KR20130118243A - Electrode for secondary battery - Google Patents

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KR20130118243A
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secondary battery
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박태진
이재헌
이성민
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주식회사 엘지화학
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Abstract

PURPOSE: An electrode for a secondary battery has a specific thickness or a loading amount, thereby having excellent electrolyte solution impregnation, ion conductivity, and electron conductivity. CONSTITUTION: In an electrode, one side or both sides of an electrode current collector is coated with an electrode mixture. Each layer of the electrode mixture has a thickness of 100 micron or less. The electrode is a positive electrode or a negative electrode. The positive electrode includes a lithium manganese composite oxide in a spinel structure represented by chemical formula 1: Li_xM_yMn_(2-y)O_(4-z)A_z where 0.9<=x<=1.2, 0<y<2, 0<=z<0.2; M is at least one element selected from Al, Mg, Ni, Co, Fe, Cr, V, Ti, Cu, B, Ca, Zn, Zr, Nb, Mo, Sr, Sb, W, Ti, and Bi; and A is an anion with a valence of -1 or -2.

Description

이차전지용 전극 {Electrode for Secondary Battery}Secondary Battery Electrode {Electrode for Secondary Battery}

본 발명은 전극 집전체의 일면 또는 양면에 전극 합제가 도포되어 있는 이차전지용 전극으로서, 상기 전극 합제가 각 면당 100 ㎛ 이하의 두께를 가지는 이차전지용 전극에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery electrode having an electrode mixture applied to one or both surfaces of an electrode current collector, wherein the electrode mixture has a thickness of 100 μm or less per surface.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지에 대해 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중에서도 높은 에너지 밀도와 작동 전위를 나타내고, 사이클 수명이 길며, 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지가 상용화되어 널리 사용되고 있다.As technology development and demand for mobile devices have increased, there has been a rapid increase in demand for secondary batteries as energy sources. Among such secondary batteries, lithium secondary batteries, which exhibit high energy density and operational potential, long cycle life, Batteries have been commercialized and widely used.

또한, 최근에는 환경문제에 대한 관심이 커짐에 따라 대기오염의 주요 원인의 하나인 가솔린 차량, 디젤 차량 등 화석연료를 사용하는 차량을 대체할 수 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로는 주로 니켈 수소금속(Ni-MH) 이차전지가 사용되고 있지만, 높은 에너지 밀도, 높은 방전 전압 및 출력 안정성의 리튬 이차전지를 사용하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 일부 상용화 되어 있다.In recent years, there has been a growing interest in environmental issues, and as a result, electric vehicles (EVs) and hybrid electric vehicles (HEVs), which can replace fossil-fueled vehicles such as gasoline vehicles and diesel vehicles, And the like. Although a nickel metal hydride (Ni-MH) secondary battery is mainly used as a power source for such an electric vehicle (EV) and a hybrid electric vehicle (HEV), a lithium secondary battery having a high energy density, a high discharge voltage, Research is being actively carried out, and some are commercialized.

리튬 이차전지는 전극 집전체 상에 각각 활물질이 도포되어 있는 양극과 음극 사이에 다공성의 분리막이 개재된 전극조립체에 리튬염을 포함하는 비수계 전해질이 함침되어 있는 구조로 이루어져 있다.The lithium secondary battery has a structure in which a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt is impregnated in an electrode assembly having a porous separator interposed between a positive electrode and a negative electrode coated with an active material on an electrode current collector.

일반적으로 이차전지용 전극을 제조하기 위하여 전극 집전체에 슬러리 형태의 전극 합제를 도포하고 건조한 후 프레스하는 방법을 사용하고 있다.Generally, in order to manufacture an electrode for a secondary battery, a slurry-type electrode mixture is applied to an electrode current collector, followed by drying and pressing.

상기 전극 합제의 로딩량이 높을수록 전극 두께가 두꺼워져, 프레스 시 두께 방향으로 압력이 균일하게 전달되지 못한다. 즉, 전극 표면이 더 큰 압력을 받는 반면, 전극 심부로 갈수록 압력이 작아지게 된다. 이로 인하여, 전극 집전체와 전극 사이의 결합력이 낮아지고, 박리 현상이 발생하며, 집전체와 전극 합제 사이의 접촉 저항이 증가하여 출력 성능이 저하되는 문제가 발생한다.The higher the loading amount of the electrode mixture is, the thicker the electrode thickness, the pressure is not evenly transmitted in the thickness direction during the press. That is, while the electrode surface is under greater pressure, the pressure decreases toward the electrode core. For this reason, the bonding force between an electrode collector and an electrode becomes low, peeling phenomenon arises, the contact resistance between an electrical power collector and an electrode mixture increases, and the output performance falls.

