행되었다.
그러나, 이러한 연구 결과는 현재까지 만족스러운 결과를 가져 오지 못했다.
따라서, 비에너지 밀도 및 보다 높은 비전력을 갖는 축전지를 얻는 것을 가능하게 하는 전기 화학적 축전지용 전극이 필요하다.
이러한 목적에 있어서, 본 설명은 전극, 전류 콜렉터, 인터페이스 층을 포함하는 전기 화학 축전지 캐소드에 관한 것이고, 상기 인터페이스 층은 상기 전류 콜렉터 상에 코팅되며, 상기 인터페이스 층은 또한 상기 전극과 접촉하며 5㎛ 보다 작은 두께를 갖는다.
특정 실시예에 있어서, 캐소드는 개별적으로 또는 임의의 기술적으로 가능한 조합으로 이뤄지는 다음 특성들 중 하나 이상을 포함한다:
- 상기 전극은 제 1 삽입 물질, 제 1 결합제 물질 및 제 1 전도성 첨가제를 포함하는 제 1 조성물을 포함하며, 상기 제 1 전도성 첨가제의 함량은 2 중량% 이하, 바람직하게는 1 중랑% 이하이다.
- 상기 전극은 제 1 삽입 물질 및 제 1 결합제 물질을 포함하는 제 1 조성물을 포함한다.
- 상기 제 1 결합제 물질은 하나 이상의 중합체로 구성된다.
- 상기 인터페이스 층은 10nm 이상의 두께를 갖는다.
- 상기 인터페이스 층은 50nm에서 1㎛ 사이의 두께를 갖는다.
- 상기 콜렉터는 금속 시트이다.
- 상기 인터페이스 층은 제 2 결합제 물질 및 제 2 전도성 첨가제를 포함하는 제 2 조성물을 포함한다.
- 상기 제 2 결합제 물질은 하나 이상의 중합체로 구성된다.
- 상기 제 2 결합제 물질의 함량은 상기 인터페이스 층의 30 중량% 이상이다.
- 상기 제 2 전도성 첨가제의 함량은 상기 인터페이스 층의 10 중량% 이상이다.
본 발명은 상기 기재된 바와 같은 캐소드를 갖는 전기 화학적 축전지에 관한 것이다. 본 발명은, 전기 화학적 축전지(accumulator)의 캐소드(cathode)(16)의 전류 콜렉터(22) 및 인터페이스 층(20)의 세트로서, 상기 인터페이스 층(20)은 상기 전류 콜렉터(22) 상에 코팅되고, 상기 전류 콜렉터(22) 및 인터페이스 층(20)의 세트가 상기 캐소드(16)에 포함되는 경우, 상기 인터페이스 층(20)은 상기 캐소드(16)의 전극(18)과 접촉하며, 상기 인터페이스 층(20)은 5㎛ 보다 작은 두께를 가지며, 상기 전극(18)은 제 1 삽입 물질 및 제 1 결합제 물질로 구성되는 제 1 조성물로 이루어지고, 상기 인터페이스 층(20)은 하나 이상의 중합체로 구성되는 제 2 결합제 물질 및 제 2 전도성 첨가제를 포함하는 제 2 조성물로 이루어지고, 상기 제 2 결합제 물질의 함량은 상기 인터페이스 층(20)의 30 중량% 이상이고, 상기 제 2 전도성 첨가제의 함량은 상기 인터페이스 층(20)의 20 중량% 이상이며, 상기 제1 결합제 물질의 함량은 상기 전극(18)의 5 중량% 미만이며, 상기 인터페이스 층(20)은, 상기 인터페이스 층이 포함되지 않은 캐소드의 경우에 비하여, 500 사이클 후의 상기 전기 화학적 축전지의 용량 보유율의 적어도 10%의 증가를 제공하는, 전류 콜렉터 및 인터페이스 층의 세트를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 축전지는 리튬-이온 축전지이다.
본 설명은 또한 축전지들의 세트를 포함하는 배터리를 기재하며, 적어도 하나의 축전지는 상기 기재된 축전지이다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 단지 예시적인 방식으로 그리고 도면을 참조하여 제공된 본 발명의 실시예의 다음 설명을 읽을 때 명백해질 것이다:
도 1은 캐소드를 갖는 배터리의 축전지의 개략도를 도시한다.
도 2는 축전지의 캐소드의 측 단면의 개략도를 도시한다.
도 3 내지 도 13은 본 출원인에 의해 수행된 실험 결과를 도시한다.
전기 축전지(10)가 도 1에 도시된다.
축전지(10)는 원하는 용량을 갖는 전압 발생기를 형성하기 위해 다른 전기 축전지에 연결되도록 의도된다. 이러한 발전기는 축전지 또는 간단히 배터리라고 한다.
