KR20040009578A - Cathode material including poly(aminothiophenol) derivatives, non-aqueous secondary battery obtained therefrom and manufacturing methods thereof - Google Patents

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KR20040009578A
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Abstract

PURPOSE: A positive electrode composition containing a poly(aminothiophenol) derivative, a nonaqueous secondary battery obtained from the composition and their preparation methods are provided, to allow a positive electrode composition to be produced massively with a low cost and to improve the capacity characteristic of a nonaqueous secondary battery remarkably and the cycle stability in charge/discharge. CONSTITUTION: The positive electrode composition comprises an active material comprising the doped poly(aminothiophenol) derivative having the repeating unit represented by the formula; a conductive agent; and a binder, wherein X is H, Li, Na or K; Y is F, Cl, Br, I, ClO4, PF6, BF4, CF3SO3, HSO4 or C12H25C6H4SO3; k, k' and k'' are 0.01-0.5; m is 0-0.99; and n is 5-50,000. Preferably the conductive agent is an amorphous carbon; and the binder is at least one selected from the group consisting of poly(tetrafluoroethylene), a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, poly(vinylidene fluoride), and a copolymer of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene.

Description

폴리아미노싸이오페놀 유도체를 포함하는 양극 조성물, 이로부터 얻어지는 비수계 이차 전지 및 이들의 제조 방법 {Cathode material including poly(aminothiophenol) derivatives, non-aqueous secondary battery obtained therefrom and manufacturing methods thereof}Cathode composition including polyaminothiophenol derivative, non-aqueous secondary battery obtained therefrom, and method for producing same {Cathode material including poly (aminothiophenol) derivatives, non-aqueous secondary battery obtained therefrom and manufacturing methods

본 발명은 비수계 이차전지 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 양극 활물질 조성물 및 그 제조 방법과, 이를 이용하여 제조되는 비수계 이차전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a non-aqueous secondary battery and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a positive electrode active material composition, a method for producing the same, and a non-aqueous secondary battery and a manufacturing method using the same.

최근, 휴대 전화, 캠코더(camcorder), 노트북 퍼스널 컴퓨터, PDA (personal digital assistant) 등 소형이며 휴대에 적합한 전기전자 기기의 수요가 증대되고 있다. 이에 수반하여, 소형, 경량이면서 반복 사용할 수 있는 고성능 이차전지가 요구된다. 각종 휴대용 정보통신 기기에 적합한 소형 전원으로서, 현재 리튬 이온 이차전지 (Lithium Ion Batteries, LIB)가 상용화 되어 있다. LIB는 리튬 이온의 인터칼레이션(intercalation)/디인터칼레이션 (deintercalation)이 가능한 전이금속 산화물을 활물질로서 사용하는 캐소드, 리튬 이온의 인터칼레이션-디인터칼레이션이 가능한 탄소계 물질을 사용하는 애노드 및 그 사이에 리튬 이온이 이동할 수 있는 유기 전해액을 충전시켜 제조한 전지로서, 리튬 이온이 상기 캐소드 및 애노드에서 인터칼레이션/디인터칼레이션 될 때의 산화-환원 반응에 의해 전기 에너지를 생성한다.Recently, the demand for small and portable electric and electronic devices such as mobile phones, camcorders, notebook personal computers, and personal digital assistants (PDAs) has increased. Along with this, there is a need for a high performance secondary battery that is compact, lightweight and can be used repeatedly. As a small power supply suitable for various portable information communication devices, lithium ion secondary batteries (LIB) are commercially available. LIB is a cathode using a transition metal oxide capable of intercalation / deintercalation of lithium ions as an active material and a carbon-based material capable of intercalation-deintercalation of lithium ions. A battery prepared by charging an organic electrolyte solution in which lithium ions can move between an anode and a battery, wherein the electrical energy is generated by a redox reaction when lithium ions are intercalated / deintercalated at the cathode and the anode. do.

리튬 이차전지의 캐소드로는 Li/Li+의 전극 전위보다 약 3 ∼ 4.5V 높은 전위를 나타내며 리튬 이온의 인터칼레이션/디인터칼레이션이 가능한 전이금속과 리튬과의 복합 산화물이 주로 사용된다. 그 예로서, 리튬코발트옥사이드(LiCoO2), 리튬니켈옥사이드(LiNiO2), 리튬망간옥사이드(LiMnO2) 등을 들 수 있다.As a cathode of the lithium secondary battery, a complex oxide of a transition metal and lithium, which exhibits a potential of about 3 to 4.5 V higher than the electrode potential of Li / Li + and is capable of intercalation / deintercalation of lithium ions, is mainly used. Examples thereof include lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), lithium manganese oxide (LiMnO 2 ), and the like.

그러나, 정보통신 기기의 발전이 가속화됨에 따라, 에너지 밀도, 용량 및 안정성 등의 성능 특성이 보다 향상된 전지가 요구되고 있다. 그러나, 현재 상용화된 LIB와 상용화를 앞둔 리튬 고분자 이차전지 (Lithium Polymer Battery, LPB)와 같이 리튬 전이금속 산화물을 기초로 한 기존의 양극 시스템으로는 이를 만족시켜주지 못하고 있는 실정이다. 특히, 차세대 이동통신 체계인 IMT-2000 시스템의 단말기용 이차전지는 기존 전지의 수 배에 해당하는 용량 및 고도의 안정성을 필요로 한다. 이러한 요구에 부응하기 위해서는 고용량 양극 재료의 개발에 대한 기술적 진보가 우선적으로 이루어져야 한다.However, as the development of information and communication devices is accelerated, there is a demand for batteries having improved performance characteristics such as energy density, capacity, and stability. However, current cathode systems based on lithium transition metal oxides, such as Lithium Polymer Battery (LPB), which are about to be commercialized and commercialized LIB, are not satisfied. In particular, the secondary battery for the terminal of the IMT-2000 system, which is the next generation mobile communication system, requires a capacity and a high level of stability corresponding to several times that of a conventional battery. To meet these demands, technological advances in the development of high capacity anode materials must be made first.

양극의 용량을 향상시키기 위해 우선적으로 진행되었던 현실적인 방법은 기존의 리튬 함유 금속산화물인 LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4등에 원소 치환체를 도입하는 것이다. 이 방법은 기존의 성능을 뛰어넘는 현저한 용량의 향상을 가져오지는 못하였다 (참조: J.R. Dahn et al., Electrochemical and Solid-State Letters, 4, A191, 2000, J.Y. Lee et al., J. Power Sources, 81-82, 416, 1999).In order to improve the capacity of the positive electrode, a realistic method has been first introduced by introducing elemental substituents to LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , which are conventional lithium-containing metal oxides. This method did not result in significant capacity improvements over existing performance (see JR Dahn et al., Electrochemical and Solid-State Letters, 4, A191, 2000, JY Lee et al., J. Power). Sources, 81-82, 416, 1999).

