KR20060063371A - Electrode added with polyethyleneglycol and lithium secondary batteries using the same - Google Patents

Electrode added with polyethyleneglycol and lithium secondary batteries using the same Download PDF

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KR20060063371A
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Abstract

본 발명은 전극활물질 및 폴리에틸렌글리콜(Polyethyleneglycol: PEG)을 포함하는 전극 슬러리로부터 제조된 전극으로서, 상기 전극은 전극 내 폴리에틸렌글리콜이 존재하는 것을 특징으로 하는 전극 및 상기 전극을 구비한 리튬 이차 전지를 제공한다.The present invention provides an electrode prepared from an electrode slurry comprising an electrode active material and polyethylene glycol (PEG), wherein the electrode provides a lithium secondary battery having the electrode and the polyethylene glycol present in the electrode. do.

본 발명에 따른 리튬 이차 전지는 전극 슬러리 제조시 전극에 유연성 및 이온 전도도를 부여하는 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 첨가함으로써, 전지의 안전성과 성능을 향상시킬 수 있다. Lithium secondary battery according to the present invention can improve the safety and performance of the battery by adding polyethylene glycol (PEG) to impart flexibility and ionic conductivity to the electrode when preparing the electrode slurry.

폴리에틸렌글리콜, 유연성, 이온 전도도, 전극 첨가제, 리튬 이차 전지Polyethylene Glycol, Flexibility, Ionic Conductivity, Electrode Additive, Lithium Secondary Battery

Description

폴리에틸렌글리콜이 첨가된 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지{ELECTRODE ADDED WITH POLYETHYLENEGLYCOL AND LITHIUM SECONDARY BATTERIES USING THE SAME}Electrode to which polyethyleneglycol is added and a lithium secondary battery comprising the same TECHNICAL FIELD

본 발명은 전극에 유연성 및 이온 전도도를 부여하는 전극 첨가제를 사용함으로써, 전지의 안전성과 성능이 향상된 리튬 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium secondary battery having improved battery safety and performance by using an electrode additive that imparts flexibility and ion conductivity to the electrode.

최근 휴대용 컴퓨터, 휴대용 전화기, 캠코더 등의 휴대용 전자기기에 대한 소형화, 경량화를 위한 개발이 꾸준히 진행되고 있으며, 이와 함께 이들 전자기기의 전원으로 사용되는 리튬 이차 전지 역시 고용량화, 소형화 및 경량화가 요구되고 있다.Recently, development for miniaturization and weight reduction of portable electronic devices such as portable computers, portable telephones, camcorders, etc. has been steadily being progressed. In addition, lithium secondary batteries used as power sources for these electronic devices are also required to have high capacity, miniaturization and light weight. .

리튬 이차 전지는 양극, 음극, 전해질로 구성되며, 첫번째 충전에 의해 양극 활물질로부터 나온 리튬 이온이 음극활물질, 예컨대 카본 입자 내에 삽입되고 방전시 다시 탈리되는 등의 양 전극을 왕복하면서 에너지를 전달하는 역할을 하기 때문에 충방전이 가능하게 된다.The lithium secondary battery is composed of a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, and transfers energy while reciprocating both electrodes such that lithium ions from the positive electrode active material are inserted into a negative electrode active material, such as carbon particles, and are detached again when discharged. Since it is possible to charge and discharge.

