KR20030093019A - Lithium batteries - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A lithium battery is provided, to minimize the difference of interface resistance generated by the rapid change of components at the interface between an electrode and an electrolyte for reducing the interface resistance of a lithium ion polymer battery and to improve the lifetime, the capacity, the high efficiency characteristic and the low temperature characteristic. CONSTITUTION: The lithium battery comprises a positive electrode comprising a positive electrode active material, an ion-conductive polymer and a conductive agent; a negative electrode comprising a negative electrode active material and an ion-conductive polymer; and a polymer electrolyte placed between the positive electrode and the negative electrode. Preferably the ion-conductive polymer is coated on the surface of the active material of a positive or negative electrode by the amount of 3-20 parts by weight based on 100 parts by weight of the active material, and is at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol acrylate, polyurethane, polysilicone and polyacrylonitrile; and the polymer electrolyte is at least one selected from the group consisting of a polyether-based electrolyte and a polyester-based electrolyte.

Description

리튬 전지{Lithium batteries}Lithium batteries

본 발명은 리튬 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이온 전도성 폴리머의 중합체를 활물질에 코팅하여 수명특성을 개선한 리튬 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium battery, and more particularly, to a lithium battery having improved life characteristics by coating a polymer of an ion conductive polymer on an active material.

최근 첨단 전자기기의 발달로 전자 장비가 소형화 및 경량화됨에 따라 휴대용 전자기기의 사용이 점차 증대되고 있다. 따라서, 이러한 전자기기의 전원으로 사용되는 고에너지 밀도 특성을 갖는 전지의 필요성이 높아져 리튬 2차 전지에 대한 연구가 매우 활발하게 이루어지고 있다.Recently, as the electronic equipment becomes smaller and lighter due to the development of advanced electronic devices, the use of portable electronic devices is gradually increasing. Accordingly, the necessity of a battery having high energy density characteristics used as a power source for such an electronic device is increasing, and research on lithium secondary batteries has been actively conducted.

리튬 2차전지는 양극, 음극 및 이들 사이에 리튬 이온의 이동 경로를 제공하는 전해액과 세퍼레이터로 구성되는 전지로서, 리튬 이온이 상기 양극 및 음극에서 삽입/탈삽입될 때의 산화, 환원 반응에 의해 전기에너지를 생성한다. 이와 같은 리튬 2차전지는 세퍼레이터의 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬 이온 전지와 고체 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 나눌 수 있다. 리튬 이온 전지의경우 세퍼레이터로서 전해액을 거의 흡수할 수 없는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 라미네이트된 구조를 사용하는 반면, 리튬 이온 폴리머 전지는 세퍼레이터로서 전해액을 합습할 수 있는 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌옥사이드 등과 같은 고분자로 이루어진 전해액을 사용한다.A lithium secondary battery is a battery composed of a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte solution and a separator providing a path of lithium ions therebetween. Generate energy. Such a lithium secondary battery can be classified into a lithium ion battery using a liquid electrolyte and a lithium ion polymer battery using a solid electrolyte according to the type of separator. Lithium-ion batteries use polyethylene, polypropylene, or a laminated structure thereof, which can hardly absorb electrolyte as a separator, whereas lithium-ion polymer batteries use polyvinylidene fluoride and polyacryl, which can wet the electrolyte as a separator. An electrolyte solution made of a polymer such as ronitrile, polyacrylate, polyethylene oxide, or the like is used.

이들 중에서도 리튬 이온 폴리머 전지는 고체형 전해질을 사용하므로 전해액이 누출될 염려가 적고, 가공성이 우수하여 배터리팩으로 만들 수 있다. 그리고, 무게가 가볍고 부피가 작으며 자체 방전율도 아주 작다. 이와 같은 특성으로 말미암아, 리튬 이온 폴리머 전지는 리튬 이온 전지에 비하여 안전할 뿐만 아니라 각형 및 대형 전지로 제작하기가 용이하다.Among them, the lithium ion polymer battery uses a solid electrolyte, so there is little risk of leakage of the electrolyte, and excellent workability can be obtained as a battery pack. It is light in weight, small in volume, and has a very small self discharge rate. Due to these characteristics, lithium ion polymer batteries are not only safer than lithium ion batteries, but also easy to manufacture into square and large cells.

