KR102562229B1 - 리튬 이차전지 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

개시된 실시예는 다공성 집전체를 포함하는 집전체 구조체를 형성하여 전극 에너지 밀도, 구조적 안정성이 향상된 리튬 이차전지를 제공하고자 한다. 개시된 실시예에 따른 리튬 이차전지는 양극 및 음극을 포함하는 전극; 상기 양극 및 음극 사이에 위치하는 분리막; 및 전해질;을 포함하고, 상기 전극은 제1 집전체, 활물질층 및 활물질층 내부에 위치하는 제2 집전체를 포함한다.

Description

리튬 이차전지 및 그 제조방법{LITHIUM SECONDARY BATTERY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 리튬 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극의 집전체 구조를 개선한 리튬 이차전지에 관한 것이다.
환경오염 극복을 위해 화석연료가 아닌 전기에너지에 의한 자동차 시장이 다양화 되고 있다. 일반적으로, 리튬 이차전지는 전기 활성 물질을 수용함으로써 납전지나 니켈/카드뮴전지에 비해 작동 전압이 높고 에너지 밀도가 크다. 이에 따라, 리튬 이차전지는 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV)의 에너지 저장수단으로 사용되고 있다.
현재 주행거리 향상을 위해 배터리 에너지 고밀도화가 가장 중요한 이슈이며, 이를 달성하기 위해 가장 접근하기 쉬운 방법으로 현재 상용화된 소재의 단위면적당 로딩(loading)양을 증가시켜 전극의 후막화를 도모하는 것이 있다. 이에, 사용되는 집전체와 분리막 등 부자재의 무게를 크게 저감시킬 수 있어 중량당 에너지밀도 향상에 큰 효과를 볼 수 있다.
전극 후막화의 가장 큰 문제점 중 하나는 활물질층의 두께 증가에 따른 저항 증가이다. 집전체에서 전류를 받아 활물질층에서 이를 전달시켜야 하는데 전극의 후막화가 됨에 따라 저항이 증가하고, 성능이 저하되는 것이다. 또한, 전극의 Curl 발생이나 박리, 주름잡힘 등의 전극상태 이상이 발생한다. 후막화가 됨에 따라 단위 집전체 면적당 감당해야하는 활물질층의 장력이 증가하게 되고 이를 버티기가 어려워 전극상태 이상이 발생하게 된다.
따라서, 리튬 이차전지의 에너지 밀도를 높이면서도 전술한 문제점을 해결할 수 있는 기술의 개발이 요구된다.
개시된 실시예는 다공성 집전체를 포함하는 집전체 구조체를 형성하여 전극 에너지 밀도, 구조적 안정성이 향상된 리튬 이차전지를 제공하고자 한다.
개시된 실시예에 따른 리튬 이차전지는 양극 및 음극을 포함하는 전극; 상기 양극 및 음극 사이에 위치하는 분리막; 및 전해질;을 포함하고, 상기 전극은 제1 집전체, 활물질층 및 활물질층 내부에 위치하는 제2 집전체를 포함한다.
또한, 상기 제2 집전체는 타공형 또는 망상(Mesh)형 집전체일 수 있다.
또한, 상기 제2 집전체의 개구율은 50 내지 95%일 수 있다.
또한, 상기 제1 집전체와 상기 제2 집전체의 두께는 2 내지 20 μm일 수 있다.
또한, 상기 제1 집전체와 상기 제2 집전체는 Al, Cu, Ni, Ti 및 스테인리스 스틸로부터 선택되는 금속 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 활물질층의 두께는 50 내지 300 μm일 수 있다.
개시된 실시예에 따른 리튬 이차전지의 제조방법은 제1 집전체의 표면에 활물질층을 형성하는 단계; 상기 활물질층이 건조되기 전에 다공성 제2 집전체를 활물질층 내부에 투입하여 집전체 구조체를 제조하는 단계; 및 건조 및 압착 단계; 를 포함한다.
