KR20130105474A - 리튬-이온 전지 셀의 애노드, 그 제조방법 및 이를 도입한 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리튬염 및 비수성 용매에 기초한 전해질을 포함하는 리튬-이온 전지의 셀에 사용될 수 있는 애노드에 관한 것이고, 상기 애노드를 제조하는 과정 및 상기 애노드를 도입한 적어도 하나의 셀을 갖는 리튬-이온 전지에 관한 것이다.
이러한 애노드는 용융 가공(melt processing)에 의해 용매 증발 없이 얻어지고, 활물질과 폴리머 바인더 및 전기 전도성 필러를 포함하는 첨가제 사이의 핫 컴파운딩(hot compounding)의 산물이다.
본 발명에 따르면, 상기 바인더가 적어도 하나의 가교화된 엘라스토머에 기초하고, 상기 첨가제는 상기 전해질 용매에 사용될 수 있는 적어도 하나의 비휘발성 유기 화합물을 더 포함하고, 상기 조성물은 바람직하게는 상기 활물질을 85%이상의 질량 분율로 포함한다.

Description

리튬-이온 전지 셀의 애노드, 그 제조방법 및 이를 도입한 전지{ANODE FOR A CELL OF A LITHIUM-ION BATTERY, ITS MANUFACTURING PROCESS AND THE BATTERY INCORPORATING IT}
본 발명은 리튬-이온 전지의 셀 내에서 사용될 수 있는 애노드, 이러한 애노드를 제조하는 방법, 및 이러한 애노드를 포함하는 하나 이상의 셀을 갖는 리튬-이온 전지에 관한 것이다.
리튬 저장 전지(lithium storage battery)는 두 가지 주요 유형이 있다: 음극이 리튬 금속 (액체 전해질이 존재할 때, 안정성 문제를 일으키는 물질)으로 제조된 리튬-금속 전지, 및 리튬이 이온 상태로 존재하는 리튬-이온 전지이다.
리튬-이온 전지는 적어도 두 개의 다른 극성을 갖는 전도성 쿨롬(Coulombic) 전극, 음극 또는 애노드 및 양극 또는 캐소드를 포함하고, 두 전극 사이에는 세퍼레이터가 위치하고, 이 세퍼레이터는 이온 전도성을 보장하는 Li+ 양이온에 기초한 비양자성 전해질(aprotic electrolyte)이 흡수된(imbibed) 전기 절연체(electrical insulator)를 포함한다. 이러한 리튬-이온 전지에서 사용된 전해질은 일반적으로 리튬염을 포함하고, 예를 들어, 화학식 LiPF6, LiAsF6, LiCF3SO3 또는 LiClO4이고, 아세토니트릴, 테트라히드로푸란과 같은 비수성 용매의 혼합물에 용해되고, 또는, 예를 들어, 에틸렌 또는 프로필렌과 같은 카보네이트에 더 많이 용해된다.
리튬-이온 전지의 애노드의 활물질은 통상적으로 그래파이트(370 mAh/g의 용량 및 Li+/Li 커플(couple)에 대한 0.05 V 레독스 전위(redox potential))이거나, 또는, 다른 형태로서, 혼합 금속 산화물이고, 그 중 화학식 Li4Ti5O12, LixTiO2의 리튬화된 티타늄 산화물, 또는, 예를 들어, 화학식 LixCuVO4, LixSnO2, LixMoO2, LixMoS2이고, 0<x<5 인 화합물까지 포함된다. 이러한 애노드 활물질 내로/로부터 가역적인 리튬의 삽입/제거는 일반적으로 그래파이트의 전기화학적 전위보다 높은 전기화학적 전위에서 일어난다.
리튬-이온 전지의 캐소드의 활물질은 일반적으로 바나듐, 니켈, 망간 또는 코발트의 산화물과 같은 전위 금속의 산화물이거나, 또는, 다른 형태로서, 리튬화된 철 인산염(lithiated iron phosphate)일 수 있다.