또한, 전극 표면의 밀도가 전극 심부의 밀도보다 커짐으로써, 보다 높은 전자 전도성을 요구하는 심부에서의 전자 전도도가 오히려 전극 표면보다 낮고, 전해액 함침성 등이 요구되는 표면은 높은 밀도로 인하여 전해액 함침성이 저하되고 내부 가스 발생 시 잘 빠져나가지 못해 전극이 부서지는 현상이 발생할 수 있다.In addition, since the density of the electrode surface is greater than the density of the electrode core, the electron conductivity at the core portion that requires higher electron conductivity is lower than that of the electrode surface, and the surface where the electrolyte solution impregnation property is required is higher due to the electrolyte density. When the internal gas is deteriorated and the gas is not easily released, the electrode may be broken.

따라서, 상기와 같은 문제를 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 매우 높은 실정이다.Therefore, there is a very high need for a technology that can solve the above problems.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 전극 합제가 특정 두께 또는 로딩량 이하인 경우, 프레스 시 압력이 균일하게 두께 방향으로 전달되는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.After extensive research and various experiments, the inventors of the present application have confirmed that, when the electrode mixture is below a certain thickness or loading amount, as described later, the pressure is uniformly transmitted in the thickness direction during pressing, and the present invention Came to complete.

따라서, 본 발명은 전극 집전체의 일면 또는 양면에 전극 합제가 도포되어 있는 이차전지용 전극으로서, 상기 전극 합제가 각 면당 100 ㎛ 이하의 두께를 가지는 이차전지용 전극을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a secondary battery electrode having an electrode mixture applied to one or both surfaces of an electrode current collector, wherein the electrode mixture has a thickness of 100 μm or less per surface.

앞에서 설명한 바와 같이, 전극 합제의 두께가 너무 두꺼운 경우에는 건조 후 프레스 시 두께 방향으로 압력 구배가 발생하여, 심부로 갈수록 전달되는 압력이 작아지는 문제가 발생하게 된다.As described above, when the thickness of the electrode mixture is too thick, a pressure gradient occurs in the thickness direction during pressing after drying, resulting in a problem that the pressure transmitted to the core portion decreases.

본 발명의 발명자들에 의하면, 전극 합제의 두께가 각 면당 100 ㎛ 초과인 경우에 상기와 같은 압력 구배가 발생하는 것으로 확인되었다.According to the inventors of the present invention, it was confirmed that the above pressure gradient occurs when the thickness of the electrode mixture is more than 100 µm for each surface.

상기 두께는 전극의 로딩량과 비례 관계에 있다. 따라서, 상기 이차전지용 전극은 전극 합제가 11 mg/cm2 이하의 로딩량을 가지는 것일 수 있다. 상기 로딩량을 초과하는 경우, 두께가 100 ㎛를 초과할 수 있으므로 바람직하지 않다.The thickness is in proportion to the loading amount of the electrode. Therefore, the secondary battery electrode may have an electrode mixture having a loading amount of 11 mg / cm 2 or less. When the loading amount is exceeded, the thickness may exceed 100 μm, which is not preferable.

상기 두께 또는 로딩량을 가지는 전극 합제는 건조 후 프레스 시 표면에서 심부까지 균일한 압력이 전달될 수 있다. 이로 인하여, 전극 박리 현상 완화, 전극의 접착력 강화, 전극의 생산성 강화 및 전극 활물질과 집전체 사이의 접촉 저항을 감소시켜 출력 저하 현상을 방지할 수 있다.The electrode mixture having the thickness or the loading amount may be delivered with a uniform pressure from the surface to the core at the time of pressing after drying. For this reason, it is possible to reduce the electrode peeling phenomenon, to strengthen the adhesive strength of the electrode, to enhance the productivity of the electrode, and to reduce the contact resistance between the electrode active material and the current collector, thereby preventing output degradation.

상기 이차전지용 전극은 양극 활물질을 포함하는 양극 또는 음극 활물질을 포함하는 음극일 수 있다.The secondary battery electrode may be a cathode including a cathode active material or an anode active material.

상기 이차전지용 양극은 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라서는 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.The positive electrode for a secondary battery is prepared by applying a mixture of a positive electrode active material, a conductive material and a binder on a positive electrode current collector, followed by drying and pressing. If necessary, a filler may be further added to the mixture.