또한, 철을 기초로 그로우타이트(Groutite: α-HMnO2)형, 지그재그(Zigzag) 층상형, 층상형 등 각종 LiFeO2를 소프트 케미스트리(soft chemistry)법을 구사하여 합성하고, LiCoO2와 마찬가지로 초기 충전시 Fe4+/3+의 산화환원을 이용하여 가역적 4V 방전의 실현을 목표로 하는 시도도 있었다. 다른 한편으로는, Fe3+/2+의 산화환원을 이용하는 NASICON형 Fe2(SO4)3(Fe3+/2+, 3.6V × 100mAh/g)이나 Olivin형 LiFePO4(Fe3+/2+, 3.3V × 150mAh/g) 또한 3V계 차세대 양극 활물질로서 연구가 진행중에 있다 (참조: J. Yamaki et al., J. Power Sources, 68, 711, 1997, J.B. Goodenough et al., J. Electrochem. Soc., 144, 1609, 1997).In addition, grown tight iron based: the (Groutite α-HMnO 2) type, zigzag variety of LiFeO 2, etc. (Zigzag) layered, the layered composite by utilizing the soft chemistry (soft chemistry) method, and early as in the LiCoO 2 Attempts have been made to achieve reversible 4V discharge using redox of Fe 4 + / 3 + during charging. On the other hand, Fe 3 + / 2 + NASICON type using a redox of Fe 2 (SO 4) 3 ( Fe 3 + / 2 +, 3.6V × 100mAh / g) or Olivin type LiFePO 4 (Fe 3 + / 2+ , 3.3V × 150mAh / g) Research is also underway as a 3V-based next-generation cathode active material (J. Yamaki et al., J. Power Sources, 68, 711, 1997, JB Goodenough et al., J Electrochem.Soc., 144, 1609, 1997).

무기물을 기초로 한 양극 재료의 개발 외에, 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리싸이오펜, 폴리아닐린 등과 같은 전도성 고분자를 이용한 양극 재료의 개발도 80년대 초반 이후 꾸준히 연구가 진행되었다. 그러나, 이러한 전도성 고분자의 경우에도 양극에 적용시 기존의 무기 산화물에 비해 용량의 향상을 가져오지는 못했다 (참조: MacDiarmid et al., J. Electrochem. Soc., 128, 1651, 1981, Taguchi et al., J. Power Sources, 20, 243, 1987).In addition to the development of cathode materials based on inorganic materials, the development of cathode materials using conductive polymers such as polyacetylene, polypyrrole, polythiophene, polyaniline, etc. has been steadily studied since the early 80s. However, even in the case of such a conductive polymer, application to the anode did not result in an improvement in capacity compared to conventional inorganic oxides (see MacDiarmid et al., J. Electrochem. Soc., 128, 1651, 1981, Taguchi et al. , J. Power Sources, 20, 243, 1987).

최근, 다이설파이드 화합물과 같은 유기물들을 이용한 새로운 리튬 이차전지용 양극 활물질의 개발이 시도되었다. 다이설파이드 화합물들은 분자내에 -SH기들을 가지는 일련의 화합물들로서, 분할과 재결합이 매우 용이한 가역 과정 (2SH ↔ S-S)을 거치면서, 에너지 교환 반응이 일어나게 되어, 이론적인 에너지 용량은 기존의 무기물 활물질을 훨씬 상회하는 것으로 나타나 새로운 양극 물질로 기대되었다. 그러나, 이들 역시 전지에 적용시 용량값이 이론 용량에 크게 못미쳤고 싸이클이 진행됨에 따라 초기 용량값이 급격히 감소함이 관찰되었다 (참조: S.J. Visco et al., J. Electrochem. Soc., 136, 661, 1989, N. Oyama et al., J. Electrochem. Soc., 142, 354, 1995).Recently, development of a new positive electrode active material for lithium secondary batteries using organic materials such as disulfide compounds has been attempted. Disulfide compounds are a series of compounds having -SH groups in their molecules, and undergo an energy exchange reaction through a reversible process (2SH ↔ SS), which is very easy to split and recombine. Much higher than that was expected as a new anode material. However, they also showed that the capacity value of the battery was far below the theoretical capacity, and the initial capacity value decreased rapidly as the cycle progressed (see SJ Visco et al., J. Electrochem. Soc., 136, 661, 1989, N. Oyama et al., J. Electrochem. Soc., 142, 354, 1995).

본 발명의 목적은 상기한 종래 기술에서의 문제점들을 해결하고자 하는 것으로, 저렴한 비용으로 대량 합성이 가능하고, 비수계 이차전지의 용량 특성을 현저히 향상시킬 수 있는 비수계 이차전지용 양극 조성물을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the problems in the prior art, to provide a cathode composition for a non-aqueous secondary battery capable of large-scale synthesis at a low cost, and can significantly improve the capacity characteristics of the non-aqueous secondary battery. .

본 발명의 다른 목적은 양극 활물질로서 저렴한 비용으로 대량 합성이 가능한 새로운 구조의 조성물을 사용하여 양극을 구성함으로써, 향상된 용량 특성을 가지고 충방전시 안정된 싸이클 안정성을 제공할 수 있는 비수계 이차전지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a non-aqueous secondary battery that can provide a stable cycle stability during charging and discharging by forming a positive electrode using a composition of a new structure capable of mass synthesis at low cost as a positive electrode active material It is.

본 발명의 또 다른 목적은 저렴한 비용으로 대량 합성이 가능한 새로운 구조의 비수계 이차전지용 양극 조성물 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing a positive electrode composition for a non-aqueous secondary battery having a novel structure capable of mass synthesis at low cost.

본 발명의 또 다른 목적은 향상된 용량 특성을 가지고 충방전시 안정된 싸이클 안정성을 제공할 수 있는 비수계 이차전지의 제조 방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a non-aqueous secondary battery, which has improved capacity characteristics and can provide stable cycle stability during charge and discharge.

도 1은 본 발명에 따른 비수계 이차전지용 양극 조성물의 제조 방법 및 비수계 이차전지의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a cathode composition for a non-aqueous secondary battery and a method of manufacturing a non-aqueous secondary battery according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 방법에 의하여 화학적으로 합성된 폴리아미노싸이오페놀 유도체의 UV/VIS (ultraviolet-visable absorbance) 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.2 is a graph showing UV / VIS (ultraviolet-visable absorbance) spectra of polyaminothiophenol derivatives chemically synthesized by the method according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 방법에 의하여 화학적으로 합성된 HCl 도핑된 폴리아미노싸이오페놀 유도체 입자들의 SEM (Scanning Electron Microscope) 사진이다.3 is a SEM (Scanning Electron Microscope) photograph of HCl doped polyaminothiophenol derivative particles chemically synthesized by the method according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 폴리아미노싸이오페놀 유도체를 활물질로 이용하여 제조한 전극의 충방전 특성을 보여주는 그래프이다.4 is a graph showing charge and discharge characteristics of an electrode prepared using a polyaminothiophenol derivative prepared by the method according to the present invention as an active material.