축전지(10)는 가역적 에너지 변환 기법을 사용하여 에너지를 저장한 다음 나중에 공급한다.
전술한 축전지(10)는 전기 화학 반응을 사용하고, 즉, 축전지(10)는 전기 화학적 축전지이다.
축전지(10)는 전해질(12), 어노드(14) 및 캐소드(16)를 포함한다.
제안된 예에서, 축전지(10)는 리튬 이온 배터리를 위한 리튬 이온 축전지이지만 기재된 요소는 또한 다음 유형의 축전지와 동일한 요소를 포함하는 다른 전기 화학적 축전지 기술에도 적용될 수 있다: 납산, 니켈-카드뮴(NiCd), 니켈 수소 합금(NiMH), 니켈-아연(NiZn), 나트륨-황산염(Na-S), 나트륨-이온(Na-ion), 리튬 금속 폴리머(LMP), 리튬-폴리머 Li-Po), 리튬-황(Li-S), 니켈-리튬(Ni-Li).
전해질(12), 어노드(14) 및 캐소드(16) 사이의 상호 작용은 축전지(10)가 전기 화학적 축전지로서 기능하도록 한다.
전해질(12)은 통상적으로 전하 저장 또는 유도 전류(faradic) 반응을 위한 이온, 탄산염 및 용매 또는 용매 혼합물을 제공하여 이온의 가용화를 허용하는 상이한 이온염으로 이루어진다.
리튬 이온 축전지에서, 이온염은 통상적으로 LiPF6(리튬 헥사플루오로포스페이트), 리튬 비스(트리플루오로메탄 술포닐), 이미드 염(LiTFSI), LiBF4(리튬 테트라플루오로보레이트) 및 LiBOB(리튬 비스 옥살레이트 보레이트), LiDFOB(리튬 디 플루오로-옥살레이토보레이트)이다. 탄산염은 예를 들면 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌 카보네이트(EC), 디메틸 카보네이트(DMC), 메틸 에틸 카보네이트(EMC) 또는 디에틸 카보네이트(DEC)이다. 보다 작은 비율로 메틸 아세테이트 또는 메틸 포르 메이트, 아세토니트릴, 테트라하이드로푸란 또는 감마-부티로락톤, 및 이들의 2요소 또는 3요소 또는 심지어 4요소 혼합물 및 이온 액체를 또한 발견할 수 있다.
어노드(14)는 이온을 삽입하기 위한 물질, 소프트 또는 하드 카본과 같이 인공 또는 천연 또는 흑연 물질인, 예를 들어 MesoCarbon MicroBeads(MCMB), 흑연의 형태로 주로 사용되는 리튬-이온 배터리에서의 탄소 또는 리튬 티타네이트(Li4Ti5O12 또는 LTO), 실리콘, 주석 또는 합금을 기재로하는 다른 종류의 음극 물질로 구성된다.
캐소드(16)는 도 2에 보다 상세히 도시된다.
캐소드(16)는 전극(18), 인터페이스 층(20) 및 전류 콜렉터(22)를 포함한다.
전극(18), 전류 콜렉터(22) 및 인터페이스 층(20)은 Z로 표시된 적층 방향으로 층들의 적층을 형성한다.
전극(18)은 전해질(12)과 접촉한다.
전극(18)은 제 1 조성물(C1)을 포함하며, 제 1 조성물의 특성은 이제 설명될 것이다.
제 1 조성물(C1)은 제 1 삽입 물질(MI1), 제 1 결합제 물질(ML1) 및 제 1 전도성 첨가제(AC1)를 포함한다.
상기 삽입 물질은 또한 "활성 물질"로 지칭된다.
리튬 이온 배터리에서, 전극(18)의 활성 물질은 통상적으로 리튬 금속 산화물, 예컨대, LiCoO2(LCO), LiNiMnCoO2(NMC), LiNiCoAlO2(NCA), LiMn2O4(LMO), LiFePO4(LFP), Li(LiNiMn)O2 또는 LiNiMnO(LNMO); LiS로 구성된다. 전극(18)의 활성 물질의 다른 예는 예를 들어 나트륨 이온 배터리에 대해 가능하며, 예시들은 "충전가능한 나트륨 이온 배터리를 위한 고급 유기 전극 물질(Zhao, Q., Lu, Y, Chen, J. 어드밴스드 에너지 머티리얼스(Advanced Energy Materials)(2016)"에 열거된다.
제 1 결합제 물질(ML1)의 선택은 제 1 결합제 물질(ML1)이 다른 전극 물질에 대해 불활성인 한 상당히 변할 수 있다. 제 1 결합제 물질(ML1)는 제조 과정에서 전극의 구현을 용이하게 하는 대개 중합체성 물질이다. 제 1 결합제 물질(ML1)는 열가소성 중합체, 열경화성 중합체, 엘라스토머 및 이들의 혼합물로부터 선택된 하나 이상의 중합체를 포함한다.
