KR102425510B1 - Electrode for rechargeable lithium battery, and rechargeable lithium battery including same - Google Patents

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Abstract

리튬 이차 전지용 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로서, 상기 리튬 이차 전지용 전극은 활물질이 충진된 다공성 전류 집전체 및 상기 다공성 전류 집전체에 형성되고, 활물질을 포함하며, 5mg/㎠ 이하의 로딩 레벨을 갖는 활물질층을 포함한다.An electrode for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery including the same, wherein the electrode for a lithium secondary battery is formed on a porous current collector filled with an active material and the porous current collector, and includes an active material, and a loading of 5 mg/cm 2 or less and an active material layer having a level.

Description

리튬 이차 전지용 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지{ELECTRODE FOR RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY, AND RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY INCLUDING SAME} Electrode for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery comprising the same

리튬 이차 전지용 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다. It relates to an electrode for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery including the same.

최근의 휴대용 소형 전자기기의 전원으로서 각광받고 있는 리튬 이차 전지는 유기 전해액을 사용함에 따라, 기존의 알칼리 수용액을 사용한 전지보다 2배 이상의 높은 방전 전압을 나타내며, 그 결과 높은 에너지 밀도를 나타내는 전지이다.A lithium secondary battery, which has recently been spotlighted as a power source for portable small electronic devices, uses an organic electrolyte, and thus exhibits a discharge voltage that is twice or more higher than that of a battery using an aqueous alkali solution, resulting in a high energy density.

리튬 이차 전지의 양극 활물질로는 LiCoO2, LiMn2O4, LiNi1- xCoxO2(0 < x < 1)등과 같이 리튬 이온의 인터칼레이션이 가능한 구조를 가진 리튬과 전이 금속으로 이루어진 산화물이 주로 사용된다.As a cathode active material for a lithium secondary battery, LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNi 1- x Co x O 2 (0 < x < 1) Lithium having a structure capable of intercalation of lithium ions and a transition metal, such as Oxides are mainly used.

음극 활물질로는 리튬의 삽입/탈리가 가능한 인조, 천연 흑연, 하드 카본을 포함한 다양한 형태의 탄소계 재료가 적용되어 왔으며, 최근 보다 고용량을 얻기 위하여 실리콘이나 주석계를 기반으로 하는 비탄소계 음극 활물질에 관한 연구가 진행되고 있다.Various types of carbon-based materials including artificial, natural graphite, and hard carbon have been applied as anode active materials for lithium insertion/desorption. Research on this is in progress.

일 구현예는 전기화학적 특성이 우수한 리튬 이차 전지용 전극을 제공하는 것이다.One embodiment is to provide an electrode for a lithium secondary battery having excellent electrochemical properties.

다른 일 구현예는 상기 음극을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공하는 것이다.Another embodiment is to provide a lithium secondary battery including the negative electrode.

일 구현예는 활물질이 충진된 다공성 전류 집전체; 및 상기 다공성 전류 집전체에 형성되고, 활물질을 포함하며, 5mg/㎠ 이하의 로딩 레벨(loading level)을 갖는 활물질층을 포함하는 리튬 이차 전지용 전극을 제공한다.One embodiment is a porous current collector filled with an active material; and an active material layer formed on the porous current collector, including an active material, and having a loading level of 5 mg/cm 2 or less.

상기 활물질층의 로딩 레벨은 1mg/㎠ 내지 5mg/㎠일 수 있다.The loading level of the active material layer may be 1 mg/cm 2 to 5 mg/cm 2 .

상기 활물질이 양극 활물질이면, 상기 다공성 전류 집전체의 로딩 레벨은 20mg/㎠ 내지 80mg/㎠일 수 있다.When the active material is a positive electrode active material, the loading level of the porous current collector may be 20 mg/cm 2 to 80 mg/cm 2 .

상기 활물질이 음극 활물질이면, 상기 다공성 전류 집전체의 로딩 레벨은 10mg/㎠ 내지 40mg/㎠일 수 있다.When the active material is an anode active material, the loading level of the porous current collector may be 10 mg/cm 2 to 40 mg/cm 2 .

상기 활물질이 양극 활물질이면, 상기 다공성 전류 집전체의 로딩 레벨과 상기 활물질층의 로딩 레벨 비율은 10: 1 내지 8 : 1일 수 있다.When the active material is a positive electrode active material, a ratio of the loading level of the porous current collector to the loading level of the active material layer may be 10:1 to 8:1.

상기 활물질이 음극 활물질이면, 상기 다공성 전류 집전체의 로딩 레벨과 상기 활물질층의 로딩 레벨 비율은 10 : 1 내지 4 : 1일 수 있다.When the active material is an anode active material, a ratio of the loading level of the porous current collector to the loading level of the active material layer may be 10:1 to 4:1.

상기 다공성 전류 집전체의 기공도는 80% 내지 95%일 수 있다.The porosity of the porous current collector may be 80% to 95%.

상기 활물질이 양극 활물질이면, 상기 양극 활물질층의 두께는 10㎛ 내지 40㎛일 수 있다.When the active material is a positive active material, the thickness of the positive active material layer may be 10 μm to 40 μm.

상기 활물질이 음극 활물질이면, 상기 음극 활물질층의 두께는 10㎛ 내지 40㎛일 수 있다.When the active material is an anode active material, the thickness of the anode active material layer may be 10 μm to 40 μm.

다른 일 구현예는 음극; 양극; 및 전해질을 포함하며, 상기 음극 및 상기 양극 중 하나는 상기 전극인 리튬 이차 전지를 제공한다.Another embodiment is a negative electrode; anode; and an electrolyte, wherein one of the negative electrode and the positive electrode is the electrode.

기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.The specific details of other embodiments of the invention are included in the detailed description below.

일 구현예에 따른 리튬 이차 전지용 음극은 전지 특성이 우수한 리튬 이차 전지를 제공할 수 있다.The negative electrode for a lithium secondary battery according to an embodiment may provide a lithium secondary battery having excellent battery characteristics.

도 1은 일 구현예에 따른 전극의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 2는 일 구현예에 따른 전극에서, 다공성 전류 집전체에 충진된 활물질 상태를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지의 구조를 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 참고예 1 내지 3과 실시예 2 및 3의 양극을 이용한 반쪽 전지의 단위 부피당 용량 및 용량 감소값 결과를 나타낸 그래프.
도 5는 실시예 1 및 비교예 1 내지 3의 양극을 이용한 반쪽 전지의 저항 증가율을 측정하여 나타낸 그래프.
도 6은 참고예 5 및 6과, 실시예 5 및 6의 음극을 이용한 반쪽 전지의 단위 부피당 용량 및 용량 감소값 결과를 나타낸 그래프.
도 7은 실시예 4, 참고예 7, 비교예 4 및 비교예 5의 음극을 이용한 반쪽 전지의 저항 증가율을 측정하여 나타낸 그래프.1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of an electrode according to an embodiment.
2 is a view showing a state of an active material filled in a porous current collector in an electrode according to an embodiment;
3 is a view schematically showing the structure of a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the capacity per unit volume and capacity reduction value of the half-cells using the positive electrodes of Reference Examples 1 to 3 and Examples 2 and 3;
Figure 5 is a graph showing the resistance increase rate of the half-cell using the positive electrode of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 was measured.
6 is a graph showing the capacity per unit volume and capacity reduction value of the half-cells using the negative electrodes of Reference Examples 5 and 6 and Examples 5 and 6;
7 is a graph showing the resistance increase rate of the half-cell using the negative electrode of Example 4, Reference Example 7, Comparative Example 4 and Comparative Example 5 by measuring.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, this is presented as an example, and the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the claims to be described later.

본 발명의 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지용 전극은 활물질이 충진된 다공성 전류 집전체; 및 상기 다공성 전류 집전체에 형성되고, 활물질을 포함하며, 5mg/㎠ 이하의 로딩 레벨을 갖는 활물질층을 포함한다.An electrode for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a porous current collector filled with an active material; and an active material layer formed on the porous current collector, including an active material, and having a loading level of 5 mg/cm 2 or less.

도 1은 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지용 전극(1)을 나타낸 단면도로서, 도 1에 나타낸 것과 같이, 다공성 전류 집전체(3) 및 이 다공성 전류 집전체에 형성된 활물질층(5)을 포함하며, 상기 다공성 전류 집전체(3)에 활물질(7)이 충진된 형태이다. 1 is a cross-sectional view showing an electrode 1 for a lithium secondary battery according to an embodiment, and as shown in FIG. 1, it includes a porous current collector 3 and an active material layer 5 formed on the porous current collector, and , in which the active material 7 is filled in the porous current collector 3 .

즉, 일 구현예에 따른 전극은 다공성 전류 집전체의 기공 내에 활물질이 삽입되어 충진되어 있는 형태이다.That is, the electrode according to an exemplary embodiment has a form in which an active material is inserted and filled in the pores of the porous current collector.

이와 같이, 다공성 전류 집전체의 기공 내에 활물질이 삽입되어 충진되어 있는 경우, 도 2에 나타낸 것과 같이, 활물질과 전류 집전체의 접촉 면적이 증가하므로, 전자 및 이온의 이동 경로가 감소하여, 전기적 저항 및 이온 저항이 감소될 수 있고, 이로 인하여 전지의 사이클 수명 특성을 개선할 수 있다.As described above, when the active material is inserted and filled in the pores of the porous current collector, as shown in FIG. 2 , the contact area between the active material and the current collector increases, so that the movement path of electrons and ions is reduced, electrical resistance and ionic resistance may be reduced, thereby improving cycle life characteristics of the battery.

상기 활물질층은 전류 집전체의 일면 또는 양면에 형성될 수 있으며, 양면에 형성되더라도, 이하 설명에서 활물질층의 로딩 레벨 및 두께는 한 면에 대한 물성이다. The active material layer may be formed on one side or both sides of the current collector, and even if formed on both sides, the loading level and thickness of the active material layer in the following description are physical properties for one side.

일 구현예에서, 상기 활물질층의 로딩 레벨(단위 면적당 활물질의 양)은 5mg/㎠ 이하일 수 있고, 1mg/㎠ 내지 5mg/㎠일 수 있다. 활물질층의 로딩 레벨이 5mg/㎠ 이하인 경우, 저항을 감소시킬 수 있는 장점을 얻을 수 있으며, 5mg/㎠를 초과하는 경우에는 이온의 이동 경로가 너무 증가하여 저항이 증가할 수 있다. In one embodiment, the loading level (the amount of the active material per unit area) of the active material layer may be 5 mg/cm 2 or less, and 1 mg/cm 2 to 5 mg/cm 2 . If the loading level of the active material layer is 5 mg/cm 2 or less, an advantage of reducing resistance may be obtained, and if it exceeds 5 mg/cm 2 , the resistance may increase because the movement path of ions is too increased.

다공성 전류 집전체에 충진된 활물질의 함량은, 전극 종류에 따라 적절하게 조절할 수 있다.The content of the active material filled in the porous current collector may be appropriately adjusted according to the type of electrode.

만약 상기 활물질이 양극 활물질이면, 즉, 전극이 양극이면, 상기 다공성 전류 집전체의 로딩 레벨은 20mg/㎠ 내지 80mg/㎠일 수 있으며, 40mg/㎠ 내지 80mg/㎠일 수 있다. 이 로딩 레벨은 다공성 전류 집전체에 충진된 활물질의 양을 의미한다. 로딩 레벨이 상기 범위에 포함되는 경우, 전자 및 이온의 이동 경로가 감소하여, 전기적 저항 및 이온 저항이 감소될 수 있다. If the active material is a positive electrode active material, that is, if the electrode is a positive electrode, the loading level of the porous current collector may be 20 mg/cm 2 to 80 mg/cm 2 , and may be 40 mg/cm 2 to 80 mg/cm 2 . This loading level refers to the amount of active material filled in the porous current collector. When the loading level is included in the above range, the movement path of electrons and ions may be reduced, and thus electrical resistance and ionic resistance may be reduced.

또한, 이때, 상기 다공성 전류 집전체의 로딩 레벨과 상기 활물질층의 로딩 레벨 비율은 10: 1 내지 8 : 1일 수 있다. 이와 같이, 다공성 전류 집전체의 로딩 레벨과 활물질층의 로딩 레벨 비율에서, 활물질층의 로딩 레벨은 활물질층이 집전체의 양면에 형성된 경우, 양면의 로딩 레벨값을 합한 값을 의미한다. 활물질층의 로딩 레벨과 다공성 전류 집전체의 로딩 레벨 비율이 상기 범위에 포함되는 경우에는 이온 이동 경로가 적절하게 유지될 수 있고, 이온 저항 증가 문제가 없다. In addition, in this case, the ratio of the loading level of the porous current collector to the loading level of the active material layer may be 10:1 to 8:1. As such, in the ratio of the loading level of the porous current collector to the loading level of the active material layer, the loading level of the active material layer means the sum of the loading level values of both surfaces when the active material layer is formed on both surfaces of the current collector. When the ratio of the loading level of the active material layer and the loading level of the porous current collector falls within the above range, the ion migration path may be properly maintained, and there is no problem of increasing ion resistance.

상기 활물질이 음극 활물질이면, 즉, 상기 전극이 음극이면, 상기 다공성 전류 집전체의 로딩 레벨은 10mg/㎠ 내지 40mg/㎠일 수 있고, 20mg/㎠ 내지 40mg/㎠일 수 있다. 로딩 레벨이 상기 범위에 포함되는 경우, 전자 및 이온의 이동 경로가 감소하여, 전기적 저항 및 이온 저항이 감소될 수 있다.When the active material is a negative active material, that is, when the electrode is a negative electrode, the loading level of the porous current collector may be 10 mg/cm 2 to 40 mg/cm 2 , and 20 mg/cm 2 to 40 mg/cm 2 . When the loading level is included in the above range, the movement path of electrons and ions may be reduced, and thus electrical resistance and ionic resistance may be reduced.