리튬-이온 전지의 캐소드 및 애노드의 각 활물질은 이러한 전극 내로/로부터 리튬의 가역적인 삽입/제거를 가능하게 하고, 활물질의 질량 분율이 클수록, 그들의 용량도 크다. 전극은 카본 블랙과 같은 전기 전도성 화합물 및, 충분한 기계적 결합을 제공하기 위한 폴리머 바인더(polymer binder)를 또한 포함해야 한다. 그러므로, 리튬-이온 전지는 전지의 충전 및 방전 동안 애노드와 캐소드 사이의 리튬 이온의 가역적인 교환에 기초하고, 리튬의 물리적 특성의 이점으로서, 매우 낮은 무게에 기인하여, 이러한 전지는 높은 에너지 밀도를 갖는다.
리튬-이온 전지의 애노드는 그 다양한 성분들을 용매 내에 용해 또는 분산하는 단계, 이 얻어진 용액을 금속제 전류 집전체 상에 도포하거나 분산시키는 단계, 이어서, 마지막으로 이 용매를 증발시키는 단계를 연속적으로 포함하는 방법으로 가장 많이 제조된다.
유기 용매를 사용하는 리튬-이온 전지를 제조하는 방법은 환경 및 안전에 관하여 많은 문제점을 갖는다. 특히, 이러한 경우에, 다량의 독성 또는 인화성의 용매를 증발시키는 것이 필요하다.
이러한 애노드를 제조하기 위해 수성 용매를 사용하는 방법에서, 주요한 문제점은 애노드가 사용될 수 있기 전에 완전히 건조되어야 한다는 것이고, 소량의 물이라도 리튬 저장 전지의 유용한 수명시간을 제한한다고 알려진 것이다. 예를 들어, 그래파이트 및 엘라스토머 바인더에 기초하고, 수성 용매를 사용하는 애노드를 제조하는 방법을 설명하는 문헌 EP-B1-1 489 673에 그에 대한 언급이 있다.
그러므로, 리튬-이온 전지에 대해, 용매를 사용하지 않고 제조되는 애노드를 준비하는 것이 매우 바람직하다. 이러한 맥락에서 리튬 이온 전지의 애노드를 용융 가공 기술(melt processing technique) (예를 들어, 압출)을 사용하여 제조하는 방법이 설명되어 왔다.
불행히도, 용융 가공(melt process)은, 이러한 리튬-이온 전지의 경우에, 알려진 바와 같이, 리튬-이온 전지가 충분한 용량을 갖기 위해, 애노드의 폴리머 혼합물 내의 활물질의 질량 분율이 폴리머 혼합물의 85%를 요구하는 주요 문제점을 야기한다. 그러나, 이러한 활물질의 함량에서, 애노드 폴리머 혼합물의 점성이 매우 커지고, 이로써 혼합물이 일단 한번 사용되면 과열되고, 그 기계적 응집력을 잃는 위험을 초래한다.
문헌 US-B2-6 939 383은 리튬-폴리머 전지의 애노드 또는 캐소드의 비용매 가공을 위해서, 이온 전도성 폴리머에 의한 폴리(에틸렌옥사이드)-폴리(프로필렌옥사이드)-폴리(글리시딜에테르) 코폴리머를 포함하는 폴리머 조성물의 압출을 설명한다. 그러나, 상기 문헌에서 제조된 단일 폴리머 조성물 내의 활물질의 질량 분율은 단지 64.5%이고, 더욱이, 이는 캐소드에 관한 것이다.
문헌 US-A-5 749 927은 압출에 의한 리튬-폴리머 전지의 연속적인 제조방법을 개시하고, 이 제조방법은 전기적 전도체와 함께 애노드 또는 캐소드 활물질과 폴리머, 리튬염 및 상기 폴리머에 프로필렌 카보네이트/에틸렌 카보네이트 혼합물이 매우 과량으로 포함된 고체 전해질 조성물을 컴파운딩하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 문헌에서, 얻어진 애노드 폴리머 조성물 내에만 존재하는 활물질의 질량 분율은 70% 이하이다.
그러므로, 리튬-저장 전지용 애노드를 제조하는 이러한 공지된 용융 가공의 주요 문제점은 애노드 폴리머 조성물 내 활물질의 질량 분율이 특히, 리튬-이온 전지용 고성능 애노드를 얻기에 불충분하다는 것이다.
