KR20050030763A - Rechargeable lithium ion battery - Google Patents

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KR20050030763A
KR20050030763A KR1020030066894A KR20030066894A KR20050030763A KR 20050030763 A KR20050030763 A KR 20050030763A KR 1020030066894 A KR1020030066894 A KR 1020030066894A KR 20030066894 A KR20030066894 A KR 20030066894A KR 20050030763 A KR20050030763 A KR 20050030763A
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Abstract

Provided is a lithium ion secondary battery which is improved in energy density per weight by using a current collector comprising a support polymer film and a metal deposited on the film. The lithium ion secondary battery comprises a positive electrode which comprises a first current collector and a positive electrode active material formed on the first current collector; a negative electrode which comprises a second current collector and a negative electrode active material formed on the second current collector; and an electrolyte solution which comprises a nonaqueous organic solvent and a lithium salt, wherein at least one of the first current collector and the second current collector comprises a support polymer film selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polyimide, polytetrafluoroethylene, polyethylene naphthalate and polyvinylidene fluoride, and a metal deposited on the support polymer film. Preferably the metal is at least one selected from the group consisting of Ni, Ti, Cu, Ag, Au, Pt, Fe, Co, Cr, W, Mo, Al, Mg, K, Na, Ca, Sr, Ba, Si, Ge, Sb, Pb, In and Zn.

Description

리튬 이온 이차 전지{RECHARGEABLE LITHIUM ION BATTERY}Lithium ion secondary battery {RECHARGEABLE LITHIUM ION BATTERY}

[산업상 이용 분야][Industrial use]

본 발명은 리튬 이온 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 우수한 에너지 밀도를 갖는 리튬 이온 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium ion secondary battery, and more particularly to a lithium ion secondary battery having an excellent energy density.

[종래 기술][Prior art]

최근의 휴대용 소형 전자기기의 전원으로서 각광받고 있는 리튬 이차 전지는 유기 전해액을 사용하여 기존의 알칼리 수용액을 사용한 전지보다 2배 이상의 높은 방전 전압을 보임으로써 높은 에너지 밀도를 나타내는 전지이다.Lithium secondary batteries, which are in the spotlight as power sources of recent portable small electronic devices, exhibit high energy density by showing a discharge voltage that is twice as high as that of a battery using an alkaline aqueous solution using an organic electrolyte solution.

리튬 이차 전지의 양극 활물질로는 LiCoO2, LiMn2O4, LiNi1-x CoxO2(0 < X < 1)등과 같이 리튬이 인터칼레이션이 가능한 구조를 가진 리튬과 전이 금속으로 이루어진 산화물을 주로 사용하였다. 음극 활물질로는 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 탄소 복합체가 사용된다.As a cathode active material of a lithium secondary battery, an oxide composed of lithium and a transition metal having a structure capable of intercalating lithium, such as LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , and LiNi 1-x Co x O 2 (0 <X <1) Was mainly used. As the negative electrode active material, crystalline carbon, amorphous carbon or a carbon composite material is used.

상기 리튬 이차 전지의 양극 및 음극은 이러한 활물질, 바인더 및 선택적으로 도전재를 혼합하여 슬러리 타입의 조성물을 제조하고, 이 조성물을 전류 집전체에 도포하여 제조된다. 이때 전류 집전체로는 양극에는 주로 알루미늄이 사용되고, 음극에서는 주로 구리가 사용되고 있다.The positive electrode and the negative electrode of the lithium secondary battery are prepared by mixing such an active material, a binder, and optionally a conductive material to prepare a slurry type composition, and applying the composition to a current collector. At this time, aluminum is mainly used for the positive electrode as the current collector, and copper is mainly used for the negative electrode.

최근에는 리튬 이차 전지의 에너지 밀도를 보다 향상시키기 위한 연구가 진행되고 있다.Recently, studies for further improving the energy density of lithium secondary batteries have been conducted.

본 발명의 목적은 에너지 밀도가 우수한 리튬 이온 이차 전지를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a lithium ion secondary battery excellent in energy density.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제 1 집전체 및 이 제 1 집전체에 형성된 양극 활물질 층을 포함하는 양극; 제 2 집전체 및 이 제 2 집전체에 형성된 음극 활물질 층을 포함하는 음극; 및 비수성 유기 용매와 리튬염을 포함하는 전해액을 포함하는 리튬 이온 이차 전지로서, 상기 제 1 및 제 2 집전체 중 적어도 하나는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리 이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌 나프탈렌, 및 폴리비닐리덴 플루오라이드로 이루어진 군에서 선택되는 지지 고분자 필름과 이 지지 고분자 필름에 증착된 금속을 포함하는 것인 리튬 이온 이차 전지를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a positive electrode comprising a first current collector and a positive electrode active material layer formed on the first current collector; A negative electrode including a second current collector and a negative electrode active material layer formed on the second current collector; And an electrolyte including a nonaqueous organic solvent and a lithium salt, wherein at least one of the first and second current collectors is polyethylene terephthalate, polyimide, polytetrafluoroethylene, polyethylene naphthalene, And a support polymer film selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride and a metal deposited on the support polymer film.

이하 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 리튬 이온 이차 전지의 극판 제조시 사용되는 전류 집전체를 변경하여, 전류 집전체 무게를 감소시켜 전체적인 전지 중량을 감소시키고 또한 중량 당 에너지 밀도를 증가시킨 리튬 이온 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium ion secondary battery in which the current collector used in the production of a pole plate of a lithium ion secondary battery is changed, thereby reducing the weight of the current collector to reduce the overall battery weight and also increasing the energy density per weight.

본 발명의 전류 집전체는 지지 고분자 필름에 금속이 증착되어 있는 구성을 갖으며, 상기 지지 고분자는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴리테트라풀로오로에틸렌, 폴리에틸렌 나프탈렌 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드를 포함한다. 즉, 기존에 약 15㎛ 두께의 구리나 약 20㎛ 두께의 알루미늄을 사용하던 집전체를 지지 고분자 필름과 이 필름에 금속을 기존 두께보다 매우 얇게 증착시켜 사용하여 전체 전류 집전체의 중량을 감소시킨 것이다.The current collector of the present invention has a structure in which a metal is deposited on a supporting polymer film, and the supporting polymer includes polyethylene terephthalate, polyimide, polytetrafuloethylene, polyethylene naphthalene or polyvinylidene fluoride. . That is, by using a current collector that previously used about 15 μm thick copper or about 20 μm thick aluminum by depositing a support polymer film and metal on the film very thinly than the existing thickness, the weight of the current collector is reduced. will be.