그러나, 이러한 리튬 이온 폴리머 전지의 경우 고체형 전해질의 사용시 상온 및 저온에서의 성능열화의 문제가 있다. 또한 음극으로 금속을 사용함으로서 발생되는 덴드라이트(dendrite)의 발생과 고체 폴리머 전해질의 낮은 이온 전도성 등의 문제가 있어 현재까지 실용화에 이르지 못하고 있다.However, such a lithium ion polymer battery has a problem of deterioration of performance at room temperature and low temperature when using a solid electrolyte. In addition, there are problems such as generation of dendrites generated by using a metal as a cathode and low ion conductivity of a solid polymer electrolyte.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전술한 덴드라이트의 형성과 고체 폴리머 전해질의 낮은 이온 전도성을 해결하여 전지의 수명특성, 용량, 고율특성 및 저온특성을 개선한 리튬 전지를 제공한다.Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a lithium battery which improves the life characteristics, capacity, high rate characteristics and low temperature characteristics of the battery by solving the above-described formation of the dendrite and low ion conductivity of the solid polymer electrolyte.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 리튬 2차전지와 비교예에 따라 제조된 리튬 2차전지의 수명특성을 비교한 도면이다.1 is a view comparing the life characteristics of the lithium secondary battery prepared according to Example 1 of the present invention and the lithium secondary battery prepared according to the comparative example.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,The present invention to achieve the above technical problem,

양극활물질, 이온 전도성 폴리머의 중합체 및 도전제를 포함하는 양극;A positive electrode comprising a positive electrode active material, a polymer of an ion conductive polymer and a conductive agent;

음극활물질 및 이온 전도성 폴리머의 중합체를 포함하는 음극; 및A negative electrode comprising a polymer of a negative electrode active material and an ion conductive polymer; And

상기 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 폴리머 전해질을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 전지를 제공한다.It provides a lithium battery comprising a polymer electrolyte interposed between the positive electrode and the negative electrode.

본 발명에 따른 리튬 전지에 있어서, 상기 이온 전도성 폴리머의 중합체는 특히 양극 및 음극 활물질의 표면에 코팅되어 있는 것이 바람직하다.In the lithium battery according to the present invention, the polymer of the ion conductive polymer is particularly preferably coated on the surface of the positive electrode and the negative electrode active material.

상기 이온 전도성 폴리머가 폴리에틸렌글리콜 아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리실리콘, 폴리아크릴로니트릴로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상이며, 이의 함량이 전극 활물질 100 중량부당 3 내지 20 중량부인 것이 바람직하다.The ion conductive polymer is at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol acrylate, polyurethane, polyvinylidene fluoride, polysilicon and polyacrylonitrile, and its content is preferably 3 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the electrode active material. Do.

본 발명에 따른 리튬 전지에 있어서, 상기 폴리머 전해질에 에테르구조나 에스테르구조가 포함된 골결을 이루고 있는 폴리머 구조가 바람직 하다.In the lithium battery according to the present invention, a polymer structure in which the polymer electrolyte comprises a bone structure containing an ether structure or an ester structure is preferable.

상기 폴리머 전해질이 양극 및 음극의 산화 및 환원 전위에 대응되게 2종류로 이원화시킨 것을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.It is more preferable to use two kinds of the polymer electrolyte having two kinds of binary to correspond to the oxidation and reduction potentials of the positive electrode and the negative electrode.

상기 양극에 인접된 폴리머 전해질이 에스테르 골격의 전해질이고, 상기 음극에 인접된 폴리머 전해질은 에테르 골격의 전해질인 것이 더욱 더 바람직하다.Even more preferably, the polymer electrolyte adjacent to the positive electrode is an electrolyte of an ester skeleton, and the polymer electrolyte adjacent to the negative electrode is an electrolyte of an ether skeleton.

본 발명에 따른 리튬 전지에 있어서, 상기 양극활물질은 LiNi1-xCoxMyO2(x=0∼0.2이고, M=Mg, Ca, Sr, Ba 또는 La이며, y=0.001∼0.02임), LiCoO2, 및 LiMnxO2x(x=1 또는 2임)로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 리튬 금속 산화물 또는 리튬 금속 복합 산화물인 것이 바람직하다.In the lithium battery according to the present invention, the cathode active material is LiNi 1-x Co x M y O 2 (x = 0 to 0.2, M = Mg, Ca, Sr, Ba or La, y = 0.001 to 0.02 ), LiCoO 2 , and LiMn x O 2x (x = 1 or 2), preferably at least one lithium metal oxide or lithium metal composite oxide.

