KR20130006256A - 전기화학소자용 전극 조립체 및 이를 구비한 전기화학소자 - Google Patents

전기화학소자용 전극 조립체 및 이를 구비한 전기화학소자 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 전극조립체는 다수의 단위셀들을 폭 대비 긴 길이의 제1 세퍼레이터의 일면 또는 양면에 접합시킨 상태에서 지그재그로 중첩하거나 순차적으로 권취한 구조의 전극조립체로서, 상기 제1 세퍼레이터는 상기 단위셀들이 접합하는 일면에만 무기물 입자와 바인더 고분자의 혼합물을 포함하는 제1 다공성 전극접착층을 구비하고, 상기 단위셀들에 포함되어 있는 제2 세퍼레이터는 양면에 무기물 입자와 바인더 고분자의 혼합물을 포함하는 제2 다공성 전극접착층을 구비하는 것을 특징으로 하는 전극조립체이다. 본 발명은 또한, 이러한 전극 조립체를 구비하는 전기화학소자에 대한 것이다. 본 발명에 따른 전극조립체는 양면 모두에 다공성 전극접착층을 구비하는 세퍼레이터와 일면에만 다공성 전극접착층을 구비하는 세퍼레이터를 구분하여 사용함으로써 세퍼레이터의 전기저항을 감소시켜 전기화학소자의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

전기화학소자용 전극 조립체 및 이를 구비한 전기화학소자{ELECTRODE ASSEMBLY FOR ELECTROCHEMICAL DEVICE AND ELECTROCHEMICAL DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 세퍼레이터를 사용하는 전기화학소자용 전극 조립체 및 이를 구비한 전기화학소자에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로 이차전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있으며, 그 중에서도 에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수한 리튬 이차전지는 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자제품의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.
일반적으로, 이차전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막으로 구성된 단위 셀이 적층 또는 권취된 구조로 금속 캔 또는 라미네이트 시트의 케이스에 내장되고, 그 내부에 전해액이 주입 또는 함침됨으로써 구성된다.
이러한 이차전지에서 주요 연구 과제 중의 하나는 안전성을 향상시키는 것이다. 예를 들어, 이차전지는 내부 단락, 허용된 전류 및 전압을 초과한 과충전 상태, 고온에의 노출, 낙하 또는 외부 충격에 의한 변형 등 전지의 비정상적인 작동 상태로 인해 유발될 수 있는 전지 내부의 고온 및 고압에 의해 전지의 발화 또는 폭발이 초래될 수 있다.
안전성의 문제 중 하나로, 전지가 고온에 노출되었을 때 발생되는 분리막의 수축 또는 파손으로 인한 내부단락은 매우 심각한 실정이고, 이에 대한 원인 규명 및 그 대안에 대한 연구가 많이 행해지고 있다.
이차전지에 이용되는 분리막은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 다공성 고분자 필름이 사용되고 있으며, 이러한 분리막은 저렴하고 내화학성이 우수하여 전지의 작동 상태에 유리한 장점들을 가지고 있지만, 고온의 환경에서 수축하기 쉽다. 따라서, 분리막에 유기-무기 복합층을 도입하여 내열성을 향상시키는 방안이 제시되었다.
한편, 이차전지를 구성하는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체는 그것의 구조에 따라 크게 젤리-롤형(권취형)과 스택형(적층형)으로 구분된다. 젤리-롤형 전극조립체는, 집전체로 사용되는 금속 호일에 전극 활물질 등을 코팅하고 건조 및 프레싱한 후, 소망하는 폭과 길이의 밴드 형태로 재단하고 분리막을 사용하여 음극과 양극을 격막한 후 나선형으로 감아 제조된다. 이러한 젤리-롤형 전극조립체는 원통형 전지에는 바람직하게 사용될 수 있지만, 각형 또는 파우치형 전지에 적용함에 있어서는, 국부적으로 응력이 집중되어 전극 활물질이 박리되거나 충방전 과정에서 반복되는 수축 및 팽창 현상에 의해 전지의 변형을 유발하는 문제점이 있다.
반면에, 스택형 전극조립체는 다수의 양극 및 음극 단위 셀들을 순차적으로 적층한 구조로서, 각형의 형태를 얻기가 용이한 장점이 있지만, 제조과정이 번잡하고 충격이 가해졌을 때 전극이 밀려서 단락이 유발되는 단점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극조립체로서, 일정한 단위 크기의 양극/분리막/음극 구조의 풀셀(full cell) 또는 양극(음극)/분리막/음극(양극)/분리막/양극(음극) 구조의 바이셀(bicell)을 긴 길이의 연속적인 분리필름을 이용하여 폴딩한 구조의 스택-폴딩형 전극조립체가 개발되었고, 이는 본 출원인의 한국 특허출원공개 제2001-82058호, 제2001-82059호, 제2001-82060호 등에 개시되어 있다.
이러한 다양한 전극조립체에서도 내열성 향상을 위해서 유기-무기 복합층을 도입하여 분리막을 사용할 수 있는데, 이때에는 분리막의 전기저항이 커지는 문제점이 있을 수 있다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 분리막의 전기저항을 감소시킨 전극 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 다수의 단위셀들을 폭 대비 긴 길이의 제1 세퍼레이터의 일면 또는 양면에 접합시킨 상태에서 지그재그로 중첩하거나 순차적으로 권취한 구조의 전극조립체로서,
상기 제1 세퍼레이터는 상기 단위셀들이 접합하는 일면에만 무기물 입자와 바인더 고분자의 혼합물을 포함하는 제1 다공성 전극접착층을 구비하고,
상기 단위셀들에 포함되어 있는 제2 세퍼레이터는 양면에 무기물 입자와 바인더 고분자의 혼합물을 포함하는 제2 다공성 전극접착층을 구비하는 것을 특징으로 하는 전극조립체를 제공한다.
상기 단위셀은 양면의 전극들이 서로 다른 구조의 풀셀인 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 단위셀은 양면의 전극들이 서로 동일한 구조의 바이셀인 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 세퍼레이터는 폴리올레핀계 다공성 기재를 포함할 수 있으며, 이러한 폴리올레핀계 다공성 기재로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 및 폴리펜텐 등을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다공성 전극접착층의 상기 무기물 입자는 유전율 상수가 5 이상인 무기물 입자, 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자 등을 사용할 수 있다.