상기 양극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테리인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다. The cathode current collector generally has a thickness of 3 to 500 mu m. Such a positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical changes in the battery. Examples of the positive electrode current collector include stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, aluminum or stainless steel A surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like may be used. The current collector may have fine irregularities on the surface thereof to increase the adhesive force of the cathode active material, and various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric are possible.

상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; LiNixMn2-xO4로 표현되는 스피넬 구조의 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The cathode active material may be a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxides such as Li 1 + x Mn 2 -x O 4 (where x is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2 and the like; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 and Cu 2 V 2 O 7 ; A Ni-site type lithium nickel oxide expressed by the formula LiNi 1-x M x O 2 (where M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga and x = 0.01 to 0.3); Formula LiMn 2-x M x O 2 ( where, M = Co, Ni, Fe , Cr, and Zn, or Ta, x = 0.01 ~ 0.1 Im) or Li 2 Mn 3 MO 8 (where, M = Fe, Co, Ni, Cu, or Zn); A lithium manganese composite oxide having a spinel structure represented by LiNi x Mn 2-x O 4 ; LiMn 2 O 4 in which a part of Li in the formula is substituted with an alkaline earth metal ion; Disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 , and the like. However, the present invention is not limited to these.

하나의 구체적인 예에서, 상기 양극 활물질은 화학식 1로 표시되는 고전위 산화물인 스피넬 구조의 리튬 망간 복합 산화물일 수 있다. In one specific example, the cathode active material may be a lithium manganese composite oxide having a spinel structure, which is a high potential oxide represented by Chemical Formula 1.

LixMyMn2-yO4-zAz (1) Li x M y Mn 2 - y O 4 - z z (1)

상기 식에서, 0.9≤x≤1.2, 0<y<2, 0≤z<0.2이고, Wherein 0 < y < 2, 0 z < 0.2,

M은 Al, Mg, Ni, Co, Fe, Cr, V, Ti, Cu, B, Ca, Zn, Zr, Nb, Mo, Sr, Sb, W, Ti 및 Bi로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이며;M is at least one element selected from the group consisting of Al, Mg, Ni, Co, Fe, Cr, V, Ti, Cu, B, Ca, Zn, Zr, Nb, Mo, Sr, Sb, W, ;

A는 -1 또는 -2가의 하나 이상의 음이온이다.A is one or more of an anion of -1 or -2.

상세하게는, 상기 리튬 망간 복합 산화물은 하기 화학식 2로 표시되는 리튬 니켈 망간 복합 산화물일 수 있으며, 더욱 상세하게는 LiNi0.5Mn1.5O4 또는 LiNi0.4Mn1.6O4일 수 있다.In detail, the lithium manganese composite oxide may be a lithium nickel manganese composite oxide represented by the following Chemical Formula 2, and more specifically, LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 or LiNi 0.4 Mn 1.6 O 4 .

LixNiyMn2-yO4 (2)Li x Ni y Mn 2-y O 4 (2)

상기 식에서, 0.9≤x≤1.2, 0.4≤y≤0.5이다.In the above formula, 0.9? X? 1.2 and 0.4? Y? 0.5.

상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is usually added in an amount of 1 to 50% by weight based on the total weight of the mixture including the cathode active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskeys such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.

상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component that assists in bonding of the active material and the conductive material and bonding to the current collector, and is usually added in an amount of 1 to 50 wt% based on the total weight of the mixture containing the cathode active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , Polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluorine rubber, various copolymers and the like.

상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is optionally used as a component for suppressing the expansion of the anode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery. Examples of the filler include olefin polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.

반면에, 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라 상기에서와 같은 도전재, 바인더, 충진제 등이 선택적으로 더 포함될 수 있다.On the other hand, the negative electrode is manufactured by applying, drying and pressing an anode active material on an anode current collector, and may optionally further include a conductive material, a binder, a filler, and the like as described above.

상기 음극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The negative electrode current collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 mu m. Such an anode current collector is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, and examples of the anode current collector include copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, a surface of copper or stainless steel A surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like, an aluminum-cadmium alloy, or the like can be used. In addition, like the positive electrode collector, fine unevenness can be formed on the surface to enhance the bonding force of the negative electrode active material, and it can be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams and nonwoven fabrics.