이때, 상기 다공성 전류 집전체의 로딩 레벨과 상기 활물질층의 로딩 레벨 비율은 10 : 1 내지 4 : 1일 수 있다. 활물질층의 로딩 레벨과 다공성 전류 집전체의 로딩 레벨 비율이 상기 범위에 포함되는 경우에는 이온 이동 경로가 적절하게 유지될 수 있고, 이온 저항 증가 문제가 없다.In this case, the ratio of the loading level of the porous current collector to the loading level of the active material layer may be 10:1 to 4:1. When the ratio of the loading level of the active material layer and the loading level of the porous current collector falls within the above range, the ion migration path may be properly maintained, and there is no problem of increasing ion resistance.

일 구현예에 있어서, 상기 다공성 전류 집전체의 기공도는 80% 내지 95%일 수 있다. 다공성 전류 집전체의 기공도가 상기 범위에 포함되는 경우, 전류 집전체 내부에 활물질 충진량이 보다 향상시킬 수 있고, 단위 부피당 용량을 보다 향상시킬 수 있다.In one embodiment, the porosity of the porous current collector may be 80% to 95%. When the porosity of the porous current collector is included in the above range, the amount of filling of the active material inside the current collector may be further improved, and the capacity per unit volume may be further improved.

일 구현예에서 상기 활물질층의 두께는 전극 종류에 따라 상이하며, 상기 전극이 양극인 경우에, 활물질층의 두께는 10㎛ 내지 40㎛일 수 있다. 또한, 상기 전극이 음극인 경우, 활물질층의 두께는 10㎛ 내지 40㎛일 수 있다. In one embodiment, the thickness of the active material layer is different depending on the type of electrode, and when the electrode is a positive electrode, the thickness of the active material layer may be 10㎛ to 40㎛. In addition, when the electrode is a negative electrode, the thickness of the active material layer may be 10㎛ to 40㎛ .

상기 전극의 두께가 상기 범위에 포함되는 경우에, 얻어지는 전극의 단위 부피당 용량이 보다 우수하게 얻어질 수 있다.When the thickness of the electrode is included in the above range, the capacity per unit volume of the obtained electrode may be more excellently obtained.

상기 활물질층의 두께는 전류 집전체의 일면에 형성된 두께이므로, 활물질층이 전류 집전체의 양면에 형성된다면, 전극 내의 활물질층의 전체 두께는 상기 두께의 두 배에 해당하는 것은 당해 분야에 종사하는 사람들에게는 널리 이해될 수 있는 사항이다.Since the thickness of the active material layer is the thickness formed on one side of the current collector, if the active material layer is formed on both sides of the current collector, the total thickness of the active material layer in the electrode is twice the thickness. This is something that can be widely understood by people.

상기 다공성 전류 집전체는, 전극이 양극인 경우에는 Al으로 형성된 다공성 전류 집전체일 수 있고, 전극이 음극인 경우에는 Cu로 형성된 다공성 전류 집전체일 수 있다. The porous current collector may be a porous current collector formed of Al when the electrode is a positive electrode, and a porous current collector formed of Cu when the electrode is a negative electrode.

상기 전극이 양극인 경우, 상기 활물질은 양극 활물질이다. 이 양극 활물질은 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물(리티에이티드 인터칼레이션 화합물)을 포함할 수 있다. 구체적으로는 코발트, 망간, 니켈, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 금속과 리튬과의 복합 산화물중 1종 이상의 것을 사용할 수 있다. 보다 구체적인 예로는 하기 화학식 중 어느 하나로 표현되는 화합물을 사용할 수 있다. LiaA1-bXbD2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5); LiaA1-bXbO2-cDc(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05); LiaE1-bXbO2-cDc(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05); LiaE2-bXbO4-cDc(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05); LiaNi1-b-cCobXcDα(0.90 ≤ a ≤1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 < α ≤ 2); LiaNi1-b-cCobXcO2-αTα(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2); LiaNi1-b-cCobXcO2-αT2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2); LiaNi1-b-cMnbXcDα(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α ≤ 2); LiaNi1-b-cMnbXcO2-αTα(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2); LiaNi1-b-cMnbXcO2-αT2( 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2); LiaNibEcGdO2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0.001 ≤ d ≤ 0.1); LiaNibCocMndGeO2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤0.5, 0.001 ≤ e ≤ 0.1); LiaNiGbO2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1) LiaCoGbO2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1); LiaMn1-bGbO2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1); LiaMn2GbO4(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1); LiaMn1-gGgPO4(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ g ≤ 0.5); QO2 QS2 LiQS2 V2O5 LiV2O5 LiZO2 LiNiVO4 Li(3-f)J2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); Li(3-f)Fe2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); LiaFePO4(0.90 ≤ a ≤ 1.8)When the electrode is a positive electrode, the active material is a positive electrode active material. The positive active material may include a compound capable of reversible intercalation and deintercalation of lithium (a lithiated intercalation compound). Specifically, at least one of a complex oxide of lithium and a metal selected from cobalt, manganese, nickel, and combinations thereof may be used. As a more specific example, a compound represented by any one of the following formulas may be used. Li a A 1-b X b D 2 (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5); Li a A 1-b X b O 2-c D c (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05); Li a E 1-b X b O 2-c D c (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05); Li a E 2-b X b O 4-c D c (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05); Li a Ni 1-bc Co b X c D α (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 < α ≤ 2); Li a Ni 1-bc Co b X c O 2-α T α (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α <2); Li a Ni 1-bc Co b X c O 2-α T 2 (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α <2); Li a Ni 1-bc Mn b X c D α (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α ≤ 2); Li a Ni 1-bc Mn b X c O 2-α T α (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α <2); Li a Ni 1-bc Mn b X c O 2-α T 2 (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α <2); Li a Ni b E c G d O 2 (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0.001 ≤ d ≤ 0.1); Li a Ni b Co c Mn d G e O 2 (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤ 0.5, 0.001 ≤ e ≤ 0.1); Li a NiG b O 2 (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1) Li a CoG b O 2 (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1); Li a Mn 1-b G b O 2 (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1); Li a Mn 2 G b O 4 (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1); Li a Mn 1-g G g PO 4 (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ g ≤ 0.5); QO 2 QS 2 LiQS 2 V 2 O 5 LiV 2 O 5 LiZO 2 LiNiVO 4 Li (3-f) J 2 (PO 4 ) 3 (0 ≤ f ≤ 2); Li (3-f) Fe 2 (PO 4 ) 3 (0 ≤ f ≤ 2); Li a FePO 4 (0.90 ≤ a ≤ 1.8)

상기 화학식에 있어서, A는 Ni, Co, Mn, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; X는 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, 희토류 원소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; D는 O, F, S, P, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; E는 Co, Mn, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; T는 F, S, P, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; G는 Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; Q는 Ti, Mo, Mn, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; Z는 Cr, V, Fe, Sc, Y, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되며; J는 V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.In the above formula, A is selected from the group consisting of Ni, Co, Mn, and combinations thereof; X is selected from the group consisting of Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, rare earth elements and combinations thereof; D is selected from the group consisting of O, F, S, P, and combinations thereof; E is selected from the group consisting of Co, Mn, and combinations thereof; T is selected from the group consisting of F, S, P, and combinations thereof; G is selected from the group consisting of Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V, and combinations thereof; Q is selected from the group consisting of Ti, Mo, Mn, and combinations thereof; Z is selected from the group consisting of Cr, V, Fe, Sc, Y, and combinations thereof; J is selected from the group consisting of V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, and combinations thereof.

물론 이 화합물 표면에 코팅층을 갖는 것도 사용할 수 있고, 또는 상기 화합물과 코팅층을 갖는 화합물을 혼합하여 사용할 수도 있다. 이 코팅층은 코팅 원소의 옥사이드, 코팅 원소의 하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시카보네이트 및 코팅 원소의 하이드록시카보네이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 코팅 원소 화합물을 포함할 수 있다. 이들 코팅층을 이루는 화합물은 비정질 또는 결정질일 수 있다. 상기 코팅층에 포함되는 코팅 원소로는Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 코팅층 형성 공정은 상기 화합물에 이러한 원소들을 사용하여 양극 활물질의 물성에 악영향을 주지 않는 방법(예를 들어 스프레이 코팅, 침지법 등)으로 코팅할 수 있으면 어떠한 코팅 방법을 사용하여도 무방하며, 이에 대하여는 당해 분야에 종사하는 사람들에게 잘 이해될 수 있는 내용이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.Of course, a compound having a coating layer on the surface of the compound may be used, or a mixture of the compound and a compound having a coating layer may be used. The coating layer may contain at least one coating element compound selected from the group consisting of an oxide of a coating element, a hydroxide of a coating element, an oxyhydroxide of a coating element, an oxycarbonate of a coating element, and a hydroxycarbonate of a coating element. can The compound constituting these coating layers may be amorphous or crystalline. As the coating element included in the coating layer, Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr, or a mixture thereof may be used. In the coating layer forming process, any coating method may be used as long as the compound can be coated by a method that does not adversely affect the physical properties of the positive electrode active material (eg, spray coating, dipping method, etc.) by using these elements in the compound. Since the content can be well understood by those engaged in the field, a detailed description thereof will be omitted.

상기 전극이 음극이면, 상기 활물질은 음극 활물질이다. 이 음극 활물질은 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 물질, 리튬 금속, 리튬 금속의 합금, 리튬에 도프 및 탈도프 가능한 물질 또는 전이 금속 산화물을 들 수 있다.When the electrode is a negative electrode, the active material is a negative electrode active material. The negative active material may include a material capable of reversibly intercalating/deintercalating lithium ions, lithium metal, an alloy of lithium metal, a material capable of doping and dedoping lithium, or a transition metal oxide.

상기 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 물질로는, 그 예로 탄소 물질, 즉 리튬 이차 전지에서 일반적으로 사용되는 탄소계 음극 활물질을 들 수 있다. 탄소계 음극 활물질의 대표적인 예로는 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 이들을 함께 사용할 수 있다. 상기 결정질 탄소의 예로는 무정형, 판상, 린편상(flake), 구형 또는 섬유형의 천연 흑연 또는 인조 흑연과 같은 흑연을 들 수 있고, 상기 비정질 탄소의 예로는 소프트 카본(soft carbon) 또는 하드 카본(hard carbon), 메조페이스 피치 탄화물, 소성된 코크스 등을 들 수 있다.As a material capable of reversibly intercalating/deintercalating lithium ions, for example, a carbon material, that is, a carbon-based negative active material generally used in a lithium secondary battery may be used. Representative examples of the carbon-based negative active material include crystalline carbon, amorphous carbon, or a combination thereof. Examples of the crystalline carbon include graphite such as amorphous, plate-shaped, flake-shaped, spherical or fibrous natural graphite or artificial graphite, and examples of the amorphous carbon include soft carbon or hard carbon ( hard carbon), mesophase pitch carbide, and calcined coke.

상기 리튬 금속의 합금으로는 리튬과, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Ra, Ge, Al 및 Sn으로 이루어진 군에서 선택되는 금속의 합금이 사용될 수 있다.The lithium metal alloy includes lithium and a group consisting of Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Ra, Ge, Al and Sn. An alloy of a metal selected from may be used.

상기 리튬에 도프 및 탈도프 가능한 물질로는 Si, SiOx(0 < x < 2), Si-Q 합금(상기 Q는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 원소, 14족 원소, 15족 원소, 16족 원소, 전이금속, 희토류 원소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소이며, Si은 아님), Si-탄소 복합체, Sn, SnO2, Sn-R(상기 R은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 원소, 14족 원소, 15족 원소, 16족 원소, 전이금속, 희토류 원소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소이며, Sn은 아님), Sn-탄소 복합체 등을 들 수 있고, 또한 이들 중 적어도 하나와 SiO2를 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 원소 Q 및 R로는 Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Tc, Re, Bh, Fe, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Ge, P, As, Sb, Bi, S, Se, Te, Po, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.Examples of the material capable of doping and dedoping lithium include Si, SiO x (0 < x < 2), Si-Q alloy (wherein Q is an alkali metal, alkaline earth metal, group 13 element, group 14 element, group 15 element, 16 an element selected from the group consisting of group elements, transition metals, rare earth elements, and combinations thereof, and not Si), Si-carbon composites, Sn, SnO 2 , Sn-R (wherein R is an alkali metal, alkaline earth metal, 13 an element selected from the group consisting of a group element, a group 14 element, a group 15 element, a group 16 element, a transition metal, a rare earth element, and a combination thereof (not Sn), Sn-carbon composite, and the like, and these At least one of SiO 2 may be mixed and used. The elements Q and R include Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Tc, Re, Bh, Fe, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Ge, P, As, Sb, Bi, S, One selected from the group consisting of Se, Te, Po, and combinations thereof may be used.

상기 전이 금속 산화물로는 리튬 티타늄 산화물을 사용할 수 있다.Lithium titanium oxide may be used as the transition metal oxide.

상기 활물질 층의 구성에 대하여, 이하에서 양극 및 음극으로 분류하여 설명하기로 한다.The configuration of the active material layer will be described below by classifying it into a positive electrode and a negative electrode.

상기 전극이 양극인 경우, 상기 활물질층은 양극 활물질, 바인더 및 도전재를 포함할 수 있다. 상기 양극 활물질의 함량은 활물질 층 전체 중량에 대하여 90 중량% 내지 98 중량%일 수 있다. 또한, 상기 바인더 및 도전재의 함량은 활물질 층 전체 중량에 대하여 각각 1 중량% 내지 5 중량%일 수 있다.When the electrode is a positive electrode, the active material layer may include a positive electrode active material, a binder, and a conductive material. The content of the positive active material may be 90 wt% to 98 wt% based on the total weight of the active material layer. In addition, the content of the binder and the conductive material may be 1 wt% to 5 wt%, respectively, based on the total weight of the active material layer.

상기 바인더는 양극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 또한 양극 활물질을 전류 집전체에 잘 부착시키는 역할을 한다. 바인더의 대표적인 예로는 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로즈, 디아세틸셀룰로즈, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지, 나일론 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The binder serves to well adhere the positive active material particles to each other and also to adhere the positive active material to the current collector. Representative examples of the binder include polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, diacetyl cellulose, polyvinyl chloride, carboxylated polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, a polymer including ethylene oxide, polyvinyl pyrrol Don, polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, epoxy resin, nylon, etc. may be used, but is not limited thereto. .