상기 유전율 상수가 5 이상인 무기물 입자로는 BaTiO3, Pb(Zrx, Ti1 -x)O3 (PZT, 0<x<1), Pb1 - xLaxZr1 -yTiyO3(PLZT, 0<x<1, 0<y<1), (1-x)Pb(Mg1 /3Nb2 /3)O3-xPbTiO3(PMN-PT, 0<x<1), 하프니아(HfO2), SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, SiO2, Y2O3, Al2O3, SiC 및 TiO2 등을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자로는 리튬포스페이트(Li3PO4), 리튬티타늄포스페이트(LixTiy(PO4)3, 0 < x < 2, 0 < y < 3), 리튬알루미늄티타늄포스페이트(LixAlyTiz(PO4)3, 0 < x < 2, 0 < y < 1, 0 < z < 3), (LiAlTiP)xOy 계열 glass(0 < x < 4, 0 < y < 13), 리튬란탄티타네이트(LixLayTiO3, 0 < x < 2, 0 < y < 3), 리튬게르마니움티오포스페이트(LixGeyPzSw, 0 < x < 4, 0 < y < 1, 0 < z < 1, 0 < w < 5), 리튬나이트라이드(LixNy, 0 < x < 4, 0 < y < 2), SiS2 (LixSiySz, 0 < x < 3, 0 < y < 2, 0 < z < 4) 계열 glass 및 P2S5 (LixPySz, 0 < x < 3, 0 < y < 3, 0 < z < 7) 계열 glass 등을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명 다공성 전극접착층의 상기 바인더 고분자는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들면 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌 (polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate), 폴리부틸아크릴레이트(polybutylacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 폴리비닐알콜(polyvinyl alchol), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드 (polyethylene oxide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 셀룰로오스 아세테이트 (cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸플루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜 (cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스 (cyanoethylsucrose), 플루란 (pullulan), 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose) 및 분자량 10,000 g/mol 이하의 저분자 화합물 등을 사용할 수 있다.
본 발명 다공성 전극접착층의 상기 무기물 입자 대 바인더 고분자의 조성비는 10:90 내지 99:1 중량비인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 전극조립체를 구비하는 전기화학소자를 제공하며, 상기 전극조립체; 및 전해질과 함께 상기 전극 조립체를 밀봉 수납하는 케이스를 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지를 제공한다.
본 발명에 따른 전극조립체는 양면 모두에 다공성 전극접착층을 구비하는 세퍼레이터와 일면에만 다공성 전극접착층을 구비하는 세퍼레이터를 구분하여 사용함으로써 세퍼레이터의 전기저항을 감소시켜 전기화학소자의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 전극조립체의 최외면에 다공성 접착층이 노출되지 않으므로 무기물 입자의 탈리를 방지할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 풀셀인 단위셀을 사용하는 스택-폴딩형 전극조립체를 제조하기 위한 전극조립체의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 바이셀인 단위셀을 사용하는 스택-폴딩형 전극조립체를 제조하기 위한 전극조립체의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 풀셀인 단위셀을 사용하는 스택-폴딩형 전극조립체의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 전극조립체는 다수의 단위셀들을 폭 대비 긴 길이의 제1 세퍼레이터의 일면 또는 양면에 접합시킨 상태에서 지그재그로 중첩하거나 순차적으로 권취한 구조의 전극조립체로서, 상기 제1 세퍼레이터는 상기 단위셀들이 접합하는 일면에만 무기물 입자와 바인더 고분자의 혼합물을 포함하는 제1 다공성 전극접착층을 구비하고, 상기 단위셀들에 포함되어 있는 제2 세퍼레이터는 양면에 무기물 입자와 바인더 고분자의 혼합물을 포함하는 제2 다공성 전극접착층을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 세퍼레이터는 단위셀과 단위셀 사이의 단락을 방지하기 위한 폴딩필름의 역할을 하는 것이고, 상기 제2 세퍼레이터는 단위셀 내에서의 음극과 양극의 단락을 방지하기 위한 분리막의 역할을 한다.
이러한 폴딩필름 역할을 하는 제1 세퍼레이터를 사용하여 분리막 역할을 하는 제2 세퍼레이터를 구비하는 단위셀들을 집합시키는 방식은 여러 가지가 가능하다.
일례로, 길이 방향으로 연장된 제1 세퍼레이터의 한쪽 면에 복수의 단위셀들을 소정의 간격으로 배열한 후 배열된 단위셀들과 함께 제1 세퍼레이터를 한쪽 방향으로 권취하여 전극조립체를 제조할 수 있다. 이렇게 제조된 전극조립체는 권취된 제1 세퍼레이터의 사이에 단위셀들이 삽입된 구조를 갖는다. 다른 예로, 길이 방향으로 연장된 제1 세퍼레이터의 양면에 복수의 단위셀들을 소정의 간격으로 배열한 후 배열된 단위셀들과 함께 제1 세퍼레이터를 한쪽 방향으로 권취하여 전극조립체를 제조할 수 있다. 이렇게 제조된 전극조립체는 권취된 제1 세퍼레이터의 사이에 단위셀들이 삽입된 구조를 갖는다. 상기 단위셀들의 배치 간격과 각 단위셀의 최외각에 위치하는 전극의 극성은 제1 세퍼레이터에 접한 상부 셀의 전극과 하부셀의 전극의 극성이 반대가 되도록 선택된다. 일례로, 양극/제2 세퍼레이터/음극/제1 세퍼레이터/양극/제2 세퍼레이터/음극/제1 세퍼레이터/양극...과 같은 전극조립체의 구조가 형성되도록 단위셀의 배치간격과 각 단위셀의 최외각에 위치하는 전극의 극성이 선택될 수 있다.
