KR20010037837A - Lithium ion batteries and preparing method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A lithium ion battery and its manufacture method are provided to prevent overheating and heat congestion of the lithium ion battery and provide the lithium ion battery having an improved battery stability. CONSTITUTION: The lithium ion battery comprises: (i) a positive plate which contains lithium containing complex oxide; and (ii) a negative plate, of which one side is coated with a fine porous high molecular separator that contains an absorbent of lithium or lithium ion and has an elongation property due to dip-in an electrolytic solution. The method comprises steps of: (i) preparing a positive plate by casting a composition comprising a lithium complex oxide, an electric conducting agent, a binder and a casting solvent into a current collector; (ii) preparing a negative plate by casting a composition comprising an absorbent of lithium or lithium ion, a binder, a lithium complex oxide, an electric conducting agent and a casting solvent into a current collector; (iii) dissolving ion conductive high molecular material in an organic solvent and then mixing an organic solvent and an inorganic filler; (iv) coating one side of the negative plate with the slurry and then evaporating the organic solvent therefrom to form a fine porous high molecular separator; (v) laminating the fine porous high molecular separator formed on the one side of the negative plate to be contacted with the positive plate to form a battery structure body; and (vi) dipping the battery structure body in an electrolytic solution containing non-aqueous organic solvent and ionic lithium salt.

Description

리튬 이온 전지 및 그 제조방법{Lithium ion batteries and preparing method thereof}Lithium ion batteries and preparing method thereof

본 발명은 안전성이 우수한 리튬 이온 전지 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 리튬 이온 전지의 과열 및 열폭주를 방지하며, 전해액을 다량 함습하여 팽윤되므로써 연신성이 향상된 분리막을 채용하고 있어서 안전성이 개선된 리튬 이온 전지 및 그의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithium ion battery having excellent safety and a method of manufacturing the same. Specifically, a lithium ion battery prevents overheating and thermal runaway of a lithium ion battery. An improved lithium ion battery and a method of manufacturing the same.

최근, 전자기기의 소형화, 박형화 및 경량화가 급속도로 이루어지고 있으며, 특히 사무자동화 분야에 있어서는 데스크탑형 컴퓨터에서 랩탑형, 노트북형 컴퓨터로 소형 경량화되고 있다. 또한, 전자 수첩, 전자스틸 카메라 등이 출현하면서 종래의 하드디스크, 플로피디스크의 소형화와 더불어 새로운 소형 메모리미디어인 메모리카드의 연구도 진행되고 있다.In recent years, the miniaturization, thinning, and weight reduction of electronic devices have been made rapidly, and in the field of office automation, in particular, small size and light weight have been reduced from desktop computers to laptop and notebook computers. In addition, with the emergence of electronic notebooks, electronic still cameras, and the like, the miniaturization of conventional hard disks and floppy disks, and the development of memory cards, which are new small memory media, are also in progress.

이와 같은 전자기기의 경박단소화 경향에 맞추어 이들에게 전력을 공급하는 2차 전지에 대해서도 고성능화가 요구되고 있으므로, 이런 요망에 부응하여 납 전지나 니켈-카드뮴 전지를 대신할 고에너지 밀도 전지로서 리튬 2차 전지의 개발이 급속하게 진행되고 있다.In order to meet the demand of the light and small size of electronic devices, high-performance secondary batteries are also required. Therefore, lithium secondary batteries as high-energy density batteries to replace lead batteries or nickel-cadmium batteries are required. The development of batteries is progressing rapidly.

리튬 2차 전지는 다른 전지들에 비하여 에너지밀도가 높고 가공하기가 쉬우며 전지제조가 용이하여 전자제품에 대한 응용이 쉽다는 장점 등으로 인하여 미래의 전지로서 각광받고 있다. 일반적으로, 리튬 2차 전지의 양극 활물질로는 리튬니켈산화물, 리튬코발트산화물, 리튬망간산화물 등을 이용하고, 음극 활물질로는 카본, 리튬 금속 및 그 합금 등을 이용하며, 전해질로는 액체 유기전해질, 폴리(에틸렌옥사이드), 폴리아크릴로니트릴 및 폴리(비닐리덴 플루오라이드) 공중합체 매트릭스를 기본으로 하는 고분자 고체 전해질을 각각 이용하고 있다.Lithium secondary batteries are in the limelight as future batteries due to their advantages such as higher energy density, easier processing, and easier battery manufacturing than other batteries. Generally, lithium nickel oxide, lithium cobalt oxide, lithium manganese oxide, or the like is used as a positive electrode active material of a lithium secondary battery, carbon, lithium metal, an alloy thereof, and the like are used as a negative electrode active material, and a liquid organic electrolyte is used as an electrolyte. The polymer solid electrolyte based on the poly (ethylene oxide), poly acrylonitrile, and poly (vinylidene fluoride) copolymer matrix is used, respectively.

한편, 리튬 2차 전지는 리튬 이온 전지, 리튬 금속 폴리머전지, 리튬 이온 폴리머전지 등으로 분류할 수 있다. 이중, 리튬 이온 전지는 양극 활물질로서 리튬 복합산화물을, 음극 활물질로서 카본을, 전해질로서 액체 유기전해질을 사용한다.Meanwhile, lithium secondary batteries can be classified into lithium ion batteries, lithium metal polymer batteries, lithium ion polymer batteries, and the like. Among them, lithium ion batteries use lithium composite oxides as positive electrode active materials, carbon as negative electrode active materials, and liquid organic electrolytes as electrolytes.

또한, 분리막으로서는 미국특허 제4,024,323호 및 미국특허 제4,113,927호에 개시된 바와 같이 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체, 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등이 사용된다.As the separator, ethylene homopolymers, propylene homopolymers, ethylene / butene copolymers, ethylene / hexene copolymers, ethylene / methacrylate copolymers, and the like are used as disclosed in US Pat. Nos. 4,024,323 and 4,113,927. .

일반적으로 분리막은 (a) 얇고 경량이어서 고에너지밀도의 전지를 제공하는데 도움을 주어야 하며, (b) 접촉하고 있는 전지의 구성성분에 대하여 안정성 및 내열화성(resistant to degradation)이 있어야 하고, (c) 높은 전해전기전도율(electrolytic conductivity)을 나타낼 수 있어야 하며, (d) 분리막을 제조 및 가공하거나 전지를 사용할 때, 양 극판사이의 접촉을 방지하고, 분리막의 원형을 유지할 수 있을 정도의 충분한 강도를 지니고 있어야 한다.In general, the membrane should be (a) thin and lightweight to help provide a cell of high energy density, (b) have stability and resistant to degradation of the components of the cell in contact, and (c) It should be able to exhibit high electrolytic conductivity and (d) have sufficient strength to prevent contact between the anode plates and to maintain the original shape of the separator when manufacturing and processing the separator or when using the battery. Must have

특히, 리튬 이온 전지는 다른 타입의 전지에 비하여, 우수한 저장수명 및 고에너지밀도를 제공할 수 있는 반면, 리튬의 반응성이 매우 크기때문에 만약 전지가 과열되어 열폭주가 일어나거나 분리막이 관통될 경우에는 양극 집전체와 음극 집전체가 접촉하여 쇼트가 생겨 폭발을 일으킬 우려가 있다.In particular, lithium ion batteries can provide superior shelf life and high energy density compared to other types of batteries, whereas lithium is highly reactive, so if the battery is overheated and thermal runaway or the separator penetrates, The positive electrode current collector and the negative electrode current collector come into contact with each other, and a short may occur to cause an explosion.