열가소성 중합체의 예로는 폴리올레핀(폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌을 포함함)과 같은 지방족 또는 지환족 비닐 단량체의 중합으로부터 유도된 중합체, 폴리스티렌과 같은 비닐 방향족 단량체의 중합으로부터 유도된 중합체, 아크릴 단량체 및/또는 (메트)아크릴레이트, 폴리아미드, 폴리에테르케톤, 폴리이미드를 포함하되 이에 한정되지는 않는다.
열경화성 폴리머의 예시는 임의로 폴리우레탄 또는 폴리에테르 폴리올과 혼합되거나 또는 그 반대도 가능한 열경화성 수지(에폭시 수지, 폴리에스테르 수지)를 포함하되 이에 한정되지는 않는다.
엘라스토머 중합체의 예로는 천연 고무, 합성 고무, 스티렌-부타디엔 공중 합체(약칭 SBR으로 알려짐), 에틸렌-프로필렌 공중합체(약칭 EPM으로도 알려짐), 실리콘이 포함되되, 이에 한정되지는 않는다.
제 1 결합제 물질(ML1)는 열가소성 중합체(들), 열경화성 중합체(들) 및/또는 엘라스토메릭 중합체(들)의 혼합물일 수 있다.
다른 적합한 제 1 결합제 물질(ML1)는 가교 결합된 중합체, 예컨대 카르복시기 및 가교 결합제를 갖는 중합체로 제조된 것들을 포함한다.
제 1 결합제 물질(ML1)의 함량은 5 중량% 미만이다.
하기에서, 조성물의 원소의 중량 함량은 전체 조성물의 중량에 대하여 계산된다.
제 1 전도성 첨가제(AC1)는 전자 전도성을 향상시키기 위한 하나 이상의 유형의 전도성 요소를 포함한다.
전도성 요소의 예는 전도성 탄소, 흑연, 그래핀, 탄소 나노튜브, 활성 탄소 섬유, 불활성화된 탄소 나노섬유, 금속 플레이크, 금속 분말, 금속 섬유 및 전기 전도성 중합체를 포함하되 이에 한정되지는 않는다.
제 1 전도성 첨가제(AC1)의 함량은 4 중량% 이하이다.
예시로서, 전극(18)의 두께(e18)는 50㎛이다.
전류 콜렉터(22)는 전극(18)을 위한 기판으로서 작용하기 위해 가볍고, 얇으며, 기계적으로 저항력이있는 전자 전달을 제공하기에 충분히 전도성 인 물질로 만들어진다.
예를 들어, 전류 콜렉터(22)는 철, 구리, 알루미늄, 니켈, 티타늄 또는 스테인레스 스틸로 제조된 금속 시트이다.
다른 예에서, 전류 콜렉터(22)의 물질은 탄소 종이, 또는 그라 핀 또는 금속 입자로 코팅된 플라스틱 필름(폴리에틸렌테레프탈레이트, PET)이다.
예시로서, 전류 콜렉터(22)의 두께(e22)는 20㎛이다.
인터페이스 층(20)은 전류 콜렉터(22)와 전극(18) 사이의 인터페이스을 제공한다.
이것은, 특히, 인터페이스 층(20)이, 한편으로는 전류 콜렉터(22)와 접촉하고, 한편으로는 전극(18)과 접촉하는 층인 것을 의미한다.
인터페이스 층(20)은 전류 콜렉터(22) 상에 코팅된다.
인터페이스 층(20)은 5㎛ 미만의 두께(e20)를 갖는다.
바람직하게는, 인터페이스 층(20)은 10nm 이상의 두께(e20)를 갖는다.
바람직하게는, 인터페이스 층(20)은 50nm와 1㎛ 사이의 두께(e20)를 갖는다.
인터페이스 층(20)은 제 2 조성물(C2)에 따라 제조된다.
제 2 조성물(C2)은 제 2 결합제 물질(ML2) 및 제 2 전도성 첨가제(AC2)를 포함한다.
제 2 결합제 물질(ML2)의 선택은 제 2 결합제 물질(ML2)가 제 2 조성물(C2)의 다른 물질에 대해 불활성 인 한 상당히 변화될 수 있다. 제 2 결합제 물질(ML2)은 열가소성 중합체, 열경화성 중합체, 엘라스토머 및 이들의 혼합물로부터 선택된 하나 이상의 중합체를 포함한다.