본 발명에 따른 리튬 전지에 있어서, 상기 음극활물질은 결정질 또는 비정질의 카본, 그래파이트, 및 리튬 금속으로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.In the lithium battery according to the present invention, the negative electrode active material is preferably at least one selected from the group consisting of crystalline or amorphous carbon, graphite, and lithium metal.

본 발명의 리튬 전지는 전극 결합제로서 겔화 가능한 이온 전도성 폴리머의 중합체를 사용하거나 전극 활물질 표면상에 상술한 중합체를 코팅하고, 이와 동시에 전해질로서 폴리머 전해질을 사용한데 그 특징이 있다.The lithium battery of the present invention is characterized by using a polymer of a gelable ion conductive polymer as an electrode binder or coating the above-mentioned polymer on the surface of an electrode active material, and at the same time using a polymer electrolyte as an electrolyte.

이하 본 발명에 따른 리튬 전지 및 이의 제조 방법을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, a lithium battery and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in more detail.

본 발명의 리튬 전지는 전극 제조방법에 따라 2가지 방법으로 나눌 수 있다. 첫 번째 방법은 전극 제조용 결합제로서 겔화가능한 이온 전도성 폴리머의 중합체를 사용하는 것이고, 두 번째 방법은 전극 활물질의 표면에 상술한 이온 전도성 폴리머의 중합체를 코팅하는 것이다.The lithium battery of the present invention can be divided into two methods according to the electrode manufacturing method. The first method is to use a polymer of gelable ion conductive polymer as a binder for producing an electrode, and the second method is to coat the polymer of the aforementioned ion conductive polymer on the surface of the electrode active material.

첫 번째 방법을 살펴보면, 양극 활물질, 이온 전도성 폴리머, 도전제, 중합개시제, 및 용매를 균일하게 혼합하여 양극 활물질 슬러리를 제조한다. 이 활물질 슬러리를 알루미늄 집전체 상에 코팅하고, 이를 건조 및 열처리한다. 이때 열처리 온도는 50 내지 100℃의 범위로서, 이 온도 범위일 때 상기 이온 전도성 폴리머의 중합반응이 개시되어 결합제로서 겔상태의 이온 전도성 폴리머의 중합제를 함유하는 양극이 형성된다. 이를 소정 치수로 절단하여 양극 극판을 제조한다.Looking at the first method, a cathode active material slurry is prepared by uniformly mixing a cathode active material, an ion conductive polymer, a conductive agent, a polymerization initiator, and a solvent. This active material slurry is coated on an aluminum current collector, which is dried and heat treated. At this time, the heat treatment temperature is in the range of 50 to 100 ° C., and the polymerization reaction of the ion conductive polymer is initiated at this temperature range to form an anode containing a polymer of the gel ion conductive polymer as a binder. This is cut to a predetermined dimension to produce a positive electrode plate.

상기 이온 전도성 폴리머로는 폴리에틸렌글리콜 아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리실리콘, 폴리아크릴로니트릴 등을 사용할 수 있으며, 이의 함량이 전극 활물질 100 중량부당 3 내지 20 중량부인 것이 바람직하다. 이때, 이온 전도성 폴리머의 함량이 상기 범위를 벗어나면 전지로서의 안전성에 심각한 문제를 유발시키거나 전지로서의 성능구현이 어렵게 된다는 문제점이 있다.The ion conductive polymer may be polyethylene glycol acrylate, polyurethane, polyvinylidene fluoride, polysilicon, polyacrylonitrile, and the like, and the content thereof is preferably 3 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the electrode active material. In this case, when the content of the ion conductive polymer is out of the above range, there is a problem that causes serious problems in safety as a battery or difficult to implement performance as a battery.