상기한 리튬 이차 전지의 양극 및 음극은 일반적으로 리튬을 흡장 및 방출할 수 있는 전극활물질, 도전제 및 바인더를 혼합하여 전극 슬러리를 제조하고, 제조된 전극 슬러리를 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu) 등과 같은 전류 집전체상에 각각 도 포 및 압연하고 건조함으로써 제조된다. 그러나 상기와 같이 제조된 전극을 이용하여 전지를 조립하는 경우, 전극 로딩량 및 코팅 조건에 따라 전극활물질이 전극으로부터 박리 또는 이탈되는 전극 파단 현상이 발생할 뿐만 아니라 특히 권취(winding) 공정시 전극, 특히 양극이 접혀지면서 양극 집전체인 알루미늄(Al) 호일이 완전히 끊어지는 현상이 발생하였다. 단순한 전극활물질만의 박리 또는 이탈 등은 전지 용량에 거의 손실이 없는 반면, 상기와 같은 전극의 절단 현상은 전지 공정 중 조립 자체가 이루어지지 않을 뿐만 아니라 전지 사용 중 급격한 용량 감소를 발생시켜 성능 저하를 초래한다.The positive electrode and the negative electrode of the lithium secondary battery generally prepare an electrode slurry by mixing an electrode active material, a conductive agent and a binder capable of occluding and releasing lithium, and the prepared electrode slurry is made of aluminum (Al) or copper (Cu). It is produced by coating, rolling and drying on a current collector, such as, respectively. However, when assembling a battery using the electrode prepared as described above, not only does the electrode breakage phenomenon in which the electrode active material is peeled or separated from the electrode depending on the electrode loading amount and coating conditions, but also during the winding (winding) process, in particular, As the positive electrode was folded, the aluminum (Al) foil, which is the positive electrode current collector, was completely broken. The peeling or detachment of only the electrode active material has almost no loss in battery capacity, whereas the above electrode breakage does not cause assembly itself during the battery process but also causes a sudden decrease in capacity during use of the battery. Cause.

본 발명은 종래 전극의 brittle 특성을 완화시키고자 전극 슬러리 제조시 폴리에틸렌글리콜(polyethyleneglycol: PEG)을 일정량 포함시키면, 전지 조립 공정시 전극, 특히 양극에 가해지는 힘을 경감시켜 전극의 절단 현상을 방지함과 동시에 종래 바인더보다 높은 PEG의 이온 전도도로 인해 전지의 구조적 안전성 및 성능을 향상시킬 수 있다는 것을 발견하였다.The present invention includes a certain amount of polyethylene glycol (PEG) in the preparation of electrode slurry to alleviate the brittle characteristics of the conventional electrode, to reduce the force applied to the electrode, in particular the positive electrode during the battery assembly process to prevent the cutting of the electrode At the same time, it has been found that the structural stability and performance of the battery can be improved due to the higher ionic conductivity of PEG than the conventional binder.

이에 본 발명은 PEG를 전극 첨가제로 포함하는 전극 슬러리로부터 제조된 전극 및 상기 전극을 구비한 리튬 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrode prepared from an electrode slurry containing PEG as an electrode additive and a lithium secondary battery having the electrode.

본 발명은 전극활물질 및 폴리에틸렌글리콜(Polyethyleneglycol: PEG)을 포함하는 전극 슬러리로부터 제조된 전극으로서, 상기 전극은 전극 내 폴리에틸렌글리콜이 존재하는 것을 특징으로 하는 전극 및 상기 전극을 구비한 리튬 이차 전지를 제공한다.The present invention provides an electrode prepared from an electrode slurry comprising an electrode active material and polyethylene glycol (PEG), wherein the electrode provides a lithium secondary battery having the electrode and the polyethylene glycol present in the electrode. do.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

리튬 이차 전지용 전극은 일반적으로 전극활물질, 즉, 양극활물질 또는 음극활물질을 혼합하여 각 전극 슬러리를 제조하고, 제조된 전극 슬러리를 각 전류 집전체에 도포한 후 용매나 분산매를 건조 등으로 제거하고, 집전체에 전극활물질을 결착시킴과 더불어 전극활물질간을 결착시켜 제조할 수 있다. 이때 선택적으로 도전제 및/또는 바인더를 소량 첨가할 수 있다. In general, electrodes for lithium secondary batteries are prepared by mixing electrode active materials, that is, positive electrode active materials or negative electrode active materials, to prepare each electrode slurry, applying the prepared electrode slurry to each current collector, and then removing a solvent or a dispersion medium by drying, etc. In addition to binding the electrode active material to the current collector can be prepared by binding between the electrode active material. In this case, a small amount of a conductive agent and / or a binder may be optionally added.

본 발명의 전극활물질 중 양극활물질은 리튬을 흡장 및 방출할 수 있는 리튬 전이금속 복합산화물이 사용 가능하며, 이의 비제한적인 예로는 리튬망간산화물(lithiated magnesium oxide), 리튬코발트산화물(lithiated cobalt oxide), 리튬니켈산화물 (lithiated nickel oxide), 리튬철산화물 (lithiated iron phosphate) 또는 이들의 조합에 의해서 형성된 복합산화물 등과 같은 리튬 흡착 물질(lithium intercalation material) 등이 있다.Among the electrode active materials of the present invention, the cathode active material may be a lithium transition metal composite oxide capable of occluding and releasing lithium, and non-limiting examples thereof include lithium manganese oxide (lithiated magnesium oxide) and lithium cobalt oxide (lithiated cobalt oxide). And lithium intercalation materials such as composite oxide formed by lithium nickel oxide, lithium iron phosphate, or a combination thereof.