본 발명의 전류 집전체에서, 상기 지지 고분자 필름의 두께는 1 내지 30㎛이 좋고, 2 내지 25㎛가 바람직하며, 1 내지 30㎛가 보다 바람직하며, 3 내지 20㎛가 가장 바람직하다. 상기 지지 고분자 필름의 두께가 1㎛보다 얇으면 핸들링이 어려운 문제점이 있고, 30㎛보다 두꺼운 경우에는 에너지 밀도가 감소되어 바람직하지 않다.In the current collector of the present invention, the thickness of the supporting polymer film is preferably 1 to 30 µm, preferably 2 to 25 µm, more preferably 1 to 30 µm, and most preferably 3 to 20 µm. When the thickness of the supporting polymer film is thinner than 1 μm, handling is difficult, and when thicker than 30 μm, the energy density is reduced, which is not preferable.

상기 지지 고분자 필름은 실리콘 함유 이형제 층을 더욱 포함할 수 있다. 상기 실리콘 함유 이형제 층은 지지 고분자 필름에 금속이 증착되지 않은 면에 형성되어 극판을 제조시, 또는 제조된 극판을 운반하거나 보관시 와인딩할 때, 보호막과 상기 지지 고분자 필름이 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다. The support polymer film may further include a silicon-containing release agent layer. The silicon-containing release agent layer is formed on a surface on which no metal is deposited on the supporting polymer film to prevent direct contact between the protective film and the supporting polymer film when manufacturing the electrode plate or when transporting or storing the manufactured electrode plate. Can be.

상기 실리콘 함유 이형제 층은 하기 화학식 1의 실리콘 함유 화합물을 사용하여 롤 코팅, 스프레이 코팅, 그라비어 코팅 등 범용적인 코팅 방법으로 형성된 것을 예로 들 수 있다.The silicon-containing release agent layer may be formed of a general coating method such as a roll coating, spray coating, gravure coating using a silicon-containing compound of formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

(상기 화학식 1에서, R1, R2, R3 및 R4는 각각 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 사이클로 알킬, 알케닐, 아릴, 아랄킬, 할로겐화 알킬, 할로겐화 아릴, 할로겐화 아랄킬, 페닐, 머캅탄, 메타아크릴레이트, 아크릴레이트, 에폭시 또는 비닐 에테르이고, 상기 알킬은 C1 내지 C18, 상기 사이클로알킬은 C3 내지 C18 , 상기 알케닐은 C2 내지 C18, 상기 아릴 및 상기 아랄킬은 C6 내지 C18의 탄소수를 갖는 것이며,(In Formula 1, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are linear or branched alkyl, cycloalkyl, alkenyl, aryl, aralkyl, halogenated alkyl, halogenated aryl, halogenated aralkyl, phenyl, mercaptan, respectively. , Methacrylate, acrylate, epoxy or vinyl ether, the alkyl is C 1 to C 18 , the cycloalkyl is C 3 to C 18 , the alkenyl is C 2 to C 18 , the aryl and the aralkyl are C 6 to C 18 having a carbon number,

n 및 m은 서로 상이하거나 동일할 수 있으며, 1 내지 100,000의 정수이다.) n and m may be different or the same as each other, and are an integer from 1 to 100,000.)

상기 금속은 Ni, Ti, Cu, Ag, Au, Pt, Fe, Co, Cr, W, Mo, Al, Mg, K, Na, Ca, Sr, Ba, Si, Ge, Sb, Pb, In 및 Zn으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. The metals are Ni, Ti, Cu, Ag, Au, Pt, Fe, Co, Cr, W, Mo, Al, Mg, K, Na, Ca, Sr, Ba, Si, Ge, Sb, Pb, In and Zn It may include one or two or more selected from the group consisting of.

본 발명의 전류 집전체에서, 상기 지지 고분자 필름에 증착된 금속의 두께는 10Å 내지 10㎛이 바람직하고, 100Å 내지 9㎛가 보다 바람직하고, 200Å 내지 8㎛가 가장 바람직하다. 상기 증착된 금속의 두께가 10Å보다 얇은 경우에는 금속이 모든 면을 커버하지 못하고 일부 핀홀이 생기는 문제점이 있고, 10㎛보다 두꺼우면 에너지 밀도가 감소하는 문제점이 있다.In the current collector of the present invention, the thickness of the metal deposited on the supporting polymer film is preferably 10 kPa to 10 μm, more preferably 100 kPa to 9 μm, and most preferably 200 kPa to 8 μm. If the thickness of the deposited metal is thinner than 10Å, the metal may not cover all surfaces and some pinholes may occur, and if the thickness of the deposited metal is greater than 10 μm, the energy density may decrease.

본 발명의 전류 집전체는 극판 종류에 상관없이 양극의 제 1 전류 집전체 및 음극의 제 2 전류 집전체 중 하나에 또는 상기 제 1 전류 집전체 및 제 2 전류 집전체 모두에 사용할 수 있으며, 양극 및 음극 중 하나에만 사용한 경우보다는 양극판 모두에 사용하는 것이 중량 당 에너지 밀도 향상 효과가 보다 우수하다.The current collector of the present invention can be used for one of the first current collector of the positive electrode and the second current collector of the negative electrode or both of the first current collector and the second current current collector, regardless of the type of the electrode plate. And the use of both the positive electrode plate than the case of using only one of the negative electrode is more excellent energy density-improving effect per weight.

본 발명의 리튬 이온 이차 전지에서 양극은 양극 활물질로는 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 또는 디인터칼레이션할 수 있는 화합물이 바람직하며, 그 대표적인 예로 하기 화학식 2 내지 15로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 사용할 수 있다.In the lithium ion secondary battery of the present invention, the cathode is preferably a compound capable of reversibly intercalating or deintercalating lithium ions as a cathode active material, and a compound selected from the group consisting of the following Chemical Formulas 2 to 15 as a representative example: Can be used.

[화학식 2][Formula 2]

LiAO2 LiAO 2

[화학식 3][Formula 3]

LiMn2O4 LiMn 2 O 4

[화학식 4][Formula 4]

LiaNibBcMdO2(0.95 ≤ a ≤ 1.1, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0.001 ≤ d ≤ 0.1)Li a Ni b B c M d O 2 (0.95 ≤ a ≤ 1.1, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0.001 ≤ d ≤ 0.1)

[화학식 5][Formula 5]

LiaNibCocMndMeO2(0.95 ≤ a ≤ 1.1, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤ 0.5, 0.001 ≤ e ≤ 0.1)Li a Ni b Co c Mn d M e O 2 (0.95 ≤ a ≤ 1.1, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤ 0.5, 0.001 ≤ e ≤ 0.1)

[화학식 6][Formula 6]

LiaAMbO2(0.95 ≤ a ≤ 1.1, 0.001 ≤ b ≤ 0.1)Li a AM b O 2 (0.95 ≤ a ≤ 1.1, 0.001 ≤ b ≤ 0.1)