또 다른 예는, 길이 방향으로 연장된 제1 세퍼레이터의 한쪽 면에 복수의 단위셀들을 소정의 간격으로 배열하고, 배열된 단위셀들과 함께 제1 세퍼레이터를 지그재그형으로 절곡하여, 절곡된 폴딩필름 사이에 단위셀이 배치된 구조로 전극조립체를 제조할 수 있다. 이렇게 제조된 전극조립체는 절곡하여 적층된 제1 세퍼레이터의 사이에 단위셀들이 삽입된 구조를 갖는다. 다른 예로, 길이 방향으로 연장된 제1 세퍼레이터의 양면에 복수의 단위셀들을 소정의 간격으로 배열한 후 배열된 단위셀들과 함께 제1 세퍼레이터를 지그재그형으로 절곡하여, 절곡된 제1 세퍼레이터 사이에 단위셀이 배치된 구조로 전극조립체를 제조할 수 있다. 이렇게 제조된 전극조립체는 절곡하여 적층된 제1 세퍼레이터의 사이에 단위셀들이 삽입된 구조를 갖는다. 상기 단위셀들의 배치 간격과 각 단위셀의 최외각에 위치하는 전극의 극성은 제1 세퍼레이터에 접한 상부 셀의 전극과 하부셀의 전극의 극성이 반대가 되도록 선택된다. 일례로, 양극/제2 세퍼레이터/음극/제1 세퍼레이터/양극/제2 세퍼레이터/음극/제1 세퍼레이터/양극...과 같은 전극조립체의 구조가 형성되도록 단위셀의 배치간격과 각 단위셀의 최외각에 위치하는 전극의 극성이 선택될 수 있다.
하기에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 일시예에 해당하는 전극조립체를 좀 더 자세하게 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 풀셀인 단위셀을 사용하는 스택-폴딩형 전극조립체를 제조하기 위한 전극조립체의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 풀셀인 단위셀을 사용하는 스택-폴딩형 전극조립체를 제조하기 위한 전극조립체의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 풀셀인 단위셀을 사용하는 스택-폴딩형 전극조립체의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
먼저 도 3을 참조하면, 본 발명의 스텍-폴딩형 전극조립체(300)는 다수의 단위셀들(110, 120, 130, 140, 150)을 폭 대비 긴 길이의 제1 세퍼레이터(10)의 일면에 접합시킨 상태에서 순차적으로 권취한 구조의 전극조립체로서, 상기 제1 세퍼레이터(10)는 상기 단위셀들이 접합하는 일면에만 무기물 입자와 바인더 고분자의 혼합물을 포함하는 제1 다공성 전극접착층(12)을 구비하고, 상기 단위셀들에 포함되어 있는 제2 세퍼레이터(20)는 양면에 무기물 입자와 바인더 고분자의 혼합물을 포함하는 제2 다공성 전극접착층(22)을 구비한다.
본 발명의 세퍼레이터들(10, 20)은 무기물 입자와 바인더 고분자의 혼합물을 포함하는 다공성 전극접착층(12, 22)을 구비한다. 이러한 다공성 전극접착층은 바인더 고분자가 무기물 입자들이 서로 결착된 상태를 유지할 수 있도록 서로 부착(즉, 바인더 고분자가 무기물 입자 사이를 연결 및 고정)시키고 있으며, 또한 다공성 전극접착층은 바인더 고분자에 의해 다공성 기재와 결착된 상태를 유지하며, 전극의 전극활물질과 접착력을 갖는다. 이러한 다공성 전극접착층의 무기물 입자들은 실질적으로 서로 접촉한 상태로 최밀 충전된 구조로 존재하며, 무기물 입자들이 접촉한 상태에서 생기는 틈새 공간(interstitial volume)이 다공성 전극접착층의 기공이 된다. 이러한 다공성 전극접착층이 형성된 세퍼레이터는 내열성이 우수하여 안정성은 강화되지만, 바인더 고분자로 인하여 전기저항이 커질 수 있다.
단위셀이 접합되는 제1 세퍼레이터와 각각의 단위셀들이 포함하는 제2 세퍼레이터를 가지고 있는 본 발명의 스택-폴딩형 전극조립체는 단위셀을 적층하는 스택공정과 이들 단위셀들을 권취하는 폴딩공정으로 구분할 수 있다. 이러한 스택공정에서는, 상기 단위셀들에 포함되는 제2 세퍼레이터는 양면 모두 전극과의 접착력이 요구되므로 이를 위해서 바인더 고분자가 포함되는 다공성 전극접착층이 제2 세퍼레이터의 양면 모두에 형성되어 있을 필요가 있다. 반면에, 폴딩공정에서는, 단위셀들이 접합되어 있는 제2 세퍼레이터의 일면에만 단위셀의 전극과의 접착력이 요구되므로, 제2 세퍼레이터의 일면에만 바인더 고분자가 포함되는 다공성 전극접착층을 구비하고 있어도 충분하다. 따라서, 본 발명은 제1 세퍼레이터는 단위셀이 접합되는 일면에만 다공성 전극접착층을 도입하여, 바인더 고분자의 사용량을 줄임으로써 세퍼레이터의 전기저항을 감소시키고 전기화학소자의 성능을 향상시켜 고출력의 전기화학소자를 제공할 수 있다. 또한, 양면 모두에 다공성 전극접착층을 구비하는 세퍼레이터만을 사용하는 경우에는 다공성 전극접착층이 스택-폴딩형 전극조립체의 최외면에 노출되기 때문에 외부 케이스에 삽입되는 공정 등에 있어서 무기물 입자의 탈리가 발생할 수 있어 가공성 및 성능의 저하가 일어날 수 있다. 그러나 본 발명은 제1 세퍼레이터의 일면에만 다공성 전극접착층을 구비하므로 스택-폴딩형 전극조립체의 최외면에 다공성 전극접착층이 노출되지 않으므로, 무기물 입자의 탈리를 방지할 수 있다.
본 발명의 단위셀은 양면의 전극들이 서로 다른 구조의 풀셀인 것을 사용할 수 있다. 도 1을 참고하면, 풀셀(110, 120, 130, 140, 150)은 음극(111)/제2세퍼레이터(20)/양극(112)의 순서로 적층되어 있는 것으로, 준비된 풀셀을 제1 세퍼레이터(10)의 표면에 일정한 간격으로 나열하고 적층하여 스택-폴딩형 전극조립체를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 단위셀은 양면의 전극들이 서로 동일한 구조의 바이셀인 것을 사용할 수 있다. 도 2를 참고하면, 바이셀(210, 220, 230, 240, 250)은 양극(211)/제2세퍼레이터(20)/음극(212)/제2세퍼레이터(20)/양극(211) 또는 음극(212)/제2세퍼레이터(20)/양극(211)/제2세퍼레이터(20)/음극(212)의 순서로 적층되어 있는 것으로, 준비된 풀셀을 제1 세퍼레이터(10)의 표면에 일정한 간격으로 나열하고 적층하여 스택-폴딩형 전극조립체를 제조할 수 있다. 또한, 상기 바이셀은 3개의 전극을 적층한 경우뿐만 아니라, 5개 또는 7개의 전극을 적층한 것도 사용할 수 있으며, 적층되는 전극의 수는 특별히 한정하지 않는다.
