KR20020089649A - 리튬전지의 제조방법 - Google Patents

리튬전지의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20020089649A
KR20020089649A KR1020010028481A KR20010028481A KR20020089649A KR 20020089649 A KR20020089649 A KR 20020089649A KR 1020010028481 A KR1020010028481 A KR 1020010028481A KR 20010028481 A KR20010028481 A KR 20010028481A KR 20020089649 A KR20020089649 A KR 20020089649A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
high temperature
chemical conversion
negative electrode
positive electrode
Prior art date
Application number
KR1020010028481A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100416093B1 (ko
Inventor
조규웅
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR10-2001-0028481A priority Critical patent/KR100416093B1/ko
Priority to JP2002148029A priority patent/JP4276816B2/ja
Priority to CNB021246858A priority patent/CN1215594C/zh
Priority to CNB2005100814617A priority patent/CN1332472C/zh
Priority to US10/153,223 priority patent/US20030008213A1/en
Priority to CNA200710004464XA priority patent/CN1992418A/zh
Publication of KR20020089649A publication Critical patent/KR20020089649A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100416093B1 publication Critical patent/KR100416093B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/043—Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making

Abstract

본 발명은 리튬 2차 전지의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 활물질과 결합제를 혼합한 물질을 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극판과 음극판을 제조하고, 이를 세퍼레이터의 양쪽에 적층하여 소정 형상의 전지셀을 형성하는 단계, 전지셀을 전지 케이스에 삽입하여 전해액을 주입하는 단계, 전지팩을 화성하는 단계를 포함하며, 상기 화성 단계는 (1) 고온에서 실시되는 것을 특징으로 하는 전지 제조 방법; (2) 전지팩을 고온 방치한 다음 발생된 가스를 제거하고 상온에서 화성하는 것을 특징으로 하는 전지 제조 방법; 및 (3) 전지팩을 외부에서 압력을 가한 채로 화성하는 것을 특징으로 하는 전지 제조 방법;을 제공한다. 고온 화성 및 일정 시간 동안 고온 방치 후 상온 화성을 한 경우 모두 상온 화성의 경우보다 용량의 감소가 크지 않으면서 고온 부피 팽창에 양호한 효과를 보여 준다.