그러므로, 열폭주시 리튬이온의 이동을 차단할 뿐만 아니라 연신율이 커서 전지의 관통시에도 집전체의 접촉을 방지할 수 있는 분리막을 채용하는 것이 필요하다. 그러나, 리튬 이온 전지에 통상적으로 사용되는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌의 단층 또는 2층 이상의 적층 분리막은 필름의 강도가 우수하여 권취가 용이할 뿐만 아니라, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌의 융점근처에서 유동하여 분리막에 존재하는 세공을 차단하므로써 열폭주에 의한 전지의 폭발을 방지할 수 있다는 장점은 있으나, 전해액 함습량이 적고, 팽윤성도 좋지 않아서 연신율이 낮으므로 관통저항성이 약하다는 문제점이 있다.Therefore, it is necessary to employ a separation membrane that not only blocks the movement of lithium ions during thermal runaway but also has a large elongation, thereby preventing contact of the current collector even when penetrating the battery. However, a single layer or two or more layers of polyethylene or polypropylene, which are commonly used in lithium ion batteries, are not only easy to wind due to their excellent film strength, but also flow near the melting point of polyethylene and polypropylene to exist in the separator. There is an advantage in that the explosion of the battery due to thermal runaway can be prevented by blocking the pores, but the electrolyte content is low, the swelling property is not good, the elongation is low, so the penetration resistance is weak.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 리튬이온 전지의 과열 및 열폭주를 방지하며, 전지 안정성이 개선된 리튬이온 전지 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems described above, to prevent overheating and thermal runaway of a lithium ion battery, and to provide a lithium ion battery and a method of manufacturing the improved battery stability.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 리튬 함유 복합 산화물을 포함하는 양극판 및 리튬 또는 리튬 이온을 흡착하는 물질을 포함하며, 전해액을 함습하여 연신성을 갖는 미세다공성 고분자 분리막이 상기 양극판과 접촉되는 일면에 코팅된 음극판을 포함하는 리튬 이온 전지를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention includes a positive electrode plate containing a lithium-containing composite oxide and a material for adsorbing lithium or lithium ions, wherein the microporous polymer separator having a stretchability by moistening an electrolyte solution is contacted with the positive electrode plate. It provides a lithium ion battery comprising a negative electrode plate coated on one side.

본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이온 전지는 상기 양극판과 상기 일면에 고분자 분리막이 코팅된 음극판 사이에 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 다공성 고분자 분리막을 더 포함할 수 있다.The lithium ion battery according to another embodiment of the present invention may further include a porous polymer separator made of polyethylene, polypropylene, and a mixture thereof between the positive electrode plate and the negative electrode plate coated with a polymer separator on one surface thereof.

상기 다른 기술적과제를 달성하기 위하여 본 발명은,The present invention to achieve the above other technical problem,

a) 리튬 복합 산화물, 도전제, 결합제 및 캐스팅용매를 포함하는 조성물을 집전체에 캐스팅하여 양극판을 제조하는 단계;a) manufacturing a positive electrode plate by casting a composition comprising a lithium composite oxide, a conductive agent, a binder, and a casting solvent on a current collector;

b) 리튬 또는 리튬 이온을 흡착하는 물질, 결합제, 도전제 및 캐스팅용매를 포함하는 조성물을 집전체에 캐스팅하여 음극판을 제조하는 단계;b) preparing a negative electrode plate by casting a composition including a material adsorbing lithium or lithium ions, a binder, a conductive agent, and a casting solvent to a current collector;

c) 이온 전도성 고분자 소재를 가용성 유기용매에 용해시키고, 가용성 유기용매와는 혼합되나, 고분자 소재에 대해서는 불용성인 유기용매 및 무기 충진제를 혼합하여 상기 음극판 코팅용 슬러리를 제조하는 단계;c) dissolving an ion conductive polymer material in a soluble organic solvent and mixing an organic solvent and an inorganic filler which are mixed with the soluble organic solvent but insoluble in the polymer material to prepare a slurry for coating the negative electrode plate;

d) 상기 슬러리를 상기 음극판의 일면에 코팅시키고 건조하여 상기 유기용매를 증발시켜 미세다공성 고분자 분리막을 상기 음극판의 일면에 형성시키는 단계;d) coating the slurry on one side of the negative electrode plate and drying to evaporate the organic solvent to form a microporous polymer membrane on one side of the negative electrode plate;

e) 상기 음극판의 일면에 형성된 미세다공성 고분자 분리막이 상기 양극판과 접촉하도록 라미네이팅하여 전지구조체를 형성하는 단계; 및e) forming a battery structure by laminating the microporous polymer separator formed on one surface of the negative electrode plate to contact the positive electrode plate; And

f) 상기 전지 구조체에 비수계 유기용매와 이온성 리튬염을 포함하는 전해액을 함침시키는 단계를 포함하는 리튬 이온 전지의 제조방법을 제공한다.f) It provides a method of manufacturing a lithium ion battery comprising the step of impregnating an electrolyte solution containing a non-aqueous organic solvent and an ionic lithium salt in the battery structure.

본 발명의 다른 실시예에 따른 제조방법은 상기 양극판과 음극판 사이에 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 다공성 고분자 분리막을 라미네이팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.The manufacturing method according to another embodiment of the present invention may further include laminating a porous polymer separator made of polyethylene, polypropylene, and a mixture thereof between the positive electrode plate and the negative electrode plate.

본 발명에 있어서, 음극판에 코팅되는 미세 다공성 고분자 분리막은 비닐클로라이드 단독중합체, 비닐리덴플루오라이드 단독중합체, 아크릴로니트릴 단독중합체, 메타크릴레이트 단독중합체, 비닐클로라이드/비닐아세테이트 공중합체, 비닐클로라이드/비닐아세테이트/말레산 공중합체, 비닐클로라이드/아크릴로니트릴 공중합체 비닐리덴플루오라이드/아크릴로니트릴 공중합체 및 비닐리덴플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 성분으로 이루어질 수 있다.In the present invention, the microporous polymer membrane coated on the negative electrode plate is vinyl chloride homopolymer, vinylidene fluoride homopolymer, acrylonitrile homopolymer, methacrylate homopolymer, vinyl chloride / vinylacetate copolymer, vinyl chloride / vinyl Acetate / maleic acid copolymer, vinyl chloride / acrylonitrile copolymer vinylidene fluoride / acrylonitrile copolymer and vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer have.