본 발명의 세퍼레이터는 다공성 기재의 표면에 다공성 전극접착층을 형성하여 제조하게 되는데, 이러한 다공성 기재로는 폴리올레핀계 다공성 기재를 사용할 수 있으며, 이러한 폴리올레핀계 다공성 기재로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 및 폴리펜텐 등을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 세퍼레이터에 있어서, 사용되는 무기물 입자는 전기화학적으로 안정하기만 하면 특별히 제한되지 않는다. 즉, 본 발명에서 사용할 수 있는 무기물 입자는 적용되는 전기화학소자의 작동 전압 범위(예컨대, Li/Li+ 기준으로 0~5V)에서 산화 및/또는 환원 반응이 일어나지 않는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 특히, 이온 전달 능력이 있는 무기물 입자를 사용하는 경우 전기화학소자 내의 이온 전도도를 높여 성능 향상을 도모할 수 있다.
또한, 무기물 입자로서 유전율이 높은 무기물 입자를 사용하는 경우, 액체 전해질 내 전해질 염, 예컨대 리튬염의 해리도 증가에 기여하여 전해액의 이온 전도도를 향상시킬 수 있다.
전술한 이유들로 인해, 상기 무기물 입자는 유전율 상수가 5 이상, 바람직하게는 10 이상인 고유전율 무기물 입자, 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자 또는 이들의 혼합체를 포함하는 것이 바람직하다.
유전율 상수가 5 이상인 무기물 입자의 비제한적인 예로는 BaTiO3, Pb(ZrxTi1 -x)O3 (PZT, 여기서 0 < x < 1), Pb1 - xLaxZr1 - yTiyO3 (PLZT, 여기서, 0 < x < 1, 0 < y < 1임), (1-x)Pb(Mg1 /3Nb2 /3)O3-xPbTiO3 (PMN-PT, 여기서 0 < x < 1), 하프니아(HfO2), SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, Al2O3, SiC, TiO2 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다
특히, 전술한 BaTiO3, Pb(ZrxTi1 -x)O3 (PZT, 여기서 0 < x < 1), Pb1 - xLaxZr1 -yTiyO3 (PLZT, 여기서, 0 < x < 1, 0 < y < 1임), (1-x)Pb(Mg1 /3Nb2 /3)O3-xPbTiO3 (PMN-PT, 여기서 0 < x < 1), 하프니아(HfO2)와 같은 무기물 입자들은 유전율 상수 100 이상인 고유전율 특성을 나타낼 뿐만 아니라, 일정 압력을 인가하여 인장 또는 압축되는 경우 전하가 발생하여 양쪽 면 간에 전위차가 발생하는 압전성(piezoelectricity)을 가짐으로써, 외부 충격에 의한 양(兩) 전극의 내부 단락 발생을 방지하여 전기화학소자의 안전성 향상을 도모할 수 있다. 또한, 전술한 고유전율 무기물 입자와 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자들을 혼용할 경우 이들의 상승 효과는 배가될 수 있다.
본 발명에서 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자는 리튬 원소를 함유하되 리튬을 저장하지 아니하고 리튬 이온을 이동시키는 기능을 갖는 무기물 입자를 지칭하는 것으로서, 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자는 입자 구조 내부에 존재하는 일종의 결함(defect)으로 인해 리튬 이온을 전달 및 이동시킬 수 있기 때문에, 전지 내 리튬 이온 전도도가 향상되고, 이로 인해 전지 성능 향상을 도모할 수 있다. 상기 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자의 비제한적인 예로는 리튬포스페이트(Li3PO4), 리튬티타늄포스페이트(LixTiy(PO4)3, 0 < x < 2, 0 < y < 3), 리튬알루미늄티타늄포스페이트(LixAlyTiz(PO4)3, 0 < x < 2, 0 < y < 1, 0 < z < 3), 14Li2O-9Al2O3-38TiO2-39P2O5 등과 같은 (LiAlTiP)xOy 계열 glass (0 < x < 4, 0 < y < 13), 리튬란탄티타네이트(LixLayTiO3, 0 < x < 2, 0 < y < 3), Li3 .25Ge0 .25P0 .75S4 등과 같은 리튬게르마니움티오포스페이트(LixGeyPzSw, 0 < x < 4, 0 < y < 1, 0 < z < 1, 0 < w < 5), Li3N 등과 같은 리튬나이트라이드(LixNy, 0 < x < 4, 0 < y < 2), Li3PO4-Li2S-SiS2 등과 같은 SiS2 계열 glass(LixSiySz, 0 < x < 3, 0 < y < 2, 0 < z < 4), LiI-Li2S-P2S5 등과 같은 P2S5 계열 glass(LixPySz, 0 < x < 3, 0 < y < 3, 0 < z < 7) 또는 이들의 혼합물 등이 있다.
본 발명 다공성 전극접착층의 상기 바인더 고분자는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들면 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌 (polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate), 폴리부틸아크릴레이트(polybutylacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 폴리비닐알콜(polyvinyl alchol), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드 (polyethylene oxide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 셀룰로오스 아세테이트 (cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸플루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜 (cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스 (cyanoethylsucrose), 플루란 (pullulan), 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose) 및 분자량 10,000 g/mol 이하의 저분자 화합물 등을 사용할 수 있다.