따라서, 본 발명의 일 목적은 앞서 언급한 모든 문제점을 극복한 애노드를 제조하는 방법을 제공하는 것이고, 상기 목적은 본 출원인이 알아낸 바와 같이 달성될 수 있는 바, 놀랍게도, 만약 활물질 및 가교가능한(crosslinkable) 엘라스토머 매트릭스, 전기 전도성 필러(electrically conductive filler) 및 비휘발성 (즉, 1.013×105 Pa의 대기압에서 150℃이상의 끓는 점을 갖는) 유기 화합물을 포함하는 첨가제가 용융 가공(melt process)에 의해 용매의 증발 없이 핫 컴파운딩되면(hot compounded), 가교반응(crosslinking) 후에, 애노드 폴리머 조성물이 얻어지고, 이 조성물은 리튬염 및 비수성 용매에 기초한 전해질을 포함하는 리튬-이온 배터리 내에 사용 가능하고, 상기 조성물의 이러한 활물질의 분율이 명확히 용융 가공(melt processing)에 의해 앞서 얻어진 것보다 높고, 바람직하게는, 85%이상이며, 상기 하나 이상의 유기 화합물이 바람직하게는 전해질에 대한 용매로서 사용된다.
리튬염 및 비수성 용매에 기초한 전해질을 포함하는 리튬-이온 전지의 셀에 사용될 수 있고, 폴리머 조성물에 기초하고, 용융 가공에 의해 용매 증발 없이 얻어지고, 활물질 및 폴리머 바인더와 전기 전도성 필러를 포함하는 첨가제 사이의 핫 컴파운딩의 산물이며, 상기 바인더가 적어도 하나의 가교화된 엘라스토머에 기초하고, 상기 첨가제는 상기 전해질 용매에 사용될 수 있는 적어도 하나의 비휘발성 유기 화합물을 더 포함하고, 상기 조성물은 상기 활물질을 85%이상의 질량 분율로 포함하는 애노드를 제공한다.
본 발명의 예시적인 구현예들을 참조하여, 이러한 애노드 내 상기 활물질의 매우 높은 질량 분율 (85% 보다 높고, 실제로 90%보다 더 높음)이 이와 같이 얻어진 상기 또는 각각의 셀이 고성능 셀이고, 그에 따라 이들을 도입한 상기 리튬-이온 전지가 고성능 전지가 되도록 보장하는 것이 주목될 것이다.
본 발명에 따른 애노드는 리튬염 및 비수성 용매에 기초한 전해질을 포함하는 리튬-이온 전지의 셀(cell)에 사용 가능하고, 따라서 폴리머 조성물에 기초하고, 용융 가공(melt processing)에 의해 용매 증발 없이 얻어지고, 활물질 및 폴리머 바인더와 전기 전도성 필러를 포함하는 첨가제의 핫 컴파운딩 반응(hot compounding reaction)의 산물이며, 상기 애노드는 상기 바인더가 적어도 하나의 가교화된 엘라스토머에 기초하고, 상기 첨가제는 이러한 전해질 용매 내에 사용할 수 있는, 적어도 하나의 비휘발성 유기 화합물을 더 포함하고, 상기 조성물은 상기 활물질을 바람직하게는 85% 이상의 질량 분율로 포함한다.
더욱 바람직하게는, 상기 조성물은 상기 활물질을 90% 이상 또는 93% 이상의 질량 분율로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 애노드 내 활물질의 이러한 매우 높은 질량 분율은 얻어진 상기 또는 각각의 셀이 고성능 셀이 되게 하고, 따라서, 이를 도입한 상기 리튬-이온 전지가 고성능 전지가 되게 할 것을 주목해야 한다.
또한, 상기 조성물 내의 상기 적어도 하나의 가교화된 엘라스토머의 균일한 분산이 상기 애노드의 기계적 강도를 확고하게 할 것을 주목해야 한다.
또한, 본 발명에 따른 애노드는, 상기 언급된 문헌 EP-B1-1 489 673의 애노드와는 대조적으로, 전혀 물을 포함하지 않는다는 것(water-free)을 주목해야할 것이다.