[화학식 7][Formula 7]

LiaMn2MbO4(0.95 ≤ a ≤ 1.1, 0.001 ≤ b ≤ 0.1)Li a Mn 2 M b O 4 (0.95 ≤ a ≤ 1.1, 0.001 ≤ b ≤ 0.1)

[화학식 8][Formula 8]

DS2 DS 2

[화학식 9][Formula 9]

LiDS2 LiDS 2

[화학식 10][Formula 10]

V2O5 V 2 O 5

[화학식 11][Formula 11]

LiV2O5 LiV 2 O 5

[화학식 12][Formula 12]

LiEO2 LiEO 2

[화학식 13][Formula 13]

LiNiVO4 LiNiVO 4

[화학식 14][Formula 14]

Li(3-x)F2(PO4)3(0 ≤ x ≤ 3)Li (3-x) F 2 (PO 4 ) 3 (0 ≤ x ≤ 3)

[화학식 15][Formula 15]

Li(3-x)Fe2(PO4)3(0 ≤ x ≤ 2)Li (3-x) Fe 2 (PO 4 ) 3 (0 ≤ x ≤ 2)

(상기 화학식 2 내지 15에서,(In the formula 2 to 15,

A는 Co, Ni 및 Mn으로 이루어진 군에서 선택되는 것이고,A is selected from the group consisting of Co, Ni and Mn,

B는 Co 또는 Mn이고,B is Co or Mn,

D는 Ti 또는 Mo이고,D is Ti or Mo,

E는 Cr, V, Fe, Sc 및 Y로 이루어진 군에서 선택되는 것이고,E is selected from the group consisting of Cr, V, Fe, Sc and Y,

F는 V, Cr, M, Co, Ni 및 Cu로 이루어진 군에서 선택되는 것이며,F is selected from the group consisting of V, Cr, M, Co, Ni and Cu,

M은 Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr 및 V로 이루어진 군에서 선택되는 전이 금속 또는 란타나이드 금속 중 하나 이상의 금속이다)M is at least one of transition metals or lanthanide metals selected from the group consisting of Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr and V)

본 발명의 리튬 이온 이차 전지에서, 음극은 음극 활물질로 리튬 이온을 흡장/방출할 수 있는 탄소 계열 물질, 리튬 금속, 리튬 금속의 합금 또는 리튬과 화합물을 형성할 수 있는 물질을 사용할 수 있다. 상기 리튬 금속의 합금 또는 리튬과 화합물을 형성할 수 있는 물질은 Al, Mg, K, Na, Ca, Sr, Ba, Si, Ge, Sb, Pb, In 또는 Zn를 포함할 수 있다.In the lithium ion secondary battery of the present invention, the negative electrode may be a carbon-based material capable of occluding / discharging lithium ions as a negative electrode active material, a lithium metal, an alloy of lithium metal, or a material capable of forming a compound with lithium. The material capable of forming an alloy of lithium metal or a compound with lithium may include Al, Mg, K, Na, Ca, Sr, Ba, Si, Ge, Sb, Pb, In, or Zn.

상기 탄소 계열 물질은 X-선 회절에 의한 Lc(crystallite size)가 적어도 20㎚ 이상이고 700℃ 이상에서 발열 피크를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 탄소 계열 물질은 메조페이스(mesophase) 구형 입자로부터 탄화 단계(carbonizing step) 및 흑연화 단계(graphitizing step)를 거쳐 제조된 결정성 탄소 또는 섬유형 메조페이스 핏치(mesophase pitch fiber)로부터 탄화 단계 및 흑연화 단계를 거쳐 제조된 섬유형 결정성 탄소(graphite fiber)가 바람직하다.The carbon-based material preferably has an crystallite size (Lc) of at least 20 nm by X-ray diffraction and an exothermic peak at 700 ° C. or more. In addition, the carbon-based material is a carbonization step from the crystalline carbon or fibrous mesophase pitch fibers (carbonized step and graphitizing step) from the mesophase (mesophase) spherical particles And fibrous crystalline carbon (graphite fiber) prepared through the graphitization step.

또한, 본 발명의 음극은 상기 음극 활물질 층 표면에 보호막을 더욱 포함할 수 있다. 상기 보호막은 고분자 물질, 무기 물질 또는 그의 혼합물을 포함하는 단일막 또는 이중막 이상의 다중막이다. 상기 무기 물질은 LiPON, Li2CO3, Li 3N, Li3PO4 및 Li5PO4로 이루어진 군에서 선택되는 것이며, 상기 무기 물질을 포함하는 보호막의 두께는 10 내지 20000Å이 바람직하다.In addition, the negative electrode of the present invention may further include a protective film on the surface of the negative electrode active material layer. The protective film is a single film or a double film or more including a polymer material, an inorganic material or a mixture thereof. The inorganic material is selected from the group consisting of LiPON, Li 2 CO 3 , Li 3 N, Li 3 PO 4 and Li 5 PO 4 , and the thickness of the protective film including the inorganic material is preferably 10 to 20000 Pa.

상기 고분자 물질은 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌의 코폴리머, 폴리(비닐아세테이트), 폴리(비닐 부티랄-코-비닐 알콜-코-비닐 아세테이트), 폴리(메틸메타크릴레이트-코-에틸 아크릴레이트), 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐 클로라이드-코-비닐 아세테이트, 폴리비닐알콜, 폴리(1-비닐피롤리돈-코-비닐 아세테이트), 셀룰로즈 아세테이트, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리비닐 에테르, 아크릴로니트릴-부타디엔 러버, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 설포네이티드 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 트리블럭 폴리머 및 폴리에틸렌 옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물로서, 상기 고분자 물질을 포함하는 보호막의 두께는 100Å 내지 10㎛가 바람직하다. 상기 고분자 물질을 포함하는 보호막의 두께가 100Å 보다 얇을 경우에는 그 보호막의 두께가 너무 얇아서 물리적으로 보호막이 손상될 수 있으며, 10㎛ 보다 두꺼울 경우에는 이온 전도도 및 에너지 밀도 저하의 문제점이 있다.The polymeric materials include polyvinylidene fluoride, copolymers of polyvinylidene fluoride and hexafluoropropylene, poly (vinylacetate), poly (vinyl butyral-co-vinyl alcohol-co-vinyl acetate), poly (methyl Methacrylate-co-ethyl acrylate), polyacrylonitrile, polyvinyl chloride-co-vinyl acetate, polyvinyl alcohol, poly (1-vinylpyrrolidone-co-vinyl acetate), cellulose acetate, polyvinylpi Ralidone, Polyacrylate, Polymethacrylate, Polyolefin, Polyurethane, Polyvinyl ether, Acrylonitrile-butadiene rubber, Styrene-butadiene rubber, Acrylonitrile-butadiene-styrene, Sulfonated styrene / ethylene-butylene One or two or more mixtures selected from the group consisting of styrene triblock polymer and polyethylene oxide, wherein said polymeric material The thickness of the protective film comprising a 100Å to 10㎛ is preferred. When the thickness of the protective film including the polymer material is thinner than 100 kPa, the thickness of the protective film may be too thin, thereby physically damaging the protective film, and when the protective film is thicker than 10 μm, there is a problem of lowering ion conductivity and energy density.