또한, 상기 집전체 구조체를 제조하는 것은, 상기 활물질층이 건조되기 전에 다공성 제2 집전체를 상기 활물질층 표면에 도포하는 단계; 제 2활물질층을 제2 집전체 표면에 도포하는 단계; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 집전체는 타공형 또는 망상(Mesh)형 집전체일 수 있다.
또한, 상기 제2 집전체의 개구율은 50 내지 95%일 수 있다.
또한, 상기 제1 집전체와 상기 제2 집전체의 두께는 2 내지 20 μm일 수 있다.
또한, 상기 제1 집전체와 상기 제2 집전체는 Al, Cu, Ni, Ti 및 스테인리스 스틸로부터 선택되는 금속 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 활물질층의 두께는 50 내지 300 μm일 수 있다.
또한, 상기 활물질층 및 제2 활물질층의 두께는 각각 10 내지 290 μm이고, 그 합은 300 μm 이하일 수 있다.
개시된 실시예는 전극에너지밀도가 향상된 리튬 이차전지를 제공할 수 있다.
또한, 개시된 실시예에 따른 집전체 구조체는 전극 저항을 저감시킬 수 있다.
또한, 개시된 실시예에 따른 집전체 구조체는 전극 Curl, 박리, 주름잡힘 등을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 집전체 구조체의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 집전체 구조체의 단면을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 측면에 따른 리튬 이차전지의 제조방법을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 측면에 따른 리튬 이차전지의 제조방법을 도시한 도면이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시 예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시 예들 간에 중복되는 내용은 생략한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1구성요소로 명명될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면 및 표를 참조하여 상세히 설명한다. 우선 리튬 이차전지에 대해 설명한 후, 개시된 실시예에 따른 다공성 집전체를 포함하는 집전체 구조체에 대해 설명한다.
리튬 이차전지는 일반적으로, 양극, 음극, 분리막 및 전해질을 포함한다. 전극 구조체를 이루는 양극, 음극 및 분리막은 리튬 이차전지 제조에 통상적으로 사용되던 것들이 모두 사용될 수 있다.
전극은 전극 활물질 및 바인더를 포함한다. 구체적으로는 개시된 실시예에 따른 전극은 전극 집전체 위에 전극 활물질, 바인더 및 용매, 필요에 따라서 도전재를 혼합한 전극 슬러리를 일정 두께로 도포한 후, 그것을 건조 및 압연하여 형성될 수 있다.
음극 제조에 사용되는 음극 활물질은 리튬 이온을 삽입 및 탈리할 수 있는 음극활물질이면 어느 것이나 가능하다. 음극 활물질은 리튬을 가역적으로 흡장, 탈리할 수 있는 물질과, 리튬과 합금화가 가능한 금속물질 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어질 수 있다.
리튬을 가역적으로 흡장, 탈리할 수 있는 물질로는 인조흑연, 천연흑연, 흑연화탄소 섬유, 흑연화 메조카본 마이크로비드, 플러렌(fullerene) 및 비정질탄소로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질이 예시될 수 있다.
비정질탄소로는 하드카본, 코크스, 1500 이하에서 소성한 MCMB, MPCF 등이 있다. 또한, 리튬과 합금화가 가능한 금속은 Al, Si, Sn, Pb, Zn, Bi, In, Mg, Ga, Cd, Ni, Ti, Mn 및 Ge로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 금속이 예시될 수 있다. 이들 금속 재료는 단독 또는 혼합 또는 합금화하여 사용될 수 있다. 또한, 상기 금속은 탄소계 물질과 혼합된 복합물로써 사용될 수 있다.