바람직하게는, 상기 활물질은 그래파이트, 리튬화된 티타늄 산화물, 화학식 LixCuVO4, LixSnO2, LixMoO2 및 LixMoS2 (0<x<5)의 리튬화된 화합물, 및 화학식 LiVS2 또는 LiTi2S2의 리튬화된 금속 설파이드를 포함하는 군으로부터 선택된, 바람직하게는 화학식 Li4Ti5O12 또는 LixTiO2의 리튬화된 티타늄 산화물로부터 선택된 적어도 하나의 화합물 또는 복합물(complex)을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 170 mAh/g의 용량을 갖는 리튬화된 티타늄 산화물 Li4Ti5O12는, 그 부피가 충전/방전 순환 (즉, Li+의 삽입/제거 순환) 동안 크게 변하지 않기 때문에 매우 높은 가역성(cyclability), 고율(high rate)을 견디기 위한 용량, 및 높은 열적 안정성을 갖는다는 것이 주목될 것이다. 또한, Li+/Li 커플(couple)에 비해 상대적으로 높은 1.5 V의 레독스 전위(redox potential)에 기인하여, 상기 리튬화된 티타늄 산화물은 상기 사용되는 전해질이 이를 포함하는 애노드와 접촉시 상기 애노드와 상기 전해질 사이에 고체상을 형성하지 않으면서, 만족스러운 안정성을 나타내도록 보장한다.
바람직하게는, 상기 엘라스토머의 적어도 하나가 퍼옥시드-가교화된 디엔 엘라스토머이고, 더욱 바람직하게는, 수소화된 니트릴 고무(HNBR)이다. 또한 바람직하게는, 상기 엘라스토머의 적어도 하나가 상기 조성물 내에 1% 내지 10% 질량 분율로 존재할 수 있다.
바람직하게는, 상기 비휘발성 유기 화합물의 적어도 하나가 카보네이트, 바람직하게는 에틸렌과 같은 적어도 하나의 올레핀의 카보네이트를 포함할 수 있고, 이는 바람직하게는 상기 전해질 조성물에 사용된다.
에틸렌 카보네이트와 같은 상기 카보네이트를 사용하는 것은, 바람직하게는:
- 상기 조성물 내 상기 필러 함량이 증가되게 하고;
- 이러한 카보네이트가 실온에서 고체 산물이고, 다루기에 위험성이 훨씬 적기 때문에 통상적인 애노드를 제조하는 방법에서 사용되는 휘발성 유기 화합물(VOC)의 독성과 관련한 내재적 위험성이 회피되게 하며;
- 이러한 카보네이트가 현 리튬-이온 전지에서 사용되는 전해질의 주요 구성 성분 중 하나이기 때문에 미리 상기 카보네이트가 증발되지 않고 상기 애노드 폴리머 조성물이 사용되게 하고, 상기 전해질의 애노드 내 도입을 더 용이하게 한다.
또한 바람직하게는, 상기 적어도 하나의 유기 화합물은 상기 조성물 내에 0.1% 내지 5% 질량 분율로 존재할 수 있다.
바람직하게는, 상기 휘발성 유기 화합물/상기 바인더의 가교화된 엘라스토머의 질량 비는 1보다 작다.
본 발명이 상기 애노드의 작동에 요구되는 상기 염을 그 제조과정 동안 도입되도록 한다는 것이 주목될 것이다.
본 발명의 또 다른 특성에 따르면, 상기 첨가제는 상기 조성물 내에 0.05% 내지 0.20% 질량 분율로 존재하는 가교 시스템을 더 포함할 수 있고, 바람직하게는, 상기 적어도 하나의 엘라스토머가 수소화된 니트릴 고무(HNBR)와 같은 디엔 엘라스토머인 경우에 유기 과산화물 및 가교 보조제(co-agent)를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특성에 따르면, 상기 전기 전도성 필러는 카본 블랙, 그래파이트, 팽창흑연(expanded graphite), 탄소 섬유(carbon fibre), 탄소 나노튜브, 그래핀(graphene) 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택되고, 상기 조성물 내에 1% 내지 6% 질량 분율로 존재한다.