본 발명의 전극활물질 중 음극활물질의 비제한적인 예로는 리튬을 흡장 및 방출할 수 있는 리튬 합금, 카본(carbon), 석유코크(petroleum coke), 활성화 카본(activated carbon), 그래파이트(graphite), 또는 여타 카본류 등과 같은 리튬 흡착 물질을 사용할 수 있으며, 기타 리튬을 흡장 및 방출할 수 있고 리튬에 대한 전위가 2V 미만인 TiO2, SnO2 또는 Li4Ti5O12와 같은 금속 산화물도 사용 가능하다. Non-limiting examples of the negative electrode active material of the electrode active material of the present invention is lithium alloy, carbon, petroleum coke, activated carbon, graphite, or graphite that can occlude and release lithium Lithium adsorption materials such as other carbons can be used, and other metal oxides such as TiO 2 , SnO 2 or Li 4 Ti 5 O 12 , which can occlude and release lithium and have a potential for lithium of less than 2V, can also be used.

상기와 같이 제조된 양(兩) 전극 및 분리막을 이용하여 젤리롤(jelly-roll)을 만들고 제조된 젤리롤을 외장용 캔 또는 포장재에 투입하여 전지 조립 공정을 수행하는 경우, 조립 공정에 의해 상기 젤리롤이 휘거나 접혀지는 부분에서 전극활물질의 brittle 특성으로 인한 힘에 의해 전극의 절단, 특히 양극 집전체로 사용되는 알루미늄 호일의 절단 현상이 발생함으로써 전지의 안전성 및 성능 저하가 크게 초래되었다. When the jelly roll is made by using the positive electrode and the separator prepared as described above, and the prepared jelly roll is put into an external can or a packaging material to perform a battery assembly process, the jelly is formed by an assembly process. Due to the brittle characteristics of the electrode active material at the portion where the roll is bent or folded, cutting of the electrode, in particular, cutting of the aluminum foil used as the positive electrode current collector, caused a large reduction in safety and performance of the battery.

이에, 본 발명은 전극 슬러리 제조시 당업계에 통상적으로 알려진 폴리에틸렌글리콜((C2H6O2)n, H(OCH2CH2)n OH, 이하 PEG)을 첨가함으로써, 전극의 경화도 완화에 의한 전지의 안전성을 도모하는 것을 특징으로 한다. Accordingly, the present invention is to reduce the curing of the electrode by adding polyethylene glycol ((C 2 H 6 O 2 ) n , H (OCH 2 CH 2 ) n OH, hereinafter PEG) known in the art when preparing the electrode slurry It is characterized by the safety of the battery.

상기 PEG는 전극 재료인 전극활물질 입자, 또는 선택적으로 사용되는 도전제 입자들간을 연결 및 고정하는 바인더의 보조 역할을 수행할 뿐만 아니라 건조된 전극에 잔류하는 경우 유연성을 부여하여 최종 전극의 경화도를 감소시킬 수 있다. 특히, 전극 제조 공정 중 건조 단계하에서 증발되지 않으므로, 이후 조립 공정까지 전극 재료의 손실 없이 전극 특성을 유지할 수 있다. 또한, 상기 PEG는 종래 사용되는 바인더(PVDF) 보다 높은 이온 전도도를 가질 뿐만 아니라 PEG 분자내에 존재하는 친수성기인 히드록시기로 인해 본 발명에 따른 전극의 전해액에 대한 친화도(affinity)가 향상됨으로써 전지의 성능 향상을 기대할 수 있다. 추가적으로 전극의 높은 경도로 인한 절단 현상을 PEG 사용에 의해 방지할 수 있으므로, 전체 전지 조립 공정율을 향상시킬 수 있다. The PEG not only serves as an auxiliary material for the electrode active material particles, which are electrode materials, or selectively used conductive particles, but also provides flexibility when remaining in the dried electrode, thereby reducing the degree of curing of the final electrode. You can. In particular, since it does not evaporate under the drying step of the electrode manufacturing process, it is possible to maintain the electrode characteristics without loss of electrode material until the subsequent assembly process. In addition, the PEG has a higher ion conductivity than the binder (PVDF) used in the prior art, and the affinity of the electrode according to the present invention is improved due to the hydroxyl group, which is a hydrophilic group present in the PEG molecule, thereby improving battery performance. You can expect an improvement. In addition, since the cutting phenomenon due to the high hardness of the electrode can be prevented by using PEG, the overall battery assembly process rate can be improved.