상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용가능하다. 도전재의 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 탄소섬유 등의 탄소계 물질 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유 등의 금속계 물질 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 폴리머 또는 이들의 혼합물을 포함하는 도전성 재료를 들 수 있다.The conductive material is used to impart conductivity to the electrode, and in the configured battery, any electronically conductive material may be used without causing a chemical change. Examples of conductive materials include carbon-based materials such as natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, and carbon fiber Metal powders such as copper, nickel, aluminum, silver, or metal-based materials such as metal fibers Conductivity such as polyphenylene derivatives and a conductive material containing a polymer or a mixture thereof.

상기 전극이 음극인 경우, 상기 활물질층은 음극 활물질, 바인더 및 선택적으로 도전재를 포함할 수 있다. 상기 음극 활물질의 함량은 활물질 층 전체 중량에 대하여 95 중량% 내지 99 중량%일 수 있다. 또한, 상기 활물질 층에서 바인더의 함량은 음극 활물질 층 전체 중량에 대하여 1 중량% 내지 5 중량%일 수 있다. 또한 도전재를 더욱 포함하는 경우에는 음극 활물질을 90 중량% 내지 98 중량%, 바인더를 1 중량% 내지 5 중량%, 도전재를 1 중량% 내지 5 중량% 사용할 수 있다.When the electrode is an anode, the active material layer may include an anode active material, a binder, and optionally a conductive material. The content of the negative active material may be 95 wt% to 99 wt% based on the total weight of the active material layer. In addition, the content of the binder in the active material layer may be 1 wt% to 5 wt% based on the total weight of the anode active material layer. In addition, when the conductive material is further included, 90 wt% to 98 wt% of the negative active material, 1 wt% to 5 wt% of the binder, and 1 wt% to 5 wt% of the conductive material may be used.

상기 바인더는 음극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 또한 음극 활물질을 전류 집전체에 잘 부착시키는 역할을 한다. 상기 바인더로는 비수용성 바인더, 수용성 바인더 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.The binder serves to well adhere the negative active material particles to each other and also to adhere the negative active material well to the current collector. As the binder, a water-insoluble binder, a water-soluble binder, or a combination thereof may be used.

상기 비수용성 바인더로는 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드이미드, 폴리이미드 또는 이들의 조합을 들 수 있다. Examples of the water-insoluble binder include polyvinyl chloride, carboxylated polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, ethylene oxide-containing polymer, polyvinylpyrrolidone, polyurethane, polytetrafluoroethylene, and polyvinylidene fluoride. , polyethylene, polypropylene, polyamideimide, polyimide, or a combination thereof.

상기 수용성 바인더로는 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버(SBR), 아크릴로나이트릴-부타디엔 러버, 아크릴 고무, 부틸고무, 불소고무, 에틸렌프로필렌공중합체, 폴리에피크로로히드린, 폴리포스파젠, 폴리아크릴로니트릴, 폴리스틸렌, 에틸렌프로필렌디엔공중합체, 폴리비닐피리딘, 클로로설폰화폴리에틸렌, 라텍스, 폴리에스테르수지, 아크릴수지, 페놀수지, 에폭시 수지, 폴리비닐알콜 또는 이들의 조합일 수 있다. Examples of the water-soluble binder include styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber (SBR), acrylonitrile-butadiene rubber, acrylic rubber, butyl rubber, fluororubber, ethylene propylene copolymer, polyepicrohydrin. , polyphosphazene, polyacrylonitrile, polystyrene, ethylene propylene diene copolymer, polyvinylpyridine, chlorosulfonated polyethylene, latex, polyester resin, acrylic resin, phenolic resin, epoxy resin, polyvinyl alcohol, or a combination thereof can

상기 음극 바인더로 수용성 바인더를 사용하는 경우, 점성을 부여할 수 있는 셀룰로즈 계열 화합물을 증점제로 더욱 포함할 수 있다. 이 셀룰로즈 계열 화합물로는 카르복시메틸 셀룰로즈, 하이드록시프로필메틸 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 또는 이들의 알칼리 금속염 등을 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 알칼리 금속으로는 Na, K 또는 Li를 사용할 수 있다. 이러한 증점제 사용 함량은 음극 활물질 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 3 중량부일 수 있다. When a water-soluble binder is used as the negative electrode binder, a cellulose-based compound capable of imparting viscosity may be further included as a thickener. As the cellulose-based compound, one or more of carboxymethyl cellulose, hydroxypropylmethyl cellulose, methyl cellulose, or alkali metal salts thereof may be mixed and used. As the alkali metal, Na, K or Li may be used. The amount of the thickener used may be 0.1 parts by weight to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the negative active material.

상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용가능하다. 도전재의 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 탄소섬유 등의 탄소계 물질; 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유 등의 금속계 물질; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 폴리머; 또는 이들의 혼합물을 포함하는 도전성 재료를 사용할 수 있다.The conductive material is used to impart conductivity to the electrode, and in the configured battery, any electronically conductive material may be used without causing a chemical change. Examples of the conductive material include carbon-based materials such as natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, and carbon fiber; metal-based substances such as metal powders such as copper, nickel, aluminum, and silver, or metal fibers; conductive polymers such as polyphenylene derivatives; Alternatively, a conductive material including a mixture thereof may be used.

일 구현예에 따른 전극은 활물질, 바인더 및 선택적으로 도전재를 용매 중에서 혼합한 슬러리 형태의 활물질 조성물을 제조하고, 이 활물질 조성물을 다공성 전류 집전체에 코팅하여 제조할 수 있다. 이 코팅 공정은 침지법(dipping coating) 후 블레이드 코팅(blade coating)으로 표면을 고르게 하는 오버코팅(over coating)을 실시할 수 있다. 상기 코팅 공정을 침지법으로만 실시하는 경우에는, 표면이 불균일하여 적절하지 않다.The electrode according to one embodiment may be prepared by preparing an active material composition in the form of a slurry in which an active material, a binder, and optionally a conductive material are mixed in a solvent, and coating the active material composition on a porous current collector. In this coating process, after dipping coating, over-coating for evening the surface by blade coating may be performed. When the coating process is performed only by the dipping method, it is not suitable because the surface is non-uniform.

본 발명의 다른 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지는 음극, 양극 및 전해질을 포함하며, 상기 음극 및 양극 중 적어도 하나는 상기 전극일 수 있다.A lithium secondary battery according to another embodiment of the present invention includes a negative electrode, a positive electrode, and an electrolyte, and at least one of the negative electrode and the positive electrode may be the electrode.

상기 전해질은 비수성 유기 용매 및 리튬염을 포함한다.The electrolyte includes a non-aqueous organic solvent and a lithium salt.

상기 비수성 유기용매는 전지의 전기화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 한다. The non-aqueous organic solvent serves as a medium through which ions involved in the electrochemical reaction of the battery can move.

상기 비수성 유기용매로는 카보네이트계, 에스테르계, 에테르계, 케톤계, 알코올계, 또는 비양성자성 용매를 사용할 수 있다. As the non-aqueous organic solvent, carbonate-based, ester-based, ether-based, ketone-based, alcohol-based, or aprotic solvents may be used.

상기 카보네이트계 용매로는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 메틸에틸 카보네이트(MEC), 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC) 등이 사용될 수 있다. 상기 에스테르계 용매로는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트, 디메틸아세테이트, 메틸프로피오네이트, 에틸프로피오네이트, 프로필 프로피오네이트, 데카놀라이드(decanolide), 메발로노락톤(mevalonolactone), 카프로락톤(caprolactone) 등이 사용될 수 있다. 상기 에테르계 용매로는 디부틸 에테르, 테트라글라임, 디글라임, 디메톡시에탄, 2-메틸테트라히드로퓨란, 테트라히드로퓨란 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 케톤계 용매로는 시클로헥사논 등이 사용될 수 있다. 또한 상기 알코올계 용매로는 에틸알코올, 이소프로필 알코올 등이 사용될 수 있으며, 상기 비양성자성 용매로는 R-CN(R은 탄소수 2 내지 20의 직쇄상, 분지상, 또는 환 구조의 탄화수소기이며, 이중결합 방향 환 또는 에테르 결합을 포함할 수 있다) 등의 니트릴류, 디메틸포름아미드 등의 아미드류, 1,3-디옥솔란 등의 디옥솔란류, 설포란(sulfolane)류 등이 사용될 수 있다. Examples of the carbonate-based solvent include dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), methylpropyl carbonate (MPC), ethylpropyl carbonate (EPC), methylethyl carbonate (MEC), ethylene carbonate ( EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), and the like may be used. Examples of the ester solvent include methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, dimethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, decanolide, mevalonolactone, Caprolactone and the like may be used. As the ether-based solvent, dibutyl ether, tetraglyme, diglyme, dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydrofuran, etc. may be used. In addition, cyclohexanone and the like may be used as the ketone-based solvent. In addition, as the alcohol-based solvent, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, etc. may be used, and the aprotic solvent is R-CN (R is a linear, branched, or cyclic hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms. , nitriles such as nitriles (which may contain double bond aromatic rings or ether bonds), amides such as dimethylformamide, dioxolanes such as 1,3-dioxolane, sulfolanes, etc. may be used. .

상기 유기 용매는 단독으로 또는 하나 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 하나 이상 혼합하여 사용하는 경우의 혼합 비율은 목적하는 전지 성능에 따라 적절하게 조절할 수 있고, 이는 당해 분야에 종사하는 사람들에게는 널리 이해될 수 있다.The organic solvents may be used alone or in mixture of one or more, and when one or more of the organic solvents are mixed and used, the mixing ratio may be appropriately adjusted according to the desired battery performance, which can be widely understood by those in the art. have.

또한, 상기 카보네이트계 용매의 경우, 환형(cyclic) 카보네이트와 사슬형(chain) 카보네이트를 혼합하여 사용하는 것이 좋다. 이 경우 환형 카보네이트와 사슬형 카보네이트는 1:1 내지 1:9의 부피비로 혼합하여 사용하는 것이 전해액의 성능이 우수하게 나타날 수 있다. In addition, in the case of the carbonate-based solvent, it is preferable to use a mixture of a cyclic carbonate and a chain carbonate. In this case, when the cyclic carbonate and the chain carbonate are mixed in a volume ratio of 1:1 to 1:9, the electrolyte may exhibit excellent performance.

상기 유기용매는 상기 카보네이트계 용매에 방향족 탄화수소계 유기용매를 더 포함할 수도 있다. 이때 상기 카보네이트계 용매와 방향족 탄화수소계 유기용매는 1:1 내지 30:1의 부피비로 혼합될 수 있다.The organic solvent may further include an aromatic hydrocarbon-based organic solvent in the carbonate-based solvent. In this case, the carbonate-based solvent and the aromatic hydrocarbon-based organic solvent may be mixed in a volume ratio of 1:1 to 30:1.

상기 방향족 탄화수소계 유기용매로는 하기 화학식 1의 방향족 탄화수소계 화합물이 사용될 수 있다.As the aromatic hydrocarbon-based organic solvent, an aromatic hydrocarbon-based compound represented by the following Chemical Formula 1 may be used.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112017053117425-pat00001
Figure 112017053117425-pat00001

(상기 화학식 1에서, R1 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하며 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 할로알킬기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이다.)(In Formula 1, R 1 to R 6 are the same as or different from each other and are selected from the group consisting of hydrogen, halogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a haloalkyl group, and combinations thereof.)

상기 방향족 탄화수소계 유기용매의 구체적인 예로는 벤젠, 플루오로벤젠, 1,2-디플루오로벤젠, 1,3-디플루오로벤젠, 1,4-디플루오로벤젠, 1,2,3-트리플루오로벤젠, 1,2,4-트리플루오로벤젠, 클로로벤젠, 1,2-디클로로벤젠, 1,3-디클로로벤젠, 1,4-디클로로벤젠, 1,2,3-트리클로로벤젠, 1,2,4-트리클로로벤젠, 아이오도벤젠, 1,2-디아이오도벤젠, 1,3-디아이오도벤젠, 1,4-디아이오도벤젠, 1,2,3-트리아이오도벤젠, 1,2,4-트리아이오도벤젠, 톨루엔, 플루오로톨루엔, 2,3-디플루오로톨루엔, 2,4-디플루오로톨루엔, 2,5-디플루오로톨루엔, 2,3,4-트리플루오로톨루엔, 2,3,5-트리플루오로톨루엔, 클로로톨루엔, 2,3-디클로로톨루엔, 2,4-디클로로톨루엔, 2,5-디클로로톨루엔, 2,3,4-트리클로로톨루엔, 2,3,5-트리클로로톨루엔, 아이오도톨루엔, 2,3-디아이오도톨루엔, 2,4-디아이오도톨루엔, 2,5-디아이오도톨루엔, 2,3,4-트리아이오도톨루엔, 2,3,5-트리아이오도톨루엔, 자일렌, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이다.Specific examples of the aromatic hydrocarbon-based organic solvent include benzene, fluorobenzene, 1,2-difluorobenzene, 1,3-difluorobenzene, 1,4-difluorobenzene, 1,2,3-tri Fluorobenzene, 1,2,4-trifluorobenzene, chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,3-dichlorobenzene, 1,4-dichlorobenzene, 1,2,3-trichlorobenzene, 1 ,2,4-trichlorobenzene, iodobenzene, 1,2-diiodobenzene, 1,3-diiodobenzene, 1,4-diiodobenzene, 1,2,3-triiodobenzene, 1, 2,4-triiodobenzene, toluene, fluorotoluene, 2,3-difluorotoluene, 2,4-difluorotoluene, 2,5-difluorotoluene, 2,3,4-trifluoro Rottoluene, 2,3,5-trifluorotoluene, chlorotoluene, 2,3-dichlorotoluene, 2,4-dichlorotoluene, 2,5-dichlorotoluene, 2,3,4-trichlorotoluene, 2, 3,5-trichlorotoluene, iodotoluene, 2,3-diiodotoluene, 2,4-diiodotoluene, 2,5-diiodotoluene, 2,3,4-triiodotoluene, 2,3 ,5-triiodotoluene, xylene, and combinations thereof.