본 발명에 따른 애노드를 제조하는 방법은 하기 단계들을 포함한다:
a) 용매 증발 없이, 내부 믹서(internal mixer) 또는 압출기 내에서 상기 활물질과 상기 바인더 및 상기 유기 화합물을 고체 상태로 포함하는 상기 첨가제를 용융 컴파운딩(melt compounding)하여, 상기 조성물을 가교가능한 상태로 얻는 단계이고, 바람직하게는 이러한 활물질이 그래파이트 또는 리튬화된 티타늄 산화물과 같은 적어도 하나의 화합물 또는 복합물을 포함하는 단계; 및
b) 이러한 조성물을 가교반응시키고, 선택적으로 핫 성형(hot forming)하여 가교화된 조성물을 얻는 단계.
본 발명의 또 다른 특성에 따르면, 단계 a)는 상기 바인더를 상기 조성물의 다른 성분들의 파우더 프리믹스(powder premix) 내로 컴파운딩함으로써, 예를 들어, 80℃ 내지 120℃의 온도에서 내부 믹서에서 수행될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특성에 따르면, 단계 b)는 상기 가교가능한 조성물을 핫 프레싱(hot pressing)하여 수행될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 상기 방법은, 이어서, 상기 가교화된 조성물을 롤링(rolling)하여 상기 애노드에 구비되는 금속 전류 집전체 상에 이를 증착하는 단계 c)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 리튬-이온 배터리는 상기 정의된 바와 같은 애노드, 캐소드, 및 리튬염 및 비수성 용매에 기초한 전해질을 포함하는 적어도 하나의 셀을 포함한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특성에 따르면, 상기 전해질 용매는 상기 애노드의 비휘발성 유기 화합물의 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 상기 애노드는 상기 폴리머 조성물로 제조된 적어도 하나의 필름과 접하여 형성된 금속 전류 집전체를 포함한다.
바람직하게는, 이러한 전지의 캐소드는, 4　V 이하의 작동 전압을 갖고, 바람직하게는 탄소가 코팅되며, 금속 M은, 예를 들어, 철원자인 화학식 LiMPO4의 리튬화된 금속 M 포스페이트와 같은 적어도 하나의 리튬화된 다중음이온성(polyanionic) 화합물 또는 복합물을 포함하는 활물질에 기초할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 캐소드는 2012년 1월 17일에 본 출원인의 이름으로 출원된 특허출원 FR1　250　457에서 설명된 방법에 따라 얻어질 수 있다.
본 발명의 다른 특성, 잇점 및 상세한 사항은 하기 수 개의 예시적인 구현예의 비제한적인 설명을 읽음으로써 명확해질 것이다.
실시예 1:
애노드 폴리머 조성물이 90℃에서 Haake 내부 믹서 내에서 제조되었고, 상기 조성물은 하기 질량 분율(%)로 표현된 제제(formulation)를 갖는다:
HNBR 바인더 ("Therban 4307") 2.82
카본 블랙 2.72
에틸렌 카보네이트 0.52
활물질 Li4Ti5O12 93.84
가교시스템:
디쿠밀 퍼옥시드 0.04
트리알릴 시아누레이트(Triallyl cyanurate)(TAC) 0.05
상기 다양한 화합물이 이러한 내부 믹서에 연속적으로 첨가되었고, 가교가능한 디엔 엘라스토머 (HNBR 바인더)를 통해 수소화된 니트릴 고무로 시작하여, 이어서, 파우더 형태의 상기 다른 성분들의 프리믹스가 첨가되었다. 이러한 컴파운딩 및 170℃에서 15분 동안의 핫 프레싱하여 동시에 상기 바인더가 가교되게 한 후, 이러한 애노드에 구비되는 전류 집전체 상에 증착된 후, 0.4　mm 내지 2　mm의 두께를 갖고, 각각이 리튬-이온 전지의 셀 내에 애노드를 형성할 수 있는 수개의 전극이 직접적으로 얻어졌다.