상기 폴리에틸렌글리콜은 액상 형태인 것이 바람직하다. 액상 폴리에틸렌글리 콜인 경우 전극 슬러리 제조시 첨가가 용이하고, 전극 재료간의 원활한 혼합을 이루는 용매의 첨가가 불필요할 뿐만 아니라, 첨가된 후 전극의 구성물인 전극활물질 입자, 또는 선택적으로 사용되는 바인더 및/또는 도전제 입자들 사이에 균일하게 침투 및 분포하여 상기 입자들간의 연결 및 고정을 더욱 강하게 할 수 있다. 따라서, 폴리에틸렌글리콜의 평균 분자량(MW)은 200 내지 1000의 범위가 바람직하다. 평균 분자량이 1000을 초과하는 경우, 액상 형태를 유지할 수 없어 원하는 전극의 경화도 감소 및 전극의 파단 억제 효과가 미미할 수 있다. The polyethylene glycol is preferably in liquid form. In the case of liquid polyethylene glycol, it is easy to add the electrode slurry in preparation of the slurry, and the addition of a solvent for smooth mixing between the electrode materials is unnecessary, and the electrode active material particles, which are components of the electrode after the addition, or a binder and / or optionally used, are added. It can be uniformly penetrated and distributed between the conductive particles to make the connection and fixation between the particles even stronger. Therefore, the average molecular weight (MW) of polyethylene glycol is preferably in the range of 200 to 1000. When the average molecular weight exceeds 1000, the liquid phase cannot be maintained, so that the desired degree of hardening of the desired electrode and the effect of suppressing breakage of the electrode may be insignificant.

상기 폴리에틸렌글리콜의 함량은 전극 슬러리 100 중량% 당 0.01 내지 10 중량%가 바람직하다. 0.01 중량% 미만인 경우 PEG로 인한 전지의 안전성 향상 효과가 미미하며, 10 중량%를 초과하는 경우 전지의 용량 및 성능 저하가 야기되며, 전극의 강도 저하가 발생된다. The content of the polyethylene glycol is preferably 0.01 to 10% by weight per 100% by weight of the electrode slurry. If less than 0.01% by weight, the effect of improving the safety of the battery due to the PEG is insignificant, if it exceeds 10% by weight causes a decrease in capacity and performance of the battery, the strength of the electrode occurs.

본 발명의 리튬 이차 전지용 전극은 당 분야에 알려져 있는 통상적인 방법에 따라 전극활물질 및 상기 전극 첨가제인 PEG를 혼합하여 전극 슬러리를 제조하고, 제조된 전극 슬러리를 전류 집전체 상에 도포 및 건조함으로써 완료된다. 이때 선택적으로 도전제 및/또는 바인더를 소량 첨가할 수 있다. The electrode for a lithium secondary battery of the present invention is prepared by mixing an electrode active material and the electrode additive PEG according to a conventional method known in the art to prepare an electrode slurry, and applying and drying the prepared electrode slurry on a current collector. do. In this case, a small amount of a conductive agent and / or a binder may be optionally added.

도전제로는 구성된 전지 내에서 화학변화를 일으키지 않는 전자전도성 재료이면 무엇이든지 사용 가능하다. 예를 들면 아세틸렌블랙, 케첸블랙, 파네스블랙, 서멀블랙 등의 카본블랙; 천연흑연, 인조흑연, 도전성 낱소섬유 등을 사용할 수 있다. 특히 카본블랙, 흑연분말, 탄소섬유가 바람직하다.As the conductive agent, any electronically conductive material which does not cause chemical change in the battery constructed can be used. For example, carbon black, such as acetylene black, Ketjen black, Farnes black, and thermal black; Natural graphite, artificial graphite, conductive yarn fibers, and the like can be used. Carbon black, graphite powder and carbon fiber are particularly preferable.