상기 양극 활물질 슬러리 제조시, 양극 활물질은 리튬 함유 금속 산화물 또는 리튬 금속 복합 산화물로서, LiNi1-xCoxMyO2(x=0∼0.2이고, M=Mg, Ca, Sr, Ba 또는 La이며, y=0.001∼0.02임), LiCoO2, 및 LiMnxO2x(x=1 또는 2임) 등을 사용하고, 도전제로는 아세틸렌 블랙, 카본 블랙 등을 사용하며, 용매로는 N-메틸피롤리돈, 아세톤 등을 사용할 수 있다.In preparing the positive electrode active material slurry, the positive electrode active material is a lithium-containing metal oxide or a lithium metal composite oxide, wherein LiNi 1-x Co x M y O 2 (x = 0 to 0.2, M = Mg, Ca, Sr, Ba, or La) Y = 0.001 to 0.02), LiCoO 2 , LiMn x O 2x (x = 1 or 2), and the like, acetylene black, carbon black, and the like, and N-methyl as the solvent. Pyrrolidone, acetone and the like can be used.

이와 별도로 구리 집전체를 사용하여, 상기 양극 극판의 제조시 도전제를 첨가한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 음극 극판을 제조한다. 이때 음극활물질로는 결정질 또는 비정질의 카본, 그래파이트, 및 리튬 금속을 사용한다. 경우에 따라서는 음극 활물질 슬러리 제조시에 도전제의 부가도 가능하다.Separately, using a copper current collector, a negative electrode plate is manufactured in the same manner except that a conductive agent is added during the production of the positive electrode plate. At this time, as the negative electrode active material, crystalline or amorphous carbon, graphite, and lithium metal are used. In some cases, a conductive agent may be added during the preparation of the negative electrode active material slurry.

상기 과정에 따라 제조된 양극 및 음극 극판을 배치하고 그 사이에 폴리머 전해질을 개재한 다음 전지 케이스 내에 수납하고, 유기 전해액을 주입하여 리튬 전지를 완성한다. 상기 유기 전해액은 통상적으로 사용되는 리튬염 즉 LiPF6, LiBF4, LiAsF6, LiClO4, CF3SO3Li, LiC(CF3SO2)3, LiN(C2F5SO2)2및 LiN(CF3SO2)2과, 통상적으로 사용되는 유기용매 즉 에틸렌 카보네이트, 디메틸카보네이트 및 디에틸카보네이트를 혼합하여 제조된다.A positive electrode and a negative electrode plate prepared according to the above process are disposed, and a polymer electrolyte is interposed therebetween and then stored in a battery case, and an organic electrolyte is injected to complete a lithium battery. The organic electrolyte is a lithium salt commonly used, that is, LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiClO 4 , CF 3 SO 3 Li, LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 and LiN It is prepared by mixing (CF 3 SO 2 ) 2 with a conventionally used organic solvent, that is, ethylene carbonate, dimethyl carbonate and diethyl carbonate.

또한, 양극과 음극 사이에 개재되는 상기 폴리머 전해질은 에테르계 또는 에스테르계의 구조가 폴리머의 구조에 포함된 것을 사용할 수 있다.In addition, the polymer electrolyte interposed between the positive electrode and the negative electrode may include an ether- or ester-based structure included in the polymer structure.

다음으로 두 번째 방법에 대하여 살펴보면, 양극 활물질, 이온 전도성 폴리머, 중합 개시제, 및 용매를 혼합하여 양극 활물질 조성물을 준비한다. 이를 50 내지 100℃에서 열풍 건조하여 이온 전도성 폴리머의 중합체가 표면 코팅된 양극 활물질을 얻는다.Next, referring to the second method, a cathode active material composition is prepared by mixing a cathode active material, an ion conductive polymer, a polymerization initiator, and a solvent. This is hot air dried at 50 to 100 ° C. to obtain a cathode active material surface-coated with a polymer of an ion conductive polymer.

상기 과정에서 양극 활물질 대신 음극 활물질을 사용한 것을 제외하고는 동일한 과정을 반복하여 이온 전도성 폴리머의 중합체가 표면 코팅된 음극 활물질을 얻었다.The same process was repeated except that the negative electrode active material was used instead of the positive electrode active material, thereby obtaining a negative electrode active material on which the polymer of the ion conductive polymer was surface coated.

상기 과정에 따라 얻어진 양극 활물질 및 음극 활물질을 첫 번째 제조방법과 동일한 과정에 따라 양극 및 음극을 제조한다.A positive electrode and a negative electrode are manufactured by the same process as the first manufacturing method of the positive electrode active material and the negative electrode active material obtained according to the above process.