본 발명에 있어서, 음극판에 코팅되는 미세다공성 고분자 분리막의 두께는 5 내지 50㎛인 것이 바람직하다.In the present invention, the thickness of the microporous polymer membrane coated on the negative electrode plate is preferably 5 to 50㎛.

본 발명에 있어서, 음극판에 코팅되는 미세다공성 고분자 분리막의 용융온도가 130 내지 150℃인 것이 바람직하다.In the present invention, the melting temperature of the microporous polymer membrane coated on the negative electrode plate is preferably 130 to 150 ℃.

본 발명에 있어서, 폴리에틸렌, 폴리프필렌 또는 이들의 혼합물로 이루어진 다공성 고분자 분리막의 용융온도가 80 내지 120℃인 것이 바람직하다.In the present invention, the melting temperature of the porous polymer membrane consisting of polyethylene, polypropylene or a mixture thereof is preferably 80 to 120 ℃.

본 발명에 있어서, 상기 제조방법 중 c) 단계의 가용성 용매는 테트라하이드로퓨란, 아세톤, N-메틸-2-피롤리돈 또는 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.In the present invention, the soluble solvent of step c) in the preparation method is preferably any one selected from the group consisting of tetrahydrofuran, acetone, N-methyl-2-pyrrolidone or a mixture thereof.

본 발명에 있어서, 상기 제조방법 중 c) 단계의 불용성 용매는 알코올류 용매인 것이 바람직하다,In the present invention, the insoluble solvent of step c) of the manufacturing method is preferably an alcohol solvent,

본 발명에 있어서, 상기 알코올류 용매는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.In the present invention, the alcohol solvent is preferably any one selected from the group consisting of methanol, ethanol, isopropanol and mixtures thereof.

본 발명의 일 실시예에 따른 리튬이온 전지는 리튬 복합 산화물을 포함하는 양극판과 리튬 또는 리튬 이온을 흡착하는 물질을 포함하며 전해질이 함습된 미세다공성 고분자 분리막이 코팅된 음극판을 포함하는 구조로 이루어져 있다.A lithium ion battery according to an embodiment of the present invention has a structure including a cathode plate including a lithium composite oxide and a material adsorbing lithium or lithium ions, and a cathode plate coated with a microporous polymer separator with an electrolyte therein. .

상기 음극판에 코팅된 미세다공성 고분자 분리막은 전지의 전해액을 다량 함습하여 팽윤되뿐만 아니라 연신성도 우수하다. 따라서, 전지의 압축이나 집전체의 버(bur) 등에 의한 외력으로 인해 쉽게 관통되지 않고 연신되므로써 집전제가 맞다는 부분을 감싸 쇼트를 방지하므로 전지 관통으로 인한 폭발을 막을 수 있게 된다.The microporous polymer membrane coated on the negative electrode plate has excellent stretchability as well as swelling by moistening a large amount of an electrolyte solution of a battery. Therefore, it is not easily penetrated by external force due to the compression of the battery or the external force of the current collector (bur), etc., so that the current is prevented from being shorted by covering the portion where the current collector is fitted, thereby preventing explosion due to battery penetration.

또한, 상기 고분자 분리막의 세공은 리튬이온 전지의 용량과 용도에 따라 적절한 전해전기 전도율을 갖도록 그 크기와 양을 조절하여 형성시킬 수 있다. 고분자 분리막의 세공은 고분자에 대한 불용성 용매의 사용량에 따라 기공의 크기와 기공율이 조절될 수 있다.In addition, the pores of the polymer separator may be formed by adjusting the size and amount so as to have a suitable electrolytic conductivity according to the capacity and use of the lithium ion battery. The pore size of the polymer membrane may be adjusted in pore size and porosity according to the amount of insoluble solvent used for the polymer.

상기 음극판에 코팅된 미세다공성 분리막은 약 130 내지 150℃에서 용융됨에 따라 내부에 존재하는 미세다공이 차폐되므로써 무공성 시이트로 변형되어 전해액 중의 리튬이온이 분리막을 통과하지 못하게 되어 전지의 전극반응을 셧다운(shut-down)시킨다. 이와 같은 셧다운(shut-down) 능력은 리튬전지에 있어서 불량 전지의 폭발이나 열폭주로 인한 손실을 방지하는 안전 스위치로서 작용한다.As the microporous separator coated on the negative electrode plate is melted at about 130 to 150 ° C., the micropores present therein are shielded so that the microporous separator is transformed into a non-porous sheet, thereby preventing lithium ions in the electrolyte from passing through the separator, thereby shutting down the electrode reaction of the battery. (shut-down) This shut-down capability acts as a safety switch in lithium batteries to prevent losses due to explosion or thermal runaway of defective batteries.

상기 음극판에 코팅되는 고분자 분리막은 이온전도성을 가지는 고분자인 비닐클로라이드 단독중합체, 비닐리덴플루오라이드 단독중합체, 아크릴로니트릴 단독중합체, 메타크릴레이트 단독중합체, 비닐클로라이드/비닐아세테이트 공중합체, 비닐클로라이드/비닐아세테이트/말레산 공중합체, 비닐클로라이드/아크릴로니트릴 공중합체 비닐리덴플루오라이드/아크릴로니트릴 공중합체 및 비닐리덴플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 성분으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 음극판에 코팅되는 두께는 5 내지 50㎛인 것이 바람직하다.The polymer membrane coated on the negative electrode plate is a vinyl chloride homopolymer, a vinylidene fluoride homopolymer, an acrylonitrile homopolymer, a methacrylate homopolymer, a vinyl chloride / vinylacetate copolymer, a vinyl chloride / vinyl chloride polymer having ion conductivity. Acetate / maleic acid copolymer, vinyl chloride / acrylonitrile copolymer vinylidene fluoride / acrylonitrile copolymer and vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer have. In addition, the thickness coated on the negative electrode plate is preferably 5 to 50㎛.

본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이온 전지는 리튬 복합 산화물을 포함하는 양극판, 리튬 또는 리튬 이온을 흡착하는 물질을 포함하며 전해질이 함습된 미세다공성 고분자 분리막이 상기 양극판과 접촉되는 일면에 코팅된 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물로 이루어진 다공성 고분자 분리막을 포함하는 구조로 이루어져 있다.According to another embodiment of the present invention, a lithium ion battery includes a cathode plate including a lithium composite oxide, a cathode adsorbing lithium or lithium ions, and a cathode plate coated on one surface of a microporous polymer separator in which an electrolyte is moistened is in contact with the cathode plate. And a porous polymer separator made of polyethylene, polypropylene, or a mixture thereof between the positive electrode plate and the negative electrode plate.

폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물로 이루어진 다공성 고분자 분리막은 약 80 내지 120℃에서 용융되어 무공성 사이트로 변형되는 것이 바람직하다. 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물로 이루어진 고분자 분리막이 열변형되어도 음극에 코팅된 미세다공성 고분자 분리막은 용융온도가 높아 형상이 유지되므로 전지의 양 전극판이 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 이 경우에도 음극에 코팅되는 미세다공성 고분자 분리막은 전술한 리튬 이온 전지와 동일한 고분자 성분으로 이루어 질 수 있다.Preferably, the porous polymer separator made of polyethylene, polypropylene, or a mixture thereof is melted at about 80 to 120 ° C. to be transformed into a non-porous site. Even when the polymer separator made of polyethylene, polypropylene, or a mixture thereof is thermally deformed, the microporous polymer separator coated on the negative electrode may be prevented from directly contacting both electrode plates of the battery because the melting temperature is high and the shape is maintained. Even in this case, the microporous polymer membrane coated on the negative electrode may be made of the same polymer component as the above-described lithium ion battery.

폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 혼합물을 사용하는 경우에는, 그 사용 용도에 따라 혼합물 중에 폴리에틸렌의 함량을 높게 하여 관통저항성을 뛰어나게 할 수 있고, 또한 폴리프로필렌 함량을 높게 하여 셧다운 능력을 향상시킬 수도 있다. 관통저항성을 높이기 위해서는 폴리에틸렌의 함량이 80중량% 이상이 되는 것이 바람직하고, 셧다운 능력을 향상시키기 위한 경우에는 폴리프로필렌의 함량이 60중량% 이상이 되는 것이 바람직하다.In the case of using a mixture of polyethylene and polypropylene, the content of polyethylene in the mixture can be increased to improve the penetration resistance depending on the intended use thereof, and the shutdown ability can be improved by increasing the polypropylene content. In order to improve the penetration resistance, the content of polyethylene is preferably 80% by weight or more, and in order to improve the shutdown capability, the content of polypropylene is preferably 60% by weight or more.

이하, 본 발명에 따른 리튬 이온 전지의 제조방법에 대하여 살펴보기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a lithium ion battery according to the present invention will be described.

본 발명에 일시예에 따른 리튬 이온 전지의 제조방법은 양극판을 제조하는 단계, 음극판을 제조하는 단계, 음극판 코팅용 슬러리를 제조하는 단계, 미세다공성 고분자 분리막이 코팅된 음극판을 제조하는 단계, 전지구조제를 형성하는 단계 및 전해액을 함침시키는 단계로 나눌 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a method of manufacturing a lithium ion battery includes manufacturing a positive electrode plate, manufacturing a negative electrode plate, preparing a slurry for coating a negative electrode plate, preparing a negative electrode plate coated with a microporous polymer separator, and a battery structure agent. It can be divided into the step of forming and impregnating the electrolyte solution.

본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이온 전지의 제조방법은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물로 이루어진 고분자 분리막을 더 포함하도록 전지구조체를 형성단계를 상술한 단계외에 더 포함할 수 있다.The method of manufacturing a lithium ion battery according to another embodiment of the present invention may further include a battery structure forming step to further include a polymer separator made of polyethylene, polypropylene, or a mixture thereof.

1. 양극판을 제조하는 단계1.Step of manufacturing the bipolar plate

양극판은, 캐스팅용매에 결합제를 용해시키고, 이와 별도로 리튬 복합 산화물과 도전제를 건식 혼합하여 얻은 혼합물에 상기의 용액을 가하고 균일하게 혼합하여 양극판 형성용 조성물을 제조하고, 이를 집전체 상에 캐스팅한 다음 건조시킴으로써 형성된다.The positive electrode plate is prepared by dissolving a binder in a casting solvent, separately adding the above solution to a mixture obtained by dry mixing a lithium composite oxide and a conductive agent, and uniformly mixing to prepare a composition for forming a positive electrode plate, which is then cast on a current collector. It is then formed by drying.

리튬 복합 산화물은 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiFe04, LiNi0.8Co0.2O2등 본 발명이 속하는 기술분야에 널리 알려져 있다.Lithium composite oxides are well known in the art, such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiFe0 4 , LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 .

또한, 도전제, 결합제 집전체 및 캐스팅용매는 본 발명이 속하는 기술분야에서 그 용도로 통상적으로 사용되는 물질을 사용할 수 있다. 예를 들어 도전제로는 카본블랙 등이 사용되고, 결합제로는 폴리비닐알콜, 메틸 셀룰로오즈, 카르복시메틸 셀룰로오즈, 폴리에틸렌글리콜 및 폴리비닐리덴플루오라이드 등과 같은 불소계 폴리머중에서 선택된 하나 이상이 사용되고, 집전체로는 알루미늄으로 이루어진 익스팬디드(expanded) 메탈, 펀치드(punched) 메탈, 호일이 사용되고, 캐스팅용매로는 N-메틸-2-피롤리돈, 아세톤 또는 그 혼합물을 사용하는데, N-메틸-2-피롤리돈과 아세톤의 10:90 내지 90:10 혼합용매가 많이 사용된다.In addition, the conductive agent, the binder current collector, and the casting solvent may use materials conventionally used in the art to which the present invention pertains. For example, carbon black is used as the conductive agent, and at least one selected from fluorine-based polymers such as polyvinyl alcohol, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyethylene glycol and polyvinylidene fluoride is used as the binder, and aluminum is used as the current collector. Expanded (expanded) metal, punched (punched) metal, consisting of a foil is used, the casting solvent is N-methyl-2-pyrrolidone, acetone or a mixture thereof, N-methyl-2-py 10:90 to 90:10 mixed solvents of rolidone and acetone are frequently used.

2. 음극판을 제조하는 단계.2. Preparing the negative plate.

음극판은, 캐스팅용매에 결합제를 용해시키고, 이와 별도로 리튬 또는 리튬 이온 흡착물질과 도전제를 건식 혼합하여 얻은 혼합물에 상기의 용액을 가하고 균일하게 혼합하여 음극판 형성용 조성물을 제조하고, 이를 집전체 상에 캐스팅한 다음 건조시킴으로써 형성된다.The negative electrode plate dissolves the binder in the casting solvent, and separately adds the above solution to the mixture obtained by dry mixing the lithium or lithium ion adsorbent and the conductive agent, and uniformly mixes to prepare a composition for forming the negative electrode plate, which is then formed on the current collector phase. It is formed by casting in and then drying.