상기 전해질은 전지 수명을 향상시키기 위하여 비닐렌 카보네이트 또는 하기 화학식 2의 에틸렌 카보네이트계 화합물을 수명 향상 첨가제로 더욱 포함할 수도 있다.The electrolyte may further include vinylene carbonate or an ethylene carbonate-based compound of Chemical Formula 2 as a lifespan improving additive to improve battery life.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112017053117425-pat00002
Figure 112017053117425-pat00002

(상기 화학식 2에서, R7 및 R8은 서로 동일하거나 상이하며, 수소, 할로겐기, 시아노기(CN), 니트로기(NO2) 및 불소화된 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 R7과 R8 중 적어도 하나는 할로겐기, 시아노기(CN), 니트로기(NO2) 및 불소화된 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되나, 단 R7 및 R8이 모두 수소는 아니다.)(In Formula 2, R 7 and R 8 are the same as or different from each other, and are selected from the group consisting of hydrogen, a halogen group, a cyano group (CN), a nitro group (NO 2 ), and a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, , wherein R 7 and R 8 At least one of them is selected from the group consisting of a halogen group, a cyano group (CN), a nitro group (NO 2 ) and a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, provided that R 7 and R 8 are not both hydrogen.)

상기 에틸렌 카보네이트계 화합물의 대표적인 예로는 디플루오로 에틸렌카보네이트, 클로로에틸렌 카보네이트, 디클로로에틸렌 카보네이트, 브로모에틸렌 카보네이트, 디브로모에틸렌 카보네이트, 니트로에틸렌 카보네이트, 시아노에틸렌 카보네이트 또는 플루오로에틸렌 카보네이트 등을 들 수 있다. 이러한 수명 향상 첨가제를 더욱 사용하는 경우 그 사용량은 적절하게 조절할 수 있다.Representative examples of the ethylene carbonate-based compound include difluoroethylene carbonate, chloroethylene carbonate, dichloroethylene carbonate, bromoethylene carbonate, dibromoethylene carbonate, nitroethylene carbonate, cyanoethylene carbonate or fluoroethylene carbonate. can When such a life-enhancing additive is further used, its amount can be appropriately adjusted.

상기 전해질은 비닐에틸렌 카보네이트, 프로판 설톤, 숙시노니트릴 또는 이들의 조합을 더욱 포함할 수 있으며, 이때 사용량은 적절하게 조절할 수 있다.The electrolyte may further include vinylethylene carbonate, propane sultone, succinonitrile, or a combination thereof, and the amount used may be appropriately adjusted.

상기 리튬염은 유기 용매에 용해되어, 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬 이차 전지의 작동을 가능하게 하고, 양극과 음극 사이의 리튬 이온의 이동을 촉진하는 역할을 하는 물질이다. 이러한 리튬염의 대표적인 예로는 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiN(SO2C2F5)2, Li(CF3SO2)2N, LiN(SO3C2F5)2, LiC4F9SO3, LiClO4, LiAlO2, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수이며, 예를 들면 1 내지 20의 정수임), LiCl, LiI 및 LiB(C2O4)2(리튬 비스옥살레이트 보레이트(lithium bis(oxalato) borate: LiBOB)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 지지(supporting) 전해염으로 포함한다. 리튬염의 농도는 0.1M 내지 2.0M 범위 내에서 사용하는 것이 좋다. 리튬염의 농도가 상기 범위에 포함되면, 전해질이 적절한 전도도 및 점도를 가지므로 우수한 전해질 성능을 나타낼 수 있고, 리튬 이온이 효과적으로 이동할 수 있다.The lithium salt is dissolved in an organic solvent, serves as a source of lithium ions in the battery, enables the basic operation of a lithium secondary battery, and serves to promote movement of lithium ions between the positive electrode and the negative electrode. Representative examples of such lithium salts include LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiN(SO 2 C 2 F 5 ) 2 , Li(CF 3 SO 2 ) 2 N, LiN(SO 3 C 2 F 5 ) 2 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiClO 4 , LiAlO 2 , LiAlCl 4 , LiN(C x F 2x+1 SO 2 )(C y F 2y+1 SO 2 ), where x and y are natural numbers, for example It is an integer from 1 to 20), LiCl, LiI and LiB(C 2 O 4 ) 2 (lithium bis(oxalato) borate: LiBOB) one or more selected from the group consisting of supporting (supporting) It is included as an electrolyte salt.It is recommended that the concentration of the lithium salt be used within the range of 0.1 M to 2.0 M. When the concentration of the lithium salt is included in the above range, the electrolyte has appropriate conductivity and viscosity, so that excellent electrolyte performance can be exhibited; Lithium ions can move effectively.

상기 리튬염 중에 LiBF4를 첨가제로 사용할 수도 있으며, 이때 사용량은 적절하게 조절할 수 있다.Among the lithium salts, LiBF 4 may be used as an additive, and the amount used may be appropriately adjusted.

리튬 이차 전지의 종류에 따라 양극과 음극 사이에 세퍼레이터가 존재할 수도 있다. 이러한 세퍼레이터로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드 또는 이들의 2층 이상의 다층막이 사용될 수 있으며, 폴리에틸렌/폴리프로필렌 2층 세퍼레이터, 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌 3층 세퍼레이터, 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 3층 세퍼레이터 등과 같은 혼합 다층막이 사용될 수 있음은 물론이다.A separator may exist between the positive electrode and the negative electrode depending on the type of the lithium secondary battery. As such a separator, polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, or a multilayer film of two or more layers thereof may be used. A polyethylene/polypropylene two-layer separator, a polyethylene/polypropylene/polyethylene three-layer separator, and polypropylene/polyethylene/poly It goes without saying that a mixed multilayer film such as a propylene three-layer separator or the like can be used.

도 3에 본 발명의 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지의 분해 사시도를 나타내었다. 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지는 각형인 것을 예로 설명하지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 원통형, 파우치형 등 다양한 형태의 전지에 적용될 수 있다.3 is an exploded perspective view of a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention. Although the lithium secondary battery according to an embodiment is described as an example of a prismatic shape, the present invention is not limited thereto, and may be applied to various types of batteries such as a cylindrical shape and a pouch type.

도 3을 참고하면, 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지(100)는 양극(10)과 음극(20) 사이에 세퍼레이터(30)를 개재하여 귄취된 전극 조립체(40)와, 상기 전극 조립체(40)가 내장되는 케이스(50)를 포함할 수 있다. 상기 양극(10), 상기 음극(20) 및 상기 세퍼레이터(30)는 전해액(미도시)에 함침되어 있을 수 있다.Referring to FIG. 3 , a lithium secondary battery 100 according to an embodiment includes an electrode assembly 40 wound with a separator 30 interposed between the positive electrode 10 and the negative electrode 20 , and the electrode assembly 40 . ) may include a built-in case 50. The positive electrode 10 , the negative electrode 20 , and the separator 30 may be impregnated with an electrolyte solution (not shown).

이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러한 하기한 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, Examples and Comparative Examples of the present invention will be described. The following examples are only examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

(참고예 1)(Reference Example 1)

LiCoO2 양극 활물질 97.6 중량%, 카본 블랙 도전재 1.3 중량% 및 폴리비닐리덴 플로우라이드 바인더 1.1 중량%를 N-메틸 피롤리돈 용매 중에서 혼합하여 양극 활물질 슬러리를 제조하였다.LiCoO 2 97.6 wt% of the cathode active material, 1.3 wt% of a carbon black conductive material, and 1.1 wt% of a polyvinylidene fluoride binder were mixed in an N-methyl pyrrolidone solvent to prepare a cathode active material slurry.

두께가 1000㎛이고, 기공도가 95%인 다공성 Al 전류 집전체를 상기 양극 활물질 슬러리에 침지시킨 후, 블레이드 코팅하였다. 이 공정으로 얻어진 전류 집전체 양면에 상기 양극 활물질 슬러리를 오버코팅하여, 전류 집전체 양면에 양극 활물질층이 형성된 양극을 제조하였다. A porous Al current collector having a thickness of 1000 μm and a porosity of 95% was immersed in the cathode active material slurry, and then blade-coated. The positive electrode active material slurry was overcoated on both sides of the current collector obtained in this process to prepare a positive electrode having a positive electrode active material layer formed on both sides of the current collector.

이때, 양극 활물질층의 두께는 일면에서 15㎛이었으며, 이에 양극 전체 두께, 즉 양면에 형성된 양극 활물질층과 전류 집전체의 두께를 합한 두께는 1030㎛이었다.In this case, the thickness of the positive active material layer was 15 μm on one side, and the total thickness of the positive electrode, that is, the thickness of the positive electrode active material layer and the current collector formed on both sides, was 1030 μm.

아울러, 제조된 양극 전체의 로딩 레벨은 240mg/㎠이었고, 양극 활물질층의 양면의 로딩 레벨은 10mg/㎠, 즉 일면의 로딩 레벨이 5mg/㎠ 이었고, 다공성 Al 전류 집전체의 로딩 레벨은 230mg/㎠이었다. 이에, 다공성 Al 전류 집전체의 로딩 레벨 : 양극 활물질층(양면)의 로딩 레벨비는 23 : 1이었다.In addition, the loading level of the entire prepared positive electrode was 240 mg/cm 2 , the loading level of both sides of the positive electrode active material layer was 10 mg/cm 2 , that is, the loading level of one side was 5 mg/cm 2 , and the loading level of the porous Al current collector was 230 mg/cm 2 cm2. Accordingly, the loading level of the porous Al current collector: the loading level ratio of the positive electrode active material layer (both sides) was 23:1.

(실시예 1)(Example 1)

두께가 200㎛이고, 기공도가 95%인 다공성 Al 전류 집전체를 상기 참고예 1에서 제조된 양극 활물질 슬러리에 함침시키고, 얻어진 전류 집전체 양면에 상기 양극 활물질 슬러리를 오버코팅하여, 전류 집전체 양면에 양극 활물질층이 형성된 양극을 제조하였다. A porous Al current collector having a thickness of 200 μm and a porosity of 95% was impregnated in the positive electrode active material slurry prepared in Reference Example 1, and the positive electrode active material slurry was overcoated on both sides of the obtained current collector, so that the current collector A positive electrode having a positive electrode active material layer formed on both sides was prepared.

이때, 양극 활물질 층의 두께는 일면에서 10㎛이었으며, 이에 양극 전체 두께, 즉 양면에 형성된 양극 활물질층과 전류 집전체의 두께를 합한 두께는 220㎛이었다. In this case, the thickness of the positive electrode active material layer was 10 μm on one side, and the total thickness of the positive electrode, that is, the thickness of the positive electrode active material layer and the current collector formed on both sides, was 220 μm.

아울러, 제조된 양극 전체의 로딩 레벨은 52mg/㎠이었고, 양극 활물질층의 양면의 로딩 레벨은 6mg/㎠이었고, 즉 일면의 로딩 레벨이 3mg/㎠이었고, 다공성 Al 전류 집전체의 로딩 레벨은 48mg/㎠이었다. 이에, 다공성 Al 전류 집전체의 로딩 레벨 : 양극 활물질층(양면)의 로딩 레벨비는 8 : 1이었다.In addition, the loading level of the entire prepared positive electrode was 52 mg/cm 2 , the loading level of both sides of the positive electrode active material layer was 6 mg/cm 2 , that is, the loading level of one side was 3 mg/cm 2 , and the loading level of the porous Al current collector was 48 mg /cm2. Accordingly, the loading level of the porous Al current collector: the loading level ratio of the positive electrode active material layer (both sides) was 8:1.

(실시예 2)(Example 2)

기공도가 85%인 다공성 Al 전류 집전체를 상기 참고예 1에서 제조된 양극 활물질 슬러리에 함침시키고, 얻어진 전류 집전체 양면에 상기 양극 활물질 슬러리를 오버코팅하여, 전류 집전체 양면에 양극 활물질층이 형성된 양극을 제조하였다. A porous Al current collector having a porosity of 85% was impregnated in the positive electrode active material slurry prepared in Reference Example 1, and the positive electrode active material slurry was overcoated on both sides of the obtained current collector, and a positive electrode active material layer was formed on both sides of the current collector. The formed positive electrode was prepared.

이때, 양극 활물질 층의 두께는 일면에서 8㎛이었으며, 이에 양극 전체 두께, 즉 양면에 형성된 양극 활물질층과 전류 집전체의 두께를 합한 두께는 216㎛이었다. At this time, the thickness of the positive electrode active material layer was 8 μm on one side, and the total thickness of the positive electrode, that is, the thickness of the positive electrode active material layer and the current collector formed on both sides, was 216 μm.

아울러, 제조된 양극 전체의 로딩 레벨은 46.2mg/㎠이었고, 양극 활물질층의 양면의 로딩 레벨은 5mg/㎠이었고, 즉 일면의 로딩 레벨이 2.5mg/㎠이었고, 다공성 Al 전류 집전체의 로딩 레벨은 41.2mg/㎠이었다. 이에, 다공성 Al 전류 집전체의 로딩 레벨 : 양극 활물질층(양면)의 로딩 레벨은 8.24 : 1이었다.In addition, the loading level of the entire prepared positive electrode was 46.2 mg/cm 2 , the loading level of both sides of the positive electrode active material layer was 5 mg/cm 2 , that is, the loading level of one side was 2.5 mg/cm 2 , and the loading level of the porous Al current collector was 41.2 mg/cm 2 . Accordingly, the loading level of the porous Al current collector: the loading level of the positive electrode active material layer (both sides) was 8.24:1.

(실시예 3)(Example 3)

기공도가 80%인 다공성 Al 전류 집전체를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 실시하여 양극을 제조하였다. 아울러, 제조된 양극 전체의 로딩 레벨은 45/㎠이었고, 양극 활물질층의 양면의 로딩 레벨은 5mg/㎠이었고, 즉 일면의 로딩 레벨이 2.5mg/㎠이었고, 다공성 Al 전류 집전체의 로딩 레벨은 40mg/㎠이었다. 이에, 다공성 Al 전류 집전체의 로딩 레벨 : 양극 활물질층(양면)의 로딩 레벨은 8 : 1이었다.A positive electrode was manufactured in the same manner as in Example 2, except that a porous Al current collector having a porosity of 80% was used. In addition, the loading level of the entire prepared positive electrode was 45/cm2, the loading level of both sides of the positive electrode active material layer was 5mg/cm2, that is, the loading level of one side was 2.5mg/cm2, and the loading level of the porous Al current collector was 40 mg/cm 2 . Accordingly, the loading level of the porous Al current collector: the loading level of the positive electrode active material layer (both sides) was 8:1.