Description

리튬전지의 제조방법{Method for manufacturing lithium battery }
본 발명은 리튬 2차 전지 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리튬 2차 전지의 고온 화성 방법, 화성전 고온 방치한 후 1차 가스 제거공정을 거치고 상온에서 화성하는 방법, 및 압착 화성 방법에 관한 것이다.
통상적으로 충방전이 가능한 2차 전지는 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터, 컴퓨터 캠코드 등 휴대용 전자기기의 개발로 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히 이러한 2차 전지는 니켈-카드뮴 전지, 연축 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 금속 리튬 2차 전지, 공기 아연 축전지 등 종류가 다양하다. 상기 전지들 중 리튬 2차 전지는 작동 전압이 3.6 V로서, 전자 기기의 전원으로 많이 사용되는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-수소 전지에 비해 수명이 약 3배이며, 단위 중량당 에너지 밀도가 우수하다는 점에서 그 수요가 급속도로 신장되고 있다.
이러한 리튬 2차 전지는 전해질의 종류에 따라 액체 전해질 전지와 고분자전해질 전지로 분류할 수 있으며, 일반적으로 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다.
일반적으로 리튬 2차 전지를 제조함에 있어서, 먼저 활물질과 결합제 및 가소제를 혼합한 물질을 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극판과 음극판을 제조하고, 이를 세퍼레이터의 양측에 적층하여 소정 형상의 전지셀을 형성하고, 이 전지셀을 전지 케이스에 삽입하여 전지 팩을 완성한다.
리튬 이온 폴리머 전지는 일반적으로 전지 제조를 완성한 후 화성 공정 (미세한 전류로 충방전을 반복하여 전지를 활성화시키는 공정) 및 가스 제거 공정 (화성 공정 중 발생한 가스를 제거하는 공정)을 거쳐 최종 열융착을 통해 제품으로 완성된다.
일반적으로 리튬 이온 전지는 고온에서 전해액 분해반응의 가속화 또는 리튬 이온 전지의 충방전 용량 감소들의 성능 저하를 우려하여 고온에 노출시키는 것을 금지하였다. 따라서, 기본적으로 리튬 이온 전지의 제조 공정은 모두 상온에서 이루어지며 화성 공정 또한 마찬가지였다.
한편 대한민국 특허 등록번호 제1999-180175호는 40∼50℃의 제 1설정온도에서 3∼7일의 제 1 설정 기간동안 에이징하고, 상온(15℃ 내지 25℃)의 제 2 설정 온도에서 1일의 제 2 설정 기간동안 저장함으로써 리튬전지를 에이징하는 최적의 방법에 대하여 개시하고 있다. 또한 대한민국 특허 공개번호 제2000-042002호는 에이징을 실질적으로 40℃ 내지 60℃ 사이의 온도에서 수행하는 화성 및 에이징 방법에 대하여 개시하고 있다. 상기 두 문헌은 고온 에이징을 통해 생산공정를 단순화시킨 기술을 소개하고 있는 데, 이러한 기술을 이용하면 일반적으로 전해액 주입 공정까지 끝난 상태에서 전해액이 극판에 골고루 함침하도록 수행하는 에이징 공정의 시간을 단축시킬 수 있는 장점을 가지고 있다, 그러나 이러한 기술로는 고온 방치된 전지의 부피팽창, 전해액의 누출 및 전지 성능저하 등의 문제를 해결할 수 없는 난점을 가지고 있다.
리튬 폴리머 전지가 고온에 노출되었을 때, 전지 부피가 팽창하는 현상은 (1) 고온에서 활물질과 전해 용매간의 반응이 활발해 짐, (2) 고온에서 전해 용매 자체의 증기 압력이 높아짐, (3) 전지 내부의 수분 함량 등의 여러가지 이유에 기인하는 것으로 알려져 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 전지 부피 팽창을 현저하게 감소시키면서 전지 성능을 개선할 수 있는 리튬 전지의 고온 화성 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 화성전에 전지를 고온에 방치하여 가스 발생을 촉진시키고, 이어서 1차 가스 제거 공정을 거친 후, 상온에서 화성하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 외부 압력을 가하여 화성을 하는 압착 화성 방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 전해액의 용매를 달리하여 만든 전지를 85℃에서 4시간 후 스웰링 (swelling)을 일정한 시간 간격으로 측정한 그래프이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 활물질과 결합제를 혼합한 물질을 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극판과 음극판을 제조하고, 이를 세퍼레이터의 양쪽에 적층하여 소정 형상의 전지셀을 형성하는 단계, 전지셀을 전지 케이스에 삽입하고 전해액을 주입하는 단계, 및 전지팩을 화성하는 단계를 포함하며, 상기 화성 단계는 고온에서 실시되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지의 제조 방법을 제공한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 활물질과 결합제를 혼합한 물질을 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극판과 음극판을 제조하고, 이를 세퍼레이터의 양쪽에 적층하여 소정 형상의 전지셀을 형성하는 단계, 전지셀을 전지 케이스에 삽입하고 전해액을 주입하는 단계, 및 전지팩을 화성하는 단계를 포함하며, 상기 화성단계는 전지팩을 고온 방치한 다음 발생된 가스를 제거하고 상온에서 화성하는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지의 제조 방법을 제공한다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 활물질과 결합제를 혼합한 물질을 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극판과 음극판을 제조하고, 이를 세퍼레이터의 양쪽에 적층하여 소정 형상의 전지셀을 형성하는 단계, 전지셀을 전지 케이스에 삽입하고 전해액을 주입하는 단계, 및 전지팩을 화성하는 단계를 포함하며, 상기 화성 단계시 전지팩을 외부에서 압력을 가한 채로 화성하는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지의 제조 방법을 제공한다.
이하에서 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 제 1태양으로, 리륨 또는 리튬이 포함된 화합물을 사용하는 리튬 2차 전지의 제조 방법에 있어서, 본 발명은 고온에서 화성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 화성 공정은 고온 환경에서 미세한 전류로 충방전을 반복하고 후공정인 가스 제거 공정을 통해 발생가스를 제거하고 이후 전지 내부를 1기압이내의 감압상태를 유지한 상태로 봉합하면, 고온 환경에서 발생할 수 있는 여러 가지 반응이 화성 공정에서 미리 발생하고 되고 이때 발생된 부산물 등을 가스 제거 공정을 통해 제거함으로써 상기한 문제점을 해소할 수 있다. 상기한 바와 같이 고온에서 화성하는 것은 성능저하를 우려하여 금지된 사항이었으나, 본 발명이 보여주는 바와 같이, 적당한 온도 조건을 부여하여 화성 공정을 수행하면, 용량 감소를 최소화 시키면서 고온에서의 전지 부피 팽창 문제를 현저하게 개선 할 수 있는 것으로 나타났다.
상기 고온 환경의 온도는 35℃ 내지 85℃ 사이인 것이 바람직하다. 왜냐하면 85℃ 이상에서는 4시간 이상 노출되었을 때 전지의 스웰링 (swelling)이 급격히 일어나서 바람직하지 못하다. 이러한 현상은 도 1에 잘 도시되어있다. 도 1을 참조하면, 전해액의 용매를 달리하면서 전지의 스웰링의 변화를 보여준다. 85℃에서 4시간 노출시 스웰링이 가장 낮은 경우 EC/DEC (EC: Ethylene Carbonate, DEC: Diethyl Carbonate) 혼합용매로서 10%이었으며, 가장 높은 경우 EC/EMC/DMC/PC (EMC: Ethylmethyl Carbonate, DMC: Dimethyl carbonate, PC: Propylene Carbonate) 혼합용매로서 약 19%이었다. 도 1에 나타낸 다른 약어는 FB: Fluorobenzene 및 VC: Vinylene Carbonate를 나타낸다. 스웰링이 일어나면, 전해액의 증기 압력 증가 등의 문제가 발생하고 리튬 이온의 전기화학적 이동이 용이하지 않이 전지 성능에 악영향을 미친다.
또한, 상기 고온 화성시 전지 외부에서 압력을 가한 채로 화성하는 것도 가능하다.
본 발명의 제 2태양으로, 리륨 또는 리튬이 포함된 화합물을 사용하는 리튬 2차 전지에 있어서, 전지팩을 고온 방치한 다음 발생된 가스를 제거하고 상온에서 화성하는 것을 특징으로 한다.