한편, 상술한 제조방법에서, 상기 양극과 음극을 절연시키는 역할을 하는 폴리머 전해질은 고체형 전해질로서, 이를 양극과 음극의 산화 환원 전위에 맞도록 2종류로 이원화 시킬 수 있다. 즉 상기 양극의 표면에는 산화 환원 전위가 높은 (3.5V이상) 폴리에틸렌글리콜 아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리실리콘, 폴리아크릴로니트릴등의 폴리머 골격이 에스테르계로 이루어 진 전해질을 적층하고, 상기 음극의 표면에는 상기 폴리에스테르계 화합물보다 산화환원 전위가 낮은(3.5V이하) 폴리에틸렌글리콜 아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리실리콘, 폴리아크릴로니트릴등의 폴리머 골격이 에테르계로 이루어 진 전해질을 적층한다. 이렇게 양극 및 음극에 인접된 폴리머 전해질을 이원화시키면 양음극의 산화 환원 전위에 맞는 고분자 전해질을 이용할 수 있는 이점이 있다. 본 발명에 있어서, 상기 양극에 인접된 폴리머 전해질은 폴리에스테르 전해질이고, 상기 음극에 인접된 폴리머 전해질은 폴리에테르 전해질인 것이 더욱 더 바람직하다.On the other hand, in the above-described manufacturing method, the polymer electrolyte which serves to insulate the positive electrode and the negative electrode is a solid electrolyte, it can be dualized into two types to match the redox potential of the positive electrode and the negative electrode. That is, on the surface of the positive electrode, an electrolyte having an ester-based polymer skeleton such as polyethylene glycol acrylate, polyurethane, polyvinylidene fluoride, polysilicon, and polyacrylonitrile having a high redox potential (3.5 V or more) is laminated. On the surface of the negative electrode, polymer skeletons such as polyethylene glycol acrylate, polyurethane, polyvinylidene fluoride, polysilicon and polyacrylonitrile having lower redox potential (3.5 V or less) than the polyester compound are ether-based. Stack the electrolyte. By dualizing the polymer electrolyte adjacent to the positive electrode and the negative electrode, there is an advantage that a polymer electrolyte suitable for the redox potential of the positive electrode can be used. In the present invention, the polymer electrolyte adjacent to the positive electrode is a polyester electrolyte, and the polymer electrolyte adjacent to the negative electrode is even more preferably a polyether electrolyte.

본 발명의 리튬 전지는 전극과 전해질 간의 계면에서의 급격한 성분의 변화에 의해 발생될 수 있는 계면저항의 차이를 최소화 시켜서 리튬 이온 폴리머 전지의 계면저항을 겔폴리머 전지의 계면저항 수준으로 떨어뜨릴 수 있다.The lithium battery of the present invention can reduce the interface resistance of the lithium ion polymer battery to the level of the interface resistance of the gel polymer battery by minimizing the difference in the interface resistance that can be caused by the rapid change of the component at the interface between the electrode and the electrolyte. .

이하 실시예를 통하여 본 발명을 설명하되, 이는 본 발명의 범위를 한정하지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described through examples, which do not limit the scope of the present invention.

<실시예 1><Example 1>

양극 활물질인 LiCoO210 중량부, 도전제인 카본 블랙(슈퍼-P)(MMM사) 0.2 중량부및 용매인 N-메틸피롤리돈(NMP) 100 중량부를 균일하게 혼합하여 양극 활물질 슬러리를 얻었다.10 parts by weight of LiCoO 2 as a positive electrode active material, 0.2 parts by weight of carbon black (Super-P) (MMM) as a conductive agent and 100 parts by weight of N-methylpyrrolidone (NMP) as a solvent were uniformly mixed to obtain a positive electrode active material slurry.

이와 별도로, 음극 활물질인 결정성 흑연(메조카아본파이버: Petoca사) 10중량부, 및 NMP 100 중량부를 균일하게 혼합하여 음극 활물질 슬러리를 얻었다.Separately, 10 parts by weight of crystalline graphite (mesocarbon fiber: Petoca Co., Ltd.) and 100 parts by weight of NMP as a negative electrode active material were uniformly mixed to obtain a negative electrode active material slurry.

