KR20030019996A - Method of Manufacturing Polymer Electrolyte and Method of manufacturing Lithium Polymer Secondary Battery Utilizing Thereof - Google Patents

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KR20030019996A
KR20030019996A KR1020010052237A KR20010052237A KR20030019996A KR 20030019996 A KR20030019996 A KR 20030019996A KR 1020010052237 A KR1020010052237 A KR 1020010052237A KR 20010052237 A KR20010052237 A KR 20010052237A KR 20030019996 A KR20030019996 A KR 20030019996A
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송정민
강효랑
윤재구
장석균
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주식회사 뉴턴에너지
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Abstract

PURPOSE: Provided are a process for producing a polymer electrolyte having improved mechanical properties and a process for producing a lithium polymer secondary battery having stable charge/discharge property by using the polymer electrolyte. CONSTITUTION: The process for producing the polymer electrolyte(4) comprises the steps of: mixing a polyvinylidene fluoride polymer and an electrolyte not containing electrolyte salts in the weight ratio of 1:2-10, wherein the electrolyte is at least one selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and gamma-butyrolactone; stirring and heating the mixture to prepare a homogeneous electrolyte slurry; and solidifying the electrolyte slurry. And the lithium polymer secondary battery is produced by laminating a cathode(6), the polymer electrolyte(4), and an anode(1).

Description

고분자 전해질의 제조 방법 및 이를 이용한 리튬 폴리머 이차 전지의 제조 방법{Method of Manufacturing Polymer Electrolyte and Method of manufacturing Lithium Polymer Secondary Battery Utilizing Thereof}Method of manufacturing polymer electrolyte and method of manufacturing lithium polymer secondary battery using same {Method of Manufacturing Polymer Electrolyte and Method of manufacturing Lithium Polymer Secondary Battery Utilizing Thereof}

본 발명은 향상된 제조 공정을 갖는 젤형 고분자 전해질의 제조 방법 및 이를 이용한 리튬 폴리머 이차 전지의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 전해질염을 포함하지 않는 전해액과 폴리비닐리덴플루오라이드계 폴리머를 이용하여 형성함으로써 기계적 강도를 크게 향상시킬 수 있으며, 공정에 적합한 특성을 갖는 고분자 전해질의 제조 방법 및 이를 이용하고 추가로 함침하는 전해액의 조성물을 이용하여 안정한 충방전 특성을 보이는 리튬 폴리머 이차 전지의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a gel polymer electrolyte having an improved manufacturing process and a method for producing a lithium polymer secondary battery using the same. More specifically, by forming using an electrolyte solution containing no electrolyte salt and a polyvinylidene fluoride-based polymer, the mechanical strength can be greatly improved, and a method for producing a polymer electrolyte having suitable properties for the process, and using the same and further The manufacturing method of the lithium polymer secondary battery which shows stable charging / discharging characteristic using the composition of the electrolyte solution to impregnate.

일반적으로 리튬 폴리머 이차 전지는 음극과 양극과 고분자 전해질로 구성되어 있는데, 이러한 구성 요소들은 수명(lifetime), 용량(capacity), 온도 특성, 안정성 등과 같은 여러 가지의 조건을 만족하여야 한다.In general, a lithium polymer secondary battery is composed of a negative electrode, a positive electrode, and a polymer electrolyte, and these components must satisfy various conditions such as lifetime, capacity, temperature characteristics, and stability.

리튬 이차 전지를 구성하는 양극 물질로는 리튬 옥사이드 화합물(LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2)을 예로 들 수 있는데, 이는 라미네이트(laminate) 구조를 가지고 있어서 리튬 이온들이 삽입되고 다시 빠져 나올 수 있게 되어 있다. 음극 물질로는 그래파이트나 코크와 같은 카본 등이 사용될 수 있다. 가장 널리 사용되고 있는 그래파이트로는 MCMB(mesocarbon microbeads)와 MPCF(mesophase carbon fiber)가 있다.Lithium oxide compounds (LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 ) are exemplified as a cathode material constituting the lithium secondary battery, and have a laminate structure so that lithium ions can be inserted and escaped again. It is. As the negative electrode material, carbon such as graphite or coke may be used. The most widely used graphites are mesocarbon microbeads (MCMB) and mesophase carbon fibers (MPCF).

리튬 전지를 구성하는 고분자 전해질은 전해액의 누액이 발생하지 않으며, 전지를 용이하게 제조할 수 있다는 장점을 가지고 있는 반면에, 높은 이온 전도도를 나타내야 하며, 열적 안정성, 전기화학적 안정성 뿐만 아니라 높은 기계적 강도 및 전극과의 좋은 접착성의 특성들을 만족하여야 한다.The polymer electrolyte constituting the lithium battery has the advantage that no leakage of electrolyte occurs and the battery can be easily manufactured, while exhibiting high ionic conductivity and high mechanical strength as well as thermal stability and electrochemical stability. Good adhesive properties with the electrode must be satisfied.

현재 사용되고 있거나 개발중인 고분자 전해질로는 폴리비닐플루오라이드와 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌옥사이드 및 이들의 혼합물이 있으며, 에틸렌 카보네이트(EC)와 프로필렌 카보네이트(PC)와 같은 주용매를 포함하며, 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 에틸 메틸 카보네이트(EMC)와 같은 조용매도 사용하고 있다. 이들 전해액과 함께 LiPF6, LiAsF6, LiClO4등과 같은 리튬염을 혼합하여 전해질로서 사용한다. 고분자로는 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride; PVdF)와 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌 옥사이드 및 이들의 혼합물 등이 있다.Polymer electrolytes currently in use or under development include polyvinyl fluoride and polyacrylates, polyethylene oxide and mixtures thereof, including main solvents such as ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC), and dimethyl carbonate (DMC). ), Co-solvents such as diethyl carbonate (DEC) and ethyl methyl carbonate (EMC) are also used. Together with these electrolytes, lithium salts such as LiPF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4, and the like are mixed and used as an electrolyte. Polymers include polyvinylidene fluoride (PVdF), polyacrylates, polyethylene oxides, and mixtures thereof.

많은 연구들이 다공성의 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 유리 섬유 필터 페이퍼 등의 세퍼레이터를 이용하는 방법들이 진행되고 있다. 특히 전극과의 접착력을 부여하기 위하여 세퍼레이터에 바인더 레진 용액을 도포하는 방법 (JP 1-089054), UV를 조사하여 고분자 성분을 가교시켜 세퍼레이터 내부에 젤을 채워 전극과의 접착력을 구현하는 방법 (USP 5,691,005, 5,597,659), 또한 세퍼레이터 한쪽면 또는 양쪽면에 겔링 층을 코팅하여 전극과의 접착을 부여하는 기능을 하게끔 한 방법 (USP 5,853,916, 5,716,421, 5,834,135, 5,681,357, 5,688,293) 등이 제시되고 있다. 본 발명에서는 젤형 고분자 전해질 자체로 우수한 기계적 강도를 가지면서 다공성 특성을 유지하여 전해액의 함침성이 우수하고 전기화학적, 열적으로 안정한 고분자 전해질을 제시한다.Many studies have been conducted using separators such as porous polyethylene, polypropylene, and glass fiber filter paper. In particular, a method of applying a binder resin solution to a separator in order to provide adhesion with an electrode (JP 1-089054), and a method of realizing adhesion to an electrode by filling a gel inside the separator by crosslinking a polymer component by UV irradiation (USP 5,691,005, 5,597,659), and also a method (USP 5,853,916, 5,716,421, 5,834,135, 5,681,357, 5,688,293), which has a function of coating a gelling layer on one or both sides of the separator to impart adhesion with the electrode, has been proposed. The present invention proposes a polymer electrolyte which is excellent in electrochemical and thermally stable polymer electrolyte, having excellent mechanical strength as the gel polymer electrolyte itself and maintaining porous properties.

PVdF계 고분자 전해질은 우수한 기계적 강도를 나타내며 따라서 리튬 이차 전지, 캐패시터, 센서 등의 격리막으로서 많이 응용되고 있다. 그러나 PVdF계 고분자 자체는 전극과의 접착력이 거의 없다. 따라서 고분자 전해질로서의 응용을 위해 고분자 전해질을 제조한 후 열을 이용하여 전극과 압착하는 방법이 많이 연구되고 있다.PVdF-based polymer electrolytes exhibit excellent mechanical strength, and thus are widely used as separators for lithium secondary batteries, capacitors, sensors, and the like. However, the PVdF-based polymer itself has little adhesive force with the electrode. Therefore, many methods for compressing the electrode using heat after preparing the polymer electrolyte for application as a polymer electrolyte have been studied.

고온의 열을 주어 전극과 전해질을 접착하는 방법은 액체 전해액의 함침에 문제점을 일으키게 되므로 전해질의 기공도를 증가시키고 전해액의 원활한 함침을 위해 전해질 내에 디부틸프탈레이트 (dibutyl phthalate, DBP) 같은 물질을 섞어주어 고분자 전해질을 제조하고 후에 이를 추출시켜 전해질 내의 기공을 확보하여 전해액의 원활한 함침을 이루는 방법들이 제안되었다 (USP 5,460,904, 5,456,000, 5,418,091). 이 경우 전해액의 함침성을 증가시키기 위하여 가소제 추출 공정이 요구되며, 추출 공정시 사용되는 용매 및 가소제의 완전한 제거가 어렵고 공정이 복잡하다는 단점이 있다.The method of bonding the electrode and the electrolyte by applying a high temperature heat will cause a problem in the impregnation of the liquid electrolyte, so to increase the porosity of the electrolyte and to mix the material such as dibutyl phthalate (DBP) in the electrolyte for smooth impregnation of the electrolyte A method of preparing a polymer electrolyte and then extracting it to secure pores in the electrolyte to achieve a smooth impregnation of the electrolyte solution has been proposed (USP 5,460,904, 5,456,000, 5,418,091). In this case, a plasticizer extraction process is required in order to increase the impregnation of the electrolyte, and it is difficult to completely remove the solvent and the plasticizer used in the extraction process and have a disadvantage in that the process is complicated.

가소제 추출 공정이 제거된 고분자 전지의 제조법도 제시되었다 (USP 5,853,916, 5,688,293, 5,716,421, 5,834,135, 5,681,357, 5,688,293). 이에 의하면 기계적 강도가 우수한 다공성 격리막에 고분자 물질을 균일하게 코팅한 후 이를 전극과 열 압착시켜 접착된 셀을 전해액에 담궈 전해액을 고분자 층에 팽창시킨다. 이러한 방법은 전해질과 전극과의 우수한 접착력을 유지하면서 추출 공정 없이 전해액을 셀 내부로 함침시키므로 공정성은 우수하나 전해액이 조밀한 고분자층에 흡수되는데 오랜 시간이 걸려 생산성이 저하되는 문제점을 가지게 된다.The preparation of polymer cells with plasticizer extraction is also shown (USP 5,853,916, 5,688,293, 5,716,421, 5,834,135, 5,681,357, 5,688,293). According to this, the polymer membrane is uniformly coated on the porous separator having excellent mechanical strength and then thermally compressed with the electrode to immerse the bonded cell in the electrolyte, thereby expanding the electrolyte in the polymer layer. Since this method impregnates the electrolyte solution into the cell without the extraction process while maintaining excellent adhesion between the electrolyte and the electrode, the processability is excellent, but the electrolyte solution is absorbed by the dense polymer layer, which has a problem in that productivity is reduced.

또한 기존의 PVdF계 고분자 전해질 제조 기법으로는 THF 또는 아세톤과 같은 휘발성이 강한 용매, PVdF, 그리고 EC/PC (1/1) 1M LiPF6와 같은 휘발성이 약한 전해액을 60℃ 정도의 온도에서 혼합한 후 스핀 코팅법을 통해 성형한 후 휘발성 용매를 건조하여 성형하거나, PVdF와 전해액을 혼합하여 100∼130℃ 정도로 고온 가압하여 필름화 하는 방법이 초기에 제안된 바 있다 (USP 5,296,318 참조).In addition, conventional PVdF-based polymer electrolyte manufacturing techniques include a mixture of a highly volatile solvent such as THF or acetone, PVdF, and a weakly volatile electrolyte such as EC / PC (1/1) 1M LiPF 6 at a temperature of about 60 ° C. After forming by the spin coating method, a method of drying a volatile solvent and molding it, or mixing PVdF and an electrolytic solution to form a film by pressing at a high temperature of about 100 to 130 ° C. (see USP 5,296,318) has been proposed.