개시된 실시예에 따르면, 음극 활물질은 전술한 흑연계 음극활물질과 실리콘(Si)계 음극 활물질의 복합체를 포함할 수 있다. 실리콘계 음극 활물질은, 실리콘 산화물, 실리콘 입자 및 실리콘 합금 입자 등을 포함하는 의미이다. 상기 합금의 대표적인 예로는 실리콘 원소에 알루미늄(Al), 망간(Mn), 철(Fe), 티타늄(Ti) 등의 고용체, 금속간 화합물, 공정합금 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
개시된 실시예에 따른 양극 제조시 사용되는 양극 활물질은, 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물을 포함한다. 구체적으로 양극활물질은 코발트, 망간, 니켈, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 금속과 리튬과의 복합 산화물 중 1종 이상의 것이 사용될 수 있다.
개시된 실시예에 따른 전극에는 전술한 전극 활물질과 바인더 이외에도, 첨가제로서 분산매, 점도 조절제, 충진제 등의 기타의 성분들이 더 포함될 수 있다.
분리막은 양극 및 음극 사이의 단락을 방지하고 리튬 이온의 이동통로를 제공한다. 이러한 분리막은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌/폴리프로필렌, 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌, 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 고분자막 또는 이들의 다중막, 미세다공성 필름, 직포 및 부직포와 같은 공지된 것이 사용될 수 있다. 또한 다공성의 폴리올레핀 필름에 안정성이 우수한 수지가 코팅된 필름이 사용될 수도 있다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.
전해질은 리튬염과 비수성 유기 용매를 포함하며, 충방전 특성 개량, 과충전 방지 등을 위한 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 리튬염으로는, 예를 들면, LiPF6, LiBF4, LiClO4, LiCl, LiBr, LiI, LiB10Cl10, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, LiN(SO2C2F5)2, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiB(C6H5)4, Li(SO2F)2N(LiFSI) 및 (CF3SO2)2NLi로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 비수성 유기용매로는 카보네이트, 에스터, 에테르 또는 케톤을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 카보네이트로는 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), 플루오로에틸렌 카보네이트(FEC) 등이 사용될 수 있으며, 상기 에스터로는 γ-부티로락톤(GBL), n-메틸 아세테이트, n-에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트 등이 사용될 수 있으며, 상기 에테르로는 디부틸 에테르 등이 사용될 수 있으나 이들에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 비수성 유기 용매는 방향족 탄화수소계 유기 용매를 더 포함할 수 있다. 상기 방향족 탄화수소계 유기 용매의 구체적인 예로는 벤젠, 플루오로벤젠, 브로모벤젠, 클로로벤젠, 사이클로헥실벤젠, 이소프로필벤젠, n-부틸벤젠, 옥틸벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌 등이 사용될 수 있으며, 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다.
한편, 리튬 이차전지의 전극 에너지 밀도를 높이기 위해 양극(Al), 음극(Cu) 집전체에 형성되는 양/음극 슬러리(slurry)층을 두껍게하여 용량을 증대시키는 방법이 사용되고 있다. 그러나 활물질층의 두께가 증가하여 전하의 이동 경로의 길이 또한 증가하므로, 전극 저항이 증가되는 문제가 있고, 단위 집전체 면적당 감당해야하는 활물질층의 장력이 증가하여 전극 구조에 이상이 발생하는 문제가 있다.
개시된 실시예는 다공성 집전체를 포함하는 집전체 구조체(10)를 도입하여 전극 활물질층 내의 전류를 균일하게 공급함으로써 전극 저항을 감소시킬 수 있는 리튬 이차전지를 제공한다.
도 1은 개시된 실시예에 따른 집전체 구조체의 분해 사시도이고, 도 2는 개시된 실시예에 따른 집전체 구조체의 단면을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 개시된 실시예에 따른 리튬 이차전지는 제1 집전체(100), 활물질층(300) 및 활물질층 내에 위치하는 제2 집전체(200)로 마련된 집전체 구조체(10)를 포함한다. 리튬 이차전지의 양극 또는 음극 중 어느 하나는 상기 집전체 구조체(10)로 마련될 수 있다.