상기 양극 활물질 슬러리를 알루미늄 포일에 적층하고 건조 및 열처리를 100℃에서 실시하였다. 이어서 상기 결과물 상부에 폴리에스테르계 고체 폴리머 전해질인 이온 전도성 폴리머인 에스테르 골격의 PEGDA를 10micronmeter로 적층하고 압연한 뒤 소정치수로 절단하였다.The positive electrode active material slurry was laminated on aluminum foil, and drying and heat treatment were performed at 100 ° C. Subsequently, PEGDA of an ester skeleton of an ion conductive polymer, which is a polyester-based solid polymer electrolyte, was laminated on the resulting product at 10 micronmeter, rolled, and cut into predetermined dimensions.

이어서, 상기 과정에 따라 얻은 음극 활물질 슬러리를 구리 포일에 적층하고 건조 및 100℃에서 열처리하고, 그 상부에 폴리에테르계 고체 폴리머 전해질인 이온 전도성 폴리머인 에테르 골격의 PEGDA를 10micronmeter로를 적층하고 압연한 뒤 소정 치수로 절단하였다.Subsequently, the negative electrode active material slurry obtained according to the above process was laminated on a copper foil, dried and heat-treated at 100 ° C, and PEGDA of an ether skeleton, an ion conductive polymer which is a polyether-based solid polymer electrolyte, was laminated and rolled on a 10 micronmeter. It was cut back to a predetermined dimension.

상기 과정에 따라 얻은 양극 극판 및 음극 극판을 폴리에스테르 고체 폴리머 전해질과 폴리에테르 고체 폴리머 전해질이 인접되도록 배치하고 이를 전지 케이스에 수납하였다.The positive electrode plate and the negative electrode plate obtained according to the above process were disposed such that the polyester solid polymer electrolyte and the polyether solid polymer electrolyte were adjacent to each other and stored in the battery case.

상기 결과물에 에틸렌카보네이트:디에틸카보네이트를 3:7의 부피비율로 혼합하여 이 용액에 1.3 몰/리터의 LiPF6용액을 양음극에 도포된 폴리머 전해질의 중량비 대비10%를 가하여 얻은 전해액을 주입하여 밀봉하였다.Ethylene carbonate: diethyl carbonate was mixed into the resultant at a volume ratio of 3: 7, and an electrolyte solution obtained by adding 10 mol to 1.3 mol / liter of LiPF 6 solution to the weight ratio of the polymer electrolyte applied to the cathode was injected into the solution. Sealed.

<비교예 1>Comparative Example 1

실시예 1의 전지 시스템에 에틸렌카보네이트:디에틸카보네이트를 3:7의 부피비율로 혼합하여 이 용액에 1.3 몰/리터의 LiPF6용액을 양음극에 도포된 폴리머 전해질의 중량비 대비10%를 가하여 얻은 전해액을 주입하여 밀봉하였다.Ethylene carbonate: diethyl carbonate was mixed at a volume ratio of 3: 7 in the battery system of Example 1, and a 1.3 mol / liter LiPF 6 solution was added to this solution by adding 10% to the weight ratio of the polymer electrolyte applied to the positive electrode. The electrolyte was injected and sealed.

<비교예 2>Comparative Example 2

실시예 1의 전지의 양음극 극판에 폴리머를 코팅하지 않은 리튬이온 계의 전지 시스템에 에틸렌카보네이트:디에틸카보네이트를 3:7의 부피비율로 혼합한 1.3 몰/리터의 LiPF6전해액을 10% 주입하여 밀봉하였다.10% of 1.3 mol / liter LiPF 6 electrolyte solution containing ethylene carbonate: diethyl carbonate in a volume ratio of 3: 7 was injected into a lithium ion battery system in which the positive electrode plate of the battery of Example 1 was not coated with a polymer. Sealed.

표준용량Standard capacity 2.0C 방전특성2.0C discharge characteristics 0.2C방전(-20oC)0.2C discharge (-20oC) 수명특성(1C충방전)Life characteristics (1C charge and discharge) 실시예 1Example 1 9696 7575 5555 8585 비교예 1Comparative Example 1 9898 8080 6060 9090 비교예 2Comparative Example 2 100100 100100 100100 100100

상기 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 실시예 1에 따라 제조된 전지의 용량, 고율특성, 저온특성 및 수명특성에서 리튬이온시스템에 비해 크게 뒤떨어 지지 않고 있음을 알 수 있다.As can be seen in Table 1, it can be seen that the capacity, high rate characteristics, low temperature characteristics and life characteristics of the battery manufactured according to Example 1 are not significantly inferior to lithium ion systems.