실시예 2:
실시예 1에서 사용된 동일한 성분에 기초한 또 다른 애노드 폴리머 조성물을 110℃에서 Haake 내부 믹서에서 제조하였고, 그러나, 상기 조성물은 질량 분율(%)로 표현된 하기 상이한 제제를 갖는다:
HNBR 바인더 ("Therban 4307") 8.23
카본 블랙 4.15
에틸렌 카보네이트 1.64
활물질 Li4Ti5O12 85.69
가교시스템:
디쿠밀 퍼옥시드 0.12
트리알릴 시아누레이트(Triallyl cyanurate)(TAC) 0.15
상기 다양한 화합물이 이러한 내부 믹서에 연속적으로 첨가되었고, 가교가능한 디엔 엘라스토머 (HNBR 바인더)를 통해 수소화된 니트릴 고무로 시작하여, 이어서, 파우더 형태의 상기 다른 성분들의 프리믹스가 첨가되었다. 이러한 컴파운딩 및 170℃에서 15분 동안의 핫 프레싱하여 동시에 상기 바인더가 가교되게 한 후, 이러한 애노드에 구비되는 전류 집전체 상에 증착된 후, 0.4　mm 내지 2　mm의 두께를 갖고, 각각이 리튬-이온 전지의 셀 내에 애노드를 형성할 수 있는 수개의 전극이 직접적으로 얻어졌다.
실시예 3:
실시예 1 및 2에서 사용된 것과 다른 활물질에 기초하고, 이러한 실시예들에서 사용된 것과 동일한 다른 성분에 기초한 또 다른 애노드 폴리머 조성물은, 110℃에서 Haake 내부 믹서에서 제조되고, 상기 조성물은 하기 질량 분율(%)로 표현된 다른 제제를 갖는다:
HNBR 바인더 ("Therban 4307") 5.17
카본 블랙 2.28
에틸렌 카보네이트 1.19
활물질 ("Timrex KS 6L" 그래파이트) 91.17
가교시스템:
디쿠밀 퍼옥시드 0.08
트리알릴 시아누레이트(Triallyl cyanurate)(TAC) 0.11
상기 다양한 화합물이 이러한 내부 믹서에 연속적으로 첨가되었고, 가교가능한 디엔 엘라스토머 (HNBR 바인더)를 통해 수소화된 니트릴 고무로 시작하여, 이어서, 파우더 형태의 상기 다른 성분들의 프리믹스가 첨가되었다. 이러한 컴파운딩 및 170℃에서 15분 동안의 핫 프레싱하여 동시에 상기 바인더가 가교되게 한 후, 이러한 애노드에 구비되는 전류 집전체 상에 증착된 후, 0.4　mm 내지 2　mm의 두께를 갖고, 각각이 리튬-이온 전지의 셀 내에 애노드를 형성할 수 있는 수개의 전극이 직접적으로 얻어졌다.
본 발명의 이러한 예시적인 구현예들을 참조하여, 이러한 애노드 내 상기 활물질의 매우 높은 질량 분율 (85% 보다 높고, 실제로 90%보다 더 높음)이 이와 같이 얻어진 상기 또는 각각의 셀이 고성능 셀이고, 그에 따라 이들을 도입한 상기 리튬-이온 전지가 고성능 전지가 되도록 보장하는 것이 주목될 것이다.

Claims (17)

  1. 리튬염 및 비수성 용매에 기초한 전해질을 포함하는 리튬-이온 전지의 셀(cell)에 사용될 수 있고, 폴리머 조성물에 기초하고, 용융 가공(melt processing)에 의해 용매 증발 없이 얻어지고, 활물질 및 폴리머 바인더와 전기 전도성 필러(electrically conductive filler)를 포함하는 첨가제 사이의 핫 컴파운딩(hot compounding)의 산물이며, 상기 바인더가 적어도 하나의 가교화된(crosslinked) 엘라스토머에 기초하고, 상기 첨가제는 상기 전해질 용매에 사용될 수 있는 적어도 하나의 비휘발성 유기 화합물을 더 포함하고, 상기 조성물은 상기 활물질을 85%이상의 질량 분율로 포함하는
    애노드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 상기 활물질을 90%이상의 질량 분율로 포함하는
    애노드.