(참고예 2)(Reference Example 2)

기공도가 75%인 다공성 Al 전류 집전체를 상기 참고예 1에서 제조된 양극 활물질 슬러리에 함침시키고, 얻어진 전류 집전체 양면에 상기 양극 활물질 슬러리를 오버코팅하여, 전류 집전체 양면에 양극 활물질층이 형성된 양극을 제조하였다. A porous Al current collector having a porosity of 75% was impregnated in the positive electrode active material slurry prepared in Reference Example 1, and the positive electrode active material slurry was overcoated on both sides of the obtained current collector, and a positive electrode active material layer was formed on both sides of the current collector. The formed positive electrode was prepared.

이때, 양극 활물질 층의 두께는 일면에서 7㎛이었으며, 이에 양극 전체 두께, 즉 양면에 형성된 양극 활물질층과 전류 집전체의 두께를 합한 두께는 214㎛이었다. In this case, the thickness of the positive electrode active material layer was 7 μm on one side, and the total thickness of the positive electrode, that is, the thickness of the positive electrode active material layer and the current collector formed on both sides, was 214 μm.

아울러, 제조된 양극 전체의 로딩 레벨은 40.8mg/㎠이었고, 제조된 양극 활물질층의 양면의 로딩 레벨은 4.5mg/㎠이었고, 즉 일면의 로딩 레벨은 2.25mg/㎠이었고, 다공성 Al 전류 집전체의 로딩 레벨은 36.3mg/㎠이었다. 이에, 다공성 Al 전류 집전체의 로딩 레벨 : 양극 활물질층(양면)의 로딩 레벨은 약 8.1 : 1이었다.In addition, the loading level of the entire prepared positive electrode was 40.8 mg/cm 2 , the loading level of both sides of the prepared positive electrode active material layer was 4.5 mg/cm 2 , that is, the loading level of one side was 2.25 mg/cm 2 , and the porous Al current collector The loading level of was 36.3 mg/cm 2 . Accordingly, the loading level of the porous Al current collector: the loading level of the positive electrode active material layer (both sides) was about 8.1:1.

(참고예 3)(Reference Example 3)

기공도가 70%인 다공성 Al 전류 집전체를 상기 참고예 1에서 제조된 양극 활물질 슬러리에 함침시키고, 얻어진 전류 집전체 양면에 상기 양극 활물질 슬러리를 오버코팅하여, 전류 집전체 양면에 양극 활물질층이 형성된 양극을 제조하였다. A porous Al current collector having a porosity of 70% was impregnated in the positive electrode active material slurry prepared in Reference Example 1, and the positive electrode active material slurry was overcoated on both sides of the obtained current collector, and a positive electrode active material layer was formed on both sides of the current collector. The formed positive electrode was prepared.

이때, 양극 활물질 층의 두께는 일면에서 6.5㎛이었으며, 이에 양극 전체 두께, 즉 양면에 형성된 양극 활물질층과 전류 집전체의 두께를 합한 두께는 213㎛이었다. At this time, the thickness of the positive electrode active material layer was 6.5 μm on one side, and the total thickness of the positive electrode, that is, the thickness of the positive electrode active material layer and the current collector formed on both sides, was 213 μm.

아울러, 제조된 양극 전체의 로딩 레벨은 37.9mg/㎠이었고, 제조된 양극 활물질층의 양면의 로딩 레벨은 4mg/㎠이었고, 즉 일면의 로딩 레벨은 2mg/㎠이었고, 다공성 Al 전류 집전체의 로딩 레벨은 33.9mg/㎠이었다. 이에, 다공성 Al 전류 집전체의 로딩 레벨 : 양극 활물질층(양면)의 로딩 레벨은 약 8.48 : 1이었다.In addition, the loading level of the entire prepared positive electrode was 37.9 mg/cm 2 , the loading level of both sides of the prepared positive electrode active material layer was 4 mg/cm 2 , that is, the loading level of one side was 2 mg/cm 2 , and the loading level of the porous Al current collector The level was 33.9 mg/cm 2 . Accordingly, the loading level of the porous Al current collector: the loading level of the positive electrode active material layer (both sides) was about 8.48:1.

* 전지의 충방전 특성 평가* Evaluation of battery charge/discharge characteristics

상기 실시예 1 내지 3 및 참고예 1 내지 3에 따라 제조된 양극, 리튬 금속 대극, 및 전해액을 이용하여 반쪽 전지를 제조하였다. 이때, 전해액으로는1.0M LiPF6을 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸 프로피오네이트(EP) 및 프로필 프로피오네이트(PP)의 혼합 비수성 유기 용매(EC/PC/EP/PP= 20 : 10 : 40 : 30 부피비)에 첨가하고, 이 혼합물 100 중량%에, 플루오로에틸렌 카보네이트 7 중량%, 비닐에틸렌 카보네이트 1 중량%, 프로필 설톤 2 중량%, 숙시노니트릴 3 중량%, LiBF4 0.2 중량% 및 헥산 트리시아나이드 2 중량%를 첨가한 것을 사용하였다. A half-cell was prepared using the positive electrode, the lithium metal counter electrode, and the electrolyte prepared according to Examples 1 to 3 and Reference Examples 1 to 3. At this time, as the electrolyte, 1.0M LiPF 6 is mixed with ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), ethyl propionate (EP) and propyl propionate (PP) in a non-aqueous organic solvent (EC/PC/EP/ PP=20:10:40:30 volume ratio), and to 100% by weight of this mixture, 7% by weight of fluoroethylene carbonate, 1% by weight of vinylethylene carbonate, 2% by weight of propyl sultone, 3% by weight of succinonitrile, 0.2 wt% of LiBF 4 and 2 wt% of hexane tricyanide were used.

제조된 반쪽 전지를 0.2C로 3회 충방전을 실시하여, 방전 용량을 측정하였다. 측정된 방전 용량을, 단위 부피당 용량값으로 환산하여, 하기 표 1에 나타내었다. 아울러, 참고예 1의 단위 부피당 용량과, 실시예 1 내지 3 및 참고예 2 및 3의 용량 차이를 구하고, 이를 하기 식 1과 같이 용량 감소값을 구하여 하기 표 1에 나타내었다. 아울러, 단위 부피당 용량 및 용량 감소값 결과 중, 참고예 1 내지 3과, 실시예 2 및 3의 결과를 도 4에 또한 나타내었다.The prepared half-cell was charged and discharged three times at 0.2 C to measure the discharge capacity. The measured discharge capacity is converted to a capacity value per unit volume, and is shown in Table 1 below. In addition, the capacity per unit volume of Reference Example 1 and the capacity difference between Examples 1 to 3 and Reference Examples 2 and 3 were obtained, and the capacity reduction value was obtained as shown in Equation 1 below, and is shown in Table 1 below. In addition, the results of Reference Examples 1 to 3 and Examples 2 and 3 among the capacity per unit volume and capacity reduction value results are also shown in FIG. 4 .

[식 1][Equation 1]

용량 감소(%)=(용량 차이값/참고예 1의 단위 부피당 용량)*100 Capacity reduction (%) = (difference in capacity / capacity per unit volume of Reference Example 1) * 100

전류집전체 두께(㎛)Current collector thickness (㎛) 활물질층 두께(㎛, 양면)Active material layer thickness (㎛, both sides) 기공도(%)Porosity (%) 양극 전체 로딩 레벨(mg/㎠, 양면)Anode overall loading level (mg/cm2, both sides) 다공성 Al 전류 집전체의 로딩 레벨(mg/cm2))Loading level of porous Al current collector (mg/cm 2 )) 양극 활물질 층 로딩 레벨(mg/㎠, 양면)Positive active material layer loading level (mg/cm2, both sides) 단위 부피당 용량(mAh/㎤)Capacity per unit volume (mAh/㎤) 참고예 1Reference Example 1 10001000 3030 9595 240240 230230 1010 -- 실시예 1Example 1 200200 2020 9595 5454 4848 66 92.392.3 실시예 2Example 2 200200 1616 8585 46.246.2 41.241.2 55 8282 실시예 3Example 3 200200 1616 8080 4545 4040 55 77.677.6 참고예 2Reference Example 2 200200 1414 7575 40.840.8 36.336.3 4.54.5 72.472.4 참고예 3Reference Example 3 200200 1313 7070 37.937.9 33.933.9 44 67.367.3

상기 표 1에서, 참고예 1은 양극 전체 로딩 레벨이 240mg/㎠으로 너무 높아 저항이 현저하게 높아, 정상적인 전지 구동이 어려워, 용량을 구할 수 없었다. In Table 1, in Reference Example 1, the total loading level of the positive electrode was too high, 240 mg/cm 2 , and thus the resistance was remarkably high, and it was difficult to drive the battery normally, and the capacity could not be obtained.

상기 표 1 및 도 4에 나타낸 것과 같이, 활물질층의 일면 로딩 레벨이 5mg/㎠ 이하이며, 기공도가 80% 내지 95%인 경우, 전류 집전체와 활물질층 두께를 합한 전극 전체 두께가 250㎛인 실시예 1 내지 3의 경우, 높은 단위 부피당 용량이 나타났음을 알 수 있다.As shown in Table 1 and FIG. 4, when the loading level on one side of the active material layer is 5 mg/cm 2 or less and the porosity is 80% to 95%, the total thickness of the electrode including the thickness of the current collector and the active material layer is 250㎛ In the case of Examples 1 to 3, it can be seen that a high capacity per unit volume was obtained.

이에 대하여, 로딩 레벨이 5mg/㎠이며, 기공도가 70% 및 75%인 참고예 2 및 3의 경우, 실시예 1 내지 3보다 낮은 용량이 나타났음을 알 수 있다. 이 결과로부터, 기공도가80% 내지 95%인 전류 집전체를 사용하고, 로딩 레벨이 5mg/㎠ 이상인 활물질층을 갖는 양극은 전극 전체 두께를 감소하여도 단위 부피당 용량 감소가 작은, 즉 높은 용량을 나타내므로, 전극 전체 두께를 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.In contrast, in the case of Reference Examples 2 and 3 having a loading level of 5 mg/cm 2 and a porosity of 70% and 75%, it can be seen that lower doses than Examples 1 to 3 appeared. From this result, a positive electrode having a current collector having a porosity of 80% to 95% and an active material layer having a loading level of 5 mg/cm 2 or more has a small decrease in capacity per unit volume, that is, a high capacity even when the total thickness of the electrode is reduced. Therefore, it can be seen that the overall thickness of the electrode can be reduced.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

두께가 200㎛이고, 기공도가 95%인 다공성 Al 전류 집전체를 상기 참고예 1에서 제조된 양극 활물질 슬러리에 함침시키고, 얻어진 전류 집전체 양면에 상기 양극 활물질 슬러리를 오버코팅하여, 전류 집전체 양면에 양극 활물질층이 형성된 양극을 제조하였다. A porous Al current collector having a thickness of 200 μm and a porosity of 95% was impregnated in the positive electrode active material slurry prepared in Reference Example 1, and the positive electrode active material slurry was overcoated on both sides of the obtained current collector, so that the current collector A positive electrode having a positive electrode active material layer formed on both sides was prepared.

이때, 양극 활물질 층의 두께는 일면에서 24㎛이었으며, 이에 양극 전체 두께, 즉 양면에 형성된 양극 활물질층과 전류 집전체의 두께를 합한 두께는 248㎛이었다. At this time, the thickness of the positive electrode active material layer was 24 μm on one side, and the total thickness of the positive electrode, that is, the thickness of the positive electrode active material layer and the current collector formed on both sides, was 248 μm.

아울러, 제조된 양극 전체의 로딩 레벨은 66mg/㎠이었고, 양극 활물질층의 양면의 로딩 레벨은 18mg/㎠이었고, 즉 일면의 로딩 레벨이 9mg/㎠이었고, 다공성 Al 전류 집전체의 로딩 레벨은 48mg/㎠이었다. 이에, 다공성 Al 전류 집전체의 로딩 레벨 : 양극 활물질층(양면)의 로딩 레벨비는 8 : 3, 즉 2.67 : 1이었다.In addition, the loading level of the entire prepared positive electrode was 66 mg/cm 2 , the loading level of both sides of the positive electrode active material layer was 18 mg/cm 2 , that is, the loading level of one side was 9 mg/cm 2 , and the loading level of the porous Al current collector was 48 mg /cm2. Accordingly, the loading level of the porous Al current collector: the loading level ratio of the positive electrode active material layer (both sides) was 8:3, that is, 2.67:1.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

두께가 200㎛이고, 기공도가 95%인 다공성 Al 전류 집전체를 상기 참고예 1에서 제조된 양극 활물질 슬러리에 함침시키고, 얻어진 전류 집전체 양면에 상기 양극 활물질 슬러리를 오버코팅하여, 전류 집전체 양면에 양극 활물질층이 형성된 양극을 제조하였다. A porous Al current collector having a thickness of 200 μm and a porosity of 95% was impregnated in the positive electrode active material slurry prepared in Reference Example 1, and the positive electrode active material slurry was overcoated on both sides of the obtained current collector, so that the current collector A positive electrode having a positive electrode active material layer formed on both sides was prepared.

이때, 양극 활물질 층의 두께는 일면에서 45㎛이었으며, 이에 양극 전체 두께, 즉 양면에 형성된 양극 활물질층과 전류 집전체의 두께를 합한 두께는 290㎛이었다. At this time, the thickness of the positive electrode active material layer was 45 μm on one side, and the total thickness of the positive electrode, that is, the thickness of the positive electrode active material layer and the current collector formed on both sides, was 290 μm.

아울러, 제조된 양극 전체의 로딩 레벨은 78mg/㎠이었고, 양극 활물질층의 양면의 로딩 레벨은 30mg/㎠이었고, 즉 일면의 로딩 레벨이 15mg/㎠이었고, 다공성 Al 전류 집전체의 로딩 레벨은 48mg/㎠이었다. 이에, 다공성 Al 전류 집전체의 로딩 레벨 : 양극 활물질층(양면)의 로딩 레벨비는 8 : 5, 즉 1.6 : 1이었다.In addition, the loading level of the entire prepared positive electrode was 78 mg/cm 2 , the loading level of both sides of the positive electrode active material layer was 30 mg/cm 2 , that is, the loading level of one side was 15 mg/cm 2 , and the loading level of the porous Al current collector was 48 mg /cm2. Accordingly, the loading level of the porous Al current collector: the loading level ratio of the positive electrode active material layer (both sides) was 8:5, that is, 1.6:1.