또한 가소제와 무기 필러를 사용하는 방법이 제안되었다. 이 방법에 의하면 휘발성 용매로 THF 또는 아세톤, 가소제로 프로필렌 카보네이트, 다이부틸 프탈레이트, 에틸렌 카보네이트, 다이 메틸카보네이트 등과 같은 휘발성이 없는 용매, 그리고 무기 필러로 알루미나 또는 실리카를 첨가하여 50℃ 정도로 혼합한 후 코팅하여 고분자 전해질로 제조하였다 (USP 5,418,091). 위와 같이 제조된 고분자 전해질에서 가소제 추출 등을 통해 전지 전해액과 가소제를 치환시켜서 전지로 제작한 경우가 현재 고분자 전지의 주류를 이루고 있다 (USP 5,460,904, 5,587,257).There has also been proposed a method of using plasticizers and inorganic fillers. According to this method, a non-volatile solvent such as THF or acetone as a volatile solvent, propylene carbonate, dibutyl phthalate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, etc. as a volatile solvent, and alumina or silica as an inorganic filler are mixed and coated at about 50 ° C. To prepare a polymer electrolyte (USP 5,418,091). In the polymer electrolyte prepared as described above, the battery electrolyte is replaced with a plasticizer through a plasticizer extraction to produce a battery. The current mainstream of the polymer battery (USP 5,460,904, 5,587,257).

이외에도 많은 PVdF계 고분자 전해질 제조 방법이 발표되고 있으며 무기 필러의 양을 변화하거나 (USP 5,631,103) 전지 용매로 사용할 수 없는 휘발성 용매를 이용하여 코팅하는 경우 (USP 5,900,183) 또는 PVdF의 분자량 변화 (USP 5,962,168)에 대한 연구가 있다.In addition, many methods for producing PVdF polymer electrolytes have been published. In the case of changing the amount of inorganic filler (USP 5,631,103) or coating using a volatile solvent which cannot be used as a battery solvent (USP 5,900,183) or the molecular weight change of PVdF (USP 5,962,168) There is research on this.

이러한 고분자 전해질은 전해질 자체의 끈적거리는 특성을 갖고 있거나 충분한 이온 전도도 특성을 가지기 위해 중량비를 기준으로 고분자 함량의 최소한 2배 이상의 전해액을 가지고 있어야 한다. 그러나 젤형 고분자 전해질의 끈적거리는 성질과 많은 전해액의 함량을 유지해야 하는 특성들은 젤형 고분자 전해질의 양산성에 대한 문제점으로 부각되고 있다. 특히, 끈적거리는 성질을 갖는 젤형 고분자 전해질을 섬세하게 다뤄야 하는 부분들과 셀을 제조하는 동안 전해액의 함량이 시간에 따라 계속 변하는 문제점, 또한 전해액의 증발에 따른 고분자 전해질의 물리적인 물성도 계속 변하게 되는 문제점들이 아직도 젤형 고분자 전해질의 양산을 위해 해결해야 하는 부분으로 남아 있다.Such polymer electrolytes should have at least two times the electrolyte content based on the weight ratio in order to have sticky properties of the electrolyte itself or to have sufficient ionic conductivity properties. However, the sticky nature of the gel polymer electrolyte and the properties of maintaining the content of a large amount of electrolyte are emerging as a problem for the mass productivity of the gel polymer electrolyte. In particular, parts of the gel polymer electrolyte having a sticky property and the problem that the content of the electrolyte is continuously changed over time during the manufacturing of the cell, and also the physical properties of the polymer electrolyte due to the evaporation of the electrolyte Problems remain to be solved for mass production of gel polymer electrolyte.

본 발명의 목적은 전해질염이 제거된 전해액의 조성물과 함량을 조절하여 충분한 기공도를 갖는 젤형 고분자 전해질의 제조 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for producing a gel polymer electrolyte having a sufficient porosity by adjusting the composition and content of the electrolyte solution from which the electrolyte salt is removed.

본 발명의 다른 목적은 상기한 고분자 전해질을 이용함으로써 저온에서 열압착을 하여도 충분히 전극과의 접착성이 부여되며 추출 공정이 필요없이 전해액의 원활한 함침이 가능한 리튬 폴리머 이차 전지의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a lithium polymer secondary battery that can be sufficiently impregnated with the electrode even if the thermocompression bonding at low temperatures by using the above-described polymer electrolyte, and the impregnation of the electrolyte solution without the need for extraction process will be.

도 1은 본 발명의 방법에 따른 고분자 전해질을 포함하는 적층형 리튬 이차 전지에 대한 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a stacked lithium secondary battery including a polymer electrolyte according to the method of the present invention.

도 2는 실시예 1에 따라 제조된 리튬 폴리머 전지의 0.2C 속도로 시간에 따른 충방전 전압 프로파일을 나타낸 도면이다.2 is a view showing a charge and discharge voltage profile with time at a 0.2C rate of a lithium polymer battery prepared according to Example 1.

도 3은 실시예 1에 따라 제조된 리튬 폴리머 전지의 1C 속도로 사이클에 따른 방전 용량을 나타낸 도면이다.3 is a view showing the discharge capacity according to the cycle at a 1C rate of the lithium polymer battery prepared according to Example 1.

도 4는 실시예 1 및 비교예 1과 같은 방법으로 제조된 리튬 폴리머 전지의 1C 속도로 사이클에 따른 방전 용량을 나타낸 도면이다.4 is a view showing the discharge capacity according to the cycle at a 1C rate of the lithium polymer battery prepared in the same manner as in Example 1 and Comparative Example 1.

도 5는 실시예 1 및 비교예 2와 같은 방법으로 제조된 리튬 폴리머 전지의 1C 속도로 사이클에 따른 방전 용량을 나타낸 도면이다.5 is a view showing the discharge capacity according to the cycle at a 1C rate of the lithium polymer battery prepared in the same manner as in Example 1 and Comparative Example 2.

도 6은 실시예 2에 따라 제조된 리튬 폴리머 전지의 1C 속도로 사이클에 따른 방전 용량을 나타낸 도면이다.6 is a view showing the discharge capacity according to the cycle at a 1C rate of the lithium polymer battery prepared according to Example 2.

도 7은 실시예 1 및 비교예 3에 따라 제조된 리튬 폴리머 전지의 1C 속도로 사이클에 따른 방전 용량을 나타낸 도면이다.7 is a view showing the discharge capacity according to the cycle at a 1C rate of the lithium polymer battery prepared according to Example 1 and Comparative Example 3.

도 8은 실시예 3에 따라 제조된 리튬 폴리머 전지의 1C 속도로 사이클에 따른 방전 용량을 나타낸 도면이다.8 is a view showing the discharge capacity according to the cycle at a 1C rate of the lithium polymer battery prepared according to Example 3.

도 9는 실시예 4, 비교예 4 및 비교예 5에 따라 제조된 리튬 폴리머 전지의 1C 속도로 사이클에 따른 방전 용량을 나타낸 도면이다.9 is a view showing the discharge capacity according to the cycle at a 1C rate of the lithium polymer battery prepared according to Example 4, Comparative Example 4 and Comparative Example 5.

도 10은 실시예 5에 따라 제조된 리튬 폴리머 전지의 1C 속도로 사이클에 따른 방전 용량을 나타낸 도면이다.10 is a view showing the discharge capacity according to the cycle at a 1C rate of the lithium polymer battery prepared according to Example 5.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1...음극4...고분자 전해질1.cathode 4.polymer electrolyte

6...양극8...양극의 집전체6 positive pole 8 positive collector

10...음극의 집전체10 ... the negative collector

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는In the present invention to achieve the above object

폴리비닐리덴플루오라이드계 폴리머 및 전해질염이 용해되지 않은 전해액을 중량비로 1 : 2∼10의 비율로 혼합하는 단계;Mixing the polyvinylidene fluoride polymer and the electrolyte solution in which the electrolyte salt is not dissolved in a weight ratio of 1: 2 to 10;

상기 혼합물을 교반하면서 가열하여 실질적으로 균질의 전해질 슬러리를 제조하는 단계; 및Heating the mixture with stirring to produce a substantially homogeneous electrolyte slurry; And

얻어지는 전해질 슬러리를 고화시키는 단계를 포함하는 고분자 전해질의 제조 방법을 제공한다.It provides a method for producing a polymer electrolyte comprising the step of solidifying the resulting electrolyte slurry.

상기한 본 발명의 다른 목적은Another object of the present invention described above

양극;anode;

음극; 및cathode; And

상기 양극과 음극 사이에 위치되며 폴리비닐리덴플루오라이드계 폴리머 및 전해질염이 용해되지 않은 전해액을 중량비로 1 : 2∼10의 비율로 혼합하여 얻어지는 전해질 슬러리를 고화시켜 제조되는 고분자 전해질을 차례로 적층하는 단계를 포함하는 리튬 폴리머 이차 전지의 제조 방법에 의해 달성된다.Stacking a polymer electrolyte which is positioned between the positive electrode and the negative electrode and is prepared by solidifying an electrolyte slurry obtained by mixing a polyvinylidene fluoride-based polymer and an electrolyte solution in which the electrolyte salt is not dissolved in a weight ratio of 1: 2 to 10. It is achieved by a method for producing a lithium polymer secondary battery comprising the step.

특히, 상기 고분자 전해질과 상기 양극 및 음극중 어느 하나의 전극은 열압착 및 바인더를 통한 방법중 어느 하나의 방법을 통하여 접착시키는 것이 바람직하며, 열압착시 온도는 30∼130℃ 범위가 되도록 하는 것이 좋다.In particular, the polymer electrolyte and the electrode of any one of the positive electrode and the negative electrode are preferably bonded by any one of the method through the thermocompression bonding and the binder, the temperature during the thermocompression is to be in the range of 30 ~ 130 ℃. good.

그리고, 상기 양극, 음극 및 고분자 전해질을 포함하는 셀을 상온∼70℃의 온도 범위에서 에이징 하는 공정을 수행하는 것이 또한 바람직하다.In addition, it is also preferable to perform the step of aging the cell containing the positive electrode, the negative electrode and the polymer electrolyte in a temperature range of room temperature to 70 ℃.

본 발명에서는 PVdF계 고분자 전해질을 이용하여 리튬염이 제거된 전해액의 조성물과 함량을 조절하여 충분한 기공도를 갖는 고분자 전해질을 제조하고 적절하게 낮은 온도에서 열압착을 하여도 충분히 전극과의 접착성이 부여되는 조건으로 추출 공정이 필요 없이 전해액의 원활한 함침이 가능하게 해주는 고분자 전해질을 제시한다.In the present invention, a polymer electrolyte having sufficient porosity is prepared by adjusting the composition and content of the lithium salt-free electrolyte using PVdF-based polymer electrolyte, and sufficient adhesiveness to the electrode is obtained even when thermally compressed at an appropriately low temperature. The present invention proposes a polymer electrolyte that enables smooth impregnation of an electrolyte solution without the need for an extraction process.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명에서 제조한 고분자 전해질의 표면은 고체화 되어 전극과의 접착력을 가지고 있지 않다. 따라서 적절한 열압착 및 바인더의 사용을 통해 전극과 전해질간의 접착력을 부여하여 리튬 이차 전지를 제조할 수 있다. 특히, 전극과 고분자 전해질을 열 압착할 때, 전지를 포장하기 전 추가로 함침하는 전해액은 전극과 전해질의 계면 사이로 쉽게 함침이 가능한 상태로 열 압착하게 된다. 상기 언급한 방법으로 제조한 리튬 폴리머 이차 전지는 안정된 충방전 특성 및 고용량을 제공해 줄 수 있다.The surface of the polymer electrolyte prepared in the present invention is solidified and does not have adhesion to the electrode. Therefore, the lithium secondary battery may be manufactured by imparting adhesive force between the electrode and the electrolyte through proper thermocompression bonding and the use of a binder. In particular, when the electrode and the polymer electrolyte are thermally compressed, the electrolyte solution, which is further impregnated before packing the battery, is thermocompressed so that the electrode and the electrolyte can be easily impregnated between the interface. The lithium polymer secondary battery manufactured by the above-mentioned method can provide stable charge and discharge characteristics and high capacity.