열가소성 중합체의 예로는 폴리올레핀(폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌을 포함 함)과 같은 지방족 또는 지환족 비닐 단량체의 중합으로부터 유도된 중합체, 폴리스티렌과 같은 비닐 방향족 단량체의 중합으로부터 유도된 중합체, 아크릴 단량체 및/또는 (메트)아크릴레이트, 폴리아미드, 폴리에테르케톤, 폴리이미드, 폴리비닐 알콜, 플루오르화 중합체, 폴리아크릴로니트릴을 포함하되 이에 한정되지 않는다.
열경화성 폴리머의 예는 임의로 폴리우레탄 또는 폴리에테르 폴리올과 혼합되거나 또는 그 반대도 가능한 열경화성 수지(에폭시 수지, 폴리 에스테르 수지)를 포함하되 이에 한정되지는 않는다.
엘라스토머 중합체의 예로는 천연 고무, 합성 고무, 스티렌-부타디엔 공중 합체(약칭 SBR으로 알려짐), 에틸렌-프로필렌 공중합체(약칭 EPM으로도 알려짐), 실리콘이 포함되되, 이에 한정되지는 않는다.
제 2 결합제 물질(ML2)은 열가소성 중합체(들), 열경화성 중합체(들) 및/또는 엘라스토메릭(elastomeric) 중합체(들)의 혼합물일 수 있다.
다른 적합한 제 2 결합제 물질(ML2)은 가교 결합된 중합체, 예컨대 카르복시기 및 가교제를 갖는 중합체로 제조된 것 등을 포함한다.
제 2 결합제 물질(ML2)의 함량은 30 중량% 이상이다.
바람직하게는, 제 2 결합제 물질(ML2)의 함량은 80 중량% 이하이다.
유리하게는, 제 2 결합제 물질(ML2)의 함량은 40 중량%에서 70 중량%사이이다.
제 2 전도성 첨가제(AC2)는 전자 전도성을 향상시키기 위한 하나 이상의 유형의 전도성 요소를 포함한다.
전도성 요소의 예는 전도성 탄소, 흑연, 그래핀, 탄소 나노튜브, 활성탄 섬유, 불활성화된 탄소 나노섬유, 금속 플레이크, 금속 분말, 금속 섬유 및 전기 전도성 중합체를 포함하되 이에 한정되지는 않는다.
제 2 전도성 첨가제(AC2)의 함량은 20 중량% 이상이다.
바람직하게는, 제 2 전도성 첨가제(AC2)의 함량은 70 중량% 이하이다.
바람직하게는, 제 2 전도성 첨가제(AC2)의 함량은 30 중량%에서 60 중량%사이이다.
축전지(10)의 작동은 종래 기술의 전기 화학적 축전지의 작동에 따른다.
인터페이스 층(20)은 접착 및 접촉 저항을 최적화함으로써 전류 콜렉터/전극 인터페이스를 향상 시킨다는 것이 주목되어야 한다. 접촉 저항은 어셈블리의 전자 전도성에 큰 영향을 미치며, 강한 저항은 사이클링 동안 전자 전달의 장벽으로 작용한다. 이 경우, 인터페이스 층(20)은 전도 경로를 개선함으로써 이러한 현상을 감소시키는 것을 도울 수 있다.
인터페이스 층(20)의 다른 기능은, 전류 콜렉터의 부식이 상당히 널리 퍼져 있으므로, 전류 콜렉터(22)의 보호를 허용하는 것이다. 따라서, 양호한 내식성을 위해, 전류 콜렉터에 대한 전해질의 접근을 차단할 필요가 있다. 따라서, 인터페이스 층(20)은 부식의 원인이 되는 이온의 접근에 대한 물리적 장벽으로 작용하지만, 전류 콜렉터 인터페이스/인터페이스 층의 전위의 안정화에도 작용할 것이다.
종래 기술의 축전지와 비교하여, 성능은 실험 섹션에 도시된 바와 같이 개선된다.
캐소드(16)의 전극(18)의 포뮬레이션(formulation)에서 전도성 첨가제의 함량이 적지만, 축전지(10)는 전도성 첨가제의 함량이 2%보다 큰 종래 기술의 캐소드와 비교하여 보유되는 비용량(specific capacity)을 갖는다. 도 13의 결과는 기재된 바와 같은 캐소드을 사용하여 에너지 밀도(질량 에너지 또는 체적 에너지)의 향상이 가능함을 보여준다.
또한, 500 사이클 후의 용량 보유율은 종래 기술에 따른 캐소드의 경우 약 50%이고, 전도성 첨가제의 함량이 0인 캐소드(16)의 경우 60%이다. 이는 용량 보유율의 측면에서 20%의 이득에 해당한다. 축전지(10)에서 이러한 캐소드(16)를 사용하면 축전지의 주기성(cyclability) 및 수명을 향상시킬 수 있다.