(비교예 3)(Comparative Example 3)

두께가 200㎛이고, 기공도가 95%인 다공성 Al 전류 집전체를 상기 참고예 1에서 제조된 양극 활물질 슬러리에 함침시키고, 얻어진 전류 집전체 양면에 상기 양극 활물질 슬러리를 오버코팅하여, 전류 집전체 양면에 양극 활물질층이 형성된 양극을 제조하였다. A porous Al current collector having a thickness of 200 μm and a porosity of 95% was impregnated in the positive electrode active material slurry prepared in Reference Example 1, and the positive electrode active material slurry was overcoated on both sides of the obtained current collector, so that the current collector A positive electrode having a positive electrode active material layer formed on both sides was prepared.

이때, 양극 활물질 층의 두께는 일면에서 72㎛이었으며, 이에 양극 전체 두께, 즉 양면에 형성된 양극 활물질층과 전류 집전체의 두께를 합한 두께는 344㎛이었다. At this time, the thickness of the positive electrode active material layer was 72 μm on one side, and the total thickness of the positive electrode, that is, the thickness of the positive electrode active material layer and the current collector formed on both sides, was 344 μm.

아울러, 제조된 양극 전체의 로딩 레벨은 96mg/㎠이었고, 양극 활물질층의 양면의 로딩 레벨은 48mg/㎠이었고, 즉 일면의 로딩 레벨이 24mg/㎠이었고, 다공성 Al 전류 집전체의 로딩 레벨은 48mg/㎠이었다. 이에, 다공성 Al 전류 집전체의 로딩 레벨 : 양극 활물질층(양면)의 로딩 레벨비는 8 : 8, 즉 1 : 1이었다.In addition, the loading level of the entire prepared positive electrode was 96 mg/cm 2 , the loading level of both sides of the positive electrode active material layer was 48 mg/cm 2 , that is, the loading level of one side was 24 mg/cm 2 , and the loading level of the porous Al current collector was 48 mg /cm2. Accordingly, the loading level of the porous Al current collector: the loading level ratio of the positive electrode active material layer (both sides) was 8:8, that is, 1:1.

* 저항 증가율 평가* Evaluate resistance increase rate

실시예 1 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 양극, 리튬 금속 대극, 및 전해액을 이용하여 반쪽 전지를 제조하였다. 이때, 전해액으로는 1.0M LiPF6을 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸 프로피오네이트(EP) 및 프로필 프로피오네이트(PP)의 혼합 비수성 유기 용매(EC/PC/EP/PP= 20 : 10 : 40 : 30 부피비)에 첨가하고, 이 혼합물 100 중량%에, 플루오로에틸렌 카보네이트 7 중량%, 비닐에틸렌 카보네이트 1 중량%, 프로필 설톤 2 중량%, 숙시노니트릴 3 중량%, LiBF4 0.2 중량% 및 헥산 트리시아나이드 2 중량%를 첨가한 것을 사용하였다. A half battery was prepared using the positive electrode, the lithium metal counter electrode, and the electrolyte prepared according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 3. At this time, as the electrolyte, 1.0M LiPF 6 was mixed with ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), ethyl propionate (EP) and propyl propionate (PP) in a non-aqueous organic solvent (EC/PC/EP/ PP=20:10:40:30 volume ratio), and to 100% by weight of this mixture, 7% by weight of fluoroethylene carbonate, 1% by weight of vinylethylene carbonate, 2% by weight of propyl sultone, 3% by weight of succinonitrile, 0.2 wt% of LiBF 4 and 2 wt% of hexane tricyanide were used.

제조된 반쪽 전지에 대한 저항(impedance)을 측정하였다. 다공성 Al 전류 집전체의 로딩 레벨 : 양극 활물질층의 로딩 레벨이 8:1인 실시예 1의 저항을 100%로 환산하였을 때, 비교예 1 내지 3의 저항 증가율을 계산하여, 그 결과를 도 5에 나타내었다. 도 5에 나타낸 것과 같이, 다공성 Al 전류 집전체의 로딩 레벨 : 양극 활물질층의 로딩 레벨이 8 :1을 초과하는, 즉 양극 활물질층의 로딩 레벨이 증가한 비교예 1 내지 3의 경우, 저항이 급격하게 증가함을 알 수 있다. The resistance (impedance) of the prepared half-cell was measured. Loading level of porous Al current collector: When the resistance of Example 1 in which the loading level of the positive electrode active material layer is 8:1 is converted into 100%, the resistance increase rate of Comparative Examples 1 to 3 is calculated, and the result is shown in FIG. 5 shown in 5, in the case of Comparative Examples 1 to 3 in which the loading level of the porous Al current collector: the loading level of the positive active material layer exceeds 8:1, that is, the loading level of the positive active material layer is increased, the resistance is sharp It can be seen that increases significantly.

(참고예 4)(Reference Example 4)

흑연 음극 활물질 98.3 중량%, 카르복시메틸 셀룰로즈 증점제 (상품명: MAC350, 제조사: Nippon paper Chemicals, Co., Ltd.) 0.85 중량% 및 스티렌-부타디엔 러버(상품명: BM451B, 제조시: Zeon) 바인더 0.85 중량%를 물 용매 중에서 혼합하여 음극 활물질 슬러리를 제조하였다.Graphite negative active material 98.3 wt%, carboxymethyl cellulose thickener (trade name: MAC350, manufacturer: Nippon paper Chemicals, Co., Ltd.) 0.85 wt% and styrene-butadiene rubber (trade name: BM451B, manufactured: Zeon) binder 0.85 wt% was mixed in a water solvent to prepare a negative electrode active material slurry.

두께가 700㎛이고, 기공도가 95%인 다공성 Cu 전류 집전체를 상기 음극 활물질 슬러리에 함침시키고, 얻어진 전류 집전체 양면에 이 음극 활물질 슬러리를 오버코팅하여, 전류 집전체 양면에 음극 활물질층이 형성된 음극을 제조하였다. A porous Cu current collector having a thickness of 700 μm and a porosity of 95% was impregnated in the negative electrode active material slurry, and the negative electrode active material slurry was overcoated on both sides of the obtained current collector, so that the negative electrode active material layer on both sides of the current collector The formed negative electrode was prepared.

이때, 음극 활물질층의 두께는 일면에서 16.5㎛이었으며, 이에 음극 전체 두께, 즉 양면에 형성된 음극 활물질층과 전류 집전체의 두께를 합한 두께는 733㎛이었다. 아울러, 제조된 음극의 전체 로딩 레벨은 44.3mg/㎠이었고, 음극 활물질층의 양면의 로딩 레벨은 5mg/㎠이었고, 즉 일면의 로딩 레벨은 2.5mg/㎠이었고, 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨은 39.3mg/㎠이었다. 이에, 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨 : 음극 활물질층(양면)의 로딩 레벨은 약 7.86 : 1이었다.At this time, the thickness of the negative active material layer was 16.5 μm on one side, and the total thickness of the negative electrode, that is, the total thickness of the negative electrode active material layer and the thickness of the current collector formed on both sides was 733 μm. In addition, the total loading level of the prepared negative electrode was 44.3 mg/cm 2 , the loading level of both sides of the negative electrode active material layer was 5 mg/cm 2 , that is, the loading level of one side was 2.5 mg/cm 2 , and the loading level of the porous Cu current collector was 39.3 mg/cm 2 . Accordingly, the loading level of the porous Cu current collector: the loading level of the negative active material layer (both sides) was about 7.86:1.

(실시예 4)(Example 4)

두께가 300㎛이고, 기공도가 95%인 다공성 Cu 전류 집전체를 상기 참고예 4에서 제조된 음극 활물질 슬러리에 함침시키고, 얻어진 전류 집전체 양면에 상기 음극 활물질 슬러리를 오버코팅하여, 전류 집전체 양면에 음극 활물질층이 형성된 음극을 제조하였다. A porous Cu current collector having a thickness of 300 μm and a porosity of 95% was impregnated in the negative active material slurry prepared in Reference Example 4, and the negative active material slurry was overcoated on both sides of the obtained current collector, so that the current collector A negative electrode having a negative electrode active material layer formed on both sides was prepared.

이때, 음극 활물질 층의 두께는 일면에서 14㎛이었으며, 이에 음극 전체 두께, 즉 양면에 형성된 음극 활물질층과 전류 집전체의 두께를 합한 두께는 328㎛이었다. 아울러, 제조된 음극의 전체 로딩 레벨은 21.3mg/㎠이었고, 음극 활물질층의 양면의 로딩 레벨은 4.2mg/㎠이었고, 즉 일면의 로딩 레벨은 2.1mg/㎠이었고, 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨은 17.1mg/㎠이었다. 이에, 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨 : 음극 활물질층(양면)의 로딩 레벨은 4 : 1이었다.At this time, the thickness of the anode active material layer was 14 μm on one side, and the total thickness of the negative electrode, that is, the thickness of the anode active material layer and the current collector formed on both sides was 328 μm. In addition, the total loading level of the prepared negative electrode was 21.3 mg/cm 2 , the loading level of both sides of the negative electrode active material layer was 4.2 mg/cm 2 , that is, the loading level of one side was 2.1 mg/cm 2 , and the loading level of the porous Cu current collector The level was 17.1 mg/cm 2 . Accordingly, the loading level of the porous Cu current collector: the loading level of the negative active material layer (both sides) was 4:1.

(실시예 5)(Example 5)

두께가 300㎛이고, 기공도가 85%인 다공성 Cu 전류 집전체를 상기 참고예 4에서 제조된 음극 활물질 슬러리에 함침시키고, 얻어진 전류 집전체 양면에 상기 음극 활물질 슬러리를 오버코팅하여, 전류 집전체 양면에 음극 활물질층이 형성된 음극을 제조하였다. A porous Cu current collector having a thickness of 300 μm and a porosity of 85% was impregnated in the negative active material slurry prepared in Reference Example 4, and the negative electrode active material slurry was overcoated on both sides of the obtained current collector, A negative electrode having a negative electrode active material layer formed on both sides was prepared.

이때, 음극 활물질 층의 두께는 일면에서 12.5㎛이었으며, 이에 음극 전체 두께, 즉 양면에 형성된 음극 활물질층과 전류 집전체의 두께를 합한 두께는 325㎛이었다. 아울러, 제조된 음극의 전체 로딩 레벨은 19.1mg/㎠이었고, 제조된 음극 활물질층의 양면의 로딩 레벨은 3.8mg/㎠이었고, 즉, 양면의 로딩 레벨은 1.9mg/㎠이었고, 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨은 15.3mg/㎠이었다. 이에, 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨 : 음극 활물질층(양면)의 로딩 레벨은 4 : 1이었다.In this case, the thickness of the negative active material layer was 12.5 μm on one side, and the total thickness of the negative electrode, that is, the thickness of the negative active material layer and the current collector formed on both sides, was 325 μm. In addition, the total loading level of the prepared negative electrode was 19.1 mg/cm 2 , the loading level of both sides of the prepared negative electrode active material layer was 3.8 mg/cm 2 , that is, the loading level of both sides was 1.9 mg/cm 2 , and the porous Cu current collector The overall loading level was 15.3 mg/cm 2 . Accordingly, the loading level of the porous Cu current collector: the loading level of the negative active material layer (both sides) was 4:1.

(실시예 6)(Example 6)

두께가 300㎛이고, 기공도가 80%인 다공성 Cu 전류 집전체를 상기 참고예 4에서 제조된 음극 활물질 슬러리에 함침시키고, 얻어진 전류 집전체 양면에 상기 음극 활물질 슬러리를 오버코팅하여, 전류 집전체 양면에 음극 활물질층이 형성된 음극을 제조하였다. A porous Cu current collector having a thickness of 300 μm and a porosity of 80% was impregnated in the negative active material slurry prepared in Reference Example 4, and the negative active material slurry was overcoated on both sides of the obtained current collector, and the current collector A negative electrode having a negative electrode active material layer formed on both sides was prepared.

이때, 음극 활물질 층의 두께는 일면에서 12㎛이었으며, 이에 음극 전체 두께, 즉 양면에 형성된 음극 활물질층과 전류 집전체의 두께를 합한 두께는 324㎛이었다. 아울러, 제조된 음극의 전체 로딩 레벨은 18mg/㎠이었고, 제조된 음극 활물질층의 양면의 로딩 레벨은 3.6mg/㎠이었고, 일면의 로딩 레벨은 1.8mg/㎠이었고, 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨은 14.4mg/㎠이었다. 이에, 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨 : 음극 활물질층(양면)의 로딩 레벨은 4 : 1이었다. At this time, the thickness of the anode active material layer was 12 μm on one side, and the total thickness of the anode, that is, the thickness of the anode active material layer and the current collector formed on both sides was 324 μm. In addition, the total loading level of the prepared negative electrode was 18 mg/cm 2 , the loading level of both sides of the prepared negative active material layer was 3.6 mg/cm 2 , the loading level of one side was 1.8 mg/cm 2 , and the loading of the porous Cu current collector The level was 14.4 mg/cm 2 . Accordingly, the loading level of the porous Cu current collector: the loading level of the negative active material layer (both sides) was 4:1 .

(참고예 5)(Reference example 5)

두께가 300㎛이고, 기공도가 75%인 다공성 Cu 전류 집전체를 상기 참고예 4에서 제조된 음극 활물질 슬러리에 함침시키고, 얻어진 전류 집전체 양면에 상기 음극 활물질 슬러리를 오버코팅하여, 전류 집전체 양면에 음극 활물질층이 형성된 음극을 제조하였다. A porous Cu current collector having a thickness of 300 μm and a porosity of 75% was impregnated in the negative active material slurry prepared in Reference Example 4, and the negative active material slurry was overcoated on both sides of the obtained current collector, A negative electrode having a negative electrode active material layer formed on both sides was prepared.