본 발명에서 제시한 폴리비닐리덴플루오라이드계 폴리머와 전해질염이 제거된 전해액을 이용하여 제조한 고체형 고분자 전해질은 전해질염염이 없기 때문에 전해질의 저항은 크게 증가하게 된다. 그러나 전지를 포장하기 전에 추가로 함침하는 전해액에 포함된 리튬염 등의 전해질염은 고분자 전해질 내로 쉽게 확산하며 함침하는 전해액의 조성물과 리튬염의 농도를 조절하여 전해질의 저항을 크게 떨어뜨릴 수 있으며, 따라서, 포장하기 전 추가로 함침하는 전해액의 조성물을 잘 조절해야 한다. 본 발명에서는 이러한 전해액의 조성물을 이용하여 높은 방전 용량과 안정한 충방전 특성을 보이는 리튬 폴리머 이차 전지를 제조할 수 있게 된다.The solid polymer electrolyte prepared by using the polyvinylidene fluoride-based polymer and the electrolyte salt from which the electrolyte salt has been removed in the present invention has a large increase in resistance of the electrolyte since there is no electrolyte salt. However, electrolyte salts such as lithium salts contained in the electrolyte solution further impregnated before packing the battery can easily diffuse into the polymer electrolyte and control the composition of the impregnating electrolyte solution and the concentration of lithium salt, thereby greatly reducing the resistance of the electrolyte. In addition, the composition of the electrolyte solution to be further impregnated prior to packaging should be well controlled. In the present invention, it is possible to manufacture a lithium polymer secondary battery exhibiting high discharge capacity and stable charge and discharge characteristics using the composition of the electrolyte solution.

본 발명에서 사용되는 PVdF계 폴리머의 분자량은 50,000∼1,000,000 이 바람직하며, 폴리 분산 인덱스(poly disperse index)의 1∼4 범위이다. PVdF 코폴리머가 사용될 때 바람직한 HFP(hexafluoropropane)의 비율은 코폴리머의 전체 무게당 2∼30%가 바람직하다. 또한 PVdF-HFP 코폴리머의 분자량은 50,000∼1,000,000 이 바람직하며 폴리 분산 인덱스의 1∼4 범위이다.The molecular weight of the PVdF polymer used in the present invention is preferably 50,000 to 1,000,000, and is in the range of 1 to 4 of the poly disperse index. When the PVdF copolymer is used, the preferred proportion of hexafluoropropane (HFP) is preferably 2-30% per total weight of the copolymer. In addition, the molecular weight of the PVdF-HFP copolymer is preferably 50,000 to 1,000,000 and is in the range of 1 to 4 of the poly dispersion index.

만일 상기 언급된 분자량보다 낮을 경우에는 고분자 전해질의 기계적 강도가 많이 취약하여 격리막으로서의 기능을 양호하게 수행하지 못하는 경우가 있으며, 분자량이 너무 클 경우에는 전해질 슬러리의 점도가 크게 증가하여 고분자 전해질 필름을 제조하기가 용이하지 않다는 문제가 생길 수 있다.If the molecular weight is lower than the above-mentioned molecular weight, the mechanical strength of the polymer electrolyte is so weak that it may not function well as a separator. If the molecular weight is too large, the viscosity of the electrolyte slurry may increase significantly to produce a polymer electrolyte film. A problem may arise that is not easy to do.

이들 PVdF계 폴리머는 우수한 기계적 성질과 상온에서의 높은 이온전도도를 나타내는 물질로서 많은 각광을 받고 있다. 이러한 젤형 고분자 전해질은 전해질 자체의 끈적거리는 특성을 갖고 있거나 충분한 이온전도도 특성을 가지기 위해 중량비를 기준으로 고분자 함량의 최소한 2배 이상의 전해액을 가지고 있어야 한다. 그러나 젤형 고분자 전해질의 끈적거리는 성질과 많은 전해액의 함량을 유지하게 하는 특성들은 젤형 고분자 전해질의 양산성에 대한 많은 문제점들로 부각되고 있다.These PVdF-based polymers have attracted much attention as materials showing excellent mechanical properties and high ionic conductivity at room temperature. The gel polymer electrolyte should have at least two times the electrolyte content based on the weight ratio in order to have sticky properties of the electrolyte itself or to have sufficient ionic conductivity properties. However, the sticky nature of the gel polymer electrolyte and the properties of maintaining the content of many electrolytes are emerging as a problem for mass production of the gel polymer electrolyte.

특히, 끈적거리는 성질을 갖는 젤형 고분자 전해질을 섬세하게 다뤄야 하는 부분들과 셀을 제조하는 동안 전해액의 함량이 시간에 따라 계속 변하는 문제점, 또한 전해액의 증발에 따른 고분자 전해질의 물리적인 물성도 계속 변하게 되는 문제점들이 아직도 젤형 고분자 전해질의 양산을 위해 해결해야 하는 부분들도 남아 있다.In particular, parts of the gel polymer electrolyte having a sticky property and the problem that the content of the electrolyte is continuously changed over time during the manufacturing of the cell, and also the physical properties of the polymer electrolyte due to the evaporation of the electrolyte Problems still remain to be solved for mass production of gel polymer electrolytes.

본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 전해질염이 포함되지 않은 전해액과 폴리비닐리덴플루오라이드계 폴리머를 이용하여 고분자 전해질을 형성함으로써, 끈적거리지 않고 시간에 따른 전해질의 물리적 특성에 거의 변화가 없는 고체형 고분자 전해질을 제조하도록 한 것이다. 이에 따라 좀 더 공정성에 적합한 고분자 전해질이 제공된다.In the present invention, in order to solve this problem, by forming a polymer electrolyte using an electrolyte solution containing no electrolyte salt and a polyvinylidene fluoride-based polymer, it is not sticky and hardly changes the physical properties of the electrolyte with time. It is to prepare a polymer electrolyte. This provides a polymer electrolyte more suitable for fairness.

상기 고분자 전해질에 사용되는 전해액으로서는 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate; EC), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate; PC), 디에틸 카보네이트(diethyl carbonate; DEC), 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate; DMC), 에틸 메틸 카보네이트(ethyl methyl carbonate; EMC) 및 감마-부티로락톤(-butyrolactone;-BL) 으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나가 바람직하게 사용될 수 있다. 바람직한 고분자와 리튬염이 혼합된 전해액의 비율은 1 : 2-10의 비율로, 만일 고분자의 비율이 이보다 증가하게 되면 고분자 전해질의 기계적 강도는 증가하나, 전해액의 비율이 너무 낮기 때문에 이온전도도가 떨어지게 되며 전극과 전해질간의 접착력도 많이 떨어지게 된다.Examples of the electrolyte used in the polymer electrolyte include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), and ethyl methyl carbonate (ethyl). methyl carbonate (EMC) and gamma-butyrolactone ( -butyrolactone; At least one selected from the group consisting of -BL) can be preferably used. The ratio of the preferred polymer and the lithium salt mixed electrolyte is 1: 2-10. If the ratio of the polymer is increased, the mechanical strength of the polymer electrolyte increases, but the ion conductivity decreases because the proportion of the electrolyte is too low. The adhesion between the electrode and the electrolyte is also reduced.

전극과 전해질의 접착력을 형성하기 위해서는 고분자 전해질 내에 포함되어 있는 전해액의 함량이 충분히 있어야 한다. 그러나 만일 상기한 비율보다도 높은 전해액의 함량은 비록 전해질의 이온전도도는 크게 증가하나 전해질의 기계적 강도를 떨어뜨리며 셀을 제조하였을 때에 숏 컷(short cut)을 형성할 수 있다. 더욱 바람직하게는 고분자와 전해액의 비율이 중량비로 1 : 4∼8의 범위가 되도록 한다.In order to form an adhesive force between the electrode and the electrolyte, the amount of the electrolyte contained in the polymer electrolyte should be sufficient. However, if the content of the electrolyte is higher than the above ratio, although the ionic conductivity of the electrolyte is greatly increased, the mechanical strength of the electrolyte may be reduced, and a short cut may be formed when the cell is manufactured. More preferably, the ratio of the polymer and the electrolyte is in the range of 1: 4 to 8 by weight.

상온에서 10-3S/cm 이상의 이온전도도를 나타내기 위해서 EC의 비율은 사용된 용매 전체 무게의 20% 이상이 바람직하다. 만일 EC의 비율이 이보다 낮을 경우에는 사용되는 전해질염을 충분히 해리시키지 못하게 되며 따라서 전해질의 이온전도도는 크게 감소하게 된다. 또한 저온에서의 높은 이온전도도를 나타내기 위해서는 EC의 비율은 용매 전체 무게의 80% 이하로 하는 것이 바람직하다. 그러므로 전체 용매의 무게를 기준으로 사용되는 EC의 함량은 20∼80 중량% 범위로 하는 것이 바람직하다. 좀 더 바람직한 비율은 전해액 총량을 기준으로 할 때 30∼60 중량% 범위이다.In order to exhibit ionic conductivity of 10 −3 S / cm or more at room temperature, the ratio of EC is preferably 20% or more of the total weight of the solvent used. If the ratio of EC is lower than this, the electrolyte salt used is not sufficiently dissociated, and thus the ion conductivity of the electrolyte is greatly reduced. In addition, in order to exhibit high ionic conductivity at low temperature, the proportion of EC is preferably 80% or less of the total weight of the solvent. Therefore, the content of EC to be used based on the weight of the total solvent is preferably in the range of 20 to 80% by weight. A more preferable ratio is 30 to 60 weight% based on the total amount of electrolyte.

본 발명에서는 전해질염이 제거된 전해액을 이용하여 고분자 전해질을 제조하며, 이 때 고분자 전해질 내의 전해액은 전해질염이 포함된 전해액을 제조한 고분자 전해질에 비해 좀 더 강한 기계적 강도를 보인다. 전해질염이 제거됨으로써 사용하는 전해액과 폴리머와의 친화성이 증가하게 되어 전해질염이 포함된 전해액을 이용하여 제조한 고분자 전해질에 비해 강한 기계적 강도의 특성을 나타내는 것이다.In the present invention, the polymer electrolyte is prepared using the electrolyte solution from which the electrolyte salt has been removed, and the electrolyte in the polymer electrolyte shows a stronger mechanical strength than the polymer electrolyte in which the electrolyte solution containing the electrolyte salt is prepared. As the electrolyte salt is removed, the affinity between the electrolyte and the polymer to be used is increased, thereby exhibiting a stronger mechanical strength than the polymer electrolyte prepared by using the electrolyte containing the electrolyte salt.

상기 고분자 혼합물을 형성한 후에는 상기 고분자 혼합물에 대하여 약 2∼50%의 산화규소(SiO2), 제올라이트 및 산화알루미늄(Al2O3)을 첨가하는 것도 가능하다.After the polymer mixture is formed, it is also possible to add about 2-50% of silicon oxide (SiO 2 ), zeolite and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) to the polymer mixture.

본 발명의 방법에 따라 전해질염이 제거된 전해액의 조성을 이용하여 젤형 고분자 전해질을 제조하면 매우 얇은 두께로 제조하는 것이 가능하다. 일반적으로 PVdF계 폴리머나 폴리아크릴레이트계 고분자 등을 이용하여 제조하는 젤형 고분자 전해질은 50∼60㎛ 이하로 제조하기에는 단락의 위험성이 커지며 셀의 안정성에 문제점을 나타내고 있다. 그러나 본 발명에서 제조한 고분자 전해질은 사용하는 전해액의 조성을 조절함으로써 15㎛ 까지의 아주 얇은 고분자 전해질로도 제조할 수 있다.According to the method of the present invention, it is possible to prepare a gel polymer electrolyte using the composition of the electrolyte solution from which the electrolyte salt has been removed. In general, gel polymer electrolytes prepared using PVdF-based polymers or polyacrylate-based polymers have a high risk of short-circuit and have problems in cell stability. However, the polymer electrolyte prepared in the present invention can also be prepared as a very thin polymer electrolyte up to 15㎛ by adjusting the composition of the electrolyte solution to be used.