리튬 또는 리튬이온 흡착물질은 흑연 또는 경탄소 등 본 발명이 속하는 기술분야에 널리 알려져 있다.Lithium or lithium ion adsorbents are well known in the art, such as graphite or light carbon.

또한, 도전제, 결합제 집전체 및 캐스팅용매는 본 발명이 속하는 기술분야에서 그 용도로 통상적으로 사용되는 물질을 사용할 수 있다. 예를 들어 도전제로는 카본블랙 등이 사용되고, 결합제로는 폴리비닐알콜, 메틸 셀룰로오즈, 카르복시메틸 셀룰로오즈, 폴리에틸렌글리콜 및 폴리비닐리덴플루오라이드 등과 같은 불소계 폴리머중에서 선택된 하나 이상이 사용되고, 집전체로는 구리으로 이루어진 익스팬디드(expanded) 메탈, 펀치드(punched) 메탈, 호일이 사용되고, 캐스팅용매로는 N-메틸-2-피롤리돈, 아세톤 또는 그 혼합물을 사용하는데, N-메틸-2-피롤리돈과 아세톤의 10:90 내지 90:10 혼합용매가 많이 사용된다.In addition, the conductive agent, the binder current collector, and the casting solvent may use materials conventionally used in the art to which the present invention pertains. For example, carbon black is used as the conductive agent, and at least one selected from fluorine-based polymers such as polyvinyl alcohol, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyethylene glycol and polyvinylidene fluoride is used as the binder, and copper is used as the current collector. Expanded (expanded) metal, punched (punched) metal, consisting of a foil is used, the casting solvent is N-methyl-2-pyrrolidone, acetone or a mixture thereof, N-methyl-2-py 10:90 to 90:10 mixed solvents of rolidone and acetone are frequently used.

3. 음극판 코팅용 슬러리를 제조하는 단계.3. Preparing a slurry for negative electrode coating.

이온 전도성 고분자 소재를 가용성 유기용매에 용해시키고, 가용성 유기용매와는 혼합되나, 고분자 소재에 대해서는 불용성인 유기용매 및 무기 충진제를 혼합하여 음극판 코팅용 슬러리를 제조한다.The ion conductive polymer material is dissolved in a soluble organic solvent and mixed with a soluble organic solvent, but an insoluble organic solvent and an inorganic filler are mixed to prepare a negative electrode plate coating slurry.

이온 전도성 고분자 소재는 비닐클로라이드 단독중합체, 비닐리덴플루오라이드 단독중합체, 아크릴로니트릴 단독중합체, 메타크릴레이트 단독중합체, 비닐클로라이드/비닐아세테이트 공중합체, 비닐클로라이드/비닐아세테이트/말레산 공중합체, 비닐클로라이드/아크릴로니트릴 공중합체 비닐리덴플루오라이드/아크릴로니트릴 공중합체 및 비닐리덴플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.Ionic conductive polymer materials include vinyl chloride homopolymer, vinylidene fluoride homopolymer, acrylonitrile homopolymer, methacrylate homopolymer, vinyl chloride / vinylacetate copolymer, vinyl chloride / vinylacetate / maleic acid copolymer, vinyl chloride / Acrylonitrile Copolymer It is preferably at least one selected from the group consisting of vinylidene fluoride / acrylonitrile copolymer and vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer.

가용성 유기용매는 테트라하이드로퓨란, 아세톤, N-메틸-2-피롤리돈 또는 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.The soluble organic solvent is preferably selected from the group consisting of tetrahydrofuran, acetone, N-methyl-2-pyrrolidone or mixtures thereof.

불용성 유가용매는 가용성 유기용매와는 혼합되나 상기 고분자 소재에 대해서는 불용성인 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 알코올류 용매인 것이 바람직하다.The insoluble oil-soluble solvent is preferably an alcohol solvent selected from the group consisting of methanol, ethanol, isopropanol and mixtures thereof, which are mixed with a soluble organic solvent but insoluble in the polymer material.

무기 충진제로서 본 발명의 기술분야에서 그 용도로서 사용되는 통상의 물질, 예를 들어 실리카, 알루미나 등을 사용할 수 있다.As the inorganic filler, it is possible to use conventional materials such as silica, alumina, and the like, which are used for the purpose of the present invention.

4. 미세다공성 고분자 분리막이 코팅된 음극판을 제조하는 단계.4. Manufacturing a negative electrode plate coated with a microporous polymer membrane.

상기 음극판 코팅용 슬러리를 음극판의 일면에 코팅하고 80 내지 120 ℃에서 건조하여 가용성 유기용매와 불용성 유기용매를 증발시켜, 비닐클로라이드 단독중합체, 비닐리덴플루오라이드 단독중합체, 아크릴로니트릴 단독중합체, 메타크릴레이트 단독중합체, 비닐클로라이드/비닐아세테이트 공중합체, 비닐클로라이드/비닐아세테이트/말레산 공중합체, 비닐클로라이드/아크릴로니트릴 공중합체 비닐리덴플루오라이드/아크릴로니트릴 공중합체 및 비닐리덴플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상으로 이루어진 미세다공성 고분자 분리막을 음극판의 일면에 형성시킨다.The negative electrode plate coating slurry is coated on one surface of the negative electrode plate and dried at 80 to 120 ° C. to evaporate the soluble organic solvent and the insoluble organic solvent, thereby obtaining a vinyl chloride homopolymer, vinylidene fluoride homopolymer, acrylonitrile homopolymer, and methacryl. Rate Homopolymer, Vinyl Chloride / Vinyl Acetate Copolymer, Vinyl Chloride / Vinyl Acetate / Maleic Acid Copolymer, Vinyl Chloride / Acrylonitrile Copolymer Vinylidene Fluoride / Acrylonitrile Copolymer and Vinylidene Fluoride / Hexafluoro A microporous polymer membrane composed of at least one selected from the group consisting of propylene copolymers is formed on one surface of the negative electrode plate.

본 발명의 일실시예에 따른 음극판에 코팅되는 미세다공성 고분자 분리막의 두께가 5 내지 50㎛가 되도록 코팅하는 것이 바람직하다.It is preferable to coat so that the thickness of the microporous polymer membrane coated on the negative electrode plate according to an embodiment of the present invention is 5 to 50㎛.

본 발명의 일실시예에 따른 음극판에 코팅되는 미세다공성 고분자 분리막은 음극판 코팅용 슬러러 중에 분산되어 있던 불용성 유기용매가 증발되면서 세공이 형성되는 것이다. 그러므로 불용성 유기용매의 양을 조절하여 세공의 크기와 양을 다양하게 할 수 있다.In the microporous polymer separator coated on the negative electrode plate according to the embodiment of the present invention, pores are formed while the insoluble organic solvent dispersed in the negative electrode plate coating slur evaporates. Therefore, it is possible to vary the size and amount of pores by adjusting the amount of insoluble organic solvent.