이때, 음극 활물질 층의 두께는 일면에서 11㎛이었으며, 이에 음극 전체 두께, 즉 양면에 형성된 음극 활물질층과 전류 집전체의 두께를 합한 두께는 322㎛이었다. 아울러, 제조된 음극의 전체 로딩 레벨은 16.9mg/㎠이었고, 제조된 음극 활물질층의 양면의 로딩 레벨은 3.4mg/㎠이었고, 일면의 로딩 레벨은 1.7mg/㎠이었고, 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨은 13.5mg/㎠이었다. 이에, 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨 : 음극 활물질층(양면)의 로딩 레벨은 4 : 1이었다.In this case, the thickness of the negative active material layer was 11 μm on one side, and the total thickness of the negative electrode, that is, the thickness of the negative active material layer and the current collector formed on both sides, was 322 μm. In addition, the total loading level of the prepared negative electrode was 16.9 mg/cm 2 , the loading level of both sides of the prepared negative electrode active material layer was 3.4 mg/cm 2 , and the loading level of one side was 1.7 mg/cm 2 , and the loading level of the porous Cu current collector was The loading level was 13.5 mg/cm 2 . Accordingly, the loading level of the porous Cu current collector: the loading level of the negative active material layer (both sides) was 4:1.

(참고예 6)(Reference example 6)

두께가 300㎛이고, 기공도가 70%인 다공성 Cu 전류 집전체를 상기 참고예 4에서 제조된 음극 활물질 슬러리에 함침시키고, 얻어진 전류 집전체 양면에 상기 음극 활물질 슬러리를 오버코팅하여, 전류 집전체 양면에 음극 활물질층이 형성된 음극을 제조하였다. A porous Cu current collector having a thickness of 300 μm and a porosity of 70% was impregnated in the negative active material slurry prepared in Reference Example 4, and the negative active material slurry was overcoated on both sides of the obtained current collector, so that the current collector A negative electrode having a negative electrode active material layer formed on both sides was prepared.

이때, 음극 활물질 층의 두께는 일면에서 10.5㎛이었으며, 이에 음극 전체 두께, 즉 양면에 형성된 음극 활물질층과 전류 집전체의 두께를 합한 두께는 321㎛이었다. 아울러, 제조된 음극의 전체 로딩 레벨은 15.8mg/㎠이었고, 제조된 음극 활물질층의 양면의 로딩 레벨은 3.2mg/㎠이었고, 일면의 로딩 레벨은 1.6mg/㎠이었고, 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨은 12.6mg/㎠이었다. 이에, 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨 : 음극 활물질층(양면)의 로딩 레벨은 4 : 1이었다.At this time, the thickness of the anode active material layer was 10.5 μm on one side, and the total thickness of the negative electrode, that is, the thickness of the anode active material layer and the current collector formed on both sides was 321 μm. In addition, the total loading level of the prepared negative electrode was 15.8 mg/cm 2 , the loading level of both sides of the prepared negative electrode active material layer was 3.2 mg/cm 2 , the loading level of one side was 1.6 mg/cm 2 , and the loading level of the porous Cu current collector was The loading level was 12.6 mg/cm 2 . Accordingly, the loading level of the porous Cu current collector: the loading level of the negative active material layer (both sides) was 4:1.

* 전지의 충방전 특성 평가* Evaluation of battery charge/discharge characteristics

상기 실시예 4 내지 6 및 참고예 4 내지 6에 따라 제조된 음극, 리튬 금속 대극, 및 전해액을 이용하여 반쪽 전지를 제조하였다. 이때, 전해액으로는 1.0M LiPF6을 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸 프로피오네이트(EP) 및 프로필 프로피오네이트(PP)의 혼합 비수성 유기 용매(EC/PC/EP/PP= 20 : 10 : 40 : 30 부피비)에 첨가하고, 이 혼합물 100 중량%에, 플루오로에틸렌 카보네이트 7 중량%, 비닐에틸렌 카보네이트 1 중량%, 프로판 설톤 2 중량%, 숙시노니트릴 3 중량%, LiBF4 0.2 중량% 및 헥산 트리시아나이드 2 중량%를 첨가한 것을 사용하였다. A half-cell was prepared using the negative electrode, the lithium metal counter electrode, and the electrolyte prepared according to Examples 4 to 6 and Reference Examples 4 to 6 above. At this time, as the electrolyte, 1.0M LiPF 6 was mixed with ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), ethyl propionate (EP) and propyl propionate (PP) in a non-aqueous organic solvent (EC/PC/EP/ PP = 20: 10: 40: 30 volume ratio), and to 100% by weight of this mixture, 7% by weight of fluoroethylene carbonate, 1% by weight of vinylethylene carbonate, 2% by weight of propane sultone, 3% by weight of succinonitrile, 0.2 wt% of LiBF 4 and 2 wt% of hexane tricyanide were used.

제조된 반쪽 전지를 0.2C로 3회 충방전을 실시하여, 방전 용량을 측정하였다. 측정된 방전 용량을, 단위 부피당 용량값으로 환산하여, 하기 표 2에 나타내었다. 아울러, 참고예 4의 단위 부피당 용량과, 실시예 4 내지 6 및 참고예 5 및 6의 용량 차이를 구하고, 이를 하기 식 1과 같이 용량 감소값을 구하여 하기 표 2에 나타내었다. 아울러, 단위 부피당 용량 및 용량 감소값 결과 중, 참고예 4 내지 6과, 실시예 5 및 6의 결과를 도 6에 또한 나타내었다.The prepared half-cell was charged and discharged three times at 0.2 C to measure the discharge capacity. The measured discharge capacity was converted into a capacity value per unit volume, and is shown in Table 2 below. In addition, the capacity per unit volume of Reference Example 4 and the capacity difference between Examples 4 to 6 and Reference Examples 5 and 6 were obtained, and the capacity reduction value was obtained as shown in Equation 1 below, and is shown in Table 2 below. In addition, the results of Reference Examples 4 to 6 and Examples 5 and 6 are also shown in FIG. 6 among the capacity per unit volume and capacity reduction value results.

[식 1][Equation 1]

용량 감소(%)=(용량 차이값/참고예 1의 단위 부피당 용량)*100 Capacity reduction (%) = (difference in capacity / capacity per unit volume of Reference Example 1) * 100

전류집전체 두께(㎛)Current collector thickness (㎛) 활물질층 두께(㎛, 양면)Active material layer thickness (㎛, both sides) 기공도(%)Porosity (%) 음극 전체 로딩 레벨(mg/㎠, 양면)Cathode overall loading level (mg/cm2, both sides) 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨(mg/cm2)Loading level of porous Cu current collector (mg/cm 2 ) 음극 활물질층 로딩레벨
(mg/cm2, 양면) Anode active material layer loading level
(mg/cm 2 , both sides) 단위 부피당 용량(mAh/㎤)Capacity per unit volume (mAh/㎤) 참고예 4Reference Example 4 700700 3333 9595 44.344.3 39.339.3 55 -- 실시예 4Example 4 300300 2828 9595 21.321.3 17.117.1 4.24.2 9292 실시예 5Example 5 300300 2525 8585 19.119.1 15.315.3 3.83.8 8383 실시예 6Example 6 300300 2424 8080 1818 14.414.4 3.63.6 7878 참고예 5Reference Example 5 300300 2222 7575 16.916.9 13.513.5 3.43.4 7373 참고예 6Reference Example 6 300300 2121 7070 15.815.8 12.612.6 3.23.2 6868

상기 표 2에서, 참고예 4는 음극 전체 로딩 레벨이 44.3mg/㎠으로 너무 높아 저항이 현저하게 높아, 정상적인 전지 구동이 어려워, 용량을 구할 수 없었다.In Table 2, in Reference Example 4, the total loading level of the negative electrode was too high, 44.3 mg/cm 2 , and thus the resistance was remarkably high, and it was difficult to drive the normal battery, and the capacity could not be obtained.

상기 표 2 및 도 5에 나타낸 것과 같이, 활물질층의 일면 로딩 레벨이 5mg/㎠ 이하이며, 기공도가 80% 내지 95%인 경우, 전류 집전체와 활물질층 두께를 합한 전극 전체 두께가 328㎛인 실시예 4 및 전류 집전체와 활물질층 두께를 합한 전극 전체 두께가 325㎛ 및 324㎛인 실시예 5 및 6의 경우, 높은 부피당 용량이 나타났음을 알 수 있다.As shown in Table 2 and FIG. 5, when the loading level on one side of the active material layer is 5 mg/cm 2 or less and the porosity is 80% to 95%, the total thickness of the electrode including the thickness of the current collector and the active material layer is 328㎛ It can be seen that in Example 4 and Examples 5 and 6, in which the total thickness of the electrode including the thickness of the current collector and the active material layer was 325 μm and 324 μm, high capacity per volume was observed.

이에 대하여, 로딩 레벨이 5mg/㎠ 이하이나, 기공도가 70% 및 75%인 참고예 5 및 6의 경우, 실시예 4 내지 6에 비하여 낮은 용량이 나타났음을 알 수 있다. 이 결과로부터, 기공도가 80% 내지 95%인 전류 집전체를 사용하고, 로딩 레벨이 5mg/㎠ 이하인 활물질층을 갖는 음극은 전극 전체 두께를 감소하여도 단위 부피당 용량 감소가 작은, 즉 높은 용량을 나타내므로, 전극 전체 두께를 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.On the other hand, it can be seen that the loading level is 5 mg/cm 2 or less, but in the case of Reference Examples 5 and 6 having a porosity of 70% and 75%, a lower dose than Examples 4 to 6 appeared. From this result, a negative electrode having a current collector having a porosity of 80% to 95% and an active material layer having a loading level of 5 mg/cm 2 or less has a small decrease in capacity per unit volume, that is, a high capacity even when the total thickness of the electrode is reduced. Therefore, it can be seen that the overall thickness of the electrode can be reduced.

(참고예 7)(Reference example 7)

두께가 300㎛이고, 기공도가 95%인 다공성 Cu 전류 집전체를 상기 참고예 4에서 제조된 음극 활물질 슬러리에 함침시키고, 얻어진 전류 집전체 양면에 상기 음극 활물질 슬러리를 오버코팅하여, 전류 집전체 양면에 음극 활물질층이 형성된 음극을 제조하였다. A porous Cu current collector having a thickness of 300 μm and a porosity of 95% was impregnated in the negative active material slurry prepared in Reference Example 4, and the negative active material slurry was overcoated on both sides of the obtained current collector, so that the current collector A negative electrode having a negative electrode active material layer formed on both sides was prepared.

이때, 음극 활물질 층의 두께는 일면에서 28㎛이었으며, 이에 음극 전체 두께, 즉 양면에 형성된 음극 활물질층과 전류 집전체의 두께를 합한 두께는 56㎛이었다. 아울러, 제조된 음극의 전체 로딩 레벨은 25.65mg/㎠이었고, 음극 활물질층의 양면의 로딩 레벨은 8.55mg/㎠이었고, 즉 일면의 로딩 레벨은 4.275mg/㎠이었고, 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨은 17.1mg/㎠이었다. 이에, 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨 : 음극 활물질층(양면)의 로딩 레벨은 4 : 2, 즉 2 :1이었다.In this case, the thickness of the negative active material layer was 28 μm on one side, and the total thickness of the negative electrode, that is, the thickness of the negative active material layer and the current collector formed on both sides was 56 μm. In addition, the total loading level of the prepared negative electrode was 25.65 mg/cm 2 , the loading level of both sides of the negative electrode active material layer was 8.55 mg/cm 2 , that is, the loading level of one side was 4.275 mg/cm 2 , and the loading of the porous Cu current collector The level was 17.1 mg/cm 2 . Accordingly, the loading level of the porous Cu current collector: the loading level of the negative active material layer (both sides) was 4:2, that is, 2:1.

(비교예 4)(Comparative Example 4)

두께가 300㎛이고, 기공도가 95%인 다공성 Cu 전류 집전체를 상기 참고예 4에서 제조된 음극 활물질 슬러리에 함침시키고, 얻어진 전류 집전체 양면에 상기 음극 활물질 슬러리를 오버코팅하여, 전류 집전체 양면에 음극 활물질층이 형성된 음극을 제조하였다. A porous Cu current collector having a thickness of 300 μm and a porosity of 95% was impregnated in the negative active material slurry prepared in Reference Example 4, and the negative active material slurry was overcoated on both sides of the obtained current collector, so that the current collector A negative electrode having a negative electrode active material layer formed on both sides was prepared.

이때, 음극 활물질 층의 두께는 일면에서 42㎛이었으며, 이에 음극 전체 두께, 즉 양면에 형성된 음극 활물질층과 전류 집전체의 두께를 합한 두께는 382㎛이었다. 아울러, 제조된 음극의 전체 로딩 레벨은 29.9mg/㎠이었고, 음극 활물질층의 양면의 로딩 레벨은 12.8mg/㎠이었고, 즉 일면의 로딩 레벨은 6.4mg/㎠이었고, 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨은 17.1mg/㎠이었다. 이에, 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨 : 음극 활물질층(양면)의 로딩 레벨은 4 : 3, 즉 1.3 :1이었다.In this case, the thickness of the negative active material layer was 42 μm on one side, and the total thickness of the negative electrode, that is, the thickness of the negative active material layer and the current collector formed on both sides, was 382 μm. In addition, the total loading level of the prepared negative electrode was 29.9 mg/cm 2 , the loading level of both sides of the negative electrode active material layer was 12.8 mg/cm 2 , that is, the loading level of one side was 6.4 mg/cm 2 , and the loading level of the porous Cu current collector The level was 17.1 mg/cm 2 . Accordingly, the loading level of the porous Cu current collector: the loading level of the negative active material layer (both sides) was 4:3, that is, 1.3:1.

(비교예 5)(Comparative Example 5)

두께가 300㎛이고, 기공도가 95%인 다공성 Cu 전류 집전체를 상기 참고예 4에서 제조된 음극 활물질 슬러리에 함침시키고, 얻어진 전류 집전체 양면에 상기 음극 활물질 슬러리를 오버코팅하여, 전류 집전체 양면에 음극 활물질층이 형성된 음극을 제조하였다. A porous Cu current collector having a thickness of 300 μm and a porosity of 95% was impregnated in the negative active material slurry prepared in Reference Example 4, and the negative active material slurry was overcoated on both sides of the obtained current collector, so that the current collector A negative electrode having a negative electrode active material layer formed on both sides was prepared.