도 5는 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 폴리아미노싸이오페놀 유도체를 이용한 전극의 싸이클수에 따른 방전 용량값의 변화를 보여주는 그래프이다.5 is a graph showing a change in discharge capacity value according to the number of cycles of an electrode using a polyaminothiophenol derivative prepared by the method according to the present invention.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 비수계 이차전지용 양극 조성물은 다음 식으로 표시되는 반복 단위를 갖는 도핑된 폴리아미노싸이오페놀 유도체로 이루어지는 활물질과, 도전제와, 결착제를 포함한다.In order to achieve the above object, the positive electrode composition for a non-aqueous secondary battery according to the present invention comprises an active material consisting of a doped polyaminothiophenol derivative having a repeating unit represented by the following formula, a conductive agent, and a binder.

식중, X는 H, Li, Na 또는 K이고, Y는 F, Cl, Br, I, ClO4, PF6, BF4,CF3SO3, HSO4또는 C12H25C6H4SO3이고, k 및 k′은 몰분율(mole fraction)로서 각각 0.01 ∼ 0.5이고, m은 몰분율로서 0 ∼ 0.99이고, n은 반복 단위수로서 5 ∼ 50,000이다.Wherein X is H, Li, Na or K and Y is F, Cl, Br, I, ClO 4 , PF 6 , BF 4 , CF 3 SO 3 , HSO 4 or C 12 H 25 C 6 H 4 SO 3 K and k 'are 0.01 to 0.5 as mole fractions, m is 0 to 0.99 as mole fractions, and n is 5 to 50,000 as the number of repeating units.

상기 도전제는 무정형 카본, 예를 들면 아세틸렌블랙, 카본블랙, 덴카블랙, 슈퍼-P, 론자, 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다.The conductive agent may be made of amorphous carbon such as acetylene black, carbon black, denka black, super-P, ronza, or mixtures thereof.

상기 결착제는 폴리테트라플루오로에틸렌, 비닐리덴플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌과의 공중합체, 폴리비닐리덴플루오라이드, 또는 비닐리덴플루오라이드와 테트라플루오로에틸렌과의 공중합체, 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다.The binder may be a polytetrafluoroethylene, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, a polyvinylidene fluoride, or a copolymer of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene, or a mixture thereof. Can be done.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 비수계 이차전지는 상기 정의된 바와 같은 본 발명에 따른 조성물이 양극 집전체에 유지되어 이루어지는 양극과, 리튬으로 이루어지는 음극과, 상기 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 유기 전해액으로 이루어진다. 여기서, 상기 조성물은 상기 양극 집전체 상에 필름 형태로 유지될 수 있다. 상기 유기 전해액은 상기 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 세퍼레이터에 함침되어 있다.In order to achieve the above another object, the non-aqueous secondary battery according to the present invention is a positive electrode comprising a composition according to the present invention as defined above is held in a positive electrode current collector, a negative electrode made of lithium, between the positive electrode and the negative electrode It consists of an organic electrolyte solution interposed. Here, the composition may be maintained in the form of a film on the positive electrode current collector. The organic electrolyte solution is impregnated in a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode.

상기 유기 전해액은 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 테트라하이드로퓨란, 2-메틸테트라하이드로퓨란, 디메톡시에탄, 메틸포르메이트, 에틸포르메이트, 감마-부티로락톤, 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 유기 용매를 포함한다.The organic electrolyte solution is ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethoxyethane, methyl formate, ethyl formate, gamma-butyrolactone, Or organic solvents consisting of mixtures thereof.

또한, 상기 유기 전해액은 리튬퍼클로레이트 (LiClO4), 리튬트리플레이트 (LiCF3SO3), 리튬헥사플루오로포스페이트 (LiPF6), 리튬테트라플루오로보레이트 (LiBF4), 리튬트리플루오로메탄설포닐이미드 (LiN(CF3SO2)2), 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 리튬염을 포함한다.In addition, the organic electrolyte is lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium triplate (LiCF 3 SO 3 ), lithium hexafluoro phosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium trifluoromethanesulfonyl Lithium salts consisting of imides (LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ), or mixtures thereof.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 비수계 이차전지용 양극 조성물 제조 방법에서는 다음 식으로 표시되는 반복 단위를 가지는 도핑되지 않은 폴리아미노싸이오페놀 유도체를 합성한다.In order to achieve the above another object, in the method for preparing a positive electrode composition for a non-aqueous secondary battery according to the present invention, an undoped polyaminothiophenol derivative having a repeating unit represented by the following formula is synthesized.

식중, k 및 k′은 몰분율로서 각각 0.01 ∼ 0.5이고, m은 몰분율로서 0 ∼ 0.99이고, n은 반복 단위수로서 5 ∼ 50,000이다. 상기 도핑되지 않은 폴리아미노싸이오페놀 유도체를 도핑시켜 다음 식으로 표시되는 반복 단위를 가지는 도핑된 폴리아미노싸이오페놀 유도체를 형성한다.In the formula, k and k 'are each 0.01-0.5 as mole fractions, m is 0-0.99 as mole fractions, and n is 5-50,000 as repeat unit numbers. The undoped polyaminothiophenol derivative is doped to form a doped polyaminothiophenol derivative having a repeating unit represented by the following formula.

식중, X는 H, Li, Na 또는 K이고, Y는 F, Cl, Br, I, ClO4, PF6, BF4, CF3SO3, HSO4또는 C12H25C6H4SO3이고, k 및 k′은 몰분율로서 각각 0.01 ∼ 0.5이고, m은 몰분율로서 0 ∼ 0.99이고, n은 반복 단위수로서 5 ∼ 50,000이다. 상기 도핑된 폴리아미노싸이오페놀 유도체를 도전제 및 결착제와 함께 균일하게 혼합한다. 상기 혼합 단계에서는 상기 도핑된 폴리아미노싸이오페놀 유도체, 도전제 및 결착제를 소정 비율로 정량하여 분말 상태로 혼합하는 것이 가능하다. 다른 방법으로서, 상기 혼합 단계에서는 상기 도핑된 폴리아미노싸이오페놀 유도체, 도전제 및 결착제를 소정 비율로 정량하여 공용매에 용해시킬 수도 있다.Wherein X is H, Li, Na or K and Y is F, Cl, Br, I, ClO 4 , PF 6 , BF 4 , CF 3 SO 3 , HSO 4 or C 12 H 25 C 6 H 4 SO 3 K and k 'are 0.01 to 0.5 as mole fractions, m is 0 to 0.99 as mole fractions, and n is 5 to 50,000 as the number of repeating units. The doped polyaminothiophenol derivatives are mixed uniformly with the conducting agent and the binder. In the mixing step, it is possible to quantify the doped polyaminothiophenol derivative, the conductive agent and the binder in a predetermined ratio and mix in a powder state. Alternatively, in the mixing step, the doped polyaminothiophenol derivative, the conductive agent and the binder may be quantified in a predetermined ratio and dissolved in the cosolvent.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 비수계 이차전지의 제조 방법에서는 상기 정의된 바와 같은 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 조성물을 집전체 위에 캐스팅하여 양극 필름을 형성한다. 상기 양극 필름 위에 세퍼레이터 및 리튬 음극을 차례로 적층한다. 상기 세퍼레이터에 유기 전해액을 주입한다.In order to achieve the above another object, in the method for manufacturing a non-aqueous secondary battery according to the present invention, the composition prepared by the method according to the present invention as defined above is cast on a current collector to form a positive electrode film. A separator and a lithium negative electrode are sequentially stacked on the positive electrode film. An organic electrolyte is injected into the separator.