본 발명의 리튬 이온 이차 전지에서 전해액은 비수성 유기 용매와 리튬염을 포함한다. In the lithium ion secondary battery of the present invention, the electrolyte solution contains a non-aqueous organic solvent and a lithium salt.

상기 비수성 유기 용매는 전지의 전기화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 한다. 상기 비수성 유기 용매로는 벤젠, 톨루엔, 플루오로벤젠, 1,2-디플루오로벤젠, 1,3-디플루오로벤젠, 1,4-디플루오로벤젠, 1,2,3-트리플루오로벤젠, 1,2,4-트리플루오로벤젠, 클로로벤젠, 1,2-디클로로벤젠, 1,3-디클로로벤젠, 1,4-디클로로벤젠, 1,2,3-트리클로로벤젠, 1,2,4-트리클로로벤젠, 아이오도벤젠, 1,2-디아이오도벤젠, 1,3-디아이오도벤젠, 1,4-디아이오도벤젠, 1,2,3-트리아이오도벤젠, 1,2,4-트리아이오도벤젠, 플루오로톨루엔, 1,2-디플루오로톨루엔, 1,3-디플루오로톨루엔, 1,4-디플루오로톨루엔, 1,2,3-트리플루오로톨루엔, 1,2,4-트리플루오로톨루엔, 클로로톨루엔, 1,2-디클로로톨루엔, 1,3-디클로로톨루엔, 1,4-디클로로톨루엔, 1,2,3-트리클로로톨루엔, 1,2,4-트리클로로톨루엔, 아이오도톨루엔, 1,2-디아이오도톨루엔, 1,3-디아이오도톨루엔, 1,4-디아이오도톨루엔, 1,2,3-트리아이오도톨루엔, 1,2,4-트리아이오도톨루엔, R-CN(여기에서, R은 직쇄상, 분지상, 또는 환구조의 탄소수 2-50개의 탄화수소기이고, 이 기는 이중결합, 방향환, 또는 에테르 결합을 포함하고 있어도 좋다), 디메톡시포름아마이드, 메틸아세테이트, 자일렌, 사이클로헥산, 테트라하이드로퓨란, 2-메틸테트라하이드로퓨란, 사이클로헥사논, 에탄올, 이소프로필알콜, 디메틸 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 메틸프로필 카보네이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 디메톡시에탄, 1,3-디옥솔란, 디글라임, 테트라글라임, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, γ-부티로락톤 및 설포란으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합 유기 용매이다.The non-aqueous organic solvent serves as a medium through which ions involved in the electrochemical reaction of the cell can move. As the non-aqueous organic solvent, benzene, toluene, fluorobenzene, 1,2-difluorobenzene, 1,3-difluorobenzene, 1,4-difluorobenzene, 1,2,3-trifluoro Robenzene, 1,2,4-trifluorobenzene, chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,3-dichlorobenzene, 1,4-dichlorobenzene, 1,2,3-trichlorobenzene, 1, 2,4-trichlorobenzene, iodobenzene, 1,2-dioodobenzene, 1,3-dioodobenzene, 1,4-dioiobenzene, 1,2,3-triiodobenzene, 1,2 , 4-triiodobenzene, fluorotoluene, 1,2-difluorotoluene, 1,3-difluorotoluene, 1,4-difluorotoluene, 1,2,3-trifluorotoluene, 1,2,4-trifluorotoluene, chlorotoluene, 1,2-dichlorotoluene, 1,3-dichlorotoluene, 1,4-dichlorotoluene, 1,2,3-trichlorotoluene, 1,2,4 -Trichlorotoluene, iodotoluene, 1,2-dioodotoluene, 1,3-dioodotoluene, 1,4-diaodotoluene, 1,2, 3-triiodotoluene, 1,2,4-triiodotoluene, R-CN (wherein R is a straight-chain, branched, or cyclic C2-C50 hydrocarbon group, which is a double bond , Aromatic ring, or ether bond), dimethoxyformamide, methyl acetate, xylene, cyclohexane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, cyclohexanone, ethanol, isopropyl alcohol, dimethyl Carbonate, ethylmethyl carbonate, diethyl carbonate, methylpropyl carbonate, methyl propionate, ethyl propionate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, dimethoxyethane, 1,3-dioxolane, diglyme, tetraglyme , Ethylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone, and one or more mixed organic solvents selected from the group consisting of sulfolane.

상기 리튬염은 유기 용매에 용해되어, 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬 이온 이차 전지의 작동을 가능하게 하고, 양극과 음극 사이의 리튬 이온의 이동을 촉진하는 역할을 하는 물질이다. 상기 리튬염의 대표적인 예로는 리튬 헥사플루오로포스페이트(LiPF6), 리튬 테트라플루오로보레이트(LiBF4), 리튬 헥사플루오로아제네이트(LiAsF6), 리튬 퍼클로레이트(LiClO4), 리튬 트리플루오로메탄설포네이트(CF3SO3Li), 리튬 비스(트리플루오로메틸) 술폰이미드(LiN(SO2CF3)2) 및 리튬 비스(퍼플루오로에틸술포닐) 이미드(LiN(SO2C2F5)2)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 리튬염은 0.1 내지 2.0M의 농도로 존재하는 것이 바람직하다. 상기 리튬염의 농도가 0.1M 미만이면, 전해질의 전도도가 낮아져 전해질 성능이 떨어지고 2.0M을 초과하는 경우에는 전해질의 점도가 증가하여 리튬 이온의 이동성이 감소되는 문제점이 있다.The lithium salt is a substance that dissolves in an organic solvent and acts as a source of lithium ions in the battery to enable the operation of a basic lithium ion secondary battery and to promote the movement of lithium ions between the positive electrode and the negative electrode. Representative examples of the lithium salt include lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium hexafluoroazate (LiAsF 6 ), lithium perchlorate (LiClO 4 ), and lithium trifluoromethanesulfo Nate (CF 3 SO 3 Li), lithium bis (trifluoromethyl) sulfonimide (LiN (SO 2 CF 3 ) 2 ) and lithium bis (perfluoroethylsulfonyl) imide (LiN (SO 2 C 2) One or two or more mixtures selected from the group consisting of F 5 ) 2 ) can be used. The lithium salt is preferably present at a concentration of 0.1 to 2.0M. When the concentration of the lithium salt is less than 0.1M, the conductivity of the electrolyte is lowered, the performance of the electrolyte is lowered, and when the concentration exceeds 2.0M, there is a problem that the mobility of lithium ions is reduced by increasing the viscosity of the electrolyte.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples and comparative examples of the present invention are described. However, the following examples are only preferred embodiments of the present invention and the present invention is not limited to the following examples.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