바인더로는 열가소성 수지, 열경화성 수지 중 어느 하나를 사용하더라도 좋으 며, 이들을 조합하여 사용할 수도 있다. 이들 중에서는 폴리불화비닐리덴 (PVdF) 또는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)이 바람직하며, 특히 PVdF가 더욱 바람직하다. As the binder, any one of a thermoplastic resin and a thermosetting resin may be used, or a combination thereof may be used. Among these, polyvinylidene fluoride (PVdF) or polytetrafluoroethylene (PTFE) is preferable, and PVdF is particularly preferable.

전류 집전체는 도전성 재료로 된 것이면 특별히 제한되지 않으나, 양극일 경우 알루미늄, 니켈 또는 이들의 조합에 의해 제조된 호일이 바람직하며, 음극일 경우 구리, 금, 니켈, 구리 합금 또는 이들의 조합에 의해 제조된 호일이 바람직하다. The current collector is not particularly limited as long as it is made of a conductive material, but a foil made of aluminum, nickel or a combination thereof is preferable for the positive electrode, and copper, gold, nickel, a copper alloy, or a combination thereof for the negative electrode. Preferred foils are preferred.

또한, 본 발명은 양극, 음극, 양 전극 사이에 개재된 분리막 및 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지에 있어서, 상기 양극, 음극 또는 두 전극 모두가 전술한 전극 첨가제인 PEG를 포함하는 전극 슬러리로부터 제조된 전극인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지를 제공한다. In addition, the present invention is a lithium secondary battery comprising a separator and an electrolyte interposed between a positive electrode, a negative electrode, both electrodes, wherein the positive electrode, the negative electrode or both electrodes are prepared from an electrode slurry comprising PEG as the electrode additive described above It provides a lithium secondary battery characterized in that the electrode.

본 발명의 리튬 이차 전지는 당 기술 분야에 알려져 있는 통상적인 방법으로 양극과 음극 사이에 다공성 분리막을 개재하여 전해질을 투입하여 제조할 수 있다The lithium secondary battery of the present invention may be prepared by introducing an electrolyte through a porous separator between the positive electrode and the negative electrode by a conventional method known in the art.

본 발명의 전해질은 리튬염과 전해액 화합물을 포함하는 비수전해액으로서, 리튬염으로는 LiClO4, LiCF3SO3, LiPF6, LiBF4, LiAsF 6 및 LiN(CF3SO2)2로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물이 바람직하다. 또한 전해액 화합물은 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 감마부티로락톤(GBL), 디에틸 카보네이트(DEC), 디메틸 카보네이트(DMC), 에틸메틸카보네이트 (EMC) 및 메틸 프로필 카보네이트(MPC)로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상이 바람직하다.The electrolyte of the present invention is a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt and an electrolyte compound, and the lithium salt is selected from the group consisting of LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 and LiN (CF 3 SO 2 ) 2 . At least one compound selected is preferred. In addition, the electrolyte compounds include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), gamma butyrolactone (GBL), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), ethylmethyl carbonate (EMC) and methyl propyl carbonate (MPC). At least one selected from the group consisting of is preferable.

본 발명의 전지 제조시에는 분리막(seperator)으로서 다공성 분리막을 사용하 는 것이 바람직하며, 비제한적인 예로는 폴리프로필렌계, 폴리에틸렌계 또는 폴리올레핀계 다공성 분리막 등이 있다.In manufacturing the battery of the present invention, it is preferable to use a porous separator as a separator, and non-limiting examples include a polypropylene-based, polyethylene-based or polyolefin-based porous separator.

본 발명의 리튬 이차 전지는 외형에 제한이 없으나, 캔을 사용한 원통형, 각형, 파우치(pouch)형 또는 코인(coin)형 등이 될 수 있다. 특히, 종래 권취(winding) 공정에 의해 전극의 끊어짐 현상이 발생하던 각형 전지인 경우, 본 발명의 PEG가 첨가된 전극으로 인해 전지의 구조적 안전성을 장시간 유지할 수 있다. The lithium secondary battery of the present invention is not limited in appearance, but may be cylindrical, square, pouch type, or coin type using a can. In particular, in the case of a rectangular battery in which breakage of the electrode has occurred due to a conventional winding process, the structural safety of the battery can be maintained for a long time due to the electrode to which the PEG of the present invention is added.