상기 방치 온도 범위는 전술한 바와 같은 이유로 35℃ 내지 85℃인 것이 바람직하다. 방치 시간은 도 1에서 보는 바와 같이 5분 내지 4시간인 것이 바람직하다. 방치 시간은 화성충방전 속도와 관계하여 적당한 충방전 속도하에서 수행되어야 하며 일반적으로 적어도 5분 이상의 소요시간이 걸리지만 꼭 5분 이상이어야 할 필요는 없다. 그러나 방치시간이 4시간 이상 길어지면 10% 이상의 스웰링이 일어나고 이는 고온 방치 이후에 전지의 기본적인 성능(표준용량 및 수명) 등에 좋지 않은 영향을 주게 된다.
상기 결과는 금기시 되던 전지의 고온 노출에 대한 악영향 (고온에서 전해액 분해반응의 가속화 또는 리튬 이온 전지의 충방전 용량 감소들의 성능 저하)과 달리 실제로 적당한 시간, 적당한 온도 조건하에서 용량감소를 최소화하면서 전지의 부피 팽창 문제를 현저히 개선할 수 있음을 보여준다.
또한, 상기 고온 방치 후 상온 화성시 전지 외부에서 압력을 가한 채로 화성하는 것도 가능하다.
본 발명의 제 3태양으로, 리튬 또는 리튬이 포함된 화함물을 사용하는 리튬 2차 전지에 있어서, 전지 외부에 압력을 가한 채로 화성하는 것을 특징으로 한다.
이때의 압력은 10 내지 5000 g/cm2인 것이 바람직하다. 압력이 10 g/cm2이하에서도 수행가능하며 5000 g/cm2이상의 압력은 전지의 씰링(sealing)에 영향을 줄 수 있으므로 바람직하지 못하다. 이상에서 본 바와 아래에서 볼 수 있는 바와 같이 적당한 시간, 적당한 온도 조건 및 압착 환경하에서 전지 제조 공정은 용량 감소를 최소화 시키면서 고온 환경에서의 전지 부피 팽창 문제을 현저하게 개선할 수 있는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 압착 화성 단계는 상온에서도 실시 가능하다.
이하에서는 리튬 2차 전지를 제조하는 방법을 보다 자세히 설명한다. 이 방법은 예시적인 것이며 한정적인 것으로 해석되어서는 안된다.
사용 재료
본 발명에서 사용한 양극 활물질은 LiMn2O4(LM4, Nikki)을 사용하였고, 양극용 도전재료는 Super-P(소화전공)를 사용하였으며, 음극 활물질로는 KMFC (후루가와)를 사용하였으며 전해액은 1.3M LiPF6/EC+EMC+DMC+PC (41:25:24:10, 부피비) (삼성종합화학)의 조성을 사용하였다. 양극용 바인더는 PVdF (Polyvinylidenefluoride) (KW1300, Kureha), 음극용 바인더는 PVdF (KW1100, Kureha)를 사용하였다. 파우치는 두께가 110 μm로서 내면으로부터 CPP(Chlorinated Polypropylene)/Al foil/Nylon의 3중층의 구조로 이루어져 있다.
전지 제조
양극극판을 제조하기 위하여 바인더 용액 (NMP(N-Methyl pyrrolidone) 용매내에 8 중량% 바인더 함유)에 양극 활물질 및 도전제, 바인더, 첨가제를 93:3:4의 무게 비율이 되도록 하여 플래니터리 믹서(planetary mixer)로 혼합한 후, 개발용 코터를 이용하여 로딩(loading) 수준이 54.0 mg/cm2인 극판을 제조하였다. 또한 음극극판을 제조하기 위해 바인더 용액 (NMP 용매 내에 10 중량% 바인더 함유)에 음극 활물질 및 바인더를 92:8의 무게 비율이 되도록 하여 혼합한 후, 로딩 수준이 17.4 mg/cm2인 극판을 제조하였다. 코팅 극판을 개발용 압연기를 사용하여 양극 및 음극의 합제 밀도가 각각 2.79 g/cm3, 1.64 g/cm3이 되도록 압연을 한 후, 슬리팅, 음극판 건조(12 시간), 권취 (각형 개발형 권취기), 삽입, 파우치 융착, 전해액 주입, 최종 융착 등의 공정을 거체 전지를 제조하였다.
에이징 및 화성, 표준, 수명 평가
제조한 전지를 상온에서 3일간 방치하여 에이징을 한 후, 화성 3회 후, 가스 제거 및 최종 파우치 융착을 한 후 표준 1회의 충방전을 통하여 전지를 활성화하였다. 화성의 충전인가전류는 0.2C, 방전인가전류는 0.5C로 하였고, 표준의 충전인가전류는 0.5C, 방전인가전류는 0.5C로 하였으며, 충전시는 CC/CV 모드로 시간 컷오프(cut-off)조건 (3 시간)으로 충전을, 방전시는 CC 모드로 전압 컷오프 조건 (2.75 V)으로 방전을 하였다. 수명 평가는 충전 및 방전 전류를 모두 1.0C로 하였으며, 충방전 컷오프 조건은 화성 및 표준 충방전과 동일하다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 이 실시예들은 예시적인 것으로, 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다.