상기 고분자 혼합물을 이용하여 고분자 전해질은 다음과 같이 제조된다.Using the polymer mixture, a polymer electrolyte is prepared as follows.

상기 고분자에 상기 전해질염이 함유된 전해액을 약 1 : 2∼10의 비율로 사온에서 상온에서 균일하게 혼합하도록 한다. 이후, 60∼150℃의 온도 범위로 가열하여 고분자와 전해액의 균질 용액인 고분자 슬러리를 제조한다. 좀 더 바람직한 가열 온도는 80∼130℃ 이다. 가열하는 동안 고분자 성분이 전해액에 용해됨에 따라 점도가 증가하게 되고, 점도가 약 1,000∼100,000 cps가 되었을 때 상기 균질 용액을 캐스팅 등의 방법으로 고화시켜 고분자 전해질을 제조하도록 한다.The electrolyte solution containing the electrolyte salt in the polymer is uniformly mixed at room temperature at room temperature in a ratio of about 1: 2 to 10. Then, the polymer slurry is heated to a temperature range of 60 to 150 ° C., which is a homogeneous solution of the polymer and the electrolyte solution. More preferable heating temperature is 80-130 degreeC. The viscosity increases as the polymer component is dissolved in the electrolyte during heating, and when the viscosity reaches about 1,000 to 100,000 cps, the homogeneous solution is solidified by casting or the like to prepare a polymer electrolyte.

상온에서의 혼합 공정은 고분자들과 용매들간에 서로 균일한 혼합을 시키기 위해서 중요하며, 상온 혼합 시간이 짧은 경우에는 고분자가 뭉쳐 있는 부분이 많기 때문에, 가열 공정시 균일한 혼합물을 얻기 어렵게 되며 얻어지는 고분자 전해질 역시 불균일하다. 따라서, 각 성분이 충분히 균일하게 혼합될 수 있을 정도로 충분한 시간 동안 상온 교반을 수행하도록 한다. 교반 시간은 사용되는 성분의 양, 종류 등에 따라 달라질 수 있으므로 특별히 한정할 수는 없다.The mixing process at room temperature is important for uniform mixing between the polymers and the solvents, and when the mixing time is short, since the polymers are often agglomerated, it becomes difficult to obtain a uniform mixture during the heating process. The electrolyte is also heterogeneous. Therefore, room temperature agitation is performed for a time sufficient to allow each component to be mixed sufficiently uniformly. Since the stirring time may vary depending on the amount, type, etc. of the components used, the stirring time is not particularly limited.

상온 혼합후, 혼합물을 가열하여 전해질 슬러리를 얻도록 한다. 가열 온도는 60∼150℃의 온도 범위가 바람직하다. 60℃ 보다 낮은 온도 범위에서는 고분자들이 녹지 않아서 전해질 필름이 형성되지 않을 수 있으며, 전해질 필름이 형성되더라도 고분자의 국부적인 함량이 높은 부분이 존재하고 이 부분은 이온 전달의 장벽으로 작용하여 이온 전도도가 감소할 수 있다. 한편, 150℃ 보다 높은 온도에서 고분자 전해질 슬러리를 제조하는 경우에는 고분자의 분해 반응이 일어나서 고분자 전해질 필름의 기계적 강도가 감소되는 문제점이 생겨 셀 제조시 양극과 음극의 접촉에 의한 전기적 단락이 발생할 가능성이 커진다. 따라서, 적절한 온도 범위에서 적절한 시간 동안 교반시켜 주는 것이 중요한데, 이를 특별히 제한할 필요는 없지만 상기한 온도 범위로 하는 것이 바람직하다.After mixing at room temperature, the mixture is heated to obtain an electrolyte slurry. As for heating temperature, the temperature range of 60-150 degreeC is preferable. In the temperature range below 60 ° C, the polymer may not melt and the electrolyte film may not be formed. Even though the electrolyte film is formed, there is a high local content of the polymer and this part acts as a barrier for ion transfer, thereby decreasing the ionic conductivity. can do. On the other hand, when the polymer electrolyte slurry is prepared at a temperature higher than 150 ° C., the decomposition reaction of the polymer occurs, which causes a problem that the mechanical strength of the polymer electrolyte film is reduced, which may cause an electrical short circuit due to contact between the positive electrode and the negative electrode during cell manufacture. Grows Therefore, it is important to stir at an appropriate temperature range for an appropriate time, but there is no need to specifically limit it, but it is preferable to make the above-mentioned temperature range.

고분자 전해질의 가열 시간은 고분자 전해질을 제조하기 위한 각 성분에 의해 많은 영향을 받는다. 예컨대, 만일 전해질내의 EC의 양이 증가할수록 PVdF 고분자와 전해액과의 친화성은 감소하며 젤을 형성하기 위한 가열 시간은 다소 증가하게 된다. 이와 반대로 EC의 양이 감소하면 전해질을 구성하는 전해액의 용해도는 PVdF에 더 근접하게 되며 보다 짧은 시간내에 고분자 전해질을 형성하게 된다. 본 발명자들의 반복적인 실험 결과, 상기한 요인들을 감안 할 때, 60∼150℃의 온도범위에서 5 분 에서 5 시간 정도 교반시키는 것이 적절하다.The heating time of the polymer electrolyte is greatly influenced by each component for preparing the polymer electrolyte. For example, if the amount of EC in the electrolyte increases, the affinity between the PVdF polymer and the electrolyte decreases and the heating time for forming the gel increases somewhat. On the contrary, when the amount of EC decreases, the solubility of the electrolyte constituting the electrolyte becomes closer to PVdF and forms a polymer electrolyte in a shorter time. As a result of the repeated experiments of the present inventors, in view of the above factors, it is appropriate to stir for 5 minutes to 5 hours in the temperature range of 60 ~ 150 ℃.

상기 고분자 전해질의 기계적 강도는 전해질염이 포함된 전해액을 이용하여 제조한 고분자 전해질 보다 우수하고 시간에 따른 고분자 전해질의 물리적인 변화가 거의 없는 특성을 나타내며, 장시간 보관한 후 전극과 조립하여 전지를 제조하여도 높은 방전 용량을 나타내며 안정한 사이클 특성을 나타낸다.The mechanical strength of the polymer electrolyte is superior to that of the polymer electrolyte prepared using an electrolyte solution containing an electrolyte salt and exhibits little physical change of the polymer electrolyte with time, and the battery is manufactured by assembling with an electrode after long time storage. Even if it shows high discharge capacity, it shows stable cycle characteristics.

상기와 같이 제조된 고분자 전해질은 리튬 고분자 이차전지, 캐패시터 및 센서 등에 다양하게 적용될 수 있다.The polymer electrolyte prepared as described above may be variously applied to lithium polymer secondary batteries, capacitors, and sensors.

이와 같이 제조된 본 발명에 따른 고분자 전해질을 이용하여 리튬 폴리머 이차 전지를 제조하는 방법은 다음과 같다.The method for producing a lithium polymer secondary battery using the polymer electrolyte according to the present invention prepared as described above is as follows.

먼저, 제조된 고분자 전해질 슬러리를 기판 위에 도포하여 고분자 전해질 필름을 제조하도록 한다. 기판은 고분자 전해질이 쉽게 분리될 수 있으며 반응성이 없는 이형 필름일 수 있고 혹은 양극 및 음극일 수도 있다. 이형 필름 위에 고분자 전해질을 제막하는 경우에는 두 장의 이형 필름 위에 각각 제막된 고분자 전해질 필름 사이에 전극을 붙여 전극 양면에 고분자 전해질이 접착되어 있는 구조로 얻어낸다.First, the prepared polymer electrolyte slurry is coated on a substrate to prepare a polymer electrolyte film. The substrate may be a release film in which the polymer electrolyte is easily separated and may be a non-reactive release film, or may be a positive electrode and a negative electrode. When the polymer electrolyte is formed on the release film, an electrode is attached between the polymer electrolyte films formed on the two release films, respectively, to obtain a structure in which the polymer electrolyte is adhered to both sides of the electrode.

이 때 고분자 전해질과 전극은 적절한 열압착 및 바인더의 사용을 통해 접착시킬 수 있다. 더욱 바람직하게는 전지를 포장하기 전 추가로 함침하는 전해액이 전극과 전해질의 계면 사이로 쉽게 함침이 가능한 상태가 되므로 열 압착하게 된다. 바람직한 열 압착시의 온도는 30∼130℃ 이다. 좀 더 바람직한 온도는 35∼100℃ 이다. 물론 전해질과 전극은 바인더를 사용하여 접착시킬 수도 있다. 사용되는바인더로는 폴리아크릴레이트계 폴리머를 사용할 수 있다.In this case, the polymer electrolyte and the electrode may be adhered through proper thermocompression and the use of a binder. More preferably, the electrolyte solution further impregnated before the battery is packaged is thermocompressed because it can be easily impregnated between the interface between the electrode and the electrolyte. The preferable temperature at the time of thermocompression bonding is 30-130 degreeC. More preferable temperature is 35-100 degreeC. Of course, the electrolyte and the electrode can also be bonded using a binder. As the binder used, a polyacrylate-based polymer may be used.

제조된 고분자 전해질/음극/고분자 전해질의 구조에서 한쪽 고분자 전해질 면 위에 양극을 접착시킴으로써 한 개의 단일셀이 제조된다 (이 때, SPE 필름/양극/SPE 필름의 경우에는 음극을 접착시키게 된다). 이 때의 단일셀은 고분자 전해질/음극/고분자 전해질/양극과 같이 구성되며 단지 단일셀로만 제조할 경우에는 반대쪽의 고분자 전해질은 제거될 수 있다. 이 때의 셀 구성은 음극/고분자 전해질/양극과 같다. 적층셀의 경우에는 바깥쪽에 접착된 양극 위에 다시 단일셀 구조를 적층시켜 양극/고분자 전해질/음극/고분자 전해질이 반복되는 구조를 가지게 된다. 적층셀이 완성된 후 맨 바깥쪽의 고분자 전해질은 후에 제거될 수 있다.In the structure of the prepared polymer electrolyte / cathode / polymer electrolyte, one single cell is prepared by adhering an anode on one polymer electrolyte surface (in this case, in the case of SPE film / anode / SPE film, the cathode is bonded). In this case, the single cell is composed of a polymer electrolyte / cathode / polymer electrolyte / anode, and when only a single cell is manufactured, the polymer electrolyte on the opposite side can be removed. The cell configuration at this time is the same as that of the negative electrode / polymer electrolyte / anode. In the case of the stacked cell, the single cell structure is laminated on the anode bonded to the outside to have a structure in which the anode / polymer electrolyte / cathode / polymer electrolyte is repeated. After the lamination cell is completed, the outermost polymer electrolyte may be removed later.

또한 가열된 전해질 슬러리는 음극 또는 양극의 위에 직접 코팅시킬 수도 있다. 이 경우, 고분자 전해질의 두께는 20∼100㎛ 의 범위를 가진다. 적층셀을 제조하는 경우의 순서는 이형 필름을 사용하는 경우와 동일하다. 전극의 양면에 고분자 전해질을 코팅함으로써 고분자 전해질/음극(혹은 양극)/고분자 전해질의 구조를 얻어내며 한쪽 전해질 면에 상대 전극을 접착시켜 단일셀을 얻어내며 이 단일셀을 반복시킴으로써 적층셀을 얻어낸다. 적층셀의 개략도를 도 1에 나타내었다.The heated electrolyte slurry may also be coated directly on the cathode or anode. In this case, the thickness of the polymer electrolyte is in the range of 20 to 100 µm. The procedure in the case of manufacturing a laminated cell is the same as that of using a release film. The polymer electrolyte is coated on both sides of the electrode to obtain the structure of the polymer electrolyte / cathode (or anode) / polymer electrolyte, and the counter electrode is adhered to one electrolyte surface to obtain a single cell, and the single cell is repeated to obtain a stacked cell. . A schematic diagram of the stacked cell is shown in FIG. 1.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고분자 전해질을 포함하는 적층셀 타입의 리튬 이차 전지에 대한 개략적인 단면도이다. 도면에서, 도면부호 1은 음극, 4는 고분자 전해질, 6은 양극, 8은 양극의 집전체, 10은 음극의 집전체를 의미한다.1 is a schematic cross-sectional view of a stacked cell type lithium secondary battery including a polymer electrolyte according to an embodiment of the present invention. In the drawings, reference numeral 1 denotes a negative electrode, 4 denotes a polymer electrolyte, 6 denotes a positive electrode, 8 denotes a current collector of a positive electrode, and 10 denotes a current collector of a negative electrode.