상기 음극 활물질은, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe’yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me’: Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료; 티타늄 산화물; 리튬 티타늄 산화물 등을 사용할 수 있다.The negative electrode active material may include, for example, carbon such as non-graphitized carbon or graphite carbon; Li x Fe 2 O 3 (0≤x≤1 ), Li x WO 2 (0≤x≤1), Sn x Me 1-x Me 'y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me' : Metal complex oxides such as Al, B, P, Si, Group 1, Group 2, Group 3 elements of the periodic table, Halogen, 0 &lt; x &lt; Lithium metal; Lithium alloy; Silicon-based alloys; Tin alloy; SnO, SnO 2, PbO, PbO 2, Pb 2 O 3, Pb 3 O 4, Sb 2 O 3, Sb 2 O 4, Sb 2 O 5, GeO, GeO 2, Bi 2 O 3, Bi 2 O 4, and Bi 2 O 5 ; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials; Titanium oxide; Lithium titanium oxide and the like can be used.

하나의 구체적인 예에서, 상기 음극 활물질은 하기 화학식 3으로 표시되는 리튬 금속 산화물일 수 있다. In one specific example, the negative electrode active material may be a lithium metal oxide represented by the following Chemical Formula 3.

LiaM’bO4-cAc (3)Li a M ' b O 4-ca c (3)

상기 식에서, M’은 Ti, Sn, Cu, Pb, Sb, Zn, Fe, In, Al 및 Zr로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이고; In the above formula, M 'is at least one element selected from the group consisting of Ti, Sn, Cu, Pb, Sb, Zn, Fe, In, Al and Zr;

a 및 b는 0.1≤a≤4; 0.2≤b≤4의 범위에서 M’의 산화수(oxidation number)에 따라 결정되며;a and b are 0.1? a? 4; Is determined according to the oxidation number of M 'in the range of 0.2? B? 4;

c는 0≤c<0.2의 범위에서 산화수에 따라 결정되고;c is determined according to the oxidation number in the range of 0? c <0.2;

A는 -1 또는 -2가의 하나 이상의 음이온이다.A is one or more of an anion of -1 or -2.

상세하게는, 상기 화학식 3의 리튬 금속 산화물은 하기 화학식 4로 표시되는 리튬 티타늄 산화물(LTO)일 수 있고, 구체적으로 Li0.8Ti2.2O4, Li2.67Ti1.33O4, LiTi2O4, Li1.33Ti1.67O4, Li1.14Ti1.71O4 등 일 수 있으나, 리튬 이온을 흡장/방출할 수 있는 것이면 그 조성 및 종류에 있어 별도의 제한은 없으며, 더욱 상세하게는, 충방전시 결정 구조의 변화가 적고 가역성이 우수한 스피넬 구조의 Li1.33Ti1.67O4 또는 LiTi2O4일 수 있다.Specifically, the lithium metal oxide of Formula 3 may be lithium titanium oxide (LTO) represented by the following formula (4), specifically Li 0.8 Ti 2.2 O 4 , Li 2.67 Ti 1.33 O 4 , LiTi 2 O 4 , Li 1.33 Ti 1.67 O 4 , Li 1.14 Ti 1.71 O 4, etc., but if the lithium ions can be occluded / released there is no restriction in the composition and type, and more specifically, the crystal structure of the charge and discharge It may be Li 1.33 Ti 1.67 O 4 or LiTi 2 O 4 of the spinel structure with little change and excellent reversibility.

LiaTibO4 (4)Li a Ti b O 4 (4)

상기 식에서, 0.5≤a≤3, 1≤b≤2.5 이다.In the above formula, 0.5? A? 3, 1? B? 2.5.

이 경우, LTO의 높은 전위로 인하여 상대적으로 고전위를 가지는 상기 화학식 2로 표시되는 LixNiyMn2-yO4의 스피넬 리튬 망간 산화물을 양극 활물질로 사용하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable to use a spinel lithium manganese oxide of Li x Ni y Mn 2-y O 4 represented by Formula 2 having a relatively high potential due to the high potential of LTO as the positive electrode active material.

본 발명은 상기 전극을 포함하는 이차전지, 상세하게는 상기 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 구조의 전극조립체에 리튬염 함유 전해액이 함침되어 있는 구조로 이루어진 리튬 이차전지를 제공한다.The present invention provides a secondary battery including the electrode, and more specifically, a lithium secondary battery having a structure in which a lithium salt-containing electrolyte is impregnated in an electrode assembly having a separator interposed between the cathode and the anode.

상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.The separation membrane is interposed between the anode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the separator is generally 0.01 to 10 mu m and the thickness is generally 5 to 300 mu m. Such separation membranes include, for example, olefinic polymers such as polypropylene, which are chemically resistant and hydrophobic; A sheet or nonwoven fabric made of glass fiber, polyethylene or the like is used. When a solid electrolyte such as a polymer is used as an electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separation membrane.