<비교예 1>
전지 조립체에 전해액을 주입하고, 에이징 (aging)이 끝난 전지를 상온에서 0.5 C 충전/ 0.2 C 방전을 3회 반복하였다. 이때 발생된 가스를 제거해주고 최종 열융착을 통해 전지 제조를 완료하였다. 완료된 전지를 0.5 C으로 충전한 후 표준 충전 용량을 측정하고 전지 두께를 측정하였다. 표준 충전된 전지를 85℃에서 일정기간 방치한 후 시간별로 전지 두께를 측정하였다. 고온 방치된 전지의 잔존 용량을 확인하고 표준 충방전을 실시하여 용량 회복 정도를 측정하였다.
<실시예 1>
전지 조립체에 전해액을 주입하고, 에이징이 끝난 전지를 고온(35℃ 내지 85℃ 사이의 특정온도로서 35, 55, 혹은 85℃)에서 0.5 C 충전/ 0.2 C 방전을 3회 반복하였다. 이때 발생된 가스를 제거하고, 최종 열융착을 통해 전지 제조를 완료하였다. 완료된 전지를 0.5 C으로 충전한 후 표준 전지 용량을 측정하고 전지 두께를 측정하였다. 표준 충전된 전지를 85℃에서 일정기간 방치한 후 시간별로 전지 두께를 측정하였다. 고온 방치된 전지의 잔존 용량을 확인하고 표준 충방전을 실시하여 용량 회복 정도를 측정하였다.
<실시예 2>
전지 조립체에 전해액을 주입하고, 에이징이 끝난 전지를 고온에서 (실시예 1과 같은 방법으로) 일정 시간 (30분, 2시간, 혹은 4시간) 방치하였다. 이때 발생된 가스를 제거하고, 1차 열융착을 하였다. 1차 열융착이 끝난 전지를 상온에서 0.5 C 충전/ 0.2 C 방전을 3회 반복하였다. 완료된 전지를 0.5 C으로 충전한 후 표준 전지 용량을 측정하고 전지 두께를 측정하였다. 표준 충전된 전지를 85℃에서 일정기간 방치한 후 시간별로 전지 두께를 측정하였다. 고온 방치된 전지의 잔존 용량을 확인하고 표준 충방전을 실시하여 용량 회복 정도를 측정하였다.
<실시예 3>
전지 조립체에 전해액을 주입하고, 에이징이 끝난 전지를 외부 압력 (10 g/cm2, 1000 g/cm2, 혹은 5000 g/cm2)을 가한 채로 상온에서 0.5 C 충전/ 0.2 C 방전을 3회 반복하였다. 이때 발생된 가스를 제거하고, 최종 열융착을 통해 전지 제조를 완료하였다. 완료된 전지를 0.5 C으로 충전한 후 표준 전지 용량을 측정하고 전지 두께를 측정하였다. 표준 충전된 전지를 85℃에서 일정기간 방치한 후 시간별로 전지 두께를 측정하였다. 고온 방치된 전지의 잔존 용량을 확인하고 표준 충방전을 실시하여 용량 회복 정도를 측정하였다.
상기 비교예와 실시예들에서 측정한 결과를 아래 표에 나타내었다.
실시예 1 비교예 35℃ 55℃ 85℃
고온 부피 팽창율(%)상온 부피 팽창율(%)표준 용량 회복율(%) 47.7417.36100 12.2012.2798 13.0012.5097 13.5012.0098
실시예 2 비교예 30분 2시간 4시간
고온 부피 팽창율(%)상온 부피 팽창율(%)표준 용량 회복율(%) 47.7417.36100 13.5012.3095 14.5512.4096 16.0013.0095
실시예 3 비교예 10 g/cm2 1000 g/cm2 5000 g/cm2
고온 부피 팽창율(%)상온 부피 팽창율(%)표준 용량 회복율(%) 47.7417.36100 25.5015.00100 24.5012.00100 24.4411.44100
상기 표에서 볼 수 있는 바와 같이 고온 화성 (실시예 1) 및 일정 시간 동안 고온 방치 후 상온 화성 (실시예 2) 모두 비교예보다 용량의 감소가 크지 않으면서 고온 부피 팽창에 양호한 효과가 있다.
본 발명의 화성 공정은 고온 환경에서 미세한 전류로 충방전을 반복하고 후공정인 가스 제거 공정을 통해 발생가스를 제거하고 이후 전지 내부를 1기압이내의 감압상태를 유지한 상태로 봉합하면, 고온 환경에서 발생할 수 있는 여러 가지 반응이 화성 공정에서 미리 발생하고 되고 이때 발생된 부산물 등을 가스 제거 공정을 통해 제거함으로써 화성 공정을 개선하였다. 고온 화성 (실시예 1) 및 일정 시간 동안 고온 방치 후 상온 화성 (실시예 2) 모두 비교예보다 용량의 감소가 크지 않으면서 고온 부피 팽창에 양호한 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 활물질과 결합제를 혼합한 물질을 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극판과 음극판을 제조하고, 이를 세퍼레이터의 양쪽에 적층하여 소정 형상의 전지셀을 형성하는 단계, 전지셀을 전지 케이스에 삽입하여 전해액을 주입하는 단계, 및 전지팩을 화성하는 단계를 포함하며, 상기 화성 단계는 고온에서 실시되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 고온 화성시 온도 범위는 35℃ 내지 85℃ 인 것을 특징으로 하는 전지 제조 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 고온 화성시 전지 외부에서 압력을 가한채로 화성하는 것을 특징으로 하는 전지 제조 방법.