5. 전극구조체의 형성단계5. Formation Step of Electrode Structure

양극판과 일면에 미세다공성 고분자 분리막이 형성된 음극판을 이들 사이에 고분자 분리막이 위치하도록 라미네이팅한 후 가열, 가압하여 전극구조체를 형성한다. 가열 및 가압의 방법과 조건은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 잘알려진 방법과 조건을 따른다.The electrode plate is formed by laminating a positive electrode plate and a negative electrode plate having a microporous polymer separator on one surface such that the polymer separator is positioned therebetween, followed by heating and pressing. Methods and conditions of heating and pressurization follow methods and conditions well known to those of ordinary skill in the art.

전극 구조체를 형성하는 다른 방법은 상기 양극판과 음극판 사이에 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물로 이루어진 고분자 분리막을 넣고 라미네이팅하는 것이다.Another method of forming the electrode structure is to sandwich and laminate a polymer separator made of polyethylene, polypropylene or a mixture thereof between the positive electrode plate and the negative electrode plate.

6. 전해액 함침 단계6. Electrolyte Impregnation Step

비수계 유기용매와 무기염을 포함하는 전해액에 전극구조체를 넣어 전극구조체에 전해액이 함습되도록 한다.The electrode structure is put in an electrolyte solution containing a non-aqueous organic solvent and an inorganic salt so that the electrolyte solution is moistened in the electrode structure.

비수계 유기용매와 무기염은 본 발명이 속하는 기술분야에서 그 용도로서 통상 사용되는 것이라면 특별한 제한을 받지 않으며, 구체적으로는 비수계 유기용매로는 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, γ-부티로락톤, 1,3-디옥소란, 디메톡시에탄, 디메틸 카보네이트, 디에틸카보네이트, 테트라하이드로퓨란, 디메틸설폭사이드 및 폴리에틸렌글리콜 디메틸에테르 중에서 선택된 적어도 1종의 용매를 사용할 수 있고, 무기염으로는 용매중에서 해리되어 리튬 이온을 내는 리튬 화합물을 사용할 수 있다. 무기염의 구체적인 예로는 과염소산 리튬(lithium perchlorate, LiClO4), 사불화붕산 리튬(lithium tetrafluoroborate, LiBF4), 육불화인산 리튬(lithium hexafluorophosphate, LiPF6), 삼불화메탄술폰산 리튬(lithium trifluoromethansulfonate, LiCF3SO3) 및 리튬 비스트리플루오로메탄술포닐아미드(lithium bistrifluoromethansulfonylamide. LiN(CF3SO2)2)가 있다.The non-aqueous organic solvent and the inorganic salt are not particularly limited as long as they are commonly used as the use in the technical field to which the present invention belongs. Specifically, the non-aqueous organic solvent is propylene carbonate, ethylene carbonate, γ-butyrolactone, 1 At least one solvent selected from, 3-dioxolane, dimethoxyethane, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide and polyethylene glycol dimethyl ether may be used. The lithium compound which produces | generates lithium ion can be used. Specific examples of the inorganic salts include lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), and lithium trifluoromethansulfonate (LiCF 3). SO 3 ) and lithium bistrifluoromethansulfonylamide.LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ).

이하, 실시예 및 비교예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 다만, 본 발명의 범위가 하기 실시예로 한정되는 것이 아님은 물론이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, it is a matter of course that the scope of the present invention is not limited to the following examples.

실시예 1Example 1

리튬 복합 산화물, 도전체 및 결합제로 각각 LiNi0.8Co0.2O2(상품명: FYPH0004, 제조사:Honjo) 94%, 도전성 카본(상품명:SUPER-P, 제조사: MMM. Carbon ) 3% 및 폴리비닐리덴플루오라이드 3%를 아세톤 500ml에 균일하게 분산시켜 양극활물질 조성물을 형성하고, 이 양극활물질 조성물을 알루미늄 호일에 캐스팅하고 건조하여 양극판을 만들고, 리튬 및 리튬이온 흡착물질, 첨가제, 결합제로 각각 메조카본파이버(MCF, 제조사: Petoca) 90%, 옥살산 0.2% 및 폴리비닐리덴플루오라이드 10%를 아세톤 500ml에 균일하게 분산시켜 음극활물질 조성물을 형성하고, 이 음극 활물질 조성물을 구리 호일 캐스팅하고 건조하여 음극판을 만들었다.LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 (trade name: FYPH0004, manufacturer: Honjo) 94%, conductive carbon (trade name: SUPER-P, manufacturer: MMM.Carbon) 3% and polyvinylidene fluoride, respectively, as a lithium composite oxide, conductor and binder Disperse 3% of the lide uniformly in 500 ml of acetone to form a positive electrode active material composition, cast the positive electrode active material composition on aluminum foil and dry it to form a positive electrode plate, and mesocarbon fiber (recombinant with lithium and lithium ion adsorbents, additives, and binders). MCF, manufactured by Petoca) 90%, oxalic acid 0.2% and polyvinylidene fluoride 10% uniformly dispersed in 500 ml of acetone to form a negative electrode active material composition, this negative electrode active material composition was copper foil cast and dried to form a negative electrode plate.

다음으로, 아세톤 60ml에 비닐리덴플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 공중합체(상품명: Kynar2801, 제조사: elf-atochem) 6g 용해시킨 후 실리카 4g을 2시간 동안 교반하면서 균일하게 혼합하고, 에탄올 20ml을 가하여 24시간 동안 교반하여 슬러리를 제조하였다. 상기의 음극판의 일면에 이러한 슬러리를 닥터 블레이드를 이용하여 40㎛의 두께로 코팅한 후에 10시간 동안 80 ℃에서 건조하여 미세다공성 고분자 분리막이 코팅된 음극판을 형성하였다.Next, 6 g of vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer (trade name: Kynar2801, manufacturer: elf-atochem) was dissolved in 60 ml of acetone, and then 4 g of silica was uniformly mixed with stirring for 2 hours, and 20 ml of ethanol was added thereto. The slurry was prepared by stirring for an hour. The slurry was coated on one surface of the negative electrode plate to a thickness of 40 μm using a doctor blade and then dried at 80 ° C. for 10 hours to form a negative electrode plate coated with a microporous polymer separator.

이어서, 제조된 양극판을 음극판의 코팅된 일면과 접촉하도록 라미네이탕하여 전극 구조제를 제조하였다. 다음으로, 전극구조체를, EC:DMC:DEC의 중량비가 3:3:4인 용매에 LiPF6가 1.3M의 농도로 포함된 전해액(상품명: UBE3A, 제조사: UBE )에 침지시켜 전극구조체 내로 전해액이 함습되도록 함으로써 리튬이온 전지를 완성하였다.Subsequently, the prepared positive electrode plate was laminated so as to be in contact with the coated one surface of the negative electrode plate, thereby preparing an electrode structural agent. Next, the electrode structure is immersed in an electrolyte solution (trade name: UBE3A, manufacturer: UBE) containing LiPF 6 at a concentration of 1.3 M in a solvent having a weight ratio of 3: 3: 4 of EC: DMC: DEC, and into the electrode structure. The lithium ion battery was completed by making it hydrate.