상술한 방법에 따라 단일셀 또는 적층셀을 제조하고 리튬염과 같은 전해질염이 포함된 액체 전해질을 추가로 함침시킨다. 이 액체 전해액은 전극 및 전해질에스며들어 전극과 전해질 간의 이온 전달을 향상시켜 주는 작용을 하게 된다. 따라서 액체 전해질을 추가하는 공정은 셀의 고율 방전 및 저온 성능을 향상시키게 된다. 이러한 공정을 통하여 전해질염이 제거된 전해액을 사용하여 제조한 고분자 전해질 내에 전해액과 전해질염을 충분히 함침시키게 되는 것이다.According to the method described above, a single cell or a laminated cell is prepared and further impregnated with a liquid electrolyte containing an electrolyte salt such as lithium salt. The liquid electrolyte penetrates the electrode and the electrolyte, thereby improving the ion transfer between the electrode and the electrolyte. The process of adding a liquid electrolyte thus improves the high rate discharge and low temperature performance of the cell. Through this process, the electrolyte solution and the electrolyte salt are sufficiently impregnated in the polymer electrolyte prepared using the electrolyte solution from which the electrolyte salt has been removed.

결국, 고분자 전해질을 제조할 때 전해질염을 제거함으로써 고체형의 공정성이 좋은 고분자 전해질을 얻을 수 있으나, 고분자 전해질 내에 전해질염이 없음으로 해서 전해질의 저항은 크게 증가하게 된다. 그러나 전지를 포장하기 전에 추가로 함침시키는 전해액의 전해질염 농도를 조절함으로써, 고분자 전해질의 저항을 크게 감소시킬 수 있으며 이러한 방식에 따라 제조된 리튬 폴리머 이차 전지는 안정된 충방전 특성을 보이게 되는 것이다.As a result, a polymer electrolyte having good solidity can be obtained by removing the electrolyte salt when preparing the polymer electrolyte. However, since there is no electrolyte salt in the polymer electrolyte, the resistance of the electrolyte is greatly increased. However, by adjusting the electrolyte salt concentration of the electrolyte solution further impregnated before packing the battery, it is possible to greatly reduce the resistance of the polymer electrolyte, and the lithium polymer secondary battery manufactured in this manner will exhibit stable charge and discharge characteristics.

추가로 함침하는 전해액을 구성하는 전해액으로는 EC, PC, DEC, DMC, EMC,-BL 또는 이러한 용매들의 혼합물, 전해질염, 바람직하게 리튬염으로는 1.0∼3M 농도의 LiClO4, LiCF3SO3, LiBF4, LiPF6, LiAsF6등이 사용될 수 있다. 이 때, 리튬염의 농도가 1.0M 보다 낮은 경우에는 고분자 전해질 내로 함침되는 리튬의 양이 부족하게 되어 전해질의 이온전도도가 감소하며, 3M 보다 높은 경우에는 전해질의 점도가 크게 증가하여 전해질 내의 농도 과전압이 증가하게 된다. 또한 리튬 폴리머 전지의 저온 성능을 떨어뜨리게 된다. 따라서, 상기 리튬염의 농도는 1.0∼3M 농도 범위가 되도록 한다.Further, electrolytes constituting the impregnated electrolyte include EC, PC, DEC, DMC, EMC, LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiBF 4 , LiPF 6 , LiAsF 6, or the like may be used as -BL or a mixture of these solvents, an electrolyte salt, preferably a lithium salt, in a concentration of 1.0 to 3 M. At this time, when the concentration of lithium salt is lower than 1.0M, the amount of lithium impregnated into the polymer electrolyte is insufficient, and the ion conductivity of the electrolyte is decreased. When the concentration of the lithium salt is higher than 3M, the viscosity of the electrolyte is increased so that the concentration overvoltage in the electrolyte is increased. Will increase. It also degrades the low temperature performance of lithium polymer batteries. Therefore, the concentration of the lithium salt is in the range of 1.0 to 3M concentration.

이후, 진공 포장기를 이용하여 케이스를 밀봉하고, 상온에서 약 70℃ 정도의온도로 일정 시간 동안 에이징한다. 본 발명에서는 제조한 리튬 폴리머 이차 전지는 추가로 함침하는 전해액과 전해질염의 고분자 전해질 내로 좀 더 용이한 확산을 위하여 고온에서의 에이징 과정을 가질 수 있다. 좀 더 짧은 시간내에 전해액과 전해질염의 확산을 위해 고온에서 전지를 에이징하여 전지의 내부 저항을 감소시킬 수도 있다.Thereafter, the case is sealed using a vacuum packaging machine and aged at a temperature of about 70 ° C. for a predetermined time at room temperature. In the present invention, the manufactured lithium polymer secondary battery may further have an aging process at high temperature for easier diffusion into the polymer electrolyte of the impregnated electrolyte solution and the electrolyte salt. The internal resistance of the battery may be reduced by aging the cell at high temperature for diffusion of electrolyte and electrolyte salt in a shorter time.

에이징이 끝난 셀들은 약 0.2C 속도(rate)로 정전류 충전하고, 셀전압이 4.2V에 도달하는 경우에는 4.2V의 정전압을 유지시켜 주면서 전류가 정전류 충전시 전류의 약 1/5∼1/20 정도가 될 때까지 4.2V의 전압을 유지시켜 주는 정전압 충전 과정을 거친다. 이어서, 0.2C 속도로 방전시키면서 이와 같은 과정을 2∼5회 반복한다. 이 때, 셀 내부에 기체가 발생하는 경우에는 탈가스(degassing)와 재실링(resealing) 과정이 추가된다.Aged cells are charged with a constant current at a rate of about 0.2C and maintain a constant voltage of 4.2V when the cell voltage reaches 4.2V while the current is about 1/5 to 1/20 of the current during constant current charging. It goes through a constant-voltage charging process that maintains a voltage of 4.2V until it reaches a degree. Subsequently, this process is repeated 2 to 5 times while discharging at a rate of 0.2C. At this time, when gas is generated inside the cell, degassing and resealing processes are added.

이하, 본 발명에 따른 고분자 전해질 및 이를 사용한 리튬 이차 전지의 제조 방법을 하기 실시예로서 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the polymer electrolyte according to the present invention and a method of manufacturing a lithium secondary battery using the same will be described in detail with reference to the following examples, but the scope of the present invention is not limited to these examples.

<실시예 1><Example 1>

PVdF계 폴리머로 코폴리머인 Kynar 2801(Atochem Inc.) 1g과 에틸렌 카보네이트/디메틸 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트 (무게비로 1/1/1)의 리튬염이 제외된 혼합 용액 8g을 같이 상온에서 충분히 섞어 주었다. 후에 130℃ 온도로 1 시간 정도 교반 하였다. 얻어지는 고분자 전해질 슬러리를 닥터 블레이드법으로 기판 위에 캐스팅 하였다. 캐스팅 된 고분자 필름의 두께는 40㎛ 이며터프니스(toughness)가 아주 우수하였다. 이 때 캐스팅된 고분자 전해질은 전극과 50℃에서 고온 압착하여 셀을 적층하였다. 이후 1.5M LiPF6가 녹아 있는 에틸렌 카보네이트/프로필렌 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트 (무게비로 0.4/0.3/0.3) 용액을 추가로 함침하고 진공 포장하여 셀을 완성하였다. 완성된 셀은 50℃에서 하루 동안 에이징한 후 활성화시켰다.1 g of Kynar 2801 (Atochem Inc.), a copolymer of PVdF-based polymer, and 8 g of a mixed solution without lithium salt of ethylene carbonate / dimethyl carbonate / ethyl methyl carbonate (1/1 by weight) were mixed together at room temperature. . After stirring at 130 ℃ temperature for about 1 hour. The obtained polymer electrolyte slurry was cast on a substrate by a doctor blade method. The thickness of the cast polymer film was 40 μm and the toughness was excellent. At this time, the cast polymer electrolyte was hot pressed at 50 ° C. with the electrode to stack cells. Thereafter, 1.5 M LiPF 6 dissolved in ethylene carbonate / propylene carbonate / ethyl methyl carbonate (0.4 / 0.3 / 0.3 by weight) solution was further impregnated and vacuum packed to complete the cell. The finished cell was aged at 50 ° C. for one day and then activated.

<실시예 2><Example 2>

PVdF계 폴리머로 코폴리머인 Kynar 2801(Atochem Inc.) 1g과 에틸렌 카보네이트/디메틸 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트 (무게비로 1/1/1)의 리튬염이 제외된 혼합 용액 8g을 같이 상온에서 충분히 섞어 주었다. 후에 130℃ 온도로 1 시간 정도 교반 하였다. 얻어지는 고분자 전해질 슬러리를 닥터 블레이드법으로 기판 위에 캐스팅 하였다. 캐스팅 된 고분자 필름의 두께는 40㎛ 이며 터프니스(toughness)가 아주 우수하였다. 이 때 캐스팅된 고분자 전해질은 상온에서 알루미늄 포장지에 실링된 상태로 5일동안 보관한후 전극과 50℃에서 고온 압착하여 셀을 적층하였다.1 g of Kynar 2801 (Atochem Inc.), a copolymer of PVdF-based polymer, and 8 g of a mixed solution without lithium salt of ethylene carbonate / dimethyl carbonate / ethyl methyl carbonate (1/1 by weight) were mixed together at room temperature. . After stirring at 130 ℃ temperature for about 1 hour. The obtained polymer electrolyte slurry was cast on a substrate by a doctor blade method. The thickness of the cast polymer film was 40 μm and the toughness was excellent. At this time, the cast polymer electrolyte was stored for 5 days in a sealed state in an aluminum package at room temperature, and then laminated at high temperature at 50 ° C. with an electrode.

이후 1.5M LiPF6가 녹아 있는 에틸렌 카보네이트/프로필렌 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트 (무게비로 0.4/0.3/0.3) 용액을 추가로 함침하고 진공 포장하여 셀을 완성하였다. 완성된 셀은 50℃에서 하루 동안 에이징한 후 활성화시켰다.Thereafter, 1.5 M LiPF 6 dissolved in ethylene carbonate / propylene carbonate / ethyl methyl carbonate (0.4 / 0.3 / 0.3 by weight) solution was further impregnated and vacuum packed to complete the cell. The finished cell was aged at 50 ° C. for one day and then activated.

<실시예 3><Example 3>

PVdF계 폴리머로 코폴리머인 Kynar 2801(Atochem Inc.) 1g과 에틸렌 카보네이트/디메틸 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트 (무게비로 1/1/1)의 리튬염이 제외된 혼합 용액 8g을 같이 상온에서 충분히 섞어 주었다. 후에 130℃ 온도로 1 시간 정도 교반 하였다. 얻어지는 고분자 전해질 슬러리를 닥터 블레이드법으로 기판 위에 캐스팅 하였다. 캐스팅 된 고분자 필름의 두께는 40㎛ 이며 터프니스(toughness)가 아주 우수하였다. 이 때 캐스팅된 고분자 전해질은 폴리아크릴레이트 고분자를 포함하는 접착성을 나타내는 바인더를 이용하여 전극과 어셈블리 시키면서 적층시켜 셀을 제조하였다. 사용되는 바인더는 폴리아크릴레이트 고분자와 EC/DMC (1/1) 1M LiPF6, 테트라하이드로퓨란(THF)과 각각 1/2/6의 비율로 섞인 고분자 용액을 상온에서 균일하게 교반한 후 50℃에서 10분간 교반하여 제조하였다. 이후 1.5M LiPF6가 녹아 있는 에틸렌 카보네이트/프로필렌 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트 (무게비로 0.4/0.3/0.3) 용액을 추가로 함침하고 진공 포장하여 셀을 완성하였다. 완성된 셀은 50℃에서 하루 동안 에이징한 후 활성화시켰다.1 g of Kynar 2801 (Atochem Inc.), a copolymer of PVdF-based polymer, and 8 g of a mixed solution without lithium salt of ethylene carbonate / dimethyl carbonate / ethyl methyl carbonate (1/1 by weight) were mixed together at room temperature. . After stirring at 130 ℃ temperature for about 1 hour. The obtained polymer electrolyte slurry was cast on a substrate by a doctor blade method. The thickness of the cast polymer film was 40 μm and the toughness was excellent. At this time, the cast polymer electrolyte was laminated while being assembled with an electrode using a binder showing adhesiveness including a polyacrylate polymer to prepare a cell. The binder used is 50 ℃ after uniformly stirring the polymer solution mixed with polyacrylate polymer and EC / DMC (1/1) 1M LiPF 6 , tetrahydrofuran (THF) at a ratio of 1/2/6 at room temperature It was prepared by stirring for 10 minutes. Thereafter, 1.5 M LiPF 6 dissolved in ethylene carbonate / propylene carbonate / ethyl methyl carbonate (0.4 / 0.3 / 0.3 by weight) solution was further impregnated and vacuum packed to complete the cell. The finished cell was aged at 50 ° C. for one day and then activated.