  4. 활물질과 결합제를 혼합한 물질을 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극판과 음극판을 제조하고, 이를 세퍼레이터의 양쪽에 적층하여 소정 형상의 전지셀을 형성하는 단계, 전지셀을 전지 케이스에 삽입하여 전해액을 주입하는 단계, 및 전지팩을 화성하는 단계를 포함하며, 상기 화성단계는 전지팩을 고온 방치한 다음 발생된 가스를 제거하고 상온에서 화성하는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지의 제조 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 방치 온도 범위는 35℃ 내지 85℃ 인 것을 특징으로 하는 전지 제조 방법.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 방치 시간은 5분 내지 4시간인 것을 특징으로 하는 전지 제조 방법.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 고온 방치후 상온 화성시 전지 외부에서 압력을 가한채로 화성하는 것을 특징으로 하는 전지 제조 방법.
  8. 활물질과 결합제를 혼합한 물질을 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극판과 음극판을 제조하고, 이를 세퍼레이터의 양쪽에 적층하여 소정 형상의 전지셀을 형성하는 단계, 전지셀을 전지 케이스에 삽입하여 전해액을 주입하는 단계, 및 전지팩을 화성하는 단계를 포함하며, 상기 화성 단계시 전지팩을 외부에서 압력을 가한 채로 화성하는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지의 제조 방법.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 압력은 10 내지 5000 g/cm2인 것을 특징으로 하는 전지 제조 방법.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 압착 화성 단계는 상온에서 실시되는 것을 특징으로 하는 전지 제조 방법.
  11. 제 1항 내지 9항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전해질은 리튬염을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 제조 방법.
  12. 제 1항 내지 10항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조된 전지.
KR10-2001-0028481A 2001-05-23 2001-05-23 리튬전지의 제조방법 KR100416093B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0028481A KR100416093B1 (ko) 2001-05-23 2001-05-23 리튬전지의 제조방법
JP2002148029A JP4276816B2 (ja) 2001-05-23 2002-05-22 リチウム電池の製造方法
CNB021246858A CN1215594C (zh) 2001-05-23 2002-05-23 锂电池的制备方法
CNB2005100814617A CN1332472C (zh) 2001-05-23 2002-05-23 制备锂电池的方法
US10/153,223 US20030008213A1 (en) 2001-05-23 2002-05-23 Method for manufacturing lithium battery
CNA200710004464XA CN1992418A (zh) 2001-05-23 2002-05-23 制备锂电池的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0028481A KR100416093B1 (ko) 2001-05-23 2001-05-23 리튬전지의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020089649A true KR20020089649A (ko) 2002-11-30
KR100416093B1 KR100416093B1 (ko) 2004-01-24