상기 리튬염 함유 전해액은 전해액과 리튬염으로 이루어져 있으며, 상기 전해액으로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용되지만 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The electrolyte solution containing the lithium salt is composed of an electrolyte solution and a lithium salt. The electrolyte solution may be a non-aqueous organic solvent, an organic solid electrolyte, or an inorganic solid electrolyte, but is not limited thereto.

상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.Examples of the non-aqueous organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma -Butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane , Acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, triester phosphate, trimethoxymethane, dioxolane derivatives, sulfolane, methylsulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate Nonionic organic solvents such as tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl pyrophosphate, ethyl propionate and the like can be used.

상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합제 등이 사용될 수 있다.Examples of the organic solid electrolyte include a polymer electrolyte such as a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, an agitation lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol, a polyvinylidene fluoride, A polymer containing an ionic dissociation group and the like may be used.

상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.Examples of the inorganic solid electrolyte include Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides and sulfates of Li such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH and Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 can be used.

상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.The lithium salt is a material that is readily soluble in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4, LiBF 4, LiB 10 Cl 10, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate and imide.

또한, 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene Carbonate), PRS(Propene sultone) 등을 더 포함시킬 수 있다.For the purpose of improving the charge / discharge characteristics and the flame retardancy, the electrolytic solution is preferably mixed with an organic solvent such as pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, glyme, Benzene derivatives, sulfur, quinone imine dyes, N-substituted oxazolidinones, N, N-substituted imidazolidines, ethylene glycol dialkyl ethers, ammonium salts, pyrrole, 2-methoxyethanol, . In some cases, halogen-containing solvents such as carbon tetrachloride and ethylene trifluoride may be further added to impart nonflammability. In order to improve the high-temperature storage characteristics, carbon dioxide gas may be further added. FEC (Fluoro-Ethylene Carbonate, PRS (Propene sultone), and the like.

하나의 구체적인 예에서, LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiN(SO2CF3)2 등의 리튬염을, 고유전성 용매인 EC 또는 PC의 환형 카보네이트와 저점도 용매인 DEC, DMC 또는 EMC의 선형 카보네이트의 혼합 용매에 첨가하여 리튬염 함유 비수계 전해질을 제조할 수 있다.In one specific example, lithium salts such as LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2, and the like, may be prepared by cyclic carbonate of EC or PC, which is a highly dielectric solvent, and DEC, DMC, or EMC, which are low viscosity solvents. Lithium salt-containing non-aqueous electrolyte can be prepared by adding to a mixed solvent of linear carbonate.

본 발명은 또한, 상기 이차전지를 단위전지로 포함하는 전지모듈을 제공하고, 상기 전지모듈을 포함하는 전지팩을 제공한다.The present invention also provides a battery module including the secondary battery as a unit cell, and a battery pack including the battery module.

상기 전지팩은 고온 안정성 및 긴 사이클 특성과 높은 레이트 특성 등이 요구되는 디바이스의 전원으로 사용될 수 있다.The battery pack may be used as a power source for devices requiring high temperature stability, long cycle characteristics, high rate characteristics, and the like.

상기 디바이스의 구체적인 예로는 전지적 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart); 전력저장용 시스템 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specific examples of the device include a power tool moving by being driven by an electric motor; An electric vehicle including an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), and the like; An electric motorcycle including an electric bike (E-bike) and an electric scooter (E-scooter); An electric golf cart; And a power storage system, but the present invention is not limited thereto.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지용 전극은 전극 합제가 특정 두께 또는 로딩량을 가짐으로써, 전해액 함침성, 이온 전도도, 전자 전도도 등이 모두 양호하다는 효과가 있다.As described above, the electrode for secondary batteries according to the present invention has the effect that the electrolyte mixture impregnation, ionic conductivity, electron conductivity, etc., all have a good thickness or loading amount.

이하, 본 발명에 따른 실시예들을 참조하여 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, although described in more detail with reference to embodiments according to the present invention, the scope of the present invention is not limited thereto.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

LiNi0.5Mn1.5O4를 양극 활물질로 사용하고 도전재(Denka black), 바인더(PVdF)를 각각 90: 6.5: 3.5 의 중량비로 NMP에 넣고 믹싱하여 양극 합제를 제조한 후 20 ㎛ 두께의 알루미늄 호일에 코팅하고, 압연 및 건조하여 양극을 제조하였다. LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 was used as a positive electrode active material, and a conductive material (Denka black) and a binder (PVdF) were added to NMP at a weight ratio of 90: 6.5: 3.5, respectively, mixed to prepare a positive electrode mixture, and 20 μm thick aluminum foil was prepared. Coated, rolled and dried to prepare a positive electrode.