마지막으로, 축전지에서 캐소드(16)를 사용하면 에너지 밀도에서의 이득과 향상된 이용 가능한 전력의 결합(association)을 허용하는 높은 동작 속도에서의 사용이 가능해진다.
대안 적으로, 제 1 전도성 첨가제(AC1)의 함량은 2 중량% 이하일 수 있다.
바람직하게는, 제 1 전도성 첨가제(AC1)의 함량은 1 중량% 이하이다.
또 다른 실시예에 따르면, 제 1 조성물(C1)은 삽입 물질 및 결합제 물질로 구성된다. 따라서, 제 1 조성물(C1)에는 전도성 첨가제가 없다.
실험 섹션
실험 프로토콜
재료
본 연구에서는 전류 콜렉터에 알루미늄 시트(1085 시리즈, 두께 20㎛)를 사용 하였다.
인터페이스 층을 형성하기 위한 탄소계 포뮬레이션(열가소성 중합체 70 중량% 및 카본 블랙 30 중량%)는 알루미늄 종이의 동일한 시트 상에 얇은 층 형태의 코팅으로서 퇴적된다 . 코팅 건조 후 코팅의 두께는 1㎛와 1.5㎛ 사이이다.
양극은 활성 물질인 인산철 리튬(LiFePO4-LFP)(Pholicat Fe100, Umicore), 카본 블랙(C65, Timcal) 및 고분자 결합제인, 폴리(비닐리덴 플루오라이드) -PVdF(Solef 5130, Solvay)로 만들어진다. 건조 중량비는 PVdF의 질량과 C65(62m2.g-1) 및 LFP(20.9m2.g-1)의 비중(specific mass)을 동일한 비율로 얻기 위해 탄소 함량의 각 변화에 대해 적용되어, 복합 전극에 대해 동일한 기계적 성질을 얻는다. LFP/PVdF/C65의 다양한 중량비를 표 1에 나타내었다.
전극 명칭 LFP(중량%) PVdF(중량%) C65(중량%) 전극 전도도(S.m-1)
제 1 전극 E1 95.5 4.5 0 0.03
제 2 전극 E2 94.4 4.6 1 0.07
제 3 전극 E3 93.3 4.7 2 0.70
제 4 전극 E4 92.2 4.8 3 2.5
제 5 전극 E5 90 5 5 12.1
(표 1: 복합 양극의 건조 중량비)
다양한 서스펜션은 동일한 조건하에 제조되었다.
우선, N-메틸-2-피롤리돈(M-Pyrol, Ashland)을 사용하여 자기 교반하면서 60℃에서 2시간 동안 PVdF를 용해시켰다. 카본 블랙을 정확하게 분산시키기 위해, PVdF 용액과 함께 기계적 교반에 의해 1시간 동안 철저히 혼합하였다. 마지막으로, LFP 분말을 첨가하고, 교반기(IKA)를 실온에서 75분 동안 사용하였다. 건조 함량은 전극의 포뮬레이션에 관계없이 40%로 설정되었으므로 유동학적 특성은 최적화되지 않았다.
다양한 혼합된 서스펜션을 Elcometer의 자동 필름 도포기(AAF)를 사용하여 한 편으로는 맨(bare) 알루미늄 시트 상에 캐소드의 예시들(이하에서, CaR1, CaR2, CaR3, CaR4, CaR5로 표시)를 형성하고; 다른 한편으로 인터페이스 층으로 사전에 코팅된 알루미늄 시트 상에 캐소드의 예시들(이하에서, CaE1, CaE2, CaE3, CaE4, CaE5로 표시)을 형성한다.
다양한 코팅된 서스펜션을 공기 중에서 80℃ 내지 130℃에서 1시간 동안 건조시키고 진공하에 130℃에서 1시간 동안 유지시켰다. 활성 물질의 전형적인 로딩은 10-11 mg.cm-2이었다. 전극은 조성에 관계없이 38 ± 2%의 다공도로 캘린더링되었다(calendered).
부정적인면에서 Mti 사의 흑연 전극이 수정없이 사용되었다. 전극은 결합제로서 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)와 스티렌-부타디엔(SBR)의 혼합물 및 95.7 중량%의 MesoCarbon MicroBeads(MCMB)을 포함한다. 40㎛의 두께 및 6mg/cm2의 활성 물질 로딩의 복합 캐소드은 두께 9㎛의 구리 전류 콜렉터에 의해 지지된다. 기재된 비용량은 330 mAh.g-1이다.