본 발명 다공성 전극접착층의 상기 무기물 입자 대 바인더 고분자의 조성비는 10:90 내지 99:1 중량비인 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 양극은 양극집전체과 양극활물질층을 구비하는데, 양극 활물질층은 리튬망간산화물(lithiated magnesium oxide), 리튬코발트산화물(lithiated cobalt oxide), 리튬니켈산화물 (lithiated nickeloxide), 또는 이들의 조합에 의해서 형성되는 복합산화물 등과 같이 리튬흡착물질(lithium intercalation material)을 주성분으로 하고, 이것이 양극 집전체 즉, 알루미늄, 니켈, 또는 이들의 조합에 의해서 제조되는 호일(foil)과 결착된 형태로 양극을 구성한다. 또한, 본 발명에 사용되는 음극은 음극집전체과 음극활물질층을 구비하는데, 음극 활물질층은 리튬금속, 또는 리튬합금과 카본(carbon), 석유코크(petroleum coke), 활성화 카본(activated carbon), 그래파이트(graphite), 또는 여타 카본류 등과 같은 리튬흡착물질을 주성분으로 하고 이것이 음극 집전체 즉, 구리, 금, 니켈 혹은 구리 합금 혹은 이들의 조합에 의해서 제조되는 호일과 결착된 형태로 음극을 구성한다.
본 발명은 전극 조립체를 구비하는 전기화학소자를 제공한다. 본 발명의 전기화학소자는 전기 화학 반응을 하는 모든 소자를 포함하며, 구체적인 예를 들면, 모든 종류의 1차, 이차 전지, 연료 전지, 태양 전지 또는 수퍼 캐패시터 소자와 같은 캐퍼시터(capacitor) 등이 있다. 특히, 상기 2차 전지 중 리튬 금속 이차 전지, 리튬 이온 이차 전지, 리튬 폴리머 이차 전지 또는 리튬 이온 폴리머 이차 전지 등을 포함하는 리튬 이차전지가 바람직하다.
또한, 본 발명은 전극조립체; 및 전해질과 함께 상기 전극조립체를 밀봉 수납하는 케이스를 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지를 제공한다.
본 발명에서 사용되는 전해액에 있어서, 전해질로서 포함될 수 있는 리튬염은 리튬 이차전지용 전해액에 통상적으로 사용되는 것들이 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어 상기 리튬염의 음이온으로는 F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N- , CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
본 발명에서 사용되는 전해액에 있어서, 전해액에 포함되는 유기 용매로는 리튬 이차전지용 전해액에 통상적으로 사용되는 것들이 제한 없이 사용될 수 있으며, 대표적으로 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate, EC), 디에틸 카보네이트(diethyl carbonate, DEC), 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate, DMC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 메틸프로필 카보네이트, 디프로필 카보네이트, 디메틸설퍼옥사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 비닐렌 카보네이트, 설포란, 감마-부티로락톤, 프로필렌 설파이트 및 테트라하이드로푸란으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물 등이 대표적으로 사용될 수 있다. 특히, 상기 카보네이트계 유기용매 중 고리형 카보네이트인 에틸렌 카보네이트 및 프로필렌 카보네이트는 고점도의 유기용매로서 유전율이 높아 전해질 내의 리튬염을 잘 해리시키므로 바람직하게 사용될 수 있으며, 이러한 고리형 카보네이트에 디메틸 카보네이트 및 디에틸 카보네이트와 같은 저점도, 저유전율 선형 카보네이트를 적당한 비율로 혼합하여 사용하면 높은 전기 전도율을 갖는 전해액을 만들 수 있어 더욱 바람직하게 사용될 수 있다.
선택적으로, 본 발명에 따라 저장되는 전해액은 통상의 전해액에 포함되는 과충전 방지제 등과 같은 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 전지 케이스는 당분야에서 통상적으로 사용되는 것이 채택될 수 있고, 전지의 용도에 따른 외형에 제한이 없으며, 예를 들면, 캔을 사용한 원통형, 각형, 파우치(pouch)형 또는 코인(coin)형 등이 될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이차전지용 전극 조립체의 제조방법을 설명한다.
도 1 및 도 2의 전극조립체 제조용 전극조립체(100, 200)를 준비하고, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 스택-폴딩(stack-folding) 방식을 사용하여 상기 전극조립체(100, 200)로부터 본 발명의 전극조립체(300)를 제조할 수 있다. 구체적으로는, 상기 전극조립체(100, 200)를 제1 세퍼레이터(10)가 단위 셀 또는 바이셀을 감싸는 방향으로 접되 상기 풀셀 또는 바이셀이 적층된 형태로 서로 대응하도록 정렬되는 구조를 갖도록 접는다.
도 1 및 도 2에는 본 발명에 따른 구조체로부터 도 1에 개시된 전극 조립체를 제조하기 위해 접히는 방향이 화살표로 표시되어 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 오른쪽 끝부터 접기 시작한다면 풀셀(110) 또는 바이셀(210)의 상단에 위치한 전극(111, 211)이 제1 세퍼레이터(10)와 접촉할 수 있도록 약 하나의 풀셀(110) 또는 바이셀(210)의 폭 정도만큼 풀셀 또는 바이셀이 배치되지 않은 영역이 있다.
그 이후 화살표 방향으로 점선으로 표시된 지점에서 연속하여 접는 공정을 수행하게 되면 모든 출셀(110, 120, 130, 140, 150) 또는 바이셀(210, 220, 230, 240, 250)이 제1 세퍼레이터(10)에 의해 감싸지고, 인접된 풀셀 또는 바이셀 사이에는 상기 제1 세퍼레이터(10)가 개재되게 되며, 상기 풀셀 또는 바이셀은 적층된 형태로 서로 대응하도록 정렬되는 구조를 갖게 된다(스택-폴딩). 다만, 상기와 같은 스택-폴딩 공정이 수행되기 위해서는, 도 1 및 도 2에 도시된 최초 풀셀(110) 및 바이셀(210) 이후의 단위 풀셀들(120, 130, 140, 150) 및 바이셀들(220, 230, 240, 250) 사이의 간격은 각 풀셀 또는 바이셀의 이전까지 적층된 셀들의 높이에 해당하므로 점차적으로 넓어지게 되어야 한다는 것은 당업자에게 자명하나, 상기 도 1 및 도 2에서는 표현상 편의를 위해 균일한 간격으로 도시되었음을 당업자는 이해하여야 한다.
도 3에는 풀셀을 채택한 본 발명의 전극조립체(100)를 도 1에 기재된 방식으로 스택-폴딩된 전극 조립체(300)의 단면이 개략적으로 도시되어 있다.