이때, 음극 활물질 층의 두께는 일면에서 56㎛이었으며, 이에 음극 전체 두께, 즉 양면에 형성된 음극 활물질층과 전류 집전체의 두께를 합한 두께는 412㎛이었다. 아울러, 제조된 음극의 전체 로딩 레벨은 34.2mg/㎠이었고, 음극 활물질층의 양면의 로딩 레벨은 17.1mg/㎠이었고, 즉 일면의 로딩 레벨은 8.55mg/㎠이었고, 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨은 17.1mg/㎠이었다. 이에, 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨 : 음극 활물질층(양면)의 로딩 레벨은 4 : 4, 즉 1 :1이었다.In this case, the thickness of the anode active material layer was 56 μm on one side, and the total thickness of the negative electrode, that is, the total thickness of the anode active material layer and the current collector formed on both sides, was 412 μm. In addition, the total loading level of the prepared negative electrode was 34.2 mg/cm 2 , the loading level of both sides of the negative electrode active material layer was 17.1 mg/cm 2 , that is, the loading level of one side was 8.55 mg/cm 2 , and the loading of the porous Cu current collector The level was 17.1 mg/cm 2 . Accordingly, the loading level of the porous Cu current collector: the loading level of the negative active material layer (both sides) was 4:4, that is, 1:1.

* 저항 증가율 평가* Evaluate resistance increase rate

실시예 4, 참고예 7, 비교예 4 및 5에 따라 제조된 음극, 리튬 금속 대극, 및 전해액을 이용하여 반쪽 전지를 제조하였다. 이때, 전해액으로는 1.0M LiPF6을 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸 프로피오네이트(EP) 및 프로필 프로피오네이트(PP)의 혼합 비수성 유기 용매(EC/PC/EP/PP= 20 : 10 : 40 : 30 부피비)에 첨가하고, 이 혼합물 100 중량%에, 플루오로에틸렌 카보네이트 7 중량%, 비닐에틸렌 카보네이트 1 중량%, 프로필 설톤 2 중량%, 숙시노니트릴 3 중량%, LiBF4 0.2 중량% 및 헥산 트리시아나이드 2 중량%를 첨가한 것을 사용하였다.A half battery was prepared using the negative electrode, the lithium metal counter electrode, and the electrolyte prepared according to Example 4, Reference Example 7, and Comparative Examples 4 and 5. At this time, as the electrolyte, 1.0M LiPF 6 was mixed with ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), ethyl propionate (EP) and propyl propionate (PP) in a non-aqueous organic solvent (EC/PC/EP/ PP=20:10:40:30 volume ratio), and to 100% by weight of this mixture, 7% by weight of fluoroethylene carbonate, 1% by weight of vinylethylene carbonate, 2% by weight of propyl sultone, 3% by weight of succinonitrile, 0.2 wt% of LiBF 4 and 2 wt% of hexane tricyanide were used.

제조된 반쪽 전지에 대한 저항(impedance)을 측정하였다. 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨 : 양극 활물질층의 로딩 레벨이 4:1인 실시예 4의 저항을 100%로 환산하였을 때, 참고예 7, 비교예 4 및 비교예 5의 저항 증가율을 계산하여, 그 결과를 도 7에 나타내었다. 도 7에 나타낸 것과 같이, 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨 : 양극 활물질층의 로딩 레벨이 4 :1을 초과하는, 즉 양극 활물질층의 로딩 레벨이 증가한 참고예 7, 비교예 4 및 비교예 5의 경우, 저항이 급격하게 증가함을 알 수 있다.The resistance (impedance) of the prepared half-cell was measured. Loading level of porous Cu current collector: When the resistance of Example 4 in which the loading level of the positive electrode active material layer is 4:1 is converted into 100%, the resistance increase rate of Reference Examples 7, 4 and 5 was calculated. , the results are shown in FIG. 7 . 7, the loading level of the porous Cu current collector: the loading level of the positive active material layer exceeds 4:1, that is, the loading level of the positive active material layer is increased in Reference Examples 7, Comparative Examples 4 and 5 In the case of , it can be seen that the resistance increases rapidly.

(실시예 7)(Example 7)

기공도가 95%인 다공성 Cu 전류 집전체를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 4와 동일하게 실시하여 음극 활물질 층의 두께는 일면에서 33㎛이고, 이에 음극 전체 두께, 즉 양면에 형성된 음극 활물질층과 전류 집전체의 두께를 합한 두께가 366㎛인 음극을 제조하였다. 아울러, 제조된 음극의 전체 로딩 레벨은 30mg/㎠이었고, 제조된 음극 활물질층의 양면의로딩 레벨은 5mg/㎠이었고, 즉 단면의 로딩 레벨은 2.5mg/㎠이었고, 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨은 25mg/㎠이었다. 이에, 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨 : 음극 활물질층(양면)의 로딩 레벨은 5 : 1이었다.In the same manner as in Example 4, except that a porous Cu current collector having a porosity of 95% was used, the thickness of the negative active material layer was 33 μm on one side, and thus the total thickness of the negative electrode, that is, the negative active material layer formed on both sides. A negative electrode having a thickness of 366 μm including the thickness of the overcurrent collector was prepared . In addition, the total loading level of the prepared negative electrode was 30 mg/cm 2 , the loading level of both sides of the prepared negative electrode active material layer was 5 mg/cm 2 , that is, the loading level of the single side was 2.5 mg/cm 2 , and the loading level of the porous Cu current collector The level was 25 mg/cm 2 . Accordingly, the loading level of the porous Cu current collector: the loading level of the negative active material layer (both sides) was 5:1.

(비교예 6)(Comparative Example 6)

기공도가 40%인 다공성 Cu 전류 집전체를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 4와 동일하게 실시하여 음극을 제조하였다. 아울러, 제조된 음극의 전체 로딩 레벨은 40mg/㎠이었고, 제조된 음극 활물질층의 양면의 로딩 레벨은 30mg/㎠이었고, 즉, 일면의 로딩 레벨은 15mg/㎠이었고, 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨은 10mg/㎠이었다. 이에, 다공성 Cu 전류 집전체의 로딩 레벨 : 양극 활물질층의 일면 로딩 레벨은 0.33 : 1이었다.A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 4, except that a porous Cu current collector having a porosity of 40% was used. In addition, the total loading level of the prepared negative electrode was 40 mg/cm 2 , the loading level of both sides of the prepared negative electrode active material layer was 30 mg/cm 2 , that is, the loading level of one side was 15 mg/cm 2 , and the loading of the porous Cu current collector The level was 10 mg/cm 2 . Accordingly, the loading level of the porous Cu current collector: the loading level of one side of the positive electrode active material layer was 0.33:1.

상기 실시예 7 및 비교예 6에 따라 제조된 음극, 리튬 금속 대극, 및 전해액을 이용하여 반쪽 전지를 제조하였다. 이때, 전해액으로는 1.0M LiPF6을 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸 프로피오네이트(EP) 및 프로필 프로피오네이트(PP)의 혼합 비수성 유기 용매(EC/PC/EP/PP= 20 : 10 : 40 : 30 부피비)에 첨가하고, 이 혼합물 100 중량%에, 플루오로에틸렌 카보네이트 7 중량%, 비닐에틸렌 카보네이트 1 중량%, 프로판 설톤 2 중량%, 숙시노니트릴 3 중량%, LiBF4 0.2 중량% 및 헥산 트리시아나이드 2 중량%를 첨가한 것을 사용하였다. A half battery was prepared using the negative electrode, the lithium metal counter electrode, and the electrolyte prepared according to Example 7 and Comparative Example 6. At this time, as the electrolyte, 1.0M LiPF 6 was mixed with ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), ethyl propionate (EP) and propyl propionate (PP) in a non-aqueous organic solvent (EC/PC/EP/ PP = 20: 10: 40: 30 volume ratio), and to 100% by weight of this mixture, 7% by weight of fluoroethylene carbonate, 1% by weight of vinylethylene carbonate, 2% by weight of propane sultone, 3% by weight of succinonitrile, 0.2 wt% of LiBF 4 and 2 wt% of hexane tricyanide were used.

제조된 반쪽 전지를 0.2C로 3회 충방전을 실시하여, 충방전 용량을 측정하였다. 이 충방전 용량으로 충/방전 효율을 구하여, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.The prepared half-cell was charged and discharged three times at 0.2 C to measure the charge/discharge capacity. The charge/discharge efficiency was calculated using this charge/discharge capacity, and the results are shown in Table 3 below.

또한, 제조된 반쪽 전지를 0.2C로 3회 충방전, 0.5C로 1회 충방전 및 1.0C로 1회 충방전을 실시하고, 각 C-rate에 대한 방전 용량을 측정하였다. 측정된 결과로부터, 0.2C 방전 용량에 대한 0.5C 방전 용량비, 0.2C 방전 용량에 대한 1.0C 방전 용량비를 구하여, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.In addition, the prepared half-cell was charged and discharged three times at 0.2C, one charge/discharge at 0.5C, and one charge/discharge at 1.0C, and the discharge capacity for each C-rate was measured. From the measured results, 0.5C discharge capacity ratio to 0.2C discharge capacity and 1.0C discharge capacity ratio to 0.2C discharge capacity were obtained, and the results are shown in Table 3 below.

음극 전체 로딩 레벨 (mg/cm2) Cathode overall loading level (mg/cm 2 ) 음극 활물질 층 로딩 레벨(mg/cm2, 양면)Negative active material layer loading level (mg/cm 2 , both sides) 0.2C 충/방전 효율 0.2C charge/discharge efficiency 0.5C/0.2C 0.5C/0.2C 1.0C/0.2C 1.0C/0.2C 실시예 7Example 7 30 30 55 99.4% 99.4% 99.7% 99.7% 96.2% 96.2% 비교예 6Comparative Example 6 40 40 3030 99.5% 99.5% 98.2% 98.2% 89.9% 89.9%

상기 표 3에 나타낸 것과 같이, 음극 활물질 층 로딩 레벨이 5mg/cm2 이하인 실시예 7의 충/방전 효율 및 율 특성이, 로딩 레벨이 5mg/cm2를 초과하는 비교예 6보다 우수함을 알 수 있다.As shown in Table 3, it can be seen that the charge/discharge efficiency and rate characteristics of Example 7 in which the negative active material layer loading level is 5 mg/cm 2 or less are superior to Comparative Example 6 in which the loading level exceeds 5 mg/cm 2 have.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and it is possible to carry out various modifications within the scope of the claims, the detailed description of the invention, and the accompanying drawings. It goes without saying that it falls within the scope of the invention.

Claims (9)

활물질이 충진된 다공성 전류 집전체; 및
상기 다공성 전류 집전체에 형성되고, 활물질을 포함하며, 5mg/㎠ 이하의 로딩 레벨을 갖는 활물질층을 포함하는 리튬 이차 전지용 전극으로서,
상기 로딩 레벨은 상기 활물질층의 한 면에 대한 값이고,
상기 활물질층이 양극 활물질층인 경우, 상기 다공성 전류 집전체의 로딩 레벨은 40mg/㎠ 내지 80mg/㎠이고, 상기 다공성 전류 집전체의 기공도가 80% 내지 95%이고,
상기 활물질층이 음극 활물질층인 경우, 상기 다공성 전류 집전체의 로딩 레벨은 10mg/㎠ 내지 25mg/㎠이고, 상기 다공성 전류 집전체의 기공도가 80% 내지 95%이고, 상기 다공성 전류 집전체의 로딩 레벨과 상기 음극 활물질층의 로딩 레벨 비율은 10 : 1 내지 4 : 1이고, 상기 음극 활물질층의 로딩 레벨은 상기 다공성 전류 집전체의 양면에 형성된 활물질층의 양면 로딩 레벨값을 합한 값인 리튬 이차 전지용 전극.a porous current collector filled with an active material; and
As an electrode for a lithium secondary battery formed on the porous current collector, including an active material, and an active material layer having a loading level of 5 mg/cm 2 or less,
The loading level is a value for one side of the active material layer,
When the active material layer is a positive electrode active material layer, the loading level of the porous current collector is 40mg/cm2 to 80mg/cm2, and the porosity of the porous current collector is 80% to 95%,
When the active material layer is an anode active material layer, the loading level of the porous current collector is 10 mg/cm 2 to 25 mg/cm 2 , the porosity of the porous current collector is 80% to 95%, and the porosity of the current collector is The loading level and the loading level ratio of the negative active material layer are 10: 1 to 4: 1, and the loading level of the negative active material layer is the sum of the loading level values of both sides of the active material layers formed on both sides of the porous current collector. Lithium secondary electrode for battery. 제1항에 있어서,
상기 활물질층의 로딩레벨은 1mg/㎠ 내지 5mg/㎠인 리튬 이차 전지용 전극.According to claim 1,
The loading level of the active material layer is 1mg/cm2 to 5mg/cm2 of an electrode for a lithium secondary battery. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 활물질이 양극 활물질이고,
상기 다공성 전류 집전체의 로딩 레벨과 상기 활물질층의 로딩 레벨 비율은 10: 1 내지 8 : 1인 리튬 이차 전지용 전극.According to claim 1,
The active material is a positive electrode active material,
The loading level of the porous current collector and the loading level ratio of the active material layer is 10: 1 to 8: 1 for a lithium secondary battery electrode. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 활물질층의 두께는 10㎛ 내지 40㎛이고,
상기 활물질층의 두께는 상기 활물질층의 한 면에 대한 값인 리튬 이차 전지용 전극.According to claim 1,
The thickness of the active material layer is 10㎛ to 40㎛,
The thickness of the active material layer is a value for one side of the active material layer, a lithium secondary battery electrode. 음극;
양극; 및
전해질을 포함하며,
상기 음극 및 상기 양극 중 하나는 제1항, 제2항, 제5항 및 제8항 중 어느 한 항의 전극인 리튬 이차 전지.cathode;
anode; and
containing electrolytes,
One of the negative electrode and the positive electrode is a lithium secondary battery according to any one of claims 1, 2, 5 and 8.
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