LiCoO2 양극 활물질, 폴리비닐리덴 플루오라이드 바인더 및 슈퍼-P 도전재를 N-메틸 피롤리돈 용매 중에서 94/3/3 중량비의 조성비로 혼합하여 양극 활물질 스러리를 제조하였다. 상기 슬러리를 20㎛ 두께의 알루미늄 전류 집전체 위에 코팅하고, 이를 건조한 후 압연기로 압연하여 양극을 제조하였다.A positive electrode active material slurry was prepared by mixing a LiCoO 2 positive electrode active material, a polyvinylidene fluoride binder, and a super-P conductive material in a composition ratio of 94/3/3 weight ratio in an N-methyl pyrrolidone solvent. The slurry was coated on an aluminum current collector having a thickness of 20 μm, dried and rolled with a rolling mill to prepare a positive electrode.

카본 음극 활물질 및 폴리비닐리덴 플루오라이드 바인더를 N-메틸피롤리돈 용매 중에서 94/6 중량비의 조성비로 음극 활물질 슬러리를 제조하였다. 이 슬러리를 15㎛ 두께의 구리 집전체 위에 코팅하고, 이를 건조한 후 압연기로 압연하여 음극을 제조하였다.A negative electrode active material slurry was prepared using a carbon negative electrode active material and a polyvinylidene fluoride binder in a composition ratio of 94/6 weight ratio in an N-methylpyrrolidone solvent. The slurry was coated on a 15 μm thick copper current collector, dried and rolled with a rolling mill to prepare a negative electrode.

제조된 양극과 음극을 사용하여 높이 45㎜, 폭 37㎜, 두께 4.0㎜의 사양을 갖고, 용량은 650mAh인 전지를 제조하였다. 이때, 전해액은 1.0M LiPF6이 용해된 에틸렌 카보네이트/디메틸 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트의 혼합 용매(3/3/4 부피비)를 사용하였다.Using the prepared positive and negative electrodes, a battery having a specification of 45 mm in height, 37 mm in width and 4.0 mm in thickness, and having a capacity of 650 mAh was manufactured. At this time, a mixed solvent (3/3/4 volume ratio) of ethylene carbonate / dimethyl carbonate / ethyl methyl carbonate in which 1.0 M LiPF 6 was dissolved was used.

(실시예 1)(Example 1)

15㎛의 두께를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름의 양면 위에 알루미늄을 10000Å 두께로 증착한 것을 양극 집전체로 사용하고, 15㎛의 두께를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름의 양면 위에 구리를 10000Å 두께로 증착한 것을 음극 집전체로 사용한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일하게 실시하여 높이 45㎜, 폭 37㎜, 두께 4.0㎜의 사양을 갖고, 용량은 650mAh인 전지를 제조하였다. Deposition of 10000 GPa of aluminum on both sides of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 15 μm was used as a positive electrode current collector, and 10000 GPa of copper was deposited on both sides of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 15 μm. A battery having a specification of 45 mm in height, 37 mm in width and 4.0 mm in thickness and having a capacity of 650 mAh was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1 except that the current collector was used.

상기 실시예 1의 전지와 비교예 1의 전지의 무게를 비교한 결과, 실시예 1의 전지가 비교예 1에 비하여 15.8% 감소하였다.As a result of comparing the weight of the battery of Example 1 and the battery of Comparative Example 1, the battery of Example 1 was reduced by 15.8% compared to Comparative Example 1.

(실시예 2)(Example 2)

15㎛의 두께를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름의 양면 위에 알루미늄을 5000Å 두께로 증착하여 제조된 양극 집전체를 사용하고, 15㎛의 두께를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름의 양면 위에 구리를 5000Å 두께로 증착하여 제조된 음극 집전체를 사용한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일하게 실시하여 높이 45㎜, 폭 37㎜, 두께 4.0㎜의 사양을 갖고 용량이 650mAh인 전지를 제조하였다.Prepared by depositing 5000 μm thick aluminum on both sides of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 15 μm, and depositing 5000 μm thick copper on both sides of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 15 μm A battery having a capacity of 650 mAh with a specification of 45 mm in height, 37 mm in width and 4.0 mm in thickness was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that a negative electrode current collector was used.

상기 실시예 2의 전지와 비교예 1의 전지의 무게를 비교한 결과, 실시예 2의 전지가 비교예 1에 비하여 16.5% 감소하였다.As a result of comparing the weight of the battery of Example 2 and the battery of Comparative Example 1, the battery of Example 2 was reduced by 16.5% compared to Comparative Example 1.

(실시예 3)(Example 3)

15㎛의 두께를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름의 양면 위에 알루미늄을 2000Å 두께로 증착하여 제조된 양극 집전체와 15㎛의 두께를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름의 양면 위에 구리를 2000Å 두께로 증착하여 제조된 음극 집전체로 사용한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일하게 실시하여 높이 45㎜, 폭 37㎜, 두께 4.0㎜의 사양을 갖고, 용량이 650mAh인 전지를 제조하였다.A positive electrode current collector manufactured by depositing aluminum at a thickness of 2000 μs on both sides of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 15 μm and a negative electrode collector manufactured by depositing copper at a thickness of 2000 μs on both sides of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 15 μm. A battery having a specification of 45 mm in height, 37 mm in width and 4.0 mm in thickness and having a capacity of 650 mAh was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1 except that it was used as a whole.

상기 실시예 3의 전지와 상기 비교예 1의 전지의 무게를 비교한 결과, 상기 실시예 3의 전지가 비교예 1의 전지에 비하여 17.0% 감소하였다.As a result of comparing the weight of the battery of Example 3 and the battery of Comparative Example 1, the battery of Example 3 was reduced by 17.0% compared to the battery of Comparative Example 1.

(실시예 4)(Example 4)

15㎛의 두께를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름의 양면 위에 알루미늄이 500Å 두께로 증착된 것을 양극 집전체로 사용하고, 15㎛의 두께를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름의 양면 위에 구리를 500Å 두께로 증착된 것을 음극 집전체로 사용한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일하게 실시하여 높이 45㎜, 폭 37㎜, 두께 3.9㎜의 사양을 갖고 용량이 650mAh인 전지를 제조하였다.500 nm thick aluminum was deposited on both sides of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 15 μm, and 500 nm thick copper was deposited on both sides of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 15 μm. A battery having a capacity of 650 mAh was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the current collector was used in the same manner as in Comparative Example 1 with a height of 45 mm, a width of 37 mm, and a thickness of 3.9 mm.