이상에서, 본 발명은 비록 한정된 실시예들과 도면들에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
실시예
실시예 1. 단면 다공성 전극접착층 세퍼레이터를 폴딩 필름으로 사용한 스택-폴딩 전극조립체
폴리비닐리덴플루오라이드-클로로트리플루오로에틸렌 공중합체(PVdF-CTFE) 및 시아노에킬풀루란(cyanoethylpullulan)을 10:2의 중량비로 각각 아세톤에 첨가하여 50 ℃에서 약 12시간 동안 용해시켜 고분자 용액을 제조하였다. Al2O3 분말을 고분자/무기물 입자 = 5/95 중량비가 되도록 상기 제조된 고분자 용액에 첨가하고, 12 시간 동안 볼밀(ball mill)법을 이용하여 무기물 입자들을 파쇄 및 분산하여 슬러리를 제조하였다. 이렇게 제조된 슬러리의 무기물 입자의 입경은 평균 600 nm이었다.
두께 16 ㎛ 폴리올레핀 다공성 막(celgard사, C210)을 기재로 하여, 일면에 상기 제조된 슬러리를 이용하여 10 ㎛ 두께로 코팅하여 제1 세퍼레이터를 준비하였다. 이 때, 단면 코팅된 세퍼레이터의 통기시간은 849 sec/100cc이었다.
그리고, 두께 16 ㎛ 폴리올레핀 다공성 막(celgard사, C210)을 기재로 하여, 양면에 상기 제조된 슬러리를 이용하여 10 ㎛ 두께로 코팅하여 제2 세퍼레이터를 준비하였다. 이 때, 양면 코팅된 세퍼레이터의 통기시간은 1297 sec/100cc으로, 상기 제1 세퍼레이터의 통기시간 보다 높은 수치를 나타내었다.
먼저, 양극과 음극 사이에 상기 제조된 제 2 세퍼레이터를 개재하고 100 ℃의 온도에서 접합하여 스택된 바이셀을 제조하였다. 상기 제조된 스택된 바이셀을 상기 제조된 제1 세퍼레이터의 코팅면 위에 접합한 후에, 폴딩하여 전극 조립체를 제조하였다.
비교예 1. 양면 다공성 전극접착층 세퍼레이터를 폴딩 필름으로 사용한 스택-폴딩 전극조립체
폴리비닐리덴플루오라이드-클로로트리플루오로에틸렌 공중합체(PVdF-CTFE) 및 시아노에킬풀루란(cyanoethylpullulan)을 10:2의 중량비로 각각 아세톤에 첨가하여 50 ℃에서 약 12시간 동안 용해시켜 고분자 용액을 제조하였다. Al2O3 분말을 고분자/무기물 입자 = 5/95 중량비가 되도록 상기 제조된 고분자 용액에 첨가하고, 12 시간 동안 볼밀(ball mill)법을 이용하여 무기물 입자들을 파쇄 및 분산하여 슬러리를 제조하였다. 이렇게 제조된 슬러리의 무기물 입자의 입경은 평균 600 nm이었다.
두께 16 ㎛ 폴리올레핀 다공성 막(celgard사, C210)을 기재로 하여, 양면에 상기 제조된 슬러리를 이용하여 10 ㎛ 두께로 코팅하여 제2 세퍼레이터를 준비하였다. 이 때, 양면 코팅된 세퍼레이터의 통기시간은 1297 sec/100cc이었다.
먼저, 양극과 음극 사이에 상기 제조된 제 2 세퍼레이터를 개재하고 100 ℃의 온도에서 접합하여 스택된 바이셀을 제조하였다. 상기 제조된 스택된 바이셀을 상기 제조된 제2 세퍼레이터의 코팅면 위에 접합한 후에, 폴딩하여 전극 조립체를 제조하였다.
시험예 1. 단면 다공성 전극접착층 세퍼레이터와 양면 다공성 전극접착층 세퍼레이터의 저항 측정
상기 실시예 1에서 제조된 일면에 다공성 전극접착층을 구비한 제1 세퍼레이터와 양면에 다공성 전극접착층을 구비한 제2 세퍼레이터에 전해액을 주입하여 각각의 세퍼레이터의 단독 저항을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
일면에 다공성 전극접착층을 구비하는 제1 세퍼레이터 양면에 다공성 전극접착층을 구비하는 제2 세퍼레이터
저항 값(Ω) 1.26 1.80
상기 표 1에 따르면, 세퍼레이터의 단독 저항은 일면에 다공성 전극접착층을 구비하는 제1 세퍼레이터의 경우가 더 낮은 것을 알 수 있었다.
시험예 2. 실시예 1과 비교예 1의 스택- 폴딩 전극조립체의 전지성능 측정
상기 실시예 1 및 상기 비교예 1에서 제조된 스택-폴딩 전극 조립체의 다양한 충전상태(SOC, State Of Charge)에서 2초간의 출력을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
SOC 실시예 1 비교예 1
95% 78 W 76 W
50% 62 W 59 W
30% 50 W 47 W
상기 표 2에 따르면 모든 SOC 영역에서 실시예 1에 의해 제조된 전극 조립체의 출력특성이 비교예 1의 경우보다 우수함을 알 수 있었다.