본 발명에 의하면, 상기 식으로 표시되는 폴리아미노싸이오페놀 유도체를 활물질로 사용함으로써, 상기 활물질을 구성하는 전도성 고분자 구조 내에 존재하는 -SH기들 간의 분할과 재결합에 의해 기존의 전도성 고분자 및 무기물을 기초로 한 활물질에 비해 우수한 용량 특성을 나타낸다. 따라서, 본 발명에 따른 리튬 이차전지는 싸이클에 따른 용량의 유지 특성이 우수하여 향상된 용량 특성을 제공할 수 있으며, 충방전시 개선된 싸이클 안정성을 제공할 수 있다.According to the present invention, by using a polyaminothiophenol derivative represented by the above formula as an active material, based on the existing conductive polymer and inorganic material by the division and recombination between -SH groups present in the conductive polymer structure constituting the active material It shows the capacity characteristics superior to the active material. Therefore, the lithium secondary battery according to the present invention may provide improved capacity characteristics by excellent capacity retention characteristics according to cycles, and may provide improved cycle stability during charge and discharge.

다음에, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 비수계 이차전지용 양극 조성물은 리튬 이온의 인터칼레이션-디인터칼레이션이 가능한 활물질로서 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 갖는 도핑된 폴리아미노싸이오페놀 유도체를 사용한다.The positive electrode composition for a non-aqueous secondary battery according to the present invention uses a doped polyaminothiophenol derivative having a repeating unit represented by Formula 1 as an active material capable of intercalation-deintercalation of lithium ions.

식중, X는 H, Li, Na 또는 K이고, Y는 F, Cl, Br, I, ClO4, PF6, BF4, CF3SO3, HSO4또는 C12H25C6H4SO3이고, k 및 k′은 몰분율(mole fraction)로서 각각 0.01 ∼ 0.5이고, m은 몰분율로서 0 ∼ 0.99이고, n은 반복 단위수로서 5 ∼ 50,000이다.Wherein X is H, Li, Na or K and Y is F, Cl, Br, I, ClO 4 , PF 6 , BF 4 , CF 3 SO 3 , HSO 4 or C 12 H 25 C 6 H 4 SO 3 K and k 'are 0.01 to 0.5 as mole fractions, m is 0 to 0.99 as mole fractions, and n is 5 to 50,000 as the number of repeating units.

또한, 본 발명에 따른 비수계 이차전지용 양극 조성물은 화학식 1의 활물질 외에, 도전제 및 결착제를 포함한다. 상기 도전제로는 무정형 카본, 예를 들면 아세틸렌블랙, 카본블랙, 덴카블랙, 슈퍼-P, 론자 등을 단독으로 또는 이들을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 결착제로는 폴리테트라플루오로에틸렌, 비닐리덴플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌과의 공중합체, 폴리비닐리덴플루오라이드, 또는 비닐리덴플루오라이드와 테트라플루오로에틸렌과의 공중합체, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 활물질과 도전제의 중량비는 특별히 제한되지는 않으며, 약 1:99 ∼ 99:1의 중량비로 사용될 수 있다. 또한, 상기 활물질 및 도전제 혼합물과 상기 결착제 고분자간의 중량비도 특별히 제한되지 않으며, 약 1:99 ∼ 99:1의 중량비로 사용될 수 있다.In addition, the positive electrode composition for a non-aqueous secondary battery according to the present invention includes a conductive agent and a binder in addition to the active material of Chemical Formula 1. As the conductive agent, amorphous carbon such as acetylene black, carbon black, denka black, Super-P, Lonza, etc. may be used alone or in combination thereof. Examples of the binder include polytetrafluoroethylene, copolymers of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride, or copolymers of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene, or mixtures thereof. Can be used. The weight ratio of the active material and the conductive agent is not particularly limited, and may be used in a weight ratio of about 1:99 to 99: 1. In addition, the weight ratio between the active material and the conductive agent mixture and the binder polymer is not particularly limited, and may be used in a weight ratio of about 1:99 to 99: 1.

본 발명에 따른 비수계 이차전지는 화학식 1의 활물질, 도전제 및 결착제를균일하게 혼합하여 제조된 양극 조성물을 양극 집전체상에 도포한 후 건조시켜 필름 형태로 상기 양극 집전체에 유지시켜 구성된 양극을 구비한다.In the non-aqueous secondary battery according to the present invention, a positive electrode composition prepared by uniformly mixing an active material, a conductive agent, and a binder of Formula 1 is coated on a positive electrode current collector and dried to maintain the positive electrode current collector in a film form. It is provided.

본 발명에 따른 비수계 이차전지의 음극 재료로는 리튬을 함유하는 것으로 충방전 가능한 리튬 전지용으로서 일반적으로 사용되는 것이면 모두 사용 가능하다.As the negative electrode material of the non-aqueous secondary battery according to the present invention, any material can be used as long as it is generally used for lithium batteries that contain lithium and can be charged and discharged.

상기 양극과 음극 사이에는 유기 전해액이 고분자 세퍼레이터에 함침된 상태로 개재되어 있다. 상기 세퍼레이터로서는 충방전 가능한 비수계 이차전지용으로 일반적으로 사용되는 것이면 사용 가능하다. 예를 들면 미공성의 폴리프로필렌 필름, 폴리에틸렌 필름 등을 사용할 수 있다.The organic electrolyte is interposed between the positive electrode and the negative electrode in the state of being impregnated with the polymer separator. The separator can be used as long as it is generally used for non-aqueous secondary batteries that can be charged and discharged. For example, a microporous polypropylene film, polyethylene film, or the like can be used.