상기 실시예 4의 전지와 비교예 1의 전지의 무게를 비교한 결과, 실시예 4의 전지가 비교예 1의 전지에 비하여 17.2%가 감소하였다.As a result of comparing the weight of the battery of Example 4 with the battery of Comparative Example 1, the battery of Example 4 was reduced by 17.2% compared with the battery of Comparative Example 1.

* 전지 평가Battery Rating

상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1의 방법으로 제조된 전지를 0.2C 충전 및 0.2C 방전하여 용량 및 중량당 에너지 밀도를 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. The battery prepared by the method of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 was 0.2C charge and 0.2C discharge to measure the capacity and energy density per weight, the results are shown in Table 1 below.

용량(mAh)Capacity (mAh) 중량당 에너지 밀도(Wh/kg)Energy Density Per Weight (Wh / kg) 중량당 에너지 밀도 증가율(%)% Increase in energy density per weight 비교예 1Comparative Example 1 650650 152152 -- 실시예 1Example 1 650650 181181 18.818.8 실시예 2Example 2 650650 182182 19.819.8 실시예 3Example 3 650650 8282 20.420.4 실시예 4Example 4 650650 184184 20.720.7

상기 표 1에 나타낸 것과 같이, 상기 실시예 1 내지 4의 전지가 비교예 1의 전지에 비하여 동일 용량을 나타내나, 상술한 것과 같이 무게가 가벼우므로, 중량당 에너지 밀도가 높음을 알 수 있다. 즉, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 위에 알루미늄과 구리를 각각 증착한 것을 양극 집전체와 음극 집전체로 사용한 실시예 1 내지 4의 전지의 중량당 에너지 밀도가 비교예 1에 비하여 18.8 내지 20.7% 증가되었다.As shown in Table 1, the battery of Examples 1 to 4 shows the same capacity as the battery of Comparative Example 1, but since the weight is light as described above, it can be seen that the energy density per weight is high. That is, the energy density per weight of the batteries of Examples 1 to 4, in which aluminum and copper were respectively deposited on the polyethylene terephthalate film as the positive electrode current collector and the negative electrode current collector, was increased by 18.8 to 20.7% compared to Comparative Example 1.

본 발명은 지지 고분자 필름에 금속이 증착된 것을 전류 집전체로 사용하여 중량당 에너지 밀도가 우수한 리튬 이온 이차 전지를 제공할 수 있다.The present invention can provide a lithium ion secondary battery having an excellent energy density per weight by using a metal deposited on a supporting polymer film as a current collector.

Claims (24)