Family

ID=19709847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2001-0028481A KR100416093B1 (ko) 2001-05-23 2001-05-23 리튬전지의 제조방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20030008213A1 (ko)
JP (1) JP4276816B2 (ko)
KR (1) KR100416093B1 (ko)
CN (3) CN1992418A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014178594A1 (ko) * 2013-04-30 2014-11-06 주식회사 엘지화학 이차전지의 제조 방법 및 이를 이용한 이차전지
WO2018143733A1 (ko) * 2017-02-03 2018-08-09 주식회사 엘지화학 고온 저장 특성이 향상된 리튬 이차전지의 제조 방법
US10985412B2 (en) 2017-02-03 2021-04-20 Lg Chem, Ltd. Lithium secondary battery having high-temperature storage properties and method for manufacturing the same

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100536196B1 (ko) * 2003-05-13 2005-12-12 삼성에스디아이 주식회사 비수성 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
CN100456550C (zh) * 2006-01-06 2009-01-28 深圳市雄韬电源科技有限公司 锂离子电池的封口化成方法
US20080070108A1 (en) * 2006-09-19 2008-03-20 Caleb Technology Corporation Directly Coating Solid Polymer Composite Having Edge Extensions on Lithium-Ion Polymer Battery Electrode Surface
US20080070103A1 (en) * 2006-09-19 2008-03-20 Caleb Technology Corporation Activation of Anode and Cathode in Lithium-Ion Polymer Battery
US20080070104A1 (en) * 2006-09-19 2008-03-20 Caleb Technology Corporation Forming Polymer Electrolyte Coating on Lithium-Ion Polymer Battery Electrode
US7527894B2 (en) 2006-09-19 2009-05-05 Caleb Technology Corporation Identifying defective electrodes in lithium-ion polymer batteries
KR101106359B1 (ko) * 2009-09-25 2012-01-18 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이온 이차 전지 제조 방법
US20110088720A1 (en) * 2009-10-20 2011-04-21 General Electric Company Methods for cleaning substrates
CN102971892B (zh) * 2010-02-24 2016-05-18 株式会社Lg化学 高容量正极活性材料和包含所述高容量正极活性材料的锂二次电池
WO2012111547A1 (ja) 2011-02-18 2012-08-23 株式会社 東芝 非水電解質二次電池及びその製造方法
CN102368571A (zh) * 2011-09-05 2012-03-07 东莞新能源科技有限公司 一种锂离子电池的预充电方法
CN103165941A (zh) * 2011-12-19 2013-06-19 东莞市振华新能源科技有限公司 一种锂电池的化成方法
CN103208652B (zh) * 2012-01-16 2017-03-01 株式会社杰士汤浅国际 蓄电元件、蓄电元件的制造方法及非水电解液
CN102593520B (zh) * 2012-02-20 2014-08-27 宁德新能源科技有限公司 一种提高锂离子电池硬度的方法
US9450239B1 (en) 2012-03-15 2016-09-20 Erik K. Koep Methods for fabrication of intercalated lithium batteries
CN102800892B (zh) * 2012-08-21 2015-04-22 杭州万好万家动力电池有限公司 一种软包锂离子电池的预化成方法及其装置
KR101685128B1 (ko) 2013-10-31 2016-12-09 주식회사 엘지화학 리튬 이차전지 내부에 발생된 가스 제거방법
EP2884509B1 (en) * 2013-12-16 2019-08-28 Siemens Aktiengesellschaft Removing faults from a self-healing film capacitor
DE102016222391A1 (de) 2016-11-15 2018-05-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Regeneration von Lithium-Ionen-Batterien durch Temperaturänderung
DE102016222388A1 (de) 2016-11-15 2018-05-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Regeneration von Lithium-Ionen-Batterien durch Zyklisierung
DE102016222397A1 (de) 2016-11-15 2018-05-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Regeneration von Lithium-Ionen-Batterien durch Änderung des Ladezustands
WO2019045534A1 (ko) * 2017-09-01 2019-03-07 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지용 애노드의 제조방법, 이로부터 제조된 애노드, 및 상기 애노드를 포함하는 케이블형 이차전지
CN109390634A (zh) * 2018-10-15 2019-02-26 珠海光宇电池有限公司 一种提高负极sei高温稳定性的快速化成方法
KR102452328B1 (ko) * 2019-01-10 2022-10-11 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 및 그 제조방법
KR20210155281A (ko) * 2020-06-15 2021-12-22 주식회사 엘지에너지솔루션 이차 전지 및 그의 제조 방법