10 : 제1 세퍼레이터 11 : 다공성 기재
12 : 제1 다공성 전극접착층 20 : 제2 세퍼레이터
21 : 다공성 기재 22 : 제2 다공성 전극접착층
100 : 권취용 풀셀 전극조립체 110,120,130,140,150 : 풀셀
111 : 음극 112 : 양극
200 : 권취용 바이셀 전극조립체 210,220,230,240,250 : 바이셀
211 : 양극 212 : 음극

Claims (12)

  1. 다수의 단위셀들을 폭 대비 긴 길이의 제1 세퍼레이터의 일면 또는 양면에 접합시킨 상태에서 지그재그로 중첩하거나 순차적으로 권취한 구조의 전극조립체로서,
    상기 제1 세퍼레이터는 상기 단위셀들이 접합하는 일면에만 무기물 입자와 바인더 고분자의 혼합물을 포함하는 제1 다공성 전극접착층을 구비하고,
    상기 단위셀들에 포함되어 있는 제2 세퍼레이터는 양면에 무기물 입자와 바인더 고분자의 혼합물을 포함하는 제2 다공성 전극접착층을 구비하는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단위셀은 양면의 전극들이 서로 다른 구조의 풀셀인 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단위셀은 양면의 전극들이 서로 동일한 구조의 바이셀인 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 세퍼레이터와 상기 제2 세퍼레이터는 각각 독립적으로, 폴리올레핀계 다공성 기재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 폴리올레핀계 다공성 기재는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 및 폴리펜텐으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 고분자로 형성된 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 다공성 전극접착층과 제2 다공성 전극접착층의 상기 무기물 입자는 각각 독립적으로, 유전율 상수가 5 이상인 무기물 입자, 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 무기물 입자인 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유전율 상수가 5 이상인 무기물 입자는 BaTiO3, Pb(Zrx, Ti1 -x)O3 (PZT, 0<x<1), Pb1 - xLaxZr1 -yTiyO3(PLZT, 0<x<1, 0<y<1), (1-x)Pb(Mg1 /3Nb2 /3)O3-xPbTiO3(PMN-PT, 0<x<1), 하프니아(HfO2), SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, SiO2, Y2O3, Al2O3, SiC 및 TiO2로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 무기물 입자 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자는 리튬포스페이트(Li3PO4), 리튬티타늄포스페이트(LixTiy(PO4)3, 0 < x < 2, 0 < y < 3), 리튬알루미늄티타늄포스페이트(LixAlyTiz(PO4)3, 0 < x < 2, 0 < y < 1, 0 < z < 3), (LiAlTiP)xOy 계열 glass(0 < x < 4, 0 < y < 13), 리튬란탄티타네이트(LixLayTiO3, 0 < x < 2, 0 < y < 3), 리튬게르마니움티오포스페이트(LixGeyPzSw, 0 < x < 4, 0 < y < 1, 0 < z < 1, 0 < w < 5), 리튬나이트라이드(LixNy, 0 < x < 4, 0 < y < 2), SiS2 (LixSiySz, 0 < x < 3, 0 < y < 2, 0 < z < 4) 계열 glass 및 P2S5 (LixPySz, 0 < x < 3, 0 < y < 3, 0 < z < 7) 계열 glass로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 무기물 입자 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 다공성 전극접착층과 상기 제2 다공성 전극접착층의 상기 바인더 고분자는 각각 독립적으로, 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌 (polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate), 폴리부틸아크릴레이트(polybutylacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 폴리비닐알콜(polyvinyl alchol), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드 (polyethylene oxide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 셀룰로오스 아세테이트 (cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸플루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜 (cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스 (cyanoethylsucrose), 플루란 (pullulan), 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose) 및 분자량 10,000 g/mol 이하의 저분자 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 바인더 고분자 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 다공성 전극접착층과 상기 제2 다공성 전극접착층의 상기 무기물 입자 대 바인더 고분자의 조성비는 각각 독립적으로, 10:90 내지 99:1 중량비인 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  11. 상기 제1항 내지 제10항 중에서 선택된 어느 한 항의 전극조립체를 구비하는 전기화학소자.
  12. 상기 제1항 내지 제10항 중에서 선택된 어느 한 항의 전극조립체; 및 전해질과 함께 상기 전극조립체를 밀봉 수납하는 케이스를 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015065118A1 (ko) * 2013-10-31 2015-05-07 주식회사 엘지화학 전극조립체 및 그를 포함하는 리튬 이차전지
WO2015065127A1 (ko) * 2013-10-31 2015-05-07 주식회사 엘지화학 스택-폴딩형 전극 조립체
WO2015065086A1 (ko) * 2013-10-31 2015-05-07 주식회사 엘지화학 전극 조립체
KR20160015769A (ko) * 2014-07-31 2016-02-15 주식회사 엘지화학 안전성 및 전지 성능이 향상된 스택/폴딩형 전극 조립체 및 이를 포함하는 전기 화학 셀
WO2017082671A1 (ko) * 2015-11-11 2017-05-18 주식회사 엘지화학 전극접착층을 구비한 세퍼레이터 및 이를 포함하는 전기화학소자
KR20170097678A (ko) * 2014-12-08 2017-08-28 동관 엠프렉스 테크놀로지 리미티드 전기화학적 에너지 저장 장치
US11043691B2 (en) 2017-05-25 2021-06-22 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly and method for manufacturing the same

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8643253B1 (en) * 2007-09-03 2014-02-04 Joseph Anthony Micallef Piezoelectric ultracapacitors
KR101440972B1 (ko) * 2012-12-28 2014-09-18 주식회사 엘지화학 두께 방향의 형상 자유도가 우수한 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 포함하는 이차 전지, 전지팩 및 디바이스
GB2510413A (en) * 2013-02-04 2014-08-06 Leclanch Sa Electrolyte composition for electrochemical cells
CN104662725B (zh) 2013-05-23 2020-07-03 株式会社Lg 化学 电极组件及用于该电极组件的基本单体
KR101535023B1 (ko) * 2013-11-22 2015-07-08 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 이를 위한 기본 단위체
KR101619604B1 (ko) * 2013-09-26 2016-05-10 주식회사 엘지화학 전극조립체 및 이차전지의 제조방법
US10236533B2 (en) 2014-01-10 2019-03-19 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly having separator exhibiting high elongation property and secondary battery including the same