평균 입경(D50)이 6.9 ㎛이고, 비표면적(BET)이 10.9 m2/g인 음극 활물질(Li1.33Ti1.67O4), 도전재(Denka black), 바인더(PVdF)를 85: 5: 10의 중량비로 NMP에 넣고 믹싱하여 음극 합제를 제조하고, 20 ㎛ 두께의 구리 호일에 상기 음극 합제를 100 ㎛ 두께로 코팅한 후 음극 합제 전체 기공률이 40%가 되도록 압연 및 건조하여 제조하였다. 이 때, 음극의 로딩 용량은 0.585 mAh/cm2이고, 음극 합제의 두께는 80 ㎛이었다.The negative electrode active material (Li 1.33 Ti 1.67 O 4 ), the conductive material (Denka black), and the binder (PVdF) having an average particle diameter (D50) of 6.9 μm and a specific surface area (BET) of 10.9 m 2 / g were 85: 5: 10. The negative electrode mixture was prepared by mixing in NMP at a weight ratio of, and coating the negative electrode mixture with a thickness of 100 μm on a copper foil having a thickness of 20 μm, and then rolling and drying the mixture so that the total porosity of the negative electrode mixture was 40%. At this time, the loading capacity of the negative electrode was 0.585 mAh / cm 2, and the thickness of the negative electrode mixture was 80 μm.

이렇게 제조된 음극과 양극 사이에 분리막(두께: 20 ㎛)을 개재하여 전극조립체를 제조한 후, 상기 전극조립체를 파우치형 전지케이스에 수납한 고, 1 M의 LiPF6이 포함된 카보네이트 계열의 복합 용액을 전해질로 주입한 다음, 밀봉하여 리튬 이차전지를 제조하였다.
After preparing an electrode assembly with a separator (thickness: 20 μm) between the cathode and the anode thus prepared, the electrode assembly was housed in a pouch-type battery case, and a carbonate-based composite including 1 M LiPF 6 was present. The solution was injected into the electrolyte and then sealed to prepare a lithium secondary battery.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

상기 실시예 1에 있어서, 상기 음극 합제를 140 ㎛ 두께로 코팅한 후 압연 및 건조하여 음극을 제조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 리튬 이차전지를 제조하였다. 이 때, 음극의 로딩 용량은 0.684 mAh/cm2이고, 음극 합제의 두께는 120 ㎛이었다.
In Example 1, a lithium secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the negative electrode mixture was coated with a thickness of 140 μm, followed by rolling and drying. At this time, the loading capacity of the negative electrode was 0.684 mAh / cm 2, and the thickness of the negative electrode mixture was 120 μm.

<비교예 2>Comparative Example 2

상기 실시예 1에 있어서, 상기 음극 합제를 200 ㎛ 두께로 코팅한 후 압연 및 건조하여 음극을 제조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 리튬 이차전지를 제조하였다. 이 때, 음극의 로딩 용량은 0.81 mAh/cm2이고, 음극 합제의 두께는 180 ㎛이었다.
In Example 1, a lithium secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the negative electrode mixture was coated with a thickness of 200 μm, followed by rolling and drying. At this time, the loading capacity of the negative electrode was 0.81 mAh / cm 2, and the thickness of the negative electrode mixture was 180 μm.

<실험예 1><Experimental Example 1>

상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 2에 따른 음극을 일정한 크기로 잘라 슬라이드 글라스에 고정시킨 후, 집전체를 벗겨 내며, 180도 벗김 강도를 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.After cutting the negative electrode according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 2 to a fixed size and fixed to the slide glass, the current collector was peeled off, and the peel strength was measured 180 degrees. The results are shown in Table 1 below.

또한, 실시예 1 및 비교예 1 내지 2의 이차전지를 2 V ~ 3.35 V 구간에서 1C로 충방전을 실시하여 전극 박리 여부, 용량 및 방전 저항을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. In addition, the secondary batteries of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were charged and discharged at 1C in a section of 2 V to 3.35 V to measure whether the electrodes were peeled, capacity and discharge resistance, and the results are shown in Table 1 below.