상기 유기 전해액은 유기 용매와 용질을 적절히 조합시켜 사용되는 것으로, 리튬 이차전지 제조 분야에서 널리 알려져 있는 것이면 어느 것이라도 사용 가능하다. 상기 유기 용매로서 구체적인 예를 들면, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 테트라하이드로퓨란, 2-메틸테트라하이드로퓨란, 디메톡시에탄, 메틸포르메이트, 에틸포르메이트, 감마-부티로락톤, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 유기 용매는 고분자 세퍼레이터의 중량을 기준으로 약 1 ∼ 2000 중량%, 바람직하게는 약 1 ∼ 1000 중량%의 양으로 사용될 수 있다. 또한, 상기 용질로서는 예를 들면 리튬퍼클로레이트 (LiClO4), 리튬트리플레이트 (LiCF3SO3), 리튬헥사플루오로포스페이트 (LiPF6), 리튬테트라플루오로보레이트 (LiBF4), 리튬트리플루오로메탄설포닐이미드(LiN(CF3SO2)2), 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 리튬염을 사용할 수 있다. 상기 리튬염은 상기 유기 용매의 중량을 기준으로 약 1 ∼ 100중량%, 바람직하게는 약 1 ∼ 50중량%의 양으로 사용될 수 있다.The organic electrolyte may be used by appropriately combining an organic solvent and a solute, and any organic solvent may be used as long as it is widely known in the field of lithium secondary battery manufacturing. Specific examples of the organic solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethoxyethane, methyl formate, ethyl formate, gamma Butyrolactone, or mixtures thereof. The organic solvent may be used in an amount of about 1 to 2000 wt%, preferably about 1 to 1000 wt%, based on the weight of the polymer separator. As the solute, for example, lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium triplate (LiCF 3 SO 3 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), and lithium trifluoromethane the sulfonyl imide (LiN (CF 3 SO 2) 2), or may be composed of a lithium salt or a mixture thereof. The lithium salt may be used in an amount of about 1 to 100% by weight, preferably about 1 to 50% by weight, based on the weight of the organic solvent.

도 1은 본 발명에 따른 비수계 이차전지용 양극 조성물의 제조 방법 및 리튬 이차전지의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.1 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a cathode composition for a non-aqueous secondary battery and a method for manufacturing a lithium secondary battery according to the present invention.

도 1을 참조하면, 먼저 화학식 2로 표시되는 반복 단위를 가지는 도핑되지 않은 폴리아미노싸이오페놀 유도체를 합성한다 (단계 10).Referring to FIG. 1, first, an undoped polyaminothiophenol derivative having a repeating unit represented by Formula 2 is synthesized (step 10).

식중, k 및 k′은 몰분율로서 각각 0.01 ∼ 0.5이고, m은 몰분율로서 0 ∼ 0.99이고, n은 반복 단위수로서 5 ∼ 50,000이다.In the formula, k and k 'are each 0.01-0.5 as mole fractions, m is 0-0.99 as mole fractions, and n is 5-50,000 as repeat unit numbers.

그 후, 소정 농도의 도판트 수용액을 사용하여 상기 도핑되지 않은 폴리아미노싸이오페놀 유도체를 도핑시켜 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 가지는 도핑된 폴리아미노싸이오페놀 유도체를 형성한다 (단계 20). 그 후, 상기 도핑된 폴리아미노싸이오페놀 유도체를 활물질로 사용하고, 이를 도전제 및 결착제와 함께 소정 비율로 균일하게 혼합하여 양극 조성물을 제조한다 (단계 30). 이 때, 상기 도핑된 폴리아미노싸이오페놀 유도체, 도전제 및 결착제를 소정 비율로 정량하여 유발에서 갈아 분말 상태로 혼합할 수도 있고, 공용매에 용해시켜 균일한 혼합물을 얻는 것도 가능하다. 이미 설명한 바와 같이, 상기 활물질과 도전제의 중량비는 특별히 제한되지 않으며, 약 1:99 ∼ 99:1의 중량비로 사용될 수 있다. 또한, 상기 활물질 및 도전제 혼합물과 상기 결착제 고분자간의 중량비도 특별히 제한되지 않으며, 약 1:99 ∼ 99:1의 중량비로 사용될 수 있다.Thereafter, the doped polyaminothiophenol derivative is doped with an aqueous solution of a dopant at a predetermined concentration to form a doped polyaminothiophenol derivative having a repeating unit represented by Formula 1 (step 20). Thereafter, the doped polyaminothiophenol derivative is used as an active material and uniformly mixed with a conductive agent and a binder at a predetermined ratio to prepare a positive electrode composition (step 30). At this time, the doped polyaminothiophenol derivative, the conductive agent and the binder may be quantified in a predetermined ratio, ground in a mortar, mixed in powder form, or dissolved in a cosolvent to obtain a uniform mixture. As already described, the weight ratio of the active material and the conductive agent is not particularly limited and may be used in a weight ratio of about 1:99 to 99: 1. In addition, the weight ratio between the active material and the conductive agent mixture and the binder polymer is not particularly limited, and may be used in a weight ratio of about 1:99 to 99: 1.

단계 30에서 얻어진 양극 조성물을 양극 집전체 위에 캐스팅하여 양극 필름을 형성한다 (단계 40). 상기 양극 집전체로서 알루미늄 메쉬를 사용할 수 있다.The positive electrode composition obtained in step 30 is cast on the positive electrode current collector to form a positive electrode film (step 40). An aluminum mesh can be used as the positive electrode current collector.

상기 양극 필름 위에 고분자 세퍼레이터 및 리튬 음극을 차례로 적층한다 (단계 50). 단계 50에서 얻어진 적층된 필름을 파우치에 넣고 측정 단자 처리 후 상기 세퍼레이터에 유기 전해액을 주입한다 (단계 60).The polymer separator and the lithium negative electrode are sequentially stacked on the positive electrode film (step 50). The laminated film obtained in step 50 is placed in a pouch and the organic electrolyte is injected into the separator after the measurement terminal treatment (step 60).

다음에, 본 발명에 따른 비수계 이차전지용 양극 조성물의 제조 방법 및 비수계 이차전지의 제조 방법에 대하여 구체적인 실험예들을 들어 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 하기 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안된다.Next, a specific experimental example will be described in more detail with respect to a method for manufacturing a cathode composition for a non-aqueous secondary battery and a method for manufacturing a non-aqueous secondary battery according to the present invention. However, the following examples are merely examples to aid the understanding of the present invention, and the scope of the present invention should not be construed as being limited thereto.