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57124870A (en) * 1981-01-27 1982-08-03 Sanyo Electric Co Ltd Organic electrolytic solution-secondary battery
US5114804A (en) * 1981-08-13 1992-05-19 Moli Energy Limited Battery and method of making the battery
JPH02216771A (ja) * 1989-02-17 1990-08-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 充電可能な電気化学装置の製造法
JPH0554910A (ja) * 1991-08-28 1993-03-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解液二次電池の製造法
JP2960834B2 (ja) * 1993-06-07 1999-10-12 シャープ株式会社 リチウム二次電池
EP0627776B1 (en) * 1993-05-14 1997-08-13 Sharp Kabushiki Kaisha Lithium secondary battery
US5708349A (en) * 1995-02-23 1998-01-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Alkaline secondary battery manufacturing method, alkaline secondary battery positive electrode, alkaline secondary battery, and a method of manufacturing an initially charged alkaline secondary battery
ZA963605B (en) * 1995-06-07 1996-11-19 Duracell Inc Process for improving lithium ion cell
JP3223858B2 (ja) * 1996-12-24 2001-10-29 松下電器産業株式会社 アルカリ蓄電池とその正極活物質およびその製造方法
JP3302592B2 (ja) * 1997-02-13 2002-07-15 東芝電池株式会社 非水電解液二次電池の製造方法
JPH1126020A (ja) * 1997-07-01 1999-01-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水系電解液二次電池の製造法
JPH11102729A (ja) * 1997-09-26 1999-04-13 Toray Ind Inc 非水溶媒系二次電池の製造方法
JPH11250929A (ja) * 1998-03-03 1999-09-17 Fuji Photo Film Co Ltd リチウム二次電池の製造方法
JP2000149996A (ja) * 1998-11-12 2000-05-30 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 非水電解液二次電池の製造方法
US6589690B1 (en) * 1999-03-30 2003-07-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Secondary battery
JP2000340262A (ja) * 1999-05-28 2000-12-08 Toyota Central Res & Dev Lab Inc リチウム二次電池のエージング処理方法
US6392385B1 (en) * 1999-12-01 2002-05-21 Jeremy Barker Battery operation for extended cycle life
WO2001059860A1 (en) * 2000-02-11 2001-08-16 Comsat Corporation Lithium-ion cell and method for activation thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014178594A1 (ko) * 2013-04-30 2014-11-06 주식회사 엘지화학 이차전지의 제조 방법 및 이를 이용한 이차전지
US10038227B2 (en) 2013-04-30 2018-07-31 Lg Chem, Ltd. Method of manufacturing secondary battery and secondary battery using the same
WO2018143733A1 (ko) * 2017-02-03 2018-08-09 주식회사 엘지화학 고온 저장 특성이 향상된 리튬 이차전지의 제조 방법
US10985412B2 (en) 2017-02-03 2021-04-20 Lg Chem, Ltd. Lithium secondary battery having high-temperature storage properties and method for manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP4276816B2 (ja) 2009-06-10
CN1992418A (zh) 2007-07-04
CN1332472C (zh) 2007-08-15
JP2002352861A (ja) 2002-12-06
CN1697238A (zh) 2005-11-16
CN1215594C (zh) 2005-08-17
CN1387278A (zh) 2002-12-25
US20030008213A1 (en) 2003-01-09
KR100416093B1 (ko) 2004-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100416093B1 (ko) 리튬전지의 제조방법
KR101073228B1 (ko) 비수성 전해질 이차 전지
KR102378583B1 (ko) 리튬-함유 복합체의 코팅층을 구비한 세퍼레이터, 이를 포함하는 리튬 이차전지 및 상기 이차전지의 제조방법
KR101454372B1 (ko) 리튬 박막을 삽입한 실리콘계 음극활물질 전극 및 이의 제조방법 및 이를 구비한 리튬이차전지
CN101162791A (zh) 电池
KR20150004271A (ko) 이차 전지
US20090305143A1 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
KR100725704B1 (ko) 비수 전해액 첨가제 및 이를 이용한 이차 전지
US20050271797A1 (en) Method for manufacturing high power electrode for lithium secondary battery
KR20070082379A (ko) 고온 전처리 공정을 통한 리튬 이차 전지의 제조방법
KR20150051557A (ko) 성능이 개선된 리튬 이차 전지
KR20190090723A (ko) 리튬 이차전지용 음극의 제조방법
KR20160133828A (ko) 음극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
KR100440938B1 (ko) 리튬 전지 제조방법
KR101472848B1 (ko) 비가교-가교 고분자 혼성 바인더, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차전지용 음극 활물질 조성물
KR20160079508A (ko) 리튬 이차전지
CN100372162C (zh) 锂电池组
JP2003109662A (ja) 二次電池の製造方法
KR102587972B1 (ko) 음극의 제조방법 및 이로부터 제조된 음극
KR100432669B1 (ko) 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 그의 제조방법
KR20050013717A (ko) 우수한 저온 성능을 갖는 리튬 이차 전지용 전해액 및이를 포함한 리튬 이차전지
KR101813330B1 (ko) 리튬 이차전지 전해질용 첨가제, 이를 포함하는 리튬 이차전지용 유기 전해액 및 상기 전해액을 적용한 이차전지
KR100412528B1 (ko) 폴리머전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
KR102491619B1 (ko) 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
KR101924072B1 (ko) 리튬 이온 커패시터용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이온 커패시터

Legal Events

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

Payment date: 20121221

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131220

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141211

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151218

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161223

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171219

Year of fee payment: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181220

Year of fee payment: 16

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200103

Year of fee payment: 17