완전한 셀의 제조
축전지는 아르곤 분위기 하에서 글러브 박스에서 조립되었다. 2개의 0.5 mm 스텐레스 강 스페이서와 웨이브 스프링을 사용하여 전극에 양호한 압력을 보장했다. 양극을 1.27cm² 샘플로 절단하고, 조립하기 전에 진공하에 1시간 동안 90℃에서 건조시켰다. 네거티브 전극을 위해 약 20%의 전형적인 값에서 포지티브 측과 네거티브 측 사이의 용량비를 존중하기 위해, 1.13cm2의 샘플로 캐소드를 절단하였다. 이 샘플은 조립하기 전에 진공 상태에서 150℃에서 5시간 동안 처리했다. 사용된 전해질은 에틸렌 카보네이트 : 유리 섬유 분리기(Whatman)에서 급냉된, 탄산 디메틸(1:1 부피, Solvionic)에서 LiPF6의 1M 용액이다. 최종적으로 축전지는 1.8 mAh.cm-2의 이론 용량에 도달한다.
특징
셀의 전기 화학적 성능은 VMP3 멀티포텐시오스탯(multipotentiostat)(Biologic)을 특징으로 한다.
먼저, 흑연 전극 상에 고체 전해질 인터페이스 층(solid electrolyte interphase(SEI) layer)을 형성하고 양 전극이 완전히 기능하는 것을 보장하도록, C/5 속도(이론 용량으로 계산)에서 Li +/Li° 대비 4.3V 내지 2.2V 사이의 6회 형성 사이클이 수행되었다.
그 다음, 셀을 50% 충전 상태(SOC)에서 사이클링하고 1시간 동안 방치하여 안정적인 전위를 확보했다.
그 다음, 방전 용량의 연구는 C/5와 10C 사이에서 셀을 방전시킴으로써 수행되었으며, 셀 전하는 완충을 보장하기 위해 각 방전 사이에서 C/5로 설정되었다. 마지막으로, 2C에서 정전류(galvanostatic) 사이클을 500 사이클 동안 수행 하였다.
결과 및 토론
수행된 실험의 결과는 이하의 내용에 각각 상응하는 도 3 내지 도 13에 도시된다:
- 도 3 내지 도 8, 상이한 비 또는 전류에서의 전극의 다양한 예에 대한 방전 곡선. 이 비율은 배터리 용량의 분율(fraction)로 표시된다. 도 3과 4는 C/5에서의 방전 곡선을 도시하며, 도 3은 CaRi 캐소드의 예이고, 도 4는 CaEi 캐소드의 예이며; 도 5 및 도 6은 C에서의 방전 곡선을 도시하고, 도 5는 CaRi 캐소드의 예를 도시하고, 도 6은 CaEi 캐소드의 예를 도시하며; 도 7과 도 8은 5C에서의 방전 곡선을 도시하며, 도 7은 CaRi 캐소드의 예를 도시하며, 도 8은 CaEi 캐소드의 예를 도시한다.
- 도 9 및 도 10은 전극의 다양한 사례에 대한 축전지의 작동 조건에 따라 사용 가능한 비용량을 도시한다. 도 9는 CaRi 캐소드의 예를 도시하며, 도 10은 CaEi 캐소드의 예를 도시한다.
- 도 11은 모든 CaRi 및 CaEi 캐소드의 예에 대해 축전지에 의해 수행된 충전 및 방전 사이클 횟수의 함수로 보유되는 용량을 도시한다.
도 12는 전극의 탄소 함량의 함수로서 캐소드(CaRi 및 CaEi)의 모든 예에 대해 2C에서 200 사이클의 충전 및 방전 후에 보유된 비용량을 도시한다.
도 13은 종래 기술에 따른 캐소드와 CaE0 캐소드를 비교하는 에너지 밀도 대 전력 밀도를 도시한다.
캐소드의 전기적 성능
전기 화학적 성능은 도 3 내지 도 13에 제시된다.
다양한 수치의 분석은 인터페이스 층(20)이 캐소드 내에 존재하기 때문에 전기 화학적 성능이 전극(18)의 탄소 함량과 독립적으로 유지된다는 것을 보여준다.
증가된 에너지 밀도
도 3 내지 도 8은 시험된 모든 전극에 대한 C/5, C 및 5C 속도에서의 방전 전압 프로파일을 도시한다.
전극(E3, E2, E1)의 탄소 함량이 감소되면, 인터페이스 층(CaRi)이없는 캐소드의 실시예를 포함하는 축전지의 작동은 전압의 관점에서 상당히 영향을 받되, 모든 속도에서 비용량의 영향을 받는다.
동시에, 인터페이스 층(CaEi)을 포함하는 캐소드의 탄소 함량을 감소시킴으로써, 전극의 조성물과 무관하게, 축전지의 작동은 영향을받지 않는다(또는 아주 약간 영향을 받음).
중간 속도(C)에서, CaR0 및 CaR1 캐소드는 0에 가까운 비용량을 갖되, 등가 전극(CaE0 및 CaE1)은 약 120mAh/g의 비용량을 갖는다.