무게가 20kg이고 하부에 돌출된 못을 가진 물체를 리튬 이온 전지 위로 돌출된 못과 전지가 충돌하도록 떨어었을 때, 전지에서 단락에 의한 불꽃과 연기의 발생여부를 실험하는, 일명 "네일(nail) 테스트"를 실시예 1에서 제조된 리튬 이온 전지에 실시하여, 전지의 관통저항성에 대한 평가를 하였고, 그 결과는 표 1에 나타냈다.When a weight weighing 20 kg and an object with a nail protruding from the bottom is dropped to collide with a nail protruding over a lithium ion battery, a test is performed to generate sparks and smoke caused by a short circuit in the battery. Test ”was carried out on the lithium ion battery prepared in Example 1 to evaluate the penetration resistance of the battery, and the results are shown in Table 1.

실시예 2Example 2

음극판의 일면에 코팅되는 슬러리의 제조시 비닐리덴플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 공중합체 대신에 폴리비닐클로라이드(제조사: Aldrich )을 가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이온 전지를 제조하였다.A lithium ion battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that polyvinyl chloride (manufactured by Aldrich) was added instead of the vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer to prepare a slurry coated on one surface of the negative electrode plate. .

실시예 1에서와 동일한 방법으로 관통저항성에 대한 평가를 하여 그 결과를 표 1에 나타냈다.The penetration resistance was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

실시예 3Example 3

음극판에 일면에 코팅되는 슬러리의 제조시 비닐리덴플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 공중합체 대신에 비닐리덴플루오라이드(상품명:KF1300, 제조사: Kurea)를 가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이온 전지를 제조하였다.Lithium was coated in the same manner as in Example 1 except that vinylidene fluoride (trade name: KF1300, manufacturer: Kurea) was added instead of the vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer to prepare a slurry coated on one surface of the negative electrode plate. An ion battery was prepared.

실시예 1에서와 동일한 방법으로 관통저항성에 대한 평가를 하여 그 결과를 표 1에 나타냈다.The penetration resistance was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

실시예 4Example 4

전극구조체의 제조시에 제조된 비닐리덴플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 공중합체로 이루어진 미세다공성 고분자 분리막이 일면에 코팅된 음극판과 양극판 사이에 폴리에틸렌(제조사: 아사이사) 시이트를 라미네이트시킨 것을 제외하고는 실시에 1과 동일한 방법으로 리튬 이온 전지를 제조하였다.Except that the microporous polymer separator made of vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer prepared at the time of manufacturing the electrode structure laminated a polyethylene (manufacturer: Asaisa) sheet between the negative electrode plate and the positive electrode plate coated on one side thereof. In the same manner as in Example 1, a lithium ion battery was manufactured.

실시예 1에서와 동일한 방법으로 관통저항성에 대한 평가를 하여 그 결과를 표 1에 나타냈다.The penetration resistance was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

비교예 1Comparative Example 1

실시예 1과 동일한 양극판, 미세다공성 고분자 분리막이 코팅되지 않은 음극판 및 아사히사에서 구입한 폴리에틸렌 시이트를 교대로 라미네이팅하여 전극구조체를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이온 전지를 제조하였다.A lithium ion battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that an electrode structure was manufactured by alternately laminating the same positive electrode plate, the negative electrode plate not coated with the microporous polymer separator, and the polyethylene sheet purchased from Asahi Corporation. It was.

실시예 1에서와 동일한 방법으로 관통저항성에 대한 평가를 하여 그 결과를 표 1에 나타냈다.The penetration resistance was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

시험결과Test result 판정Judgment 불꽃flame 연기Acting 실시예 1Example 1 XX XX 합격pass 실시예 2Example 2 XX XX 합격pass 실시예 3Example 3 XX XX 합격pass 실시예 4Example 4 XX XX 합격pass 비교예 1Comparative Example 1 00 00 불합격fail 0 : 발생 , X : 미발생0: Occurrence, X: Occurrence

표 1을 참조하면, 음극판에 코팅된 미세다공성 고분자 분리막이 비닐리덴플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 공중합체로 이루어진 실시예 1, 폴리비닐클로라이드로 이루어진 실시예 2, 비닐리덴플루오라이드로 이루어진 실시예 3 및 음극판에 코팅된 미세다공성 고분자 분리막이 비닐리덴플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 공중합체로 이루어져 있고 음극판과 양극판사이에 폴리에틸렌 시이트를 포함하는 실시예 4의 경우에는 네일이 분리막을 완전히 관통되지 않아 연기 및 불꽃이 나타나지 않았다.Referring to Table 1, the microporous polymer membrane coated on the negative electrode plate is Example 1 consisting of vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer, Example 2 consisting of polyvinyl chloride, Example 3 consisting of vinylidene fluoride And in the case of Example 4 in which the microporous polymer membrane coated on the negative electrode plate is made of vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer and includes a polyethylene sheet between the negative electrode plate and the positive electrode plate, the nail does not completely penetrate the separator and thus smoke and There was no flame.

그러나, 폴리에틸렌 시이트만을 분리막으로 사용한 비교예 1에 있어서는 네일이 분리막을 관통하여 단락에 의한 연기와 불꽃이 확인되었다.However, in Comparative Example 1 in which only polyethylene sheet was used as the separator, the nail penetrated the separator and smoke and sparks due to short circuit were observed.

본 발명에 따른 리튬 이온 전지는 관통저항성이 크고 셧다운 능력이 뛰어나 과열 및 열폭주가 방지되어, 고온 및 압축과 같은 가혹한 환경 하에서도 우수한 안정성을 유지할 수 있다.The lithium ion battery according to the present invention has excellent penetration resistance and excellent shutdown ability to prevent overheating and thermal runaway, thereby maintaining excellent stability even in harsh environments such as high temperature and compression.

또한, 전해액을 다량으로 함습할 수 있는 분리막을 구비하고 있기 때문에 리튬 이온 전지의 효율이 우수한 장점이 있다.In addition, since a separator capable of impregnating a large amount of the electrolyte solution is provided, there is an advantage of excellent efficiency of the lithium ion battery.