<실시예 4><Example 4>

PVdF계 폴리머로 코폴리머인 Kynar 2801(Atochem Inc.) 1g과 에틸렌 카보네이트/디메틸 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트 (무게비로 1/0.8/0.5)의 리튬염이 제외된 혼합 용액 8g을 같이 상온에서 충분히 섞어 주었다. 후에 130℃ 온도로 1 시간 정도 교반 하였다. 얻어지는 고분자 전해질 슬러리를 닥터 블레이드법으로 기판 위에 캐스팅 하였다. 캐스팅 된 고분자 필름의 두께는 40㎛ 이며 터프니스(toughness)가 아주 우수하였다. 이 때 캐스팅된 고분자 전해질은 전극과50℃에서 고온 압착하여 셀을 적층하였다. 이후 2M LiPF6가 녹아 있는 에틸렌 카보네이트/프로필렌 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트 (무게비로 0.4/0.3/0.3) 용액을 추가로 함침하고 진공 포장하여 셀을 완성하였다. 완성된 셀은 50℃에서 하루 동안 에이징한 후 활성화시켰다.1 g of Kynar 2801 (Atochem Inc.), a copolymer of PVdF-based polymer, and 8 g of a mixed solution without lithium salt of ethylene carbonate / dimethyl carbonate / ethyl methyl carbonate (1 / 0.8 / 0.5 by weight) were mixed together at room temperature. . After stirring at 130 ℃ temperature for about 1 hour. The obtained polymer electrolyte slurry was cast on a substrate by a doctor blade method. The thickness of the cast polymer film was 40 μm and the toughness was excellent. At this time, the cast polymer electrolyte was pressed at 50 ° C. with the electrode at high temperature to stack cells. Thereafter, a solution of ethylene carbonate / propylene carbonate / ethyl methyl carbonate (0.4 / 0.3 / 0.3 in weight ratio) in which 2M LiPF 6 was dissolved was further impregnated and vacuum packed to complete the cell. The finished cell was aged at 50 ° C. for one day and then activated.

<실시예 5>Example 5

PVdF계 폴리머로 코폴리머인 Kynar 2801(Atochem Inc.) 1g과 에틸렌 카보네이트/디메틸 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트 (무게비로 0.3/0.8/0.5)의 리튬염이 제외된 혼합 용액 8g을 같이 상온에서 충분히 섞어 주었다. 후에 130℃ 온도로 1 시간 정도 교반 하였다. 얻어지는 고분자 전해질 슬러리를 닥터 블레이드법으로 기판 위에 캐스팅 하였다. 캐스팅 된 고분자 필름의 두께는 15㎛ 이며 아주 얇게 제조가 가능하며, 터프니스(toughness)가 아주 우수하였다. 이 때 캐스팅된 고분자 전해질은 전극과 50℃에서 고온 압착하여 셀을 적층하였다. 이후 2M LiPF6가 녹아 있는 에틸렌 카보네이트/프로필렌 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트 (무게비로 0.4/0.3/0.3) 용액을 추가로 함침하고 진공 포장하여 셀을 완성하였다. 완성된 셀은 50℃ 오븐에서 하루 동안 에이징한 후 활성화 시켰다.1 g of Kynar 2801 (Atochem Inc.), a copolymer of PVdF-based polymer, and 8 g of a mixed solution without lithium salt of ethylene carbonate / dimethyl carbonate / ethyl methyl carbonate (0.3 / 0.8 / 0.5 by weight) were mixed together at room temperature. . After stirring at 130 ℃ temperature for about 1 hour. The obtained polymer electrolyte slurry was cast on a substrate by a doctor blade method. The thickness of the cast polymer film is 15㎛ and can be made very thin, and the toughness was excellent. At this time, the cast polymer electrolyte was hot pressed at 50 ° C. with the electrode to stack cells. Thereafter, a solution of ethylene carbonate / propylene carbonate / ethyl methyl carbonate (0.4 / 0.3 / 0.3 in weight ratio) in which 2M LiPF 6 was dissolved was further impregnated and vacuum packed to complete the cell. The finished cell was activated after aging in an oven at 50 ° C. for one day.

<비교예 1>Comparative Example 1

PVdF계 폴리머로 코폴리머인 Kynar 2801(Atochem Inc.) 1g과 에틸렌 카보네이트/디메틸 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트 (무게비로 1/1/1)의 1M LiPF6가 녹아 있는 혼합 용액 8g을 같이 상온에서 충분히 섞어 주었다. 후에 130℃ 온도로 1 시간 정도 교반 하였다. 얻어지는 고분자 전해질 슬러리를 닥터 블레이드법으로 기판 위에 캐스팅 하였다. 캐스팅 된 고분자 필름의 두께는 60㎛ 이며 터프니스(toughness)가 아주 우수하였다. 이 때 얻어진 고분자 전해질은 우수한 기계적 강도와 동시에 전극과의 접착력도 좋은 상태로 캐스팅 되었다.1 g of Kynar 2801 (Atochem Inc.), a copolymer of PVdF, and 8 g of a mixed solution of 1 M LiPF 6 in ethylene carbonate / dimethyl carbonate / ethyl methyl carbonate (1/1 by weight) are mixed together at room temperature. gave. After stirring at 130 ℃ temperature for about 1 hour. The obtained polymer electrolyte slurry was cast on a substrate by a doctor blade method. The thickness of the cast polymer film was 60 μm and the toughness was excellent. The obtained polymer electrolyte was cast with good mechanical strength and good adhesion to the electrode.

얻어진 고분자 전해질과 양극 및 음극의 적층 구조의 셀을 제조하였다. 이후 1M LiPF6가 녹아 있는 에틸렌 카보네이트/프로필렌 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트 (무게비로 0.4/0.3/0.3) 용액을 추가로 함침하고 진공 포장하여 셀을 완성하였다.The cell of the laminated structure of the obtained polymer electrolyte, a positive electrode, and a negative electrode was produced. Thereafter, a solution of ethylene carbonate / propylene carbonate / ethyl methyl carbonate (0.4 / 0.3 / 0.3 in weight ratio) in which 1M LiPF 6 was dissolved was further impregnated and vacuum packed to complete the cell.

<비교예 2>Comparative Example 2

PVdF계 폴리머로 코폴리머인 Kynar 2801(Atochem Inc.) 1g과 에틸렌 카보네이트/디메틸 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트 (무게비로 1/1/1)의 리튬염이 제외된 혼합 용액 8g을 같이 상온에서 충분히 섞어 주었다. 후에 55℃ 온도로 1 시간 정도 교반 하였다. 얻어지는 고분자 전해질 슬러리를 닥터 블레이드법으로 기판 위에 캐스팅 하였다. 캐스팅 된 고분자 필름의 두께는 40㎛ 이며 터프니스(toughness)가 아주 우수하였다. 이 때 캐스팅된 고분자 전해질은 전극과 50℃에서 압착하여 셀을 적층하였다. 이후 1.5M LiPF6가 녹아 있는 에틸렌 카보네이트/프로필렌 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트 (무게비로 0.4/0.3/0.3) 용액을 추가로 함침하고 진공 포장하여 셀을 완성하였다. 완성된 셀은 50℃ 오븐에서 하루 동안 에이징한 후 활성화 시켰다.1 g of Kynar 2801 (Atochem Inc.), a copolymer of PVdF-based polymer, and 8 g of a mixed solution without lithium salt of ethylene carbonate / dimethyl carbonate / ethyl methyl carbonate (1/1 by weight) were mixed together at room temperature. . After stirring at 55 ℃ temperature for about 1 hour. The obtained polymer electrolyte slurry was cast on a substrate by a doctor blade method. The thickness of the cast polymer film was 40 μm and the toughness was excellent. At this time, the cast polymer electrolyte was pressed at 50 ° C. with an electrode to stack cells. Thereafter, 1.5 M LiPF 6 dissolved in ethylene carbonate / propylene carbonate / ethyl methyl carbonate (0.4 / 0.3 / 0.3 by weight) solution was further impregnated and vacuum packed to complete the cell. The finished cell was activated after aging in an oven at 50 ° C. for one day.

<비교예 3>Comparative Example 3

PVdF계 폴리머로 코폴리머인 Kynar 2801(Atochem Inc.) 1g과 에틸렌 카보네이트/디메틸 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트 (무게비로 1/1/1)의 리튬염이 제외된 혼합 용액 8g을 같이 상온에서 충분히 섞어 주었다. 후에 130℃ 온도로 1 시간 정도 교반 하였다. 얻어지는 고분자 전해질 슬러리를 닥터 블레이드법으로 기판 위에 캐스팅 하였다. 캐스팅 된 고분자 필름의 두께는 40㎛ 이며 터프니스(toughness)가 아주 우수하였다. 이 때 캐스팅된 고분자 전해질은 전극과 150℃에서 고온 압착하여 셀을 적층하였다. 이후 1.5M LiPF6가 녹아 있는 에틸렌 카보네이트/프로필렌 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트 (무게비로 0.4/0.3/0.3) 용액을 추가로 함침하고 진공 포장하여 셀을 완성하였다. 완성된 셀은 50℃ 오븐에서 하루 동안 에이징한 후 활성화 시켰다.1 g of Kynar 2801 (Atochem Inc.), a copolymer of PVdF-based polymer, and 8 g of a mixed solution without lithium salt of ethylene carbonate / dimethyl carbonate / ethyl methyl carbonate (1/1 by weight) were mixed together at room temperature. . After stirring at 130 ℃ temperature for about 1 hour. The obtained polymer electrolyte slurry was cast on a substrate by a doctor blade method. The thickness of the cast polymer film was 40 μm and the toughness was excellent. At this time, the cast polymer electrolyte was pressed at 150 ° C. with the electrode at high temperature to stack cells. Thereafter, 1.5 M LiPF 6 dissolved in ethylene carbonate / propylene carbonate / ethyl methyl carbonate (0.4 / 0.3 / 0.3 by weight) solution was further impregnated and vacuum packed to complete the cell. The finished cell was activated after aging in an oven at 50 ° C. for one day.

<비교예 4><Comparative Example 4>

PVdF계 폴리머로 코폴리머인 Kynar 2801(Atochem Inc.) 1g과 에틸렌 카보네이트/디메틸 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트 (무게비로 1/0.8/0.5)의 리튬염이 제외된 혼합 용액 8g을 같이 상온에서 충분히 섞어 주었다. 후에 130℃ 온도로 1 시간 정도 교반 하였다. 얻어지는 고분자 전해질 슬러리를 닥터 블레이드법으로 기판 위에 캐스팅 하였다. 캐스팅 된 고분자 필름의 두께는 40㎛ 이며 터프니스(toughness)가 아주 우수하였다. 이 때 캐스팅된 고분자 전해질은 전극과 50℃에서 고온 압착하여 셀을 적층하였다. 이후 3.5M LiPF6가 녹아 있는 에틸렌 카보네이트/프로필렌 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트 (무게비로 0.4/0.3/0.3) 용액을 추가로 함침하고 진공 포장하여 셀을 완성하였다. 완성된 셀은 50℃ 오븐에서 하루 동안 에이징한 후 활성화 시켰다.1 g of Kynar 2801 (Atochem Inc.), a copolymer of PVdF-based polymer, and 8 g of a mixed solution without lithium salt of ethylene carbonate / dimethyl carbonate / ethyl methyl carbonate (1 / 0.8 / 0.5 by weight) were mixed together at room temperature. . After stirring at 130 ℃ temperature for about 1 hour. The obtained polymer electrolyte slurry was cast on a substrate by a doctor blade method. The thickness of the cast polymer film was 40 μm and the toughness was excellent. At this time, the cast polymer electrolyte was hot pressed at 50 ° C. with the electrode to stack cells. Thereafter, an additional solution of ethylene carbonate / propylene carbonate / ethyl methyl carbonate (0.4 / 0.3 / 0.3 by weight) dissolved in 3.5M LiPF 6 was further impregnated and vacuum packed to complete the cell. The finished cell was activated after aging in an oven at 50 ° C. for one day.