고속(5C)에서, 분극 및 비용량은 CaE1 또는 CaE5 인터페이스 층을 갖는 모든 전극 조성물에 대해 실질적으로 동일하게 유지되고(약 80 mAh/g), 분극이 전하 이동을 얻기에 너무 높기 때문에 인터페이스 층(CaR1 및 CaR2) 없이 2% 미만의 탄소 함량을 갖는 전극을 포함하는 어큐뮬레이터는 더 이상 작동하지 않는다.
증가된 전력
방전 레짐의 성능에 따른 용량 보유의 성능은 도 9 및 도 10에 도시된다. 종래 기술의 캐소드의 경우, 방전율(discharge rate)이 증가하면 용량 보유율(the rate of capacity retention)이 감소하고, 이 경향은 전극의 탄소 함유량 감소에 의해 감소되고 : 탄소는 양호한 용량 보유를 보장한다. 이러한 열화는 탄소 함량이 3%로 감소하자마자 가시화되며 탄소 보유량이 1C 비율의 0에 가까운 2% 내지 0%의 탄소 함량에 대해 중요해진다.
동시에, 용량 보유율에 관한 성능은 본 발명에 따른 전극의 탄소 함량 및 탄소가 없는 전극에 관계없이 모든 작동 속도에 대해 거의 동일하게 유지된다.
낮은 탄소 함량의 경우 전극(표 1)의 매우 낮은 전도도가 관찰 되었기 때문에, 이러한 관찰은 더욱 예상외의 결과인 반면, 그럼에도 불구하고, 축전지는 여전히 기능적이며 매우 우수한 성능을 나타낸다.
서비스 수명 증가(충전 및 방전 주기 횟수)
도 11은 2C 속도에서 500 사이클의 어려운 조건 하에서 충/방전 사이클 횟수의 함수로서 용량 보유율을 도시한다. 종래 기술의 캐소드의 경우, 전극의 탄소 함량이 감소하면 주기성이 감소하고, 이는 2% 미만으로는 불가능해진다. 기재된 바와 같은 캐소드(CaEi)는 매우 상이한 거동을 나타내며, 이들 전극의 탄소 함량의 감소는 축전지의 사이클링을 개선한다. 캐소드(CaE1)(탄소없는)는 500 사이클에 걸친 축전지의 캐소드(CaE5)와 유사한 거동을 보여준다.
도 12는 2C 속도에서 200 사이클의 충전 및 방전 후에 보유된 비용량을 도시한다. 종래 기술의 캐소드의 경우, 보유된 용량은 CaEi 캐소드의 용량보다 낮지만, 전도성 탄소의 감소는 CaRi 전극에 대해 보유된 용량을 크게 감소시킨다. CaEi 캐소드는 탄소 함량에 관계없이 유사한 거동을 보이다.
향상된 용량 밀도 및 전력 밀도
전력 밀도의 함수로서의 에너지 밀도를 나타내는 도 13은, CaE0 캐소드를 포함하는 축전지가 종래 기술의 캐소드들 중 임의의 캐소드보다 양호한 레벨에서 이들 두 양, 에너지 및 전력을 보유한다는 것을 나타낸다. 최종적으로, 이러한 현저한 특성은 200 사이클 후에도 유지되어(도 13에 나타낸 포인트), 캐소드(16)를 포함하는 축전지의 에너지 밀도 및 수명의 관점에서 성능의 향상을 확인한다.

Claims (14)

  1. 전기 화학적 축전지(accumulator)의 캐소드(cathode)(16)의 전류 콜렉터(22) 및 인터페이스 층(20)의 세트로서, 상기 인터페이스 층(20)은 상기 전류 콜렉터(22) 상에 코팅되고, 상기 전류 콜렉터(22) 및 인터페이스 층(20)의 세트가 상기 캐소드(16)에 포함되는 경우, 상기 인터페이스 층(20)은 상기 캐소드(16)의 전극(18)과 접촉하며,
    상기 인터페이스 층(20)은 5㎛ 보다 작은 두께를 가지며,
    상기 전극(18)은 제 1 삽입 물질 및 제 1 결합제 물질로 구성되는 제 1 조성물로 이루어지고,
    상기 인터페이스 층(20)은 하나 이상의 중합체로 구성되는 제 2 결합제 물질 및 제 2 전도성 첨가제를 포함하는 제 2 조성물로 이루어지고,
    상기 제 2 결합제 물질의 함량은 상기 인터페이스 층(20)의 30 중량% 이상이고,
    상기 제 2 전도성 첨가제의 함량은 상기 인터페이스 층(20)의 20 중량% 이상이며,
    상기 제1 결합제 물질의 함량은 상기 전극(18)의 5 중량% 미만이며,
    상기 인터페이스 층(20)은, 상기 인터페이스 층이 포함되지 않은 캐소드의 경우에 비하여, 500 사이클 후의 상기 전기 화학적 축전지의 용량 보유율의 적어도 10%의 증가를 제공하는, 전류 콜렉터 및 인터페이스 층의 세트.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 결합제 물질은 하나 이상의 중합체를 포함하는, 전류 콜렉터 및 인터페이스 층의 세트.