본 발명은 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하단는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments, these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (13)

리튬 함유 복합 산화물을 포함하는 양극판 및 리튬 또는 리튬 이온을 흡착하는 물질을 포함하며, 전해액을 함습하여 연신성을 갖는 미세다공성 고분자 분리막이 상기 양극판과 접촉하는 일면에 코팅된 음극판을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지.A positive electrode plate containing a lithium-containing composite oxide and a material that adsorbs lithium or lithium ions, characterized in that the microporous polymer membrane having a stretchable moisture by the electrolyte solution comprises a negative electrode plate coated on one surface in contact with the positive electrode plate Lithium ion battery. 제1항에 있어서, 상기 미세 다공성 고분자 분리막은 비닐클로라이드 단독중합체, 비닐리덴플루오라이드 단독중합체, 아크릴로니트릴 단독중합체, 메타크릴레이트 단독중합체, 비닐클로라이드/비닐아세테이트 공중합체, 비닐클로라이드/비닐아세테이트/말레산 공중합체, 비닐클로라이드/아크릴로니트릴 공중합체 비닐리덴플루오라이드/아크릴로니트릴 공중합체 및 비닐리덴플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지.The method of claim 1, wherein the microporous polymer membrane is a vinyl chloride homopolymer, vinylidene fluoride homopolymer, acrylonitrile homopolymer, methacrylate homopolymer, vinyl chloride / vinyl acetate copolymer, vinyl chloride / vinyl acetate / A maleic acid copolymer, vinyl chloride / acrylonitrile copolymer, vinylidene fluoride / acrylonitrile copolymer and vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer Ion battery. 제1항에 있어서, 상기 음극판에 코팅되는 상기 미세다공성 고분자 분리막의 두께가 5 내지 50㎛인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지.The lithium ion battery of claim 1, wherein a thickness of the microporous polymer separator coated on the negative electrode plate is 5 to 50 μm. 제1항에 있어서, 상기 미세다공성 분리막의 용융 온도가 130 내지 150℃인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지.The lithium ion battery according to claim 1, wherein a melting temperature of the microporous separator is 130 to 150 ° C. 제1항에 있어서, 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 다공성 고분자 분리막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지.The lithium ion battery of claim 1, further comprising a porous polymer separator formed of polyethylene, polypropylene, and a mixture thereof between the positive electrode plate and the negative electrode plate. 제6항에 있어서, 상기 다공성 고분자 분리막의 용융온도가 80 내지 120℃인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지.The lithium ion battery according to claim 6, wherein a melting temperature of the porous polymer separator is 80 to 120 ° C. 8. a) 리튬 복합 산화물, 도전제, 결합제 및 캐스팅용매를 포함하는 조성물을 집전체에 캐스팅하여 양극판을 제조하는 단계;a) manufacturing a positive electrode plate by casting a composition comprising a lithium composite oxide, a conductive agent, a binder, and a casting solvent on a current collector; b) 리튬 또는 리튬 이온을 흡착하는 물질, 결합제, 도전제 및 캐스팅용매를 포함하는 조성물을 집전체에 캐스팅하여 음극판을 제조하는 단계;b) preparing a negative electrode plate by casting a composition including a material adsorbing lithium or lithium ions, a binder, a conductive agent, and a casting solvent to a current collector; c) 이온 전도성 고분자 소재를 가용성 유기용매에 용해시키고, 가용성 유기용매와는 혼합되나, 고분자 소재에 대해서는 불용성인 유기용매 및 무기 충진제를 혼합하여 상기 음극판 코팅용 슬러리를 제조하는 단계;c) dissolving an ion conductive polymer material in a soluble organic solvent and mixing an organic solvent and an inorganic filler which are mixed with the soluble organic solvent but insoluble in the polymer material to prepare a slurry for coating the negative electrode plate; d) 상기 슬러리를 상기 음극판의 일면에 코팅시키고 건조하여 상기 유기용매를 증발시켜 미세다공성 고분자 분리막을 상기 음극판의 일면에 형성시키는 단계;d) coating the slurry on one side of the negative electrode plate and drying to evaporate the organic solvent to form a microporous polymer membrane on one side of the negative electrode plate; e) 상기 음극의 일면에 형성된 미세다공성 고분자 분리막이 상기 양극과 접촉하도록 라미네이팅하여 전지구조체를 형성하는 단계; 및e) forming a battery structure by laminating the microporous polymer separator formed on one surface of the negative electrode in contact with the positive electrode; And f) 상기 전지 구조체에 비수계 유기용매와 이온성 리튬염을 포함하는 전해액을 함침시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지의 제조방법.and f) impregnating the battery structure with an electrolyte solution containing a non-aqueous organic solvent and an ionic lithium salt. 제7항에 있어서, 상기 이온 전도성 고분자 소재가 비닐클로라이드 단독중합체, 비닐리덴플루오라이드 단독중합체, 아크릴로니트릴 단독중합체, 메타크릴레이트 단독중합체, 비닐클로라이드/비닐아세테이트 공중합체, 비닐클로라이드/비닐아세테이트/말레산 공중합체, 비닐클로라이드/아크릴로니트릴 공중합체 비닐리덴플루오라이드/아크릴로니트릴 공중합체 및 비닐리덴플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지의 제조방법.The method of claim 7, wherein the ion conductive polymer material is a vinyl chloride homopolymer, vinylidene fluoride homopolymer, acrylonitrile homopolymer, methacrylate homopolymer, vinyl chloride / vinyl acetate copolymer, vinyl chloride / vinyl acetate / Maleic acid copolymer, vinyl chloride / acrylonitrile copolymer, a lithium ion battery, characterized in that at least one selected from the group consisting of vinylidene fluoride / acrylonitrile copolymer and vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer Manufacturing method. 제7항에 있어서, 상기 음극판에 코팅되는 상기 미세다공성 고분자 분리막의 두께가 5 내지 50㎛인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지의 제조방법.The method of claim 7, wherein the thickness of the microporous polymer membrane coated on the negative electrode plate is 5 to 50 μm. 제7항에 있어서, 상기 c) 단계의 가용성 용매는 테트라하이드로퓨란, 아세톤, N-메틸-2-피롤리돈 또는 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지의 제조방법.8. The method of claim 7, wherein the soluble solvent of step c) is at least one selected from the group consisting of tetrahydrofuran, acetone, N-methyl-2-pyrrolidone or mixtures thereof. Way. 제7항에 있어서, 상기 c) 단계의 불용성 용매는 알코올류 용매인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지의 제조방법.The method of claim 7, wherein the insoluble solvent of step c) is an alcohol solvent. 제11항에 있어서, 상기 알코올류 용매는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지의 제조방법.The method of claim 11, wherein the alcohol solvent is any one selected from the group consisting of methanol, ethanol, isopropanol, and a mixture thereof. 제7항에 있어서, 상기 양극판과 음극판 사이에 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 고분자 분리막을 라미네이팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지 제조방법.The method of claim 7, further comprising laminating a polymer separator made of polyethylene, polypropylene, and a mixture thereof between the positive electrode plate and the negative electrode plate.
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