KR101850583B1 (ko) 2015-02-27 2018-05-31 주식회사 엘지화학 스택-폴딩형 전극 조립체
JP6583711B2 (ja) * 2015-03-17 2019-10-02 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
KR20160120509A (ko) * 2015-04-08 2016-10-18 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 스택-폴딩형 전극조립체 및 이를 포함하는 리튬이차전지
KR101769687B1 (ko) * 2015-12-09 2017-08-21 숭실대학교산학협력단 연속형 전기전자 소자 및 그 제조 방법
CN105576296B (zh) * 2016-03-11 2019-01-08 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种卷绕式叠片电池及其制备方法
CN105895860B (zh) * 2016-05-07 2019-03-29 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种卷绕式叠片电池电极组件制作方法
KR102068710B1 (ko) * 2016-11-08 2020-01-22 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 그 제조방법
CN106602124A (zh) * 2016-12-22 2017-04-26 多氟多（焦作）新能源科技有限公司 一种堆叠型电极组件及其制备方法、锂电池、电池模块
FR3068831B1 (fr) * 2017-07-04 2021-11-26 Commissariat Energie Atomique Procedes de realisation d'un faisceau electrochimique d'un accumulateur metal-ion au moyen d'une membrane a electrolyte polymere gelifie, accumulateurs associes
JP2019016493A (ja) * 2017-07-06 2019-01-31 リチウム エナジー アンド パワー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフッング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフトＬｉｔｈｉｕｍ Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ． ＫＧ 電極体のサブユニット、電極ユニット、積層電極体及び蓄電素子
KR102217447B1 (ko) * 2017-07-06 2021-02-22 주식회사 엘지화학 이차전지
JP7094968B2 (ja) * 2017-12-11 2022-07-04 エルジー エナジー ソリューション リミテッド セパレータ及びそれを含む電気化学素子
CN109950632A (zh) * 2019-03-15 2019-06-28 苏州迈展自动化科技有限公司 一种卷绕式叠片电池的制备方法及卷绕式叠片电池
JP7341592B2 (ja) * 2020-06-22 2023-09-11 エルジー エナジー ソリューション リミテッド リチウム二次電池用非水電解質およびこれを含むリチウム二次電池
CN112768784B (zh) * 2020-12-14 2022-12-09 东莞新能安科技有限公司 一种电化学装置和电子装置
KR20230054149A (ko) * 2021-10-15 2023-04-24 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3879140B2 (ja) * 1996-05-15 2007-02-07 松下電器産業株式会社 リチウム・ポリマ二次電池
JP4005660B2 (ja) * 1997-03-28 2007-11-07 Ｔｄｋ株式会社 高分子固体電解質の製造方法、高分子固体電解質およびこれを用いた電気化学デバイス
KR200182058Y1 (ko) 1999-12-09 2000-05-15 강윤모 음료수 용기의 밀봉용 마개
KR200182059Y1 (ko) 1999-12-09 2000-05-15 노대구 발가락 속 양말
KR200182060Y1 (ko) 1999-12-09 2000-05-15 박광길 와이셔츠
KR100515572B1 (ko) * 2000-02-08 2005-09-20 주식회사 엘지화학 중첩 전기화학 셀 및 그의 제조 방법
KR100497147B1 (ko) * 2000-02-08 2005-06-29 주식회사 엘지화학 다중 중첩 전기화학 셀 및 그의 제조방법
JP2001332303A (ja) * 2000-05-22 2001-11-30 Toshiba Battery Co Ltd ゲル電解質前駆体及び非水二次電池
JP4152721B2 (ja) * 2002-10-28 2008-09-17 日東電工株式会社 接着剤／ゲル化剤担持多孔質フィルムとその利用
JP2005044663A (ja) * 2003-07-23 2005-02-17 Sony Corp 固体電解質、リチウムイオン電池及びその製造方法
DE102005042916A1 (de) * 2005-09-08 2007-03-22 Degussa Ag Stapel aus abwechselnd übereinander gestapelten und fixierten Separatoren und Elektroden für Li-Akkumulatoren
KR100966024B1 (ko) * 2007-04-24 2010-06-24 주식회사 엘지화학 이종의 세퍼레이터를 구비한 전기화학소자
KR101002161B1 (ko) * 2007-11-29 2010-12-17 주식회사 엘지화학 다공성 코팅층이 형성된 세퍼레이터, 그 제조방법 및 이를 구비한 전기화학소자
KR101014817B1 (ko) * 2007-12-14 2011-02-14 주식회사 엘지화학 안전 부재를 포함하고 있는 스택/폴딩형 전극조립체 및그것의 제조방법
KR101040482B1 (ko) * 2008-03-04 2011-06-09 주식회사 엘지화학 다공성 코팅층이 코팅된 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자
KR101027315B1 (ko) * 2009-02-27 2011-04-06 성균관대학교산학협력단 나노 와이어의 제조방법
KR101054976B1 (ko) * 2009-03-31 2011-08-05 주식회사 엘지화학 다공성 코팅층이 형성된 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자
KR101604834B1 (ko) * 2009-11-24 2016-03-18 주식회사 엘지화학 전극 조립체 제조용 구조체 및 이로부터 제조되는 스택-폴딩형 전극 조립체
CN102064300A (zh) * 2010-12-25 2011-05-18 佛山塑料集团股份有限公司 一种锂离子二次电池用多孔复合隔膜及其制备方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015065118A1 (ko) * 2013-10-31 2015-05-07 주식회사 엘지화학 전극조립체 및 그를 포함하는 리튬 이차전지
WO2015065127A1 (ko) * 2013-10-31 2015-05-07 주식회사 엘지화학 스택-폴딩형 전극 조립체
WO2015065086A1 (ko) * 2013-10-31 2015-05-07 주식회사 엘지화학 전극 조립체
KR20150050131A (ko) * 2013-10-31 2015-05-08 주식회사 엘지화학 스택-폴딩형 전극 조립체
US9455433B2 (en) 2013-10-31 2016-09-27 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly
US9484593B2 (en) 2013-10-31 2016-11-01 Lg Chem, Ltd. Stack-folding type electrode assembly
US9786891B2 (en) 2013-10-31 2017-10-10 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly and lithium secondary battery comprising the same
KR20160015769A (ko) * 2014-07-31 2016-02-15 주식회사 엘지화학 안전성 및 전지 성능이 향상된 스택/폴딩형 전극 조립체 및 이를 포함하는 전기 화학 셀
KR20170097678A (ko) * 2014-12-08 2017-08-28 동관 엠프렉스 테크놀로지 리미티드 전기화학적 에너지 저장 장치
WO2017082671A1 (ko) * 2015-11-11 2017-05-18 주식회사 엘지화학 전극접착층을 구비한 세퍼레이터 및 이를 포함하는 전기화학소자
US10991926B2 (en) 2015-11-11 2021-04-27 Lg Chem, Ltd. Separator having electrode adhesive layer and electrochemical device including the same
US11043691B2 (en) 2017-05-25 2021-06-22 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly and method for manufacturing the same

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