제1 집전체(100)는 평판 형상을 갖는 금속 포일(foil)일 수 있다. 일 예로서, 상기 제1 집전체(100)로는 알루미늄(Aluminum), 구리(Copper), 니켈(Nickel), 티타늄(Titanium) 및 스테인리스 스틸(Stainless Steel) 중 어느 하나의 재질로 이루어진 금속 포일이 사용될 수 있다. 또한, 상기 제1 집전체(100)의 두께는 2 내지 20 μm일 수 있다. 두께가 2 μm 미만이면 집전 효과가 미미한 반면, 두께가 20 μm를 초과하면 가공성이 저하되는 문제점이 있다. 바람직하게, 상기 제1 집전체(100)의 두께는 6 내지 15 μm일 수 있다.
활물질층(300)은 상기 제1 집전체(100) 표면에 형성될 수 있다. 이에 더하여, 상기 활물질층(300)은 전술한 소정의 활물질 조성물을 슬러리 형태로 제조한 후, 상기 슬러리를 상기 제1 집전체(100) 표면에 도포시켜 형성된 막일 수 있다. 슬러리는 양극 또는 음극 활물질, 도전재 및 바인더 등을 포함할 수 있다.
상기 활물질층(300)의 두께는 50 내지 300 μm인 것이 바람직하다. 두께가 50μm 미만일 경우, 활물질의 양이 적으므로 목적하는 에너지 밀도를 얻을 수 없다. 반면, 활물질층의 두께가 300μm 초과일 경우 전극 저항이 증가되는 문제가 있고, 단위 집전체 면적당 감당해야하는 활물질층의 장력이 증가하여 전극 구조에 이상이 발생하게 된다.
제2 집전체(200)는 상기 제1 집전체(100)와 동일한 재질의 금속으로 마련될 수 있고, 그 크기가 유사할 수 있다. 다만, 상기 제2 집전체(200)는 평판형상인 상기 제1 집전체(100)와 달리 다공성 집전체일 수 있다. 즉, 상기 제2 집전체(200) 전반에 대체로 일정한 간격으로 배열되는 복수의 기공 (210)들이 형성될 수 있다. 상기 기공(210)들은 전극의 충방전 동작시 충방전 반응을 위한 리튬 이온 및 전자의 이동 경로를 제공할 수 있다.
이러한 다공성 집전체는 다양한 형태의 기공(210)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 원형 또는 사각형 형태의 기공이 다공성 집전체에 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 집전체(200)는 타공(hole)형 또는 망상(mesh)형 구조를 가질 수 있다.
상기 제2　집전체(200)의 개구율은 50 내지 95%일 수 있다. 본 발명에서 개구율은, 제2　집전체 전체 면적 100%를 기준으로 기공 영역이 차지하는 면적 비율로 정의될 수 있다. 개구율이 50% 미만이면 리튬이온의 이동성 저하, 전해액 함침성 저하 및 저항 증가에 의한 전지성능 저하 문제가 있고, 개구율이 95%를 초과하면 기계적 강도가 감소하여　집전체로서의 역할을 하는데 적절하지 못하여 전지의 성능이 저하되는 문제가 있다.
다공성 집전체인 제2 집전체(200)는 상기 활물질층(300) 내부에 위치할 수 있다. 즉, 제2 집전체(200)가 상기 제1 집전체(100)로부터 일정 간격이 이격되어 면대향을 이루어 배치될 수 있고, 이들 사이에 상기 활물질층(300)이 개재되어 적층될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 개시된 실시예에 따른 집전체 구조체(10)는 평판 형상의 제1 집전체(100), 활물질층(300), 다공성 집전체인 제2 집전체(200), 활물질층(300)이 차례로 적층된 구조일 수 있다. 또한, 활물질층(300) 내부에 마련되는 제2 집전체(200)는 복수가 제공될 수 있다.
또한, 제2 집전체(200)의 두께는 2 내지 20 μm, 바람직하게 6 내지 15 μm로 마련될 수 있다.