이하 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 보다 자세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명이 이로써 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited thereto.

실시예 1. PEG를 도입한 전극 및 리튬 이차 전지 제조Example 1 Preparation of Electrode and Lithium Secondary Battery with PEG

(양극 제조)(Anode manufacturing)

양극 활물질로 LiCoO2 89 중량%, 첨가제로서 평균 분자량(MW)이 200인 폴리에틸렌글리콜(PEG) 3중량%, 도전제로 카본 블랙 (carbon black) 4 중량%, 결합제로 PVdF 4 중량%를 용제인 N-메틸-2 피롤리돈(NMP)에 첨가하여 양극 혼합물 슬러리를 제조한다. 상기 양극 혼합물 슬러리를 두께가 20㎛인 양극 집전체의 알루미늄(Al) 박막에 도포 및 건조를 통하여 양극을 제조한 후, 롤 프레스(roll press)를 실시한다.89% by weight of LiCoO 2 as a positive electrode active material, 3% by weight of polyethylene glycol (PEG) having an average molecular weight (MW) of 200 as an additive, 4% by weight of carbon black as a conductive agent, and 4% by weight of PVdF as a binder. A positive electrode mixture slurry is prepared by addition to -methyl-2 pyrrolidone (NMP). The positive electrode mixture slurry is coated on a thin film of aluminum (Al) of a positive electrode current collector having a thickness of 20 μm and manufactured to produce a positive electrode, followed by a roll press.

(음극 제조)(Cathode production)

음극 활물질로 탄소 분말, 결합제로 폴리비닐리덴플로라이드(PVdF), 도전제로 카본 블랙 (carbon black)을 각각 96 중량%, 3 중량%, 1 중량%로 하여 용제인 N-메 틸-2 피롤리돈(NMP)에 첨가하여 음극 혼합물 슬러리를 제조한다. 상기 음극 혼합물 슬러리를 두께가 10㎛인 음극 집전체인 구리(Cu) 박막에 도포, 건조를 통하여 음극을 제조한 후 롤 프레스(roll press)를 실시한다.N-methyl-2 pyrroli, which is a solvent by using carbon powder as a negative electrode active material, polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, and carbon black as a conductive agent at 96% by weight, 3% by weight, and 1% by weight, respectively. Add to NMP to prepare a negative electrode mixture slurry. The negative electrode mixture slurry is coated on a copper (Cu) thin film, which is a negative electrode current collector having a thickness of 10 μm, to prepare a negative electrode through drying, and then roll press is performed.

(전지 제조) (Battery manufacturing)

제조된 양 전극을 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌(PP/PE/PP)으로 구성된 분리막 및 1몰의 리튬헥사플로로포스페이트 (LiPF6)이 용해된 에틸렌카보네이트/프로필렌카보네이트/디에틸카보네이트(EC:PC:DEC=30:20:50 중량%)의 혼합 용액인 전해액을 함께 조립하여, 최종적으로 전지를 완성한다.The prepared positive electrode was a separator composed of polypropylene / polyethylene / polypropylene (PP / PE / PP) and ethylene carbonate / propylene carbonate / diethyl carbonate (EC :) in which 1 mol of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was dissolved. PC: DEC = 30: 20: 50% by weight) of the electrolyte mixture is assembled together to finally complete the battery.

비교예 1. 통상적인 전극 및 리튬 이차 전지 제조Comparative Example 1 Preparation of Conventional Electrode and Lithium Secondary Battery

전극 제조시 PEG 3중량%를 사용하지 않고 양극활물질 92 중량%를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 전극 및 리튬 이차 전지를 제조한다.An electrode and a lithium secondary battery were prepared in the same manner as in Example 1, except that 92 wt% of the positive electrode active material was used instead of 3 wt% PEG.

본 발명은 전극에 유연성 및 이온 전도도를 부여하는 폴리에틸렌글리콜을 전극 첨가제로 사용함으로써, 리튬 이차 전지의 안전성과 성능을 향상시킬 수 있다. The present invention can improve the safety and performance of a lithium secondary battery by using polyethylene glycol, which provides flexibility and ion conductivity to the electrode, as an electrode additive.