제 1 집전체 및 이 제 1 집전체에 형성된 양극 활물질 층을 포함하는 양극;A positive electrode including a first current collector and a positive electrode active material layer formed on the first current collector; 제 2 집전체 및 이 제 2 집전체에 형성된 음극 활물질 층을 포함하는 음극; 및A negative electrode including a second current collector and a negative electrode active material layer formed on the second current collector; And 비수성 유기 용매와 리튬염을 포함하는 전해액Electrolyte containing non-aqueous organic solvent and lithium salt 을 포함하는 리튬 이온 이차 전지로서,As a lithium ion secondary battery containing, 상기 제 1 및 제 2 집전체 중 적어도 하나는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리 이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌 나프탈렌, 및 폴리비닐리덴 플루오라이드로 이루어진 군에서 선택되는 지지 고분자 필름과 이 지지 고분자 필름에 증착된 금속을 포함하는 것인 리튬 이온 이차 전지.At least one of the first and second current collectors is a support polymer film and a support polymer film selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polyimide, polytetrafluoroethylene, polyethylene naphthalene, and polyvinylidene fluoride. Lithium ion secondary battery comprising a deposited metal. 제 1 항에 있어서, 상기 금속은 Ni, Ti, Cu, Ag, Au, Pt, Fe, Co, Cr, W, Mo, Al, Mg, K, Na, Ca, Sr, Ba, Si, Ge, Sb, Pb, In 및 Zn으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것인 리튬 이온 이차 전지.The method of claim 1, wherein the metal is Ni, Ti, Cu, Ag, Au, Pt, Fe, Co, Cr, W, Mo, Al, Mg, K, Na, Ca, Sr, Ba, Si, Ge, Sb Lithium ion secondary battery comprising one or two or more selected from the group consisting of, Pb, In and Zn. 제 1 항에 있어서, 상기 지지 고분자 필름에 증착된 금속의 두께는 10Å 내지 10㎛인 리튬 이온 이차 전지.The lithium ion secondary battery of claim 1, wherein the metal deposited on the supporting polymer film has a thickness of 10 μm to 10 μm. 제 3 항에 있어서, 상기 지지 고분자 필름에 증착된 금속의 두께는 100Å 내지 9㎛인 리튬 이온 이차 전지.The lithium ion secondary battery of claim 3, wherein the metal deposited on the supporting polymer film has a thickness of 100 μm to 9 μm. 제 4 항에 있어서, 상기 지지 고분자 필름에 증착된 금속의 두께는 200Å 내지 8㎛인 리튬 이온 이차 전지.The lithium ion secondary battery of claim 4, wherein the metal deposited on the supporting polymer film has a thickness of 200 μm to 8 μm. 제 1 항에 있어서, 상기 지지 고분자 필름의 두께는 1 내지 30㎛인 리튬 이온 이차 전지.The lithium ion secondary battery of claim 1, wherein the supporting polymer film has a thickness of 1 to 30 μm. 제 6 항에 있어서, 상기 지지 고분자 필름의 두께는 2 내지 25㎛인 리튬 이온 이차 전지.The lithium ion secondary battery of claim 6, wherein the supporting polymer film has a thickness of 2 to 25 μm. 제 7 항에 있어서, 상기 지지 고분자 필름의 두께는 1 내지 30㎛인 리튬 이온 이차 전지.The lithium ion secondary battery of claim 7, wherein the supporting polymer film has a thickness of 1 to 30 μm. 제 8 항에 있어서, 상기 지지 고분자 필름의 두께는 3 내지 20㎛인 리튬 이온 이차 전지.The lithium ion secondary battery of claim 8, wherein the supporting polymer film has a thickness of 3 to 20 μm. 제 1 항에 있어서, 상기 지지 고분자 필름은 실리콘 함유 이형제 층을 더욱 포함하는 것인 리튬 이온 이차 전지.The lithium ion secondary battery of claim 1, wherein the supporting polymer film further comprises a silicon-containing release agent layer. 제 1 항에 있어서, 상기 양극 활물질은 하기 화학식 2 내지 15로 이루어진 군에서 선택되는 화합물 또는 이 화합물의 표면에 코팅층을 갖는 것인 리튬 이온 이차 전지.The lithium ion secondary battery of claim 1, wherein the cathode active material has a compound selected from the group consisting of Chemical Formulas 2 to 15 or a surface of the compound. [화학식 2][Formula 2] LiAO2 LiAO 2 [화학식 3][Formula 3] LiMn2O4 LiMn 2 O 4 [화학식 4][Formula 4] LiaNibBcMdO2(0.95 ≤ a ≤ 1.1, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0.001 ≤ d ≤ 0.1)Li a Ni b B c M d O 2 (0.95 ≤ a ≤ 1.1, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0.001 ≤ d ≤ 0.1) [화학식 5][Formula 5] LiaNibCocMndMeO2(0.95 ≤ a ≤ 1.1, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤ 0.5, 0.001 ≤ e ≤ 0.1)Li a Ni b Co c Mn d M e O 2 (0.95 ≤ a ≤ 1.1, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤ 0.5, 0.001 ≤ e ≤ 0.1) [화학식 6][Formula 6] LiaAMbO2(0.95 ≤ a ≤ 1.1, 0.001 ≤ b ≤ 0.1)Li a AM b O 2 (0.95 ≤ a ≤ 1.1, 0.001 ≤ b ≤ 0.1) [화학식 7][Formula 7] LiaMn2MbO4(0.95 ≤ a ≤ 1.1, 0.001 ≤ b ≤ 0.1)Li a Mn 2 M b O 4 (0.95 ≤ a ≤ 1.1, 0.001 ≤ b ≤ 0.1) [화학식 8][Formula 8] DS2 DS 2 [화학식 9][Formula 9] LiDS2 LiDS 2 [화학식 10][Formula 10] V2O5 V 2 O 5 [화학식 11][Formula 11] LiV2O5 LiV 2 O 5 [화학식 12][Formula 12] LiEO2 LiEO 2 [화학식 13][Formula 13] LiNiVO4 LiNiVO 4 [화학식 14][Formula 14] Li(3-x)F2(PO4)3(0 ≤ x ≤ 3)Li (3-x) F 2 (PO 4 ) 3 (0 ≤ x ≤ 3) [화학식 15][Formula 15] Li(3-x)Fe2(PO4)3(0 ≤ x ≤ 2)Li (3-x) Fe 2 (PO 4 ) 3 (0 ≤ x ≤ 2) (상기 화학식 2 내지 15에서,(In the formula 2 to 15, A는 Co, Ni 및 Mn으로 이루어진 군에서 선택되는 것이고,A is selected from the group consisting of Co, Ni and Mn, B는 Co 또는 Mn이고,B is Co or Mn, D는 Ti 또는 Mo이고,D is Ti or Mo, E는 Cr, V, Fe, Sc 및 Y로 이루어진 군에서 선택되는 것이고,E is selected from the group consisting of Cr, V, Fe, Sc and Y, F는 V, Cr, M, Co, Ni 및 Cu로 이루어진 군에서 선택되는 것이며,F is selected from the group consisting of V, Cr, M, Co, Ni and Cu, M은 Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr 및 V로 이루어진 군에서 선택되는 전이 금속 또는 란타나이드 금속 중 하나 이상의 금속이다)M is at least one of transition metals or lanthanide metals selected from the group consisting of Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr and V) 제 1 항에 있어서, 상기 음극 활물질은 리튬 이온을 흡장/방출할 수 있는 탄소 계열 물질, 리튬 금속, 리튬 금속의 합금 및 리튬과 화합물을 형성할 수 있는 물질로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬 이온 이차 전지.The method of claim 1, wherein the negative electrode active material is selected from the group consisting of a carbon-based material capable of occluding / releasing lithium ions, lithium metal, an alloy of lithium metal and a material capable of forming a compound with lithium Secondary battery. 제 12 항에 있어서, 상기 탄소 계열 물질은 X-선 회절에 의한 Lc(crystallite size)가 적어도 20㎚ 이상이고 700℃ 이상에서 발열 피크를 갖는 것인 리튬 이온 이차 전지.The lithium ion secondary battery of claim 12, wherein the carbon-based material has an Lc (crystallite size) by X-ray diffraction of at least 20 nm and an exothermic peak at 700 ° C. or more. 제 12 항에 있어서, 상기 탄소 계열 물질은 메조페이스(mesophase) 구형 입자로부터 탄화단계(carbonizing step) 및 흑연화 단계(graphitizing step)를 거쳐 제조된 결정성 탄소 또는 섬유형 메조페이스 핏치(mesophase pitch fiber)로부터 탄화 단계 및 흑연화 단계를 거쳐 제조된 섬유형 흑연(graphite fiber)인 리튬 이온 이차 전지.The method of claim 12, wherein the carbon-based material is crystalline carbon or fibrous mesophase pitch prepared from a mesophase spherical particles through a carbonizing step and a graphitizing step (mesophase pitch fiber) Lithium ion secondary battery which is a fibrous graphite (graphite fiber) prepared through a carbonization step and a graphitization step. 