전술한 집전체 구조체(10)는 복수의 집전체를 구비하고, 그 사이에 활물질층을 형성한 구조를 갖는다. 따라서, 전극 후막화가 되더라도 제2 집전체가 활물질층 내의 전류를 균일하게 공급하여 전극 저항을 줄일 수 있고, 다층화된 집전체 구조를 통해 단위 집전체 면적당 작용하는 활물질층의 장력을 분산시켜 전극 구조의 안정성을 도모할 수 있다.
도 3 및 도 4는 개시된 실시예에 따른 리튬 이차전지의 제조방법을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지의 제조방법은, 제1 집전체의 표면에 활물질층을 형성하는 단계; 상기 활물질층이 건조되기 전에 다공성 제2 집전체를 활물질층 내부에 접착하여 집전체 구조체를 제조하는 단계; 및 건조 및 압착하는 단계;를 포함한다.
집전체 소재, 활물질 슬러리에 대한 설명은 전술한 바와 같다.
Al, Cu, Ni, Ti 및 스테인리스 스틸로부터 선택되는 금속 재질로 형성되는 제1집전체(100)에 전극 슬러리를 도포하여 활물질층(300)을 형성할 수 있다. 이때, 슬러리를 콤마코터(Comma Coater) 방식을 이용하여 두껍게 코팅할 수 있다.
도3을 참조하면, Roll to Roll형식의 코터(20) 상에 제1 집전체(100)를 놓고, 코터를 작동시킨다. 슬러리 분사체(30)를 통해 이동하는 제1 집전체(100) 표면에 전극 슬러리를 도포하여 활물질층(300)을 형성한다. 상기 활물질층(300)의 두께는 이동속도 및 분사량을 고려하여 50 내지 300 μm로 제어할 수 있다.
전극 슬러리가 건조되기 전, 제1 집전체(100)와 동일한 재질의 다공성 제2 집전체(200)를 활물질층(300) 내부에 투입하여 집전체 구조체(10)를 제조할 수 있다.
이때, 투입되는 제2 집전체(200)는 평판형상인 상기 제1 집전체(100)와 달리 다공성 집전체일 수 있다. 이러한 다공성 집전체는 다양한 형태의 기공들(210)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 원형 또는 사각형 형태의 기공이 다공성 집전체에 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 집전체는 타공(hole)형 또는 망상(mesh)형 구조를 가질 수 있다. 이때, 상기 제2　집전체(200)의 개구율은 50 내지 95%일 수 있다.
이후, 제조된 집전체 구조체(10)를 건조하고, 프레싱하여 압착한 후 진공건조 과정을 거쳐 최종 전극을 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지의 제조방법은, 제1 집전체의 표면에 활물질층을 형성하는 단계; 상기 활물질층이 건조되기 전에 다공성 제2 집전체를 상기 활물질층 표면에 도포하는 단계; 제2 활물질층을 제2 집전체 표면에 도포하는 단계; 및 건조 및 단계;를 포함한다.
도 4를 참조하면, Roll to Roll형식의 코터(20) 상에 제1 집전체(100)를 놓고, 코터를 작동시킨다. 슬러리 분사체(30)를 통해 이동하는 제1 집전체(100) 표면에 전극 슬러리를 도포하여 활물질층(300)을 형성한다. 상기 활물질층(300)의 두께는 이동속도 및 분사량을 고려하여 10 내지 290 μm로 제어할 수 있다.
전극 슬러리가 건조되기 전, 제1 집전체(100)와 동일한 재질의 다공성 제2 집전체(200)를 활물질층(300) 표면에 형성할 수 있다. 이때, 형성되는 제2 집전체는 평판형상인 상기 제1 집전체(100)와 달리 다공성 집전체일 수 있다. 이러한 다공성 집전체는 다양한 형태의 기공들(210)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 원형 또는 사각형 형태의 기공이 다공성 집전체에 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 집전체는 타공(hole)형 또는 망상(mesh)형 구조를 가질 수 있다. 이때, 상기 제2　집전체(200)의 개구율은 50 내지 95%일 수 있다.