접착력(gf/cm)Adhesion (gf / cm) 전극 박리 여부Whether the electrode is peeled off 1C 용량(mAh)1C capacity (mAh) 방전 저항(mΩ)Discharge resistance (mΩ) 실시예 1Example 1 15.3015.30 XX 6.276.27 1.801.80 비교예 1Comparative Example 1 8.648.64 ?? 7.447.44 2.112.11 비교예 2Comparative Example 2 2.782.78 OO 8.458.45 2.342.34

* 음극 로딩 용량이 증가할수록 전지의 용량 역시 증가하므로, 상기 방전 저항 값은 동일 용량(5Ah)으로 환산한 저항 값이다.
As the negative electrode loading capacity increases, the capacity of the battery also increases, so that the discharge resistance value is a resistance value converted into the same capacity (5Ah).

일반적으로 전지 조립 작업시 요구되는 전극의 최소 접착력은 10 gf/cm이다. 표 1을 참조하면, 실시예 1의 음극의 접착력은 15.30 gf/cm로 최소 접착력보다 큰 반면, 비교예 1 및 2의 음극의 접착력은 바인더의 함량을 높게 했음에도 불구하고 각각 8.64 gf/cm, 2.78 gf/cm로 최소 접착력보다 작다. 따라서, 비교예 1 및 2의 이차전지는 전극 박리가 쉽게 일어나고, 이에 의한 접촉 저항 증가로 방전 저항 역시 높아지는 반면, 실시예 1의 이차전지는 전극 박리가 일어나지 않고, 방전 저항이 2.0 mΩ 이하임을 확인할 수 있다.In general, the minimum adhesion of the electrode required for battery assembly work is 10 gf / cm. Referring to Table 1, the adhesion of the negative electrode of Example 1 was 15.30 gf / cm, which is greater than the minimum adhesion, whereas the adhesion of the negative electrodes of Comparative Examples 1 and 2 was 8.64 gf / cm and 2.78, respectively, despite the high content of the binder. gf / cm, less than minimum adhesion Therefore, the secondary batteries of Comparative Examples 1 and 2 are easily peeled off the electrode, thereby increasing the discharge resistance due to an increase in the contact resistance, while the secondary battery of Example 1 was confirmed that the electrode was not peeled off and the discharge resistance was 2.0 mΩ or less. Can be.

즉, 실시예 1의 음극은 두께 방향으로 압력이 균일하게 전달됨에 따라 전극 집전체와 전극 사이의 결합력이 높아, 박리 현상이 발생하지 않는 것이다. 따라서, 전극 집전체와 전극 합제 사이의 접촉 저항 증가를 방지함에 따라 출력 성능이 향상될 뿐만 아니라 전극의 기공이 전극 전체에 대해 고르게 형성됨에 따라 전해액 함침성 저하 역시 막을 수 있다.
That is, the negative electrode of Example 1 has a high bonding force between the electrode current collector and the electrode as the pressure is uniformly transmitted in the thickness direction, so that no peeling phenomenon occurs. Therefore, the output performance is improved by preventing an increase in contact resistance between the electrode current collector and the electrode mixture, and as the pores of the electrode are evenly formed over the entire electrode, the degradation of the electrolyte impregnation can also be prevented.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕을 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (16)