<비교예 5>Comparative Example 5

PVdF계 폴리머로 코폴리머인 Kynar 2801(Atochem Inc.) 1g과 에틸렌 카보네이트/디메틸 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트 (무게비로 1/0.8/0.5)의 리튬염이 제외된 혼합 용액 8g을 같이 상온에서 충분히 섞어 주었다. 후에 130℃ 온도로 1 시간 정도 교반 하였다. 얻어지는 고분자 전해질 슬러리를 닥터 블레이드법으로 기판 위에 캐스팅 하였다. 캐스팅 된 고분자 필름의 두께는 40㎛ 이며 터프니스(toughness)가 아주 우수하였다. 이 때 캐스팅된 고분자 전해질은 전극과 50℃에서 고온 압착하여 셀을 적층하였다. 이후 0.8M LiPF6가 녹아 있는 에틸렌 카보네이트/프로필렌 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트 (무게비로 0.4/0.3/0.3) 용액을 추가로 함침하고 진공 포장하여 셀을 완성하였다. 완성된 셀은 50℃ 오븐에서 하루 동안 에이징한 후 활성화 시켰다.1 g of Kynar 2801 (Atochem Inc.), a copolymer of PVdF-based polymer, and 8 g of a mixed solution without lithium salt of ethylene carbonate / dimethyl carbonate / ethyl methyl carbonate (1 / 0.8 / 0.5 by weight) were mixed together at room temperature. . After stirring at 130 ℃ temperature for about 1 hour. The obtained polymer electrolyte slurry was cast on a substrate by a doctor blade method. The thickness of the cast polymer film was 40 μm and the toughness was excellent. At this time, the cast polymer electrolyte was hot pressed at 50 ° C. with the electrode to stack cells. Thereafter, a solution of ethylene carbonate / propylene carbonate / ethyl methyl carbonate (0.4 / 0.3 / 0.3 in weight ratio) dissolved in 0.8 M LiPF 6 was further impregnated and vacuum packed to complete the cell. The finished cell was activated after aging in an oven at 50 ° C. for one day.

상기한 실시예 및 비교예에 따라 제조된 셀에 대하여 다음과 같이 성능 테스트를 수행하였다. 결과를 첨부된 도면을 통하여 설명하기로 한다.Performance tests were performed on the cells prepared according to the above-described examples and comparative examples as follows. The results will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 실시예 1에 따라 제조된 리튬 폴리머 전지의 초기 활성화 과정에서의 0.2C 속도로 충방전 할 때의 시간에 따른 충방전 전압 프로파일을 나타낸 도면이다. 도 2의 프로파일은 일반적인 리튬 이차 전지의 전위 특성이며 리튬염이 포함된전해질을 이용하여 제조한 리튬 폴리머 전지와 같은 전위 특성을 보임을 알 수 있다.2 is a view showing the charge-discharge voltage profile with time when charging and discharging at a rate of 0.2C during the initial activation process of the lithium polymer battery prepared according to Example 1. 2 shows the potential characteristics of a typical lithium secondary battery and shows the same potential characteristics as a lithium polymer battery manufactured using an electrolyte including lithium salts.

도 3은 실시예 1에 따라 제조된 리튬 폴리머 전지의 1C 속도로 사이클에 따른 방전 용량을 나타낸 도면이다. 도 3에서는 사이클에 따라 안정한 방전 용량을 나타냄을 알 수 있다.3 is a view showing the discharge capacity according to the cycle at a 1C rate of the lithium polymer battery prepared according to Example 1. 3 shows stable discharge capacity according to the cycle.

도 4는 실시예 1 및 비교예 1과 같은 방법으로 제조된 리튬 폴리머 전지의 1C 속도로 사이클에 따른 방전 용량을 나타낸 도면이다. 리튬염이 제거된 고분자 전해질을 제조하고 추가로 리튬염을 함침하는 실시예 1의 경우, 리튬염이 포함된 전해액으로 고분자 전해질을 제조하는 경우와 유사한 방전 용량과 사이클 특성을 보임을 확인할 수 있다.4 is a view showing the discharge capacity according to the cycle at a 1C rate of the lithium polymer battery prepared in the same manner as in Example 1 and Comparative Example 1. In the case of preparing the polymer electrolyte from which the lithium salt is removed and further impregnating the lithium salt, it can be seen that the discharge capacity and cycle characteristics similar to those of preparing the polymer electrolyte with the lithium salt-containing electrolyte are shown.

도 5는 실시예 1 및 비교예 2와 같은 방법으로 제조된 리튬 폴리머 전지의 1C 속도로 사이클에 따른 방전 용량을 나타낸 도면이다.5 is a view showing the discharge capacity according to the cycle at a 1C rate of the lithium polymer battery prepared in the same manner as in Example 1 and Comparative Example 2.

리튬염이 포함되지 않은 고분자 전해질의 고율 방전 특성은 고분자 전해질을 제조하기 위한 열처리 온도에 많은 영향을 받게 된다. 도 5는 이러한 고분자 젤을 형성할 때의 열처리 온도에 따른 1C 속도에서의 사이클 특성을 나타낸 것이다. 도 5에서 C는 실시예 1에 따라 제조된 고분자 전해질을 포함하는 리튬 폴리머 전지의 사이클 특성을 나타낸 것이며, D는 비교예 2에 의해 제조한 고분자 전해질을 포함하는 리튬 폴리머 전지의 사이클 특성을 나타낸 것이다. 높은 고율 방전 특성을 나타내기 위해서 고분자 전해질을 제조할 때의 가열 온도는 60℃ 이상으로 하는 것이 바람직하며 이보다 낮은 온도에서 고분자 전해질을 제조할 경우 고율 방전 특성이떨어짐을 알 수 있다.The high rate discharge characteristics of the polymer electrolyte not containing lithium salt are greatly influenced by the heat treatment temperature for preparing the polymer electrolyte. Figure 5 shows the cycle characteristics at 1C rate according to the heat treatment temperature when forming such a polymer gel. 5 shows cycle characteristics of the lithium polymer battery including the polymer electrolyte prepared according to Example 1, and D shows cycle characteristics of the lithium polymer battery including the polymer electrolyte prepared according to Comparative Example 2. . In order to exhibit high high rate discharge characteristics, the heating temperature of the polymer electrolyte is preferably set to 60 ° C. or higher, and when the polymer electrolyte is prepared at a lower temperature, the high rate discharge characteristics are deteriorated.

도 6은 실시예 2에 따라 제조된 리튬 폴리머 전지의 1C 속도로 사이클에 따른 방전 용량을 나타낸 도면이다. 리튬염이 제거된 고분자 전해질을 알루미늄 포장지에 밀봉한 상태로 5일 동안 방치한 후, 이를 이용하여 제조한 전지의 경우에도 방전 용량의 감소 없이 안정한 사이클 특성을 나타냄을 알 수 있다.6 is a view showing the discharge capacity according to the cycle at a 1C rate of the lithium polymer battery prepared according to Example 2. After leaving the polymer electrolyte in which the lithium salt is removed in a sealed state in an aluminum package for 5 days, it can be seen that even in the case of a battery manufactured by using the same, the battery has stable cycle characteristics without a decrease in discharge capacity.

도 7은 실시예 1 및 비교예 3에 따라 제조된 리튬 폴리머 전지의 1C 속도로 사이클에 따른 방전 용량을 나타낸 도면이다. 도면에서 E는 실시예 1에 의해 제조한 리튬 폴리머 전지의 1C 속도에서의 사이클 특성을 나타낸 것이고, F는 비교예 3에 의해 제조한 리튬 폴리머 전지의 1C 속도에서의 사이클 특성을 나타낸 것이다.7 is a view showing the discharge capacity according to the cycle at a 1C rate of the lithium polymer battery prepared according to Example 1 and Comparative Example 3. In the figure, E represents cycle characteristics at a 1C rate of the lithium polymer battery prepared in Example 1, and F represents cycle characteristics at a 1C rate of the lithium polymer battery prepared according to Comparative Example 3.

고분자 전해질과 전극을 150℃에서 압착하여 전지를 제조한 경우에는 50℃에서 압착한 경우보다 방전 용량도 감소하여 사이클 특성이 많이 떨어짐을 알 수 있다. 즉, 너무 높은 온도에서 압착한 경우 고분자 전해질이 녹으면서 물성은 크게 변하게 되며, 이러한 상태로 전극과 압착될 경우 전해액의 함침이 어렵게 된다.When the battery is manufactured by compressing the polymer electrolyte and the electrode at 150 ° C., it can be seen that the discharge capacity is also reduced and the cycle characteristics are much deteriorated compared to the case where the battery is compressed at 50 ° C. That is, when pressed at too high a temperature, the physical properties of the polymer electrolyte are greatly changed while the polymer electrolyte is melted, and when pressed with the electrode in such a state, impregnation of the electrolyte becomes difficult.

고분자 전해질과 전극과의 접착은 위에서 언급한 열 압착 외에 폴리아크릴레이트계 고분자를 이용하여 제조한 바인더를 이용하여 접착하여 전지를 제조할 수 있다. 도 8은 이러한 방법으로 실시예 3에 의해 제조한 리튬 폴리머 전지의 1C 속도에서의 사이클에 따른 방전 용량을 나타낸 것이다. 400 사이클이 진행되는 동안 초기 사이클에 비해 10% 미만의 방전 용량 감소 특성을 나타내며, 우수한 사이클 특성을 보이는 것을 알 수 있다.Adhesion between the polymer electrolyte and the electrode may be performed by using a binder prepared using a polyacrylate-based polymer in addition to the above-mentioned thermal compression. 8 shows the discharge capacity according to the cycle at 1C speed of the lithium polymer battery prepared in Example 3 by this method. It can be seen that during 400 cycles, the discharge capacity decreases by less than 10% compared to the initial cycle, and shows excellent cycle characteristics.

도 9는 실시예 4, 비교예 4 및 비교예 5에 따라 제조된 리튬 폴리머 전지의1C 속도로 사이클에 따른 방전 용량을 나타낸 도면이다. 도면에서 G는 실시예 4에 따라 제조된 리튬 폴리머 전지의 1C 속도에서의 사이클 특성을 나타낸 것이며, H와 I는 각각 비교예 4와 비교예 5에 의해 제조한 리튬 폴리머 전지의 1C 속도에서의 사이클 특성을 나타낸 것이다.9 is a view showing the discharge capacity according to the cycle at a 1C rate of the lithium polymer battery prepared according to Example 4, Comparative Example 4 and Comparative Example 5. In the figure, G represents cycle characteristics at 1C speed of the lithium polymer battery prepared according to Example 4, and H and I cycles at 1C speed of the lithium polymer battery prepared according to Comparative Example 4 and Comparative Example 5, respectively. It is characteristic.

도면을 통하여 전극과 고분자 전해질 어셈블리의 제조후 추가로 함침하는 전해액에 포함된 리튬염의 농도가 1M 보다 낮을 경우 고율방전 특성 및 방전 용량의 감소가 크게 증가하며, 3M 보다 높게 리튬염의 농도를 증가시킬 경우에는 초기 측정되는 방전 용량은 떨어지지 않으나 사이클이 진행될수록 용량의 감소 경향은 증가함을 알 수 있다. 이는 리튬염의 농도를 과잉으로 크게 증가시키면 사이클이 진행될수록 리튬 이온의 확산 장애가 점차 증가하는 것으로 설명할 수 있다.If the concentration of the lithium salt contained in the electrolyte further impregnated after the production of the electrode and the polymer electrolyte assembly through the drawing is lower than 1M, the high rate discharge characteristics and the decrease in the discharge capacity is greatly increased, if the concentration of the lithium salt is higher than 3M Although the discharge capacity measured initially does not fall, it can be seen that the decreasing tendency of the capacity increases as the cycle progresses. This can be explained by the excessive increase in the concentration of lithium salt, the increase in the diffusion of lithium ions gradually increases as the cycle progresses.