본 발명에 따른 전지는 전극과 전해질간의 계면에서의 급격한 성분의 변화에 의해 발생될 수 있는 계면저항의 차이를 최소화 시켜서 리튬 이온 폴리머 전지의 계면저항을 겔폴리머 전지의 계면저항 수준으로 떨어뜨릴 수 있고, 전지의 장기 수명특성, 용량, 고율특성 및 저온특성이 개선된다.The battery according to the present invention can reduce the interface resistance of the lithium ion polymer battery to the level of the interface resistance of the gel polymer battery by minimizing the difference in the interface resistance which may be caused by the rapid change of the component at the interface between the electrode and the electrolyte. The battery's long life, capacity, high rate and low temperature characteristics are improved.

Claims (8)

양극활물질, 이온 전도성 폴리머의 중합체 및 도전제를 포함하는 양극;A positive electrode comprising a positive electrode active material, a polymer of an ion conductive polymer and a conductive agent; 음극활물질 및 이온 전도성 폴리머의 중합체를 포함하는 음극; 및A negative electrode comprising a polymer of a negative electrode active material and an ion conductive polymer; And 상기 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 폴리머 전해질을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 전지.A lithium battery comprising a polymer electrolyte interposed between the positive electrode and the negative electrode. 제1항에 있어서, 상기 이온 전도성 폴리머의 중합체가 양극 및 음극 활물질의 표면에 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬 전지.The lithium battery according to claim 1, wherein the polymer of the ion conductive polymer is coated on the surface of the positive electrode and the negative electrode active material. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이온 전도성 폴리머가 에테르 또는 에스테르 구조로 이루어 진 폴리에틸렌글리콜 아크릴레이트,폴리우레탄, 폴리실리콘, 폴리아크릴로니트릴로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상이며, 이의 함량이 전극 활물질 100 중량부당 3 내지 20 중량부인 것을 특징으로 하는 리튬 전지.According to claim 1 or 2, wherein the ion conductive polymer is at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol acrylate, polyurethane, polysilicon, polyacrylonitrile consisting of an ether or ester structure, the content thereof is an electrode Lithium battery, characterized in that 3 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the active material. 제1항에 있어서, 상기 폴리머 전해질은 폴리에테르계 전해질 및 폴리에스테르계 전해질로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 전지.The lithium battery according to claim 1, wherein the polymer electrolyte is at least one selected from the group consisting of a polyether electrolyte and a polyester electrolyte. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 폴리머 전해질이 양극 및 음극의 산화 및 환원 전위에 대응되게 2종류로 이원화시킨 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 리튬 전지.The lithium battery according to claim 1 or 4, wherein the polymer electrolyte is made of two kinds of binary to correspond to the oxidation and reduction potentials of the positive electrode and the negative electrode. 제5항에 있어서, 상기 양극에 인접된 폴리머 전해질이 폴리에스테르 전해질이고, 상기 음극에 인접된 폴리머 전해질이 폴리에테르 전해질인 것을 특징으로 하는 리튬 전지.The lithium battery according to claim 5, wherein the polymer electrolyte adjacent to the positive electrode is a polyester electrolyte and the polymer electrolyte adjacent to the negative electrode is a polyether electrolyte. 제1항에 있어서, 상기 양극활물질은 LiNi1-xCoxMyO2(x=0∼0.2이고, M=Mg, Ca, Sr, Ba 또는 La이며, y=0.001∼0.02임), LiCoO2, 및 LiMnxO2x(x=1 또는 2임)로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 리튬 금속 산화물 또는 리튬 금속 복합 산화물인 것을 특징으로 하는 리튬 전지.The method of claim 1, wherein the positive electrode active material is LiNi 1-x Co x M y O 2 (x = 0 to 0.2, M = Mg, Ca, Sr, Ba or La, y = 0.001 to 0.02), LiCoO And at least one lithium metal oxide or lithium metal composite oxide selected from the group consisting of 2 , and LiMn x O 2x (x = 1 or 2). 제1항에 있어서, 상기 음극활물질은 결정질 또는 비정질의 카본, 그래파이트, 및 리튬 금속으로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 전지.The lithium battery according to claim 1, wherein the negative electrode active material is at least one selected from the group consisting of crystalline or amorphous carbon, graphite, and lithium metal.
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