합성예Synthesis Example

도핑된 폴리아미노싸이오페놀 유도체 활물질의 합성Synthesis of Doped Polyaminothiophenol Derivative Active Material

1M HCl 수용액 150㎖를 용매로 하여, 2-아미노싸이오페놀과 아닐린 단량체를 중량비 1:9로 하여 반응기에 넣고 질소 분위기하에서 30분간 교반하였다. 교반 종료 후, 개시제인 암모늄퍼설페이트를 상기 단량체의 중량을 기준으로 150중량% 주입하고, 0℃에서 24시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후, 반응물의 세척 및 여과를 반복하여 검은색 분말상을 얻었다. 여과하여 얻어진 짙은 초록색 분말을 1M NH4OH 수용액 속에서 탈도핑을 진행한 후, 다시 세척 및 여과를 반복하였다. 상온의 후드내에서 24시간 동안 건조시킨 다음, 다시 진공오븐에서 48시간 이상 건조시켜 수분을 완전히 제거하여, 도핑되지 않은 폴리아미노싸이오페놀 유도체를 얻었다.150 mL of 1M HCl aqueous solution was used as a solvent, 2-aminothiophenol and aniline monomer were added in a weight ratio of 1: 9, and stirred in a nitrogen atmosphere for 30 minutes. After completion of the stirring, ammonium persulfate, an initiator, was injected at 150 wt% based on the weight of the monomer, and reacted at 0 ° C. for 24 hours. After the reaction was completed, the reaction product was washed and filtered repeatedly to obtain a black powdery form. The dark green powder obtained by filtration was dedoped in 1M NH 4 OH aqueous solution, and then washed and filtered again. After drying for 24 hours in a hood at room temperature, the resultant was dried for at least 48 hours in a vacuum oven to completely remove moisture, thereby obtaining an undoped polyaminothiophenol derivative.

도핑되지 않은 폴리아미노싸이오페놀 유도체 적정량을 1M HCl 수용액에 넣고 12시간이상 교반하였다. 세척 및 여과를 반복한 후, 상온의 후드 내에서 24시간, 다시 진공오븐에서 48시간 이상 건조시켜 최종적으로 도핑된 폴리아미노싸이오페놀 유도체를 얻었다.An appropriate amount of undoped polyaminothiophenol derivative was added to 1M aqueous HCl solution and stirred for 12 hours or longer. After repeated washing and filtration, the resultant was dried for 24 hours in a hood at room temperature and again for at least 48 hours in a vacuum oven to obtain a finally doped polyaminothiophenol derivative.

예 1Example 1

상기 합성예에서 설명한 방법에 따라 2-아미노싸이오페놀과 아닐린 단량체를 중량비 1:9로 반응기에 넣고 합성하여 도핑된 폴리아미노싸이오페놀 유도체 활물질을 제조하였다. 상기 활물질을 도전제와 함께 중량비가 7:3이 되도록 하여 분말 혼합 후, 여기에 결착제로서 폴리테트라플루오로에틸렌을 상기 분말 혼합물 중량의 12중량%가 되도록 첨가하고, 유발에서 30분 이상 혼합하였다. 상기 혼합물을 알루미늄 집전체 위에 코팅하여 양극 필름을 제조하였다. 제조한 양극 필름 위에 고분자 세퍼레이터 및 리튬 음극 필름을 차례로 적층하였다. 적층된 필름들을 파우치에 넣어 최종 단자 처리 후, 1:1 몰비로 혼합된 에틸렌카보네이트와 프로필렌카보네이트의 혼합 용매에 리튬헥사플루오로포스페이트를 1몰 농도가 되도록 한 유기 전해액을 주입하여 최종적으로 단위 전지를 제조하였다.According to the method described in the synthesis example, 2-aminothiophenol and aniline monomers were put in a reactor in a weight ratio of 1: 9, and synthesized to prepare a doped polyaminothiophenol derivative active material. The powder was mixed with the conductive material so that the weight ratio was 7: 3, and then polytetrafluoroethylene was added thereto as a binder to 12% by weight of the powder mixture, and mixed for 30 minutes or more in a mortar. . The mixture was coated on an aluminum current collector to prepare a positive electrode film. The polymer separator and the lithium negative electrode film were sequentially laminated on the prepared positive electrode film. Put the laminated films in the pouch and the final terminal treatment, and then injected into the mixed solvent of ethylene carbonate and propylene carbonate mixed in a 1: 1 molar ratio by injecting an organic electrolyte solution of 1 molar concentration of lithium hexafluorophosphate to finally unit cell Prepared.

예 2Example 2

상기 합성예에서 설명한 방법에 따라 2-아미노싸이오페놀과 아닐린 단량체를 중량비 3:7로 반응기에 넣고 합성한 활물질을 사용한 것을 제외하고, 예 1에서와동일한 방법으로 전극 및 단위 전지를 제조하였다.An electrode and a unit cell were manufactured in the same manner as in Example 1, except that 2-aminothiophenol and aniline monomer were added to a reactor in a weight ratio of 3: 7 according to the method described in the synthesis example, and the synthesized active material was used.

예 3Example 3

상기 합성예에서 설명한 방법에 따라 2-아미노싸이오페놀과 아닐린 단량체를 중량비 5:5로 반응기에 넣고 합성한 활물질을 사용한 것을 제외하고, 예 1에서와 동일한 방법으로 전극 및 단위 전지를 제조하였다.An electrode and a unit cell were manufactured in the same manner as in Example 1, except that 2-aminothiophenol and aniline monomer were added to a reactor in a weight ratio of 5: 5 according to the method described in the synthesis example, and the synthesized active material was used.

예 4Example 4

상기 합성예에서 설명한 방법에 따라 2-아미노싸이오페놀과 아닐린 단량체를 중량비 7:3으로 반응기에 넣고 합성한 활물질을 사용한 것을 제외하고, 예 1에서와 동일한 방법으로 전극 및 단위 전지를 제조하였다.An electrode and a unit cell were manufactured in the same manner as in Example 1, except that 2-aminothiophenol and aniline monomer were added to a reactor in a weight ratio of 7: 3 according to the method described in the synthesis example, and the synthesized active material was used.

예 5Example 5

상기 합성예에서 설명한 방법에 따라 2-아미노싸이오페놀과 아닐린 단량체를 중량비 10:0으로 반응기에 넣고 합성한 활물질을 사용한 것을 제외하고, 예 1에서와 동일한 방법으로 전극 및 단위 전지를 제조하였다.An electrode and a unit cell were manufactured in the same manner as in Example 1, except that 2-aminothiophenol and aniline monomer were added to a reactor in a weight ratio of 10: 0 according to the method described in the synthesis example, and the synthesized active material was used.

비교예Comparative example

폴리아닐린을 활물질로 사용한 것을 제외하고, 예 1에서와 동일한 방법으로 전극 및 단위 전지를 제조하였다.An electrode and a unit cell were manufactured in the same manner as in Example 1, except that polyaniline was used as the active material.

표 1은 예 1 내지 예 5에서 얻어진 단위 전지와, 비교예에서 얻어진 단위 전지 각각에 대하여 방전 용량을 측정한 결과를 나타낸 것이다.Table 1 shows the results of measuring the discharge capacity of the unit cells obtained in Examples 1 to 5 and the unit cells obtained in Comparative Examples.