  4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서, 상기 인터페이스 층(20)은 10nm 이상의 두께를 갖는, 전류 콜렉터 및 인터페이스 층의 세트.
  5. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서, 상기 인터페이스 층(20)은 50nm와 1㎛ 사이의 두께를 갖는, 전류 콜렉터 및 인터페이스 층의 세트.
  6. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서, 상기 전류 콜렉터(22)는 금속 시트인, 전류 콜렉터 및 인터페이스 층의 세트.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 제 2 결합제 물질은 하나 이상의 중합체를 포함하는, 전류 콜렉터 및 인터페이스 층의 세트.
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 제 2 전도성 첨가제의 함량은 상기 인터페이스 층(20)의 10 중량% 이상인, 전류 콜렉터 및 인터페이스 층의 세트.
  11. 청구항 1 또는 청구항 3에 기재된 캐소드(16)를 갖는 전기 화학적 축전지(10).
  12. 청구항 11에서, 상기 전기 화학적 축전지(10)는 리튬-이온 축전지인, 전기 화학적 축전지(10).
  13. 축전지들의 세트를 포함하는 배터리로서, 적어도 하나의 축전지(10)는 청구항 12에 기재된 축전지인, 배터리.
  14. 삭제
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015216008A (ja) 2014-05-09 2015-12-03 凸版印刷株式会社 リチウムイオン二次電池用正極、その製造方法、及びリチウムイオン二次電池
JP2016164868A (ja) * 2015-02-27 2016-09-08 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0434871A (ja) * 1990-05-29 1992-02-05 Yuasa Corp 電池の製造法
JPH0434871U (ko) 1990-07-11 1992-03-24
US5478676A (en) * 1994-08-02 1995-12-26 Rexam Graphics Current collector having a conductive primer layer
JPH11312516A (ja) * 1998-04-28 1999-11-09 Sanyo Electric Co Ltd リチウム二次電池用正極及びそれを用いたリチウム二次電池
JP3882391B2 (ja) 1999-05-14 2007-02-14 三菱化学株式会社 二次電池用電極の製造法及び二次電池の製造方法
JP4297472B2 (ja) * 2001-08-28 2009-07-15 アオイ電子株式会社 二次電池
US6881516B2 (en) * 2002-09-30 2005-04-19 Medtronic, Inc. Contoured battery for implantable medical devices and method of manufacture
CN101471435B (zh) * 2007-12-25 2010-12-22 比亚迪股份有限公司 锂离子二次电池正极及包括该正极的锂离子二次电池
JP4352349B2 (ja) * 2008-01-23 2009-10-28 トヨタ自動車株式会社 電極および電極製造方法
DE112011103395T5 (de) 2010-10-08 2013-08-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Verfahren zum Herstellen eines Positivelektrodenaktivmaterials für eine Energiespeichervorrichtung und Energiespeichervorrichtung
CN103168378B (zh) * 2010-10-21 2015-12-02 丰田自动车株式会社 电池用电极及其利用
KR101271991B1 (ko) * 2011-07-06 2013-06-05 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
WO2013073012A1 (ja) 2011-11-15 2013-05-23 トヨタ自動車株式会社 非水電解質二次電池
US9425459B2 (en) * 2011-12-15 2016-08-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrode for solid-state batteries and method of preparing the electrode, solid-state battery containing the electrode, and bonding film used for preparing the electrode
CN203103398U (zh) * 2012-12-07 2013-07-31 深圳市海太阳实业有限公司 一种正极极片及电池
FR3005207B1 (fr) 2013-04-24 2016-06-24 Batscap Sa Electrode positive pour batterie lithium
KR20150011234A (ko) * 2013-07-22 2015-01-30 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
JP6252841B2 (ja) * 2013-11-25 2017-12-27 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
KR102183997B1 (ko) * 2014-02-07 2020-11-27 삼성에스디아이 주식회사 양극 활물질, 이를 채용한 양극과 리튬 전지 및 이의 제조 방법
JP6542031B2 (ja) * 2014-09-29 2019-07-10 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池用正極及び非水電解質二次電池

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015216008A (ja) 2014-05-09 2015-12-03 凸版印刷株式会社 リチウムイオン二次電池用正極、その製造方法、及びリチウムイオン二次電池
JP2016164868A (ja) * 2015-02-27 2016-09-08 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池

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