Claims (5)

(a) 전극활물질; 및(a) an electrode active material; And (b) 폴리에틸렌글리콜(Polyethyleneglycol: PEG)(b) polyethyleneglycol (PEG) 을 포함하는 전극 슬러리로부터 제조된 전극으로서, 상기 전극은 전극 내 폴리에틸렌글리콜이 존재하는 것을 특징으로 하는 전극.An electrode prepared from an electrode slurry comprising a electrode, characterized in that the polyethylene glycol present in the electrode. 제 1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌글리콜은 액상 형태인 것을 특징으로 하는 전극.The electrode of claim 1, wherein the polyethylene glycol is in liquid form. 제 1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌글리콜의 평균 분자량은 200 내지 1000 범위인 전극.The electrode of claim 1, wherein the polyethylene glycol has an average molecular weight in the range of 200 to 1000. 제 1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌글리콜의 사용량은 전극 슬러리 100 중량% 당 0.01 내지 10 중량%인 전극.The electrode of claim 1, wherein the polyethylene glycol is used in an amount of 0.01 to 10 wt% based on 100 wt% of the electrode slurry. 양극, 음극, 양 전극 사이에 개재된 분리막 및 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지에 있어서, 상기 양극, 음극 또는 두 전극 모두가 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 전극인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.A lithium secondary battery comprising a separator and an electrolyte interposed between a positive electrode, a negative electrode, and both electrodes, wherein the positive electrode, the negative electrode, or both electrodes are the electrodes of any one of claims 1 to 4. battery.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101356393B1 (en) * 2012-02-14 2014-02-03 한밭대학교 산학협력단 A positive electrode for lithium-sulfur battery, and lithium-sulfur battery comprising the same
KR20160016047A (en) * 2014-08-01 2016-02-15 삼성에스디아이 주식회사 Binder composition for rechargable lithium battery, method of preparing the same, electrode for rechargable lithium battery and rechargable lithium battery including the same
KR20170003212A (en) 2015-06-30 2017-01-09 주식회사 엘지화학 Secondary battery, battery module having the secondary battery and method for manufacturing the secondary battery
KR20170141209A (en) * 2015-08-26 2017-12-22 에보니크 데구사 게엠베하 Use of specific polymers as charge carriers
KR20210120187A (en) * 2020-03-26 2021-10-07 한국화학연구원 Composite cathode material, and secondary cathode comprising the same and preparation method thereof
CN114976004A (en) * 2022-05-24 2022-08-30 苏州清陶新能源科技有限公司 Negative electrode slurry, negative electrode plate, lithium ion battery and preparation method thereof
CN115548259A (en) * 2022-11-28 2022-12-30 中创新航技术研究中心(深圳)有限公司 Negative plate and battery using same

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101356393B1 (en) * 2012-02-14 2014-02-03 한밭대학교 산학협력단 A positive electrode for lithium-sulfur battery, and lithium-sulfur battery comprising the same
KR20160016047A (en) * 2014-08-01 2016-02-15 삼성에스디아이 주식회사 Binder composition for rechargable lithium battery, method of preparing the same, electrode for rechargable lithium battery and rechargable lithium battery including the same
KR20170003212A (en) 2015-06-30 2017-01-09 주식회사 엘지화학 Secondary battery, battery module having the secondary battery and method for manufacturing the secondary battery
KR20170141209A (en) * 2015-08-26 2017-12-22 에보니크 데구사 게엠베하 Use of specific polymers as charge carriers
KR20210120187A (en) * 2020-03-26 2021-10-07 한국화학연구원 Composite cathode material, and secondary cathode comprising the same and preparation method thereof
CN114976004A (en) * 2022-05-24 2022-08-30 苏州清陶新能源科技有限公司 Negative electrode slurry, negative electrode plate, lithium ion battery and preparation method thereof
CN114976004B (en) * 2022-05-24 2023-08-11 苏州清陶新能源科技有限公司 Negative electrode slurry, negative electrode plate, lithium ion battery and preparation method of lithium ion battery
CN115548259A (en) * 2022-11-28 2022-12-30 中创新航技术研究中心(深圳)有限公司 Negative plate and battery using same

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