표 1로부터, 본 발명에 따른 방법에 의하여 제조된 고분자 전극은 활물질 중량당 용량이 최고 200mAh/g에 육박하여 기존의 폴리아닐린을 기초로 한 고분자 전극에 비해 용량값이 현저히 크고, 싸이클에 따른 용량의 유지 특성이 우수하여, 새로운 유기 전극 물질로서 성능이 우수함을 알 수 있다.From Table 1, the polymer electrode manufactured by the method according to the present invention has a capacity per active material of up to 200 mAh / g, which is significantly larger than that of a conventional polyaniline-based polymer electrode, and has a capacity according to a cycle. It is understood that the retention properties are excellent and the performance is excellent as a new organic electrode material.

도 2는 본 발명에 따른 방법에 따라 화학적으로 합성된 폴리아미노싸이오페놀 유도체들 중 2-아미노싸이오페놀과 아닐린 단량체를 중량비 7:3으로 반응기에 넣고 합성하여 HCl을 도핑시킨 전도성 고분자의 UV/VIS (ultraviolet - visable absorbance) 스펙트럼을 나타낸다. 도 2에서, 500nm 부근에서의 분자 엑시톤 피크를 관할함으로써 고분자의 합성이 잘 되었음을 확인할 수 있다.2 is a UV of a conductive polymer in which 2-aminothiophenol and aniline monomers are chemically synthesized according to the method according to the present invention in a weight ratio of 7: 3, and synthesized into a reactor by doping with HCl. / VIS (ultraviolet-visible absorbance) spectrum. In Figure 2, it can be confirmed that the synthesis of the polymer well by controlling the molecular exciton peak in the vicinity of 500nm.

도 3은 화학적으로 합성된 폴리아미노싸이오페놀 유도체들 중 2-아미노싸이오페놀과 아닐린 단량체를 중량비 7:3으로 반응기에 넣고 합성하여 HCl을 도핑시킨 전도성 고분자 활물질의 SEM (Scanning Electron Microscope) 사진 (20,000×)을 나타내는 것으로, 타원형의 입자들이 평균 25㎛ 정도 됨을 보여주고 있다.FIG. 3 is a SEM (Scanning Electron Microscope) photograph of a conductive polymer active material doped with HCl by adding 2-aminothiophenol and aniline monomer in a weight ratio of 7: 3 among chemically synthesized polyaminothiophenol derivatives in a reactor (20,000 ×), showing that the elliptical particles average 25 μm.

도 4는 합성된 폴리아미노싸이오페놀 유도체를 활물질로 이용하여 제조한 전극중 예 4의 충방전 특성을 보여주는 그래프이다. 비교예와 비교하였을 때, 높은방전 용량값을 나타냄을 확인함으로써 기존의 전도성 고분자를 기초로 한 양극에 비해 우수한 용량 특성을 나타냄을 확인할 수 있다.Figure 4 is a graph showing the charge and discharge characteristics of Example 4 of the electrode prepared using the synthesized polyaminothiophenol derivative as an active material. When compared with the comparative example, it can be seen that by showing a high discharge capacity value exhibits excellent capacity characteristics compared to the anode based on a conventional conductive polymer.

도 5는 예 4의 싸이클에 따른 방전 용량값의 변화를 나타낸 것이다. 도 5에서, 싸이클에 따른 용량 유지 특성이 우수한 것을 알 수 있다.5 shows a change in the discharge capacity value according to the cycle of Example 4. In Figure 5, it can be seen that the capacity retention characteristics according to the cycle is excellent.

본 발명에 따른 리튬 이차전지는 화학식 1로 표시된 바와 같이 전도성 고분자인 폴리아닐린 내에 -SH기가 도입된 새로운 폴리아미노싸이오페놀 유도체를 활물질로 사용하여 제조된 전극을 구비한다. 상기 폴리아미노싸이오페놀 유도체는 화학적인 산화-환원법에 의해 저렴한 비용으로 대량 합성이 가능하다. 본 발명에 따른 리튬 이차전지용 양극 조성물을 구성하는 고분자 활물질은 전도성 고분자 구조 내에 존재하는 -SH기들 간의 분할과 재결합에 의해 기존의 전도성 고분자 및 무기물을 기초로 한 활물질에 비해 우수한 용량 특성을 나타낸다. 또한, 사슬간 다이설파이드 결합의 연결과 끊어짐을 반복함으로써 에너지를 저장한다. 따라서, 다이설파이드 반응 특유의 가역성에 의해 충방전 싸이클에 따른 용량의 유지 특성이 현저히 향상될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 리튬 이차전지는 싸이클에 따른 용량의 유지 특성이 우수하여 향상된 용량 특성을 제공할 수 있으며, 충방전시 개선된 싸이클 안정성을 제공할 수 있다.The lithium secondary battery according to the present invention includes an electrode prepared by using a new polyaminothiophenol derivative having -SH group introduced into a polyaniline, which is a conductive polymer, as an active material, as represented by Chemical Formula 1. The polyaminothiophenol derivatives can be synthesized in large quantities at low cost by a chemical oxidation-reduction method. The polymer active material constituting the positive electrode composition for a lithium secondary battery according to the present invention exhibits excellent capacity characteristics compared to an active material based on a conventional conductive polymer and an inorganic material by division and recombination between -SH groups present in the conductive polymer structure. In addition, energy is stored by repeating the connection and disconnection of interchain disulfide bonds. Therefore, due to the reversibility peculiar to the disulfide reaction, the capacity retention characteristic of the charge / discharge cycle can be remarkably improved. Therefore, the lithium secondary battery according to the present invention may provide improved capacity characteristics by excellent capacity retention characteristics according to cycles, and may provide improved cycle stability during charge and discharge.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.The present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. Do.

Claims (13)