이후, 슬러리 분사체(30)를 통해 이동하는 제2 집전체(200) 표면에 제2 활물질층(310)을 형성하여 집전체 구조체(10)를 제조할 수 있다. 이때, 상기 제2 활물질층(310)을 형성하는데 사용된 활물질, 도전재 및 바인더의 종류는 하부에 배치된 활물질층(300)을 형성하는데 사용된 것과 상이할 수 있고, 전체적인 슬러리 조성범위에 차이가 있을 수 있다.
상기 제2 활물질층(310)의 두께는 이동속도 및 분사량을 고려하여 10 내지 290 μm로 제어할 수 있다. 또한, 활물질층(300)과 제2 활물질층(310) 두께의 합은 합은 300 μm 이하로 제어할 수 있다.
이후, 제조된 집전체 구조체(10)를 건조하고, 프레싱하여 압착한 후 진공건조 과정을 거쳐 최종 전극을 제조할 수 있다. 전술한 리튬 이차전지의 제조방법은 기존 공정에 다공성 집전체 결합 라인만 추가하면, 곧바로 양산 공정에 적용이 가능하다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시 예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
10: 집전체 구조체 20: 코터
30: 슬러리 분사체 100: 제1집전체
200: 제2집전체 210: 기공
300: 활물질층 310: 제2활물질층
400: 저항 용접부

Claims (14)

  1. 양극 및 음극을 포함하는 전극;
    상기 양극 및 음극 사이에 위치하는 분리막; 및
    전해질;을 포함하고,
    상기 전극은,
    평판 형상의 제1 집전체,
    상기 제1 집전체 표면에 형성된 활물질층,
    상기 활물질층 내부에 위치하는 다공성 제2 집전체, 및
    상기 제1 집전체의 적어도 일 영역과 상기 제2 집전체의 양 말단이 서로 접촉되는 저항 용접부를 포함하는 리튬 이차전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 집전체는 타공형 또는 망상(Mesh)형 집전체인 리튬 이차전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 집전체의 개구율은 50 내지 95%인 리튬 이차전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 집전체와 상기 제2 집전체의 두께는 2 내지 20 μm인 리튬 이차전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 집전체와 상기 제2 집전체는 Al, Cu, Ni, Ti 및 스테인리스 스틸로부터 선택되는 금속 재질로 형성되는 리튬 이차전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 활물질층의 두께는 50 내지 300 μm인 리튬 이차전지.
  7. 평판 형상의 제1 집전체의 표면에 활물질층을 형성하는 단계;
    상기 활물질층이 건조되기 전에 다공성 제2 집전체를 활물질층 내부에 투입하여 집전체 구조체를 제조하는 단계; 및
    건조 및 압착 단계; 를 포함하며,
    상기 집전체 구조체를 제조하는 단계는, 상기 제1 집전체의 적어도 일 영역과 상기 제2 집전체의 양 말단을 서로 접촉시켜 용접하는 것을 포함하는, 리튬 이차전지의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 집전체 구조체를 제조하는 것은,
    상기 활물질층이 건조되기 전에 다공성 제2 집전체를 상기 활물질층 표면에 도포하는 단계;
    제2 활물질층을 제2 집전체 표면에 도포하는 단계; 를 포함하는 리튬 이차전지의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 집전체는 타공형 또는 망상(Mesh)형 집전체인 리튬 이차전지의 제조방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제2 집전체의 개구율은 50 내지 95%인 리튬 이차전지의 제조방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1 집전체와 상기 제2 집전체의 두께는 2 내지 20 μm인 리튬 이차전지의 제조방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제1 집전체와 상기 제2 집전체는 Al, Cu, Ni, Ti 및 스테인리스 스틸로부터 선택되는 금속 재질로 형성되는 리튬 이차전지의 제조방법.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 활물질층의 두께는 50 내지 300 μm인 리튬 이차전지의 제조방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 활물질층 및 제2활물질층의 두께는 각각 10 내지 290 μm이고, 그 합은 300 μm 이하인 리튬 이차전지의 제조방법.
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