전극 집전체의 일면 또는 양면에 전극 합제가 도포되어 있는 이차전지용 전극으로서, 상기 전극 합제가 각 면당 100 ㎛ 이하의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.A secondary battery electrode in which an electrode mixture is coated on one or both surfaces of an electrode current collector, wherein the electrode mixture has a thickness of 100 μm or less per each surface. 제 1 항에 있어서, 상기 전극 합제가 11 mg/cm2 이하의 로딩량을 가지는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.The method of claim 1, wherein the electrode mixture is a secondary battery electrode, characterized in that the loading amount of 11 mg / cm 2 or less. 제 1 항에 있어서, 상기 전극 합제는 프레스 시 표면에서 심부까지 균일한 압력이 전달되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.The method of claim 1, wherein the electrode mixture is a secondary battery electrode, characterized in that the uniform pressure is transmitted from the surface to the core portion during pressing. 제 1 항에 있어서, 상기 전극은 양극 또는 음극인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.According to claim 1, wherein the electrode is a secondary battery electrode, characterized in that the positive electrode or the negative electrode. 제 4 항에 있어서, 상기 양극은 양극 활물질로서 하기 화학식 1로 표시되는 스피넬 구조의 리튬 망간 복합 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극:
LixMyMn2-yO4-zAz (1)
상기 식에서, 0.9≤x≤1.2, 0<y<2, 0≤z<0.2이고,
M은 Al, Mg, Ni, Co, Fe, Cr, V, Ti, Cu, B, Ca, Zn, Zr, Nb, Mo, Sr, Sb, W, Ti 및 Bi로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이며;
A는 -1 또는 -2가의 하나 이상의 음이온이다.
The electrode of claim 4, wherein the cathode comprises a lithium manganese composite oxide having a spinel structure represented by Chemical Formula 1 as a cathode active material:
Li x M y Mn 2 - y O 4 - z z (1)
Wherein 0 < y < 2, 0 z < 0.2,
M is at least one element selected from the group consisting of Al, Mg, Ni, Co, Fe, Cr, V, Ti, Cu, B, Ca, Zn, Zr, Nb, Mo, Sr, Sb, W, ;
A is one or more of an anion of -1 or -2.
제 5 항에 있어서, 상기 화학식 1의 리튬 망간 복합 산화물은 하기 화학식 2로 표시되는 리튬 니켈 망간 복합 산화물(Lithium Nickel Manganese complex Oxide: LNMO)인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극:
LixNiyMn2-yO4 (2)
상기 식에서, 0.9≤x≤1.2, 0.4≤y≤0.5이다.
The method of claim 5, wherein the lithium manganese composite oxide of Formula 1 is a lithium nickel manganese complex oxide (Lithium Nickel Manganese complex oxide: LNMO) represented by the formula (2):
Li x Ni y Mn 2-y O 4 (2)
In the above formula, 0.9? X? 1.2 and 0.4? Y? 0.5.
제 6 항에 있어서, 상기 화학식 2의 리튬 니켈 망간 복합 산화물은 LiNi0.5Mn1.5O4 또는 LiNi0.4Mn1.6O4인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.The electrode of claim 6, wherein the lithium nickel manganese composite oxide of Formula 2 is LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 or LiNi 0.4 Mn 1.6 O 4 . 제 4 항에 있어서, 상기 음극은 음극 활물질로서 하기 화학식 3으로 표시되는 리튬 금속 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극:
LiaM’bO4-cAc (3)
상기 식에서, M’은 Ti, Sn, Cu, Pb, Sb, Zn, Fe, In, Al 및 Zr로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이고;
a 및 b는 0.1≤a≤4; 0.2≤b≤4의 범위에서 M’의 산화수(oxidation number)에 따라 결정되며;
c는 0≤c<0.2의 범위에서 산화수에 따라 결정되고;
A는 -1 또는 -2가의 하나 이상의 음이온이다.
The electrode for secondary batteries of claim 4, wherein the negative electrode comprises a lithium metal oxide represented by the following Chemical Formula 3 as a negative electrode active material:
Li a M ' b O 4-ca c (3)
In the above formula, M 'is at least one element selected from the group consisting of Ti, Sn, Cu, Pb, Sb, Zn, Fe, In, Al and Zr;
a and b are 0.1? a? 4; Is determined according to the oxidation number of M 'in the range of 0.2? B? 4;
c is determined according to the oxidation number in the range of 0? c <0.2;
A is one or more of an anion of -1 or -2.
제 8 항에 있어서, 상기 화학식 3의 리튬 금속 산화물은 하기 화학식 4로 표시되는 리튬 티타늄 산화물(Lithium Titanium Oxide: LTO)인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극:
LiaTibO4 (4)
상기 식에서, 0.5≤a≤3, 1≤b≤2.5 이다.
The method of claim 8, wherein the lithium metal oxide of Formula 3 is a lithium titanium oxide (Lithium Titanium Oxide: LTO) represented by the following formula (4):
Li a Ti b O 4 (4)
In the above formula, 0.5? A? 3, 1? B? 2.5.
제 9 항에 있어서, 상기 화학식 4의 리튬 티타늄 산화물은 Li1.33Ti1.67O4 또는 LiTi2O4인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.The electrode of claim 9, wherein the lithium titanium oxide of Formula 4 is Li 1.33 Ti 1.67 O 4 or LiTi 2 O 4 . 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.A secondary battery comprising the electrode according to any one of claims 1 to 10. 제 11 항에 있어서, 상기 이차전지는 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 이차전지.12. The secondary battery according to claim 11, wherein the secondary battery is a lithium secondary battery. 제 11 항에 따른 이차전지를 단위전지로 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.A battery module comprising the secondary battery according to claim 11 as a unit cell. 제 13 항에 따른 전지모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.A battery pack comprising the battery module according to claim 13. 제 14 항에 따른 전지팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.A device comprising a battery pack according to claim 14. 제 15 항에 있어서, 상기 디바이스는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장용 시스템인 것을 특징으로 하는 디바이스.The device of claim 15, wherein the device is an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, or a system for power storage.
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WO2015123033A1 (en) * 2014-02-11 2015-08-20 Battelle Memorial Institute Thick electrodes including nanoparticles having electroactive materials and methods of making same

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