제 1 항에 있어서, 상기 비수성 유기 용매는 벤젠, 톨루엔, 플루오로벤젠, 1,2-디플루오로벤젠, 1,3-디플루오로벤젠, 1,4-디플루오로벤젠, 1,2,3-트리플루오로벤젠, 1,2,4-트리플루오로벤젠, 클로로벤젠, 1,2-디클로로벤젠, 1,3-디클로로벤젠, 1,4-디클로로벤젠, 1,2,3-트리클로로벤젠, 1,2,4-트리클로로벤젠, 아이오도벤젠, 1,2-디아이오도벤젠, 1,3-디아이오도벤젠, 1,4-디아이오도벤젠, 1,2,3-트리아이오도벤젠, 1,2,4-트리아이오도벤젠, 플루오로톨루엔, 1,2-디플루오로톨루엔, 1,3-디플루오로톨루엔, 1,4-디플루오로톨루엔, 1,2,3-트리플루오로톨루엔, 1,2,4-트리플루오로톨루엔, 클로로톨루엔, 1,2-디클로로톨루엔, 1,3-디클로로톨루엔, 1,4-디클로로톨루엔, 1,2,3-트리클로로톨루엔, 1,2,4-트리클로로톨루엔, 아이오도톨루엔, 1,2-디아이오도톨루엔, 1,3-디아이오도톨루엔, 1,4-디아이오도톨루엔, 1,2,3-트리아이오도톨루엔, 1,2,4-트리아이오도톨루엔, R-CN(여기에서, R은 직쇄상, 분지상, 또는 환구조의 탄소수 2-50개의 탄화수소기이고, 이 기는 이중결합, 방향환, 또는 에테르 결합을 포함하고 있어도 좋다), 디메톡시포름아마이드, 메틸아세테이트, 자일렌, 사이클로헥산, 테트라하이드로퓨란, 2-메틸테트라하이드로퓨란, 사이클로헥사논, 에탄올, 이소프로필알콜, 디메틸 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 메틸프로필 카보네이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 디메톡시에탄, 1,3-디옥솔란, 디글라임, 테트라글라임, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, γ-부티로락톤 및 설포란으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합 전해액인 리튬 이온 이차 전지.The method of claim 1, wherein the non-aqueous organic solvent is benzene, toluene, fluorobenzene, 1,2-difluorobenzene, 1,3-difluorobenzene, 1,4-difluorobenzene, 1,2 , 3-trifluorobenzene, 1,2,4-trifluorobenzene, chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,3-dichlorobenzene, 1,4-dichlorobenzene, 1,2,3-trichloro Rhobenzene, 1,2,4-trichlorobenzene, Iodobenzene, 1,2-Diiodobenzene, 1,3-Diiodobenzene, 1,4-Diiodobenzene, 1,2,3-triiodo Benzene, 1,2,4-triiodobenzene, fluorotoluene, 1,2-difluorotoluene, 1,3-difluorotoluene, 1,4-difluorotoluene, 1,2,3- Trifluorotoluene, 1,2,4-trifluorotoluene, chlorotoluene, 1,2-dichlorotoluene, 1,3-dichlorotoluene, 1,4-dichlorotoluene, 1,2,3-trichlorotoluene, 1,2,4-trichlorotoluene, iodotoluene, 1,2-dioodotoluene, 1,3-diaodotoluene, 1,4-dia Dotoluene, 1,2,3-triiodotoluene, 1,2,4-triiodotoluene, R-CN (wherein R is a linear, branched, or cyclic C 2 -C50 hydrocarbon Group, which may contain a double bond, an aromatic ring, or an ether bond), dimethoxyformamide, methyl acetate, xylene, cyclohexane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, cyclohexanone, Ethanol, isopropyl alcohol, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, diethyl carbonate, methylpropyl carbonate, methyl propionate, ethyl propionate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, dimethoxyethane, 1,3-dioxolane , One or more mixed electrolytes selected from the group consisting of diglyme, tetraglyme, ethylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone and sulfolane Phosphorus Lithium Ion Secondary Battery. 제 1 항에 있어서, 상기 리튬염은 리튬 헥사플루오로포스페이트(LiPF6), 리튬 테트라플루오로보레이트(LiBF4), 리튬 헥사플루오로아제네이트(LiAsF6), 리튬 퍼클로레이트(LiClO4), 리튬 트리플루오로메탄설포네이트(CF3SO3Li), 리튬 비스(트리플루오로메틸) 술폰이미드(LiN(SO2CF3)2) 및 리튬 비스(퍼플루오로에틸술포닐) 이미드(LiN(SO2C2F5)2)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 리튬 이온 이차 전지.The method of claim 1, wherein the lithium salt is lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium hexafluoroazate (LiAsF 6 ), lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium tri Fluoromethanesulfonate (CF 3 SO 3 Li), lithium bis (trifluoromethyl) sulfonimide (LiN (SO 2 CF 3 ) 2 ) and lithium bis (perfluoroethylsulfonyl) imide (LiN ( SO 2 C 2 F 5 ) 2 ) Lithium ion secondary battery which is one or a mixture of two or more selected from the group consisting of. 제 1 항에 있어서, 상기 전해액에서 리튬염의 농도는 0.1 내지 2.0M인 리튬 이온 이차 전지.The lithium ion secondary battery of claim 1, wherein the lithium salt has a concentration of 0.1 to 2.0 M in the electrolyte. 제 1 항에 있어서, 상기 음극 활물질은 표면에 보호막을 더욱 포함하는 것인 리튬 이온 이차 전지.The lithium ion secondary battery of claim 1, wherein the negative electrode active material further includes a protective film on a surface thereof. 제 18 항에 있어서, 상기 보호막은 고분자 물질, 무기 물질 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬 이온 이차 전지.The lithium ion secondary battery of claim 18, wherein the protective layer is selected from the group consisting of a polymer material, an inorganic material, and a mixture thereof. 제 18 항에 있어서, 상기 보호막은 단일막 또는 다중막인 리튬 이온 이차 전지.The lithium ion secondary battery of claim 18, wherein the protective layer is a single layer or multiple layers. 제 19 항에 있어서, 상기 무기 물질은 LiPON, Li2CO3, Li3N, Li3 PO4 및 Li5PO4로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬 이온 이차 전지.The lithium ion secondary battery of claim 19, wherein the inorganic material is selected from the group consisting of LiPON, Li 2 CO 3 , Li 3 N, Li 3 PO 4, and Li 5 PO 4 . 제 19 항에 있어서, 상기 무기 물질을 포함하는 보호막의 두께는 10 내지 20000Å인 리튬 이온 이차 전지.The lithium ion secondary battery of claim 19, wherein the protective film including the inorganic material has a thickness of 10 to 20,000 kPa. 제 19 항에 있어서, 상기 고분자 물질은 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌의 코폴리머, 폴리(비닐아세테이트), 폴리(비닐 부티랄-코-비닐 알콜-코-비닐 아세테이트), 폴리(메틸메타크릴레이트-코-에틸 아크릴레이트), 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐 클로라이드-코-비닐 아세테이트, 폴리비닐알콜, 폴리(1-비닐피롤리돈-코-비닐 아세테이트), 셀룰로즈 아세테이트, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리비닐 에테르, 아크릴로니트릴-부타디엔 러버, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 설포네이티드 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 트리블럭 폴리머 및 폴리에틸렌 옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 리튬 이온 이차 전지.20. The method of claim 19 wherein the polymeric material is a copolymer of polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride and hexafluoropropylene, poly (vinylacetate), poly (vinyl butyral-co-vinyl alcohol-co-vinyl Acetate), poly (methylmethacrylate-co-ethyl acrylate), polyacrylonitrile, polyvinyl chloride-co-vinyl acetate, polyvinyl alcohol, poly (1-vinylpyrrolidone-co-vinyl acetate), Cellulose acetate, polyvinylpyrrolidone, polyacrylate, polymethacrylate, polyolefin, polyurethane, polyvinyl ether, acrylonitrile-butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene-styrene, sulfonated Li, a mixture of one or two or more selected from the group consisting of styrene / ethylene-butylene / styrene triblock polymer and polyethylene oxide Ion secondary battery. 제 19 항에 있어서, 상기 고분자를 포함하는 보호막의 두께는 100Å 내지 10㎛인 리튬 이온 이차 전지.The lithium ion secondary battery of claim 19, wherein the protective film including the polymer has a thickness of 100 μm to 10 μm.
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