도 10은 실시예 5에 따라 제조된 리튬 폴리머 전지의 1C 속도로 사이클에 따른 방전 용량을 나타낸 도면이다. 리튬염이 제거된 전해액을 사용하여 고분자 전해질을 제조함으로써 전해질 필름의 기계적 강도를 크게 증가시킬 수 있었으며 또한 에틸렌 카보네이트의 함량을 줄임으로써 고분자와 전해액간의 친화성을 증가시켜 보다 더 강한 고분자 필름을 제조할 수 있었다. 도면을 통하여 사이클이 진행될수록 점차 안정화되는 방전 특성을 나타냄을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 방법에 따라 제조된 고분자 전해질을 이용하면 단락을 일으키지 않는 15㎛ 정도의 아주 얇은 고분자 전해질을 제조가 가능한 것이다.10 is a view showing the discharge capacity according to the cycle at a 1C rate of the lithium polymer battery prepared according to Example 5. By preparing a polymer electrolyte using the lithium salt-free electrolyte, the mechanical strength of the electrolyte film could be greatly increased, and by reducing the content of ethylene carbonate, the affinity between the polymer and the electrolyte could be increased to produce a stronger polymer film. Could. It can be seen from the figure that the discharge characteristics gradually stabilized as the cycle progresses. That is, by using the polymer electrolyte prepared according to the method of the present invention, it is possible to prepare a very thin polymer electrolyte of about 15 μm that does not cause a short circuit.

이상과 같이 본 발명에서는 전해질염이 포함되지 않은 전해액과 폴리비닐리덴플루오라이드계 폴리머를 이용하여 고분자 전해질을 형성함으로써 고분자 전해질의 기계적 강도를 크게 향상시킬 수 있으며, 이렇게 제조된 고분자 전해질은 고체형으로 좀 더 공정성에 적합한 특성을 갖는 것이다. 전해질염이 제거된 고분자 전해질은 우수한 기계적 강도를 가지므로 아주 얇게 제조가 가능한 것이다.As described above, in the present invention, the mechanical strength of the polymer electrolyte can be greatly improved by forming a polymer electrolyte using an electrolyte solution containing no electrolyte salt and a polyvinylidene fluoride-based polymer. It has more suitable properties for fairness. Since the electrolyte salt is removed, the polymer electrolyte has excellent mechanical strength, and thus can be manufactured very thinly.

본 발명의 방법에 따라 제조된 고분자 전해질은 끈적거리지 않고 시간에 따른 고분자 전해질의 물리적 특성에 거의 변화가 없는 고체형 고분자 전해질이다. 그리고 고분자 전해질을 제조할 때 리튬염과 같은 전해질염이 제거됨으로써 고분자 전해질 내에 포함되어 있는 전해액의 증발이 용이해지고, 고분자 전해질의 표면은 짧은 시간내에 끈적거리는 성질이 없는 고체형으로 바뀌게 된다.The polymer electrolyte prepared according to the method of the present invention is a solid polymer electrolyte which is not sticky and hardly changes the physical properties of the polymer electrolyte with time. When the polymer electrolyte is prepared, an electrolyte salt such as lithium salt is removed, thereby facilitating evaporation of the electrolyte solution contained in the polymer electrolyte, and the surface of the polymer electrolyte is changed into a solid type having no sticky property in a short time.

그리고 전해질염이 포함되지 않은 전해액과 폴리비닐리덴 플루오라이드계 폴리머를 이용하여 형성된 고분자 전해질의 기계적 강도는 전해질염이 포함된 전해액을 이용하여 제조한 고분자 전해질 보다 우수하고 시간에 따른 고분자 전해질의 물리적인 변화가 거의 없는 특성을 나타내며, 이에 따라 제조시 핸들링이 좀 더 용이하다.In addition, the mechanical strength of the polymer electrolyte formed using the electrolyte solution containing no electrolyte salt and the polyvinylidene fluoride polymer was superior to the polymer electrolyte prepared using the electrolyte solution containing electrolyte salt, and the physical properties of the polymer electrolyte over time. It exhibits very little change, which makes handling easier in manufacturing.

이에 더하여 본 발명에서는 적절한 열압착 및 바인더의 사용을 통해 전극과 전해질간의 접착력을 부여하고, 함침 전해액의 조성물을 이용하여 안정된 충방전 특성을 유지할 수 있는 리튬 폴리머 이차 전지를 제조할 수 있다.In addition, in the present invention, a lithium polymer secondary battery capable of imparting adhesive force between the electrode and the electrolyte through appropriate thermocompression bonding and using a binder and maintaining stable charge / discharge characteristics using the composition of the impregnated electrolyte may be manufactured.

이상에서는 본 발명의 실시예에 따라 본 발명이 설명되었지만, 본 발명의 사상을 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자라면 명확히 인지할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above according to an embodiment of the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

Claims (14)

폴리비닐리덴플루오라이드계 폴리머 및 전해질염이 용해되지 않은 전해액을 중량비로 1 : 2∼10의 비율로 혼합하는 단계;Mixing the polyvinylidene fluoride polymer and the electrolyte solution in which the electrolyte salt is not dissolved in a weight ratio of 1: 2 to 10; 상기 혼합물을 교반하면서 가열하여 실질적으로 균질의 전해질 슬러리를 제조하는 단계; 및Heating the mixture with stirring to produce a substantially homogeneous electrolyte slurry; And 얻어지는 전해질 슬러리를 고화시키는 단계를 포함하는 고분자 전해질의 제조 방법.A method for producing a polymer electrolyte comprising the step of solidifying the resulting electrolyte slurry. 제1항에 있어서, 상기 혼합물을 60∼150℃의 온도 범위에서 5 분∼5 시간 동안 교반하여 전해질 슬러리를 제조하는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the mixture is stirred at a temperature in the range of 60 to 150 ° C. for 5 minutes to 5 hours to prepare an electrolyte slurry. 제1항에 있어서, 상기 전해질 슬러리의 점도가 1,000∼100,000 cps 범위인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the viscosity of the electrolyte slurry is in the range of 1,000 to 100,000 cps. 제1항에 있어서, 상기 폴리비닐리덴플루오라이드계 폴리머의 분자량이 50,000∼1,000,000 범위이며 폴리 분산 지수(poly disperse index)가 1∼4 범위인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the polyvinylidene fluoride polymer has a molecular weight in the range of 50,000 to 1,000,000 and a poly disperse index in the range of 1 to 4. 제1항에 있어서, 상기 폴리비닐리덴플루오라이드계 폴리머가 폴리비닐리덴플루오라이드와 헥사플루오로프로판과의 공중합체로서, 상기 헥사플루오로프로판의 혼합 비율은 공중합체 전체 중량의 2∼30% 범위이고, 상기 공중합체의 분자량이 50,000∼1,000,000 범위이며 폴리 분산 지수(poly disperse index)가 1∼4 범위인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질의 제조 방법.According to claim 1, wherein the polyvinylidene fluoride polymer is a copolymer of polyvinylidene fluoride and hexafluoropropane, the mixing ratio of the hexafluoropropane ranges from 2 to 30% of the total weight of the copolymer Wherein the copolymer has a molecular weight of 50,000 to 1,000,000 and a poly disperse index of 1 to 4; 제1항에 있어서, 상기 전해액이 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate; EC), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate; PC), 디에틸 카보네이트(diethyl carbonate; DEC), 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate; DMC), 에틸 메틸 카보네이트(ethyl methyl carbonate; EMC) 및 감마-부티로락톤(-butyrolactone;-BL) 으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the electrolyte is ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate ( ethyl methyl carbonate (EMC) and gamma-butyrolactone ( -butyrolactone; -BL) a method for producing a polymer electrolyte, characterized in that at least one selected from the group consisting of. 제6항에 있어서, 상기 에틸렌 카보네이트의 사용량이 상기 전해액 총량의 20∼80 중량% 범위인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질의 제조 방법.The method of claim 6, wherein the amount of the ethylene carbonate used is in the range of 20 to 80% by weight of the total amount of the electrolyte. 제7항에 있어서, 상기 디에틸 카보네이트, 디메틸 카보네이트 및 에틸 메틸 카보네이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 전해액의 사용량이 상기 전해액 총량의 20∼80 중량% 범위인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질의 제조 방법.The method of claim 7, wherein the amount of the at least one electrolyte selected from the group consisting of diethyl carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate is in the range of 20 to 80 wt% of the total amount of the electrolyte. 제7항에 있어서, 상기 프로필렌 카보네이트 또는-부티로락톤의 사용량은 상기 에틸렌 카보네이트의 사용량에 대하여 60 중량% 미만인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질의 제조 방법.The method of claim 7, wherein the propylene carbonate or The amount of butyrolactone used is less than 60% by weight based on the amount of ethylene carbonate used. 양극;anode; 음극; 및cathode; And 상기 양극과 음극 사이에 위치되며 폴리비닐리덴플루오라이드계 폴리머 및 전해질염이 용해되지 않은 전해액을 중량비로 1 : 2∼10의 비율로 혼합하여 얻어지는 전해질 슬러리를 고화시켜 제조되는 고분자 전해질을 차례로 적층하는 단계를 포함하는 리튬 폴리머 이차 전지의 제조 방법.Stacking a polymer electrolyte which is positioned between the positive electrode and the negative electrode and is prepared by solidifying an electrolyte slurry obtained by mixing a polyvinylidene fluoride-based polymer and an electrolyte solution in which the electrolyte salt is not dissolved in a weight ratio of 1: 2 to 10. Method of manufacturing a lithium polymer secondary battery comprising the step. 제10항에 있어서, 상기 고분자 전해질과 상기 양극 및 음극중 어느 하나의 전극은 열압착 및 바인더를 통한 방법중 어느 하나의 방법을 통하여 접착시키는 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 이차 전지의 제조 방법.The method of claim 10, wherein the polymer electrolyte and the electrode of any one of the positive electrode and the negative electrode are bonded by any one of a method through thermocompression bonding and a binder. 제10항에 있어서, 상기 열압착시 온도는 30∼130℃ 범위인 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 이차 전지의 제조 방법.The method of claim 10, wherein the thermocompression temperature ranges from 30 ° C. to 130 ° C. 12. 제10항에 있어서, 상기 양극, 음극 및 고분자 전해질을 포함하는 셀 내에1.0∼3M 농도의 리튬 퍼클로레이트(lithium perchlorate, LiClO4), 리튬 트리플루오로네탄 설포네이트(lithium trifluoromethane sulfonate, LiCF3SO3), 리튬 보로플루오라이드(lithium borofluoride, LiBF4), 리튬 헥사플루오로포스페이트(lithium hexafluorophosphate, LiPF6) 및 리튬 아르세닐 헥사플루오라이드(lithium arsenic hexafluoride, LiAsF6) 로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 리튬염을 포함하는 전해액을 추가로 함침시키는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지의 제조 방법.The method according to claim 10, wherein lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium trifluoromethane sulfonate (LiCF 3 SO 3 ) at a concentration of 1.0 to 3 M in a cell including the positive electrode, the negative electrode and the polymer electrolyte. At least one lithium salt selected from the group consisting of lithium borofluoride (LiBF 4 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), and lithium arsenic hexafluoride (LiAsF 6 ). A method of manufacturing a lithium secondary battery, characterized by further impregnating an electrolyte solution comprising a. 제10항에 있어서, 상기 양극, 음극 및 고분자 전해질을 포함하는 셀을 상온∼70℃의 온도 범위에서 에이징 하는 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지의 제조 방법.The method of claim 10, wherein the cell including the positive electrode, the negative electrode, and the polymer electrolyte is aged at a temperature ranging from room temperature to 70 ° C. 12.
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