(a) 다음 식으로 표시되는 반복 단위를 갖는 도핑된 폴리아미노싸이오페놀 유도체로 이루어지는 활물질과,(a) an active material comprising a doped polyaminothiophenol derivative having a repeating unit represented by the following formula: 식중, X는 H, Li, Na 또는 K이고, Y는 F, Cl, Br, I, ClO4, PF6, BF4, CF3SO3, HSO4또는 C12H25C6H4SO3이고, k 및 k′은 몰분율(mole fraction)로서 각각 0.01 ∼ 0.5이고, m은 몰분율로서 0 ∼ 0.99이고, n은 반복 단위수로서 5 ∼ 50,000임.Wherein X is H, Li, Na or K and Y is F, Cl, Br, I, ClO 4 , PF 6 , BF 4 , CF 3 SO 3 , HSO 4 or C 12 H 25 C 6 H 4 SO 3 K and k 'are 0.01 to 0.5 as mole fractions, m is 0 to 0.99 as mole fractions, and n is 5 to 50,000 as repeating unit numbers. (b) 도전제와,(b) a conductive agent, (c) 결착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 비수계 이차전지용 양극 조성물.(c) A positive electrode composition for a non-aqueous secondary battery comprising a binder. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 도전제는 무정형 카본으로 이루어진 것을 특징으로 하는 비수계 이차전지용 양극 조성물.The conductive agent is a positive electrode composition for a non-aqueous secondary battery, characterized in that consisting of amorphous carbon. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 도전제는 아세틸렌블랙, 카본블랙, 덴카블랙, 슈퍼-P, 론자, 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비수계 이차전지용 양극 조성물.The conductive agent is a positive electrode composition for a non-aqueous secondary battery, characterized in that made of acetylene black, carbon black, denka black, Super-P, Lonza, or a mixture thereof. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 결착제는 폴리테트라플루오로에틸렌, 비닐리덴플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌과의 공중합체, 폴리비닐리덴플루오라이드, 또는 비닐리덴플루오라이드와 테트라플루오로에틸렌과의 공중합체, 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비수계 이차전지용 양극 조성물.The binder may be a polytetrafluoroethylene, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, a polyvinylidene fluoride, or a copolymer of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene, or a mixture thereof. A cathode composition for a non-aqueous secondary battery, characterized in that made. 제1항에 따른 조성물이 양극 집전체에 유지되어 이루어지는 양극과,A positive electrode in which the composition according to claim 1 is held in a positive electrode current collector; 리튬으로 이루어지는 음극과,A negative electrode made of lithium, 상기 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 유기 전해액으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비수계 이차전지.A non-aqueous secondary battery comprising an organic electrolyte interposed between the positive electrode and the negative electrode. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제1항에 따른 조성물은 상기 양극 집전체 상에 필름 형태로 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 비수계 이차전지.The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the composition according to claim 1 is maintained in a film form on the positive electrode current collector. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 유기 전해액은 상기 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 세퍼레이터에 함침되어 있는 것을 특징으로 하는 비수계 이차전지.The organic electrolyte is a non-aqueous secondary battery, characterized in that the separator is impregnated between the positive electrode and the negative electrode. 제5항 또는 제7항에 있어서,The method according to claim 5 or 7, 상기 유기 전해액은 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 테트라하이드로퓨란, 2-메틸테트라하이드로퓨란, 디메톡시에탄, 메틸포르메이트, 에틸포르메이트, 감마-부티로락톤, 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 유기 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 비수계 이차전지.The organic electrolyte solution is ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethoxyethane, methyl formate, ethyl formate, gamma-butyrolactone, Or an organic solvent comprising a mixture thereof. 제5항 또는 제7항에 있어서,The method according to claim 5 or 7, 상기 유기 전해액은 리튬퍼클로레이트 (LiClO4), 리튬트리플레이트 (LiCF3SO3), 리튬헥사플루오로포스페이트 (LiPF6), 리튬테트라플루오로보레이트 (LiBF4), 리튬트리플루오로메탄설포닐이미드 (LiN(CF3SO2)2), 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 리튬염을 포함하는 것을 특징으로 하는 비수계 이차전지.The organic electrolyte is lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium triplate (LiCF 3 SO 3 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium trifluoromethanesulfonylimide A non-aqueous secondary battery comprising a lithium salt consisting of (LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ), or a mixture thereof. (a) 다음 식으로 표시되는 반복 단위를 가지는 도핑되지 않은 폴리아미노싸이오페놀 유도체를 합성하는 단계와,(a) synthesizing an undoped polyaminothiophenol derivative having a repeating unit represented by the formula: 식중, k 및 k′은 몰분율로서 각각 0.01 ∼ 0.5이고, m은 몰분율로서 0 ∼0.99이고, n은 반복 단위수로서 5 ∼ 50,000임.In the formula, k and k 'are each 0.01-0.5 as mole fractions, m is 0-0.99 as mole fractions, and n is 5-50,000 as a repeating unit number. (b) 상기 도핑되지 않은 폴리아미노싸이오페놀 유도체를 도핑시켜 다음 식으로 표시되는 반복 단위를 가지는 도핑된 폴리아미노싸이오페놀 유도체를 형성하는 단계와,(b) doping the undoped polyaminothiophenol derivative to form a doped polyaminothiophenol derivative having a repeating unit represented by the following formula: 식중, X는 H, Li, Na 또는 K이고, Y는 F, Cl, Br, I, ClO4, PF6, BF4, CF3SO3, HSO4또는 C12H25C6H4SO3이고, k 및 k′은 몰분율로서 각각 0.01 ∼ 0.5이고, m은 몰분율로서 0 ∼ 0.99이고, n은 반복 단위수로서 5 ∼ 50,000임.Wherein X is H, Li, Na or K and Y is F, Cl, Br, I, ClO 4 , PF 6 , BF 4 , CF 3 SO 3 , HSO 4 or C 12 H 25 C 6 H 4 SO 3 K and k 'are 0.01 to 0.5 as mole fractions, m is 0 to 0.99 as mole fractions, and n is 5 to 50,000 as the number of repeating units. (c) 상기 도핑된 폴리아미노싸이오페놀 유도체를 도전제 및 결착제와 함께 균일하게 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비수계 이차전지용 양극 조성물 제조 방법.(C) a method for producing a positive electrode composition for a non-aqueous secondary battery comprising the step of uniformly mixing the doped polyaminothiophenol derivative with a conductive agent and a binder. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 혼합 단계에서는 상기 도핑된 폴리아미노싸이오페놀 유도체, 도전제 및 결착제를 소정 비율로 정량하여 분말 상태로 혼합하는 것을 특징으로 하는 비수계 이차전지용 양극 조성물 제조 방법.In the mixing step, the doped polyaminothiophenol derivative, conductive agent and binder are quantified in a predetermined ratio and mixed in a powder form, characterized in that the method for producing a positive electrode composition for a non-aqueous secondary battery. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 혼합 단계에서는 상기 도핑된 폴리아미노싸이오페놀 유도체, 도전제 및 결착제를 소정 비율로 정량하여 공용매에 용해시키는 것을 특징으로 하는 비수계 이차전지용 양극 조성물 제조 방법.In the mixing step, the doped polyaminothiophenol derivative, conductive agent and binder are quantified in a predetermined ratio and dissolved in a co-solvent, a method for producing a positive electrode composition for a non-aqueous secondary battery. (a) 제10항 내지 제12항중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 조성물을 집전체 위에 캐스팅하여 양극 필름을 형성하는 단계와,(a) casting a composition prepared by the method according to any one of claims 10 to 12 on a current collector to form a positive electrode film, (b) 상기 양극 필름 위에 세퍼레이터 및 리튬 음극을 차례로 적층하는 단계와,(b) sequentially depositing a separator and a lithium negative electrode on the positive electrode film; (c) 상기 세퍼레이터에 유기 전해액을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비수계 이차전지의 제조 방법.(c) a method of manufacturing a non-aqueous secondary battery, comprising the step of injecting an organic electrolyte into the separator.
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