  3. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 활물질은 그래파이트, 리튬화된 티타늄 산화물, 화학식 LixCuVO4, LixSnO2, LixMoO2 및 LixMoS2 (0<x<5 임)의 리튬화된 화합물, 및 화학식 LiVS2 또는 LiTi2S2의 리튬화된 금속 설파이드로 이루어진 군으로부터 선택된, 바람직하게는 화학식 Li4Ti5O12 또는 LixTiO2의 리튬화된 티타늄 산화물로부터 선택된 적어도 하나의 화합물 또는 복합물(complex)을 포함하는
    애노드.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엘라스토머의 적어도 하나가 퍼옥시드-가교화된(peroxide-crosslinked) 디엔 엘라스토머이고, 바람직하게는, 수소화된 니트릴 고무(HNBR)인
    애노드.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 엘라스토머가 상기 조성물 내에 1% 내지 10% 질량 분율로 존재하는
    애노드.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 유기 화합물이 카보네이트, 바람직하게는 에틸렌과 같은 적어도 하나의 올레핀의 카보네이트를 포함하는
    애노드.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 유기 화합물이 상기 조성물 내에 0.1% 내지 5% 질량 분율로 존재하는
    애노드.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 첨가제는 상기 조성물 내에 0.05% 내지 0.20% 질량 분율로 존재하는 가교 시스템(crosslinking system)을 더 포함하고, 바람직하게는, 상기 적어도 하나의 엘라스토머가 수소화된 니트릴 고무(HNBR)와 같은 디엔 엘라스토머인 경우에 유기 과산화물 및 가교 보조제(co-agent)를 포함하는
    애노드.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 필러가 카본 블랙, 그래파이트, 팽창흑연(expanded graphite), 탄소 섬유(carbon fibre), 탄소 나노튜브(carbon nanotube), 그래핀(graphene) 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택되고, 상기 조성물 내에 1% 내지 6% 질량 분율로 존재하는
    애노드.
  10. a) 용매 증발 없이, 내부 믹서(internal mixer) 또는 압출기(extruder) 내에서 상기 활물질과 상기 바인더 및 상기 유기 화합물을 고체 상태로 포함하는 상기 첨가제를 용융 컴파운딩(melt compounding)하여, 상기 가교가능한 상태의 상기 조성물을 얻는 단계이고, 바람직하게는 이러한 활물질이 그래파이트 또는 리튬화된 티타늄 산화물와 같은 적어도 하나의 화합물 또는 복합물을 포함하는 단계; 및
    b) 이러한 조성물을 가교반응시키고, 선택적으로 핫 성형(hot forming)하여 상기 가교화된 조성물을 얻는 단계
    를 포함하는 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 캐소드 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 단계 a)는 상기 바인더를 상기 조성물의 다른 성분들의 파우더 프리믹스(powder premix) 내로 컴파운딩함으로써 수행되고, 예를 들어, 80℃ 내지 120℃의 온도에서 내부 믹서에서 수행되는
    제조방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 단계 b)는 상기 가교가능한 조성물을 핫 프레싱(hot pressing)하여 수행되는
    제조방법.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제조방법이, 이어서, 상기 가교된 조성물을 롤링(rolling)하여 상기 애노드에 구비되는 금속 전류 집전체 상에 이를 증착하는 단계 c)를 포함하는
    제조방법.
  14. 애노드, 캐소드 및 리튬염 및 비수성 용매에 기초한 전해질을 포함하는 적어도 하나의 셀을 포함하고, 상기 애노드가 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따라 정의된
    리튬-이온 전지.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전해질 용매가 상기 애노드의 상기 적어도 하나의 비휘발성 유기 화합물을 포함하는
    리튬-이온 전지.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 애노드가 상기 폴리머 조성물로 제조된 적어도 하나의 필름과 접하여 형성된 금속 집전체를 포함하는
    리튬-이온 전지.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐소드가 4　V 이하의 작동 전압을 갖고, 바람직하게는 탄소가 코팅되며, 금속 M은, 예를 들어, 철원자인 화학식 LiMPO4의 리튬화된 금속 M 포스페이트와 같은 적어도 하나의 리튬화된 다중음이온성(polyanionic) 화합물 또는 복합물을 포함하는 활물질에 기초한
    리튬-이온 전지.
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