KR20150070939A - Secondary battery and preparation method thereof - Google Patents

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타카노부 야마다
유이치 아이하라
사토시 후지키
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Abstract

A secondary battery and a preparation method thereof are disclosed. The secondary battery comprises an electrode layer forming area and an electrode layer non-forming area on the surface of an electrode collector of each of a first electrode structure and a second electrode structure. The electrode layer forming area includes the electrode layer non-forming area including an electrode collecting tap binding area. The secondary battery is made by surrounding the first electrode structure, the second electrode structure, and an electrolyte layer between them with an exterior and integrating them by pressurizing.

Description

이차전지 및 이차전지의 제조방법{Secondary battery and preparation method thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a secondary battery and a secondary battery,

이차전지 및 이차전지의 제조방법에 관한 것이다.A secondary battery, and a method of manufacturing the secondary battery.

이차전지는 양극과 음극 사이에 배치된 전해질을 통해 전하를 이동시키면서 충전과 방전을 반복할 수 있는 장치이다. The secondary battery is a device capable of repeating charging and discharging while moving charges through an electrolyte disposed between an anode and a cathode.

최근, 이차전지, 예를 들어 리튬이온 이차전지는 박형화의 수요에 대응하여 알루미늄 라미네이트 필름 등을 이용한 외장체로 셀을 둘러싸는 구조가 있다. 2. Description of the Related Art In recent years, a secondary battery, for example, a lithium ion secondary battery, has a structure that surrounds a cell with an external body using an aluminum laminate film or the like in response to a demand for thinning.

리튬이온 이차전지의 셀은 일반적으로 양극 집전체의 면상에 양극층을 형성시키고 양극 집전탭을 접합시킨 양극 구조체, 음극 집전체의 면상에 음극층을 형성시키고 음극 집전탭을 접합시킨 음극 구조체, 및 상기 양극 구조체 및 상기 음극 구조체와의 사이에 배치되는 전해질층을 갖는 구조이다. 각 층을 적층시키는 경우, 양극 집전탭 및 음극 집전탭은 각 층을 접합시킬 때 서로 이간(離間)하는 위치에 각각의 전극 구조체에 접합된다.A cell of a lithium ion secondary battery generally comprises a positive electrode structure in which a positive electrode layer is formed on the surface of a positive electrode collector and a positive electrode collector tab is bonded to the positive electrode collector, a negative electrode structure in which a negative electrode layer is formed on the surface of the negative electrode collector, And an electrolyte layer disposed between the cathode structure and the cathode structure. When the layers are laminated, the positive electrode current collecting tab and the negative electrode current collecting tab are bonded to the respective electrode structures at positions where the layers are separated from each other.

한편, 리튬이온 이차전지의 에너지 밀도를 향상시키기 위해서는 전극층의 면적이 클 것을 요한다. 전극층의 면적을 크게 확보하기 위해 전극 집전탭 접합영역이 전극층 형성영역에서 돌출하여 설치될 수 있다.On the other hand, in order to improve the energy density of the lithium ion secondary battery, it is required that the area of the electrode layer is large. In order to secure a large area of the electrode layer, the electrode current collecting tab junction region may be provided so as to protrude from the electrode layer forming region.

그런데, 전극 집전탭 접합영역이 전극층 형성영역에서 돌출하는 구조에서는 전지 제조시 행해지는 가압처리에 의해 전극 집전탭 접합영역이 파단되기 쉽다. 또한 상기 구조의 형상을 외장체로 둘러싸는 경우에 리튬이온 이차전지의 에너지 밀도가 억제될 수 있다. However, in the structure in which the electrode current collecting tab junction region protrudes from the electrode layer forming region, the electrode current collecting tab junction region is liable to be broken by the pressurizing treatment performed in manufacturing the battery. In addition, when the shape of the structure is surrounded by the outer body, the energy density of the lithium ion secondary battery can be suppressed.

따라서, 집전탭 접합영역의 파손을 방지하고 에너지 밀도를 향상시키기 위한 구조를 갖는 이차전지가 요구된다.Therefore, there is a need for a secondary battery having a structure for preventing breakage of the current collecting tap junction region and improving energy density.

한 측면은 집전탭 접합영역의 파손을 회피할 수 있고, 생산효율 및 에너지 밀도를 향상시킨 이차전지를 제공한다.One aspect of the present invention provides a secondary battery capable of avoiding breakage of the current collecting tab junction region and improving production efficiency and energy density.

다른 한 측면은 상기 이차전지의 제조방법을 제공한다.Another aspect provides a method of manufacturing the secondary battery.

일 측면에 따라,According to one aspect,

제1 전극 구조체 및 제2 전극 구조체 각각의 전극 집전체의 면상에 전극층 형성영역 및 전극층 비형성영역을 포함하는 이차전지로서,A secondary battery comprising an electrode layer forming region and an electrode layer non-forming region on a surface of an electrode collector of each of the first electrode structure and the second electrode structure,

상기 전극층 형성영역의 내부에 전극 집전탭 접합영역을 포함하는 전극층 비형성영역을 포함하며, And an electrode layer non-formation region including an electrode current collecting tab junction region in the electrode layer formation region,

상기 제1 전극 구조체, 상기 제2 전극 구조체, 및 이들 사이에 배치된 전해질층을 외장체로 둘러싸고 가압처리에 의해 일체화시킨 것인 이차전지가 제공된다.Wherein the first electrode structure, the second electrode structure, and the electrolyte layer disposed between the first electrode structure and the second electrode structure are surrounded by an external body and integrated by pressure treatment.

다른 일 측면에 따라,According to another aspect,

제1 전극 집전체 및 제2 전극 집전체의 면상에 각각 제1 전극 활물질 또는 제2 전극 활물질을 포함하는 전극 코팅액을 각각 도포하여 제1 전극층, 제2 전극층, 및 이들 전극층 내부에 각각 전극 집전탭 접합영역을 포함하는 전극층 비형성영역을 형성하는 단계;An electrode coating liquid containing a first electrode active material or a second electrode active material is coated on the surfaces of the first electrode current collector and the second electrode current collector to form first electrode layers and second electrode layers, Forming an electrode layer non-formation region including a junction region;

상기 전극 집전탭 접합영역에 전극 집전탭을 접합시켜 제1 전극 구조체 및 제2 전극 구조체를 제조하는 단계; 및Forming a first electrode structure and a second electrode structure by bonding an electrode current collecting tab to the electrode current collecting tab junction region; And

상기 제1 전극 구조체 및 상기 제2 전극 구조체의 사이에 전해질층을 배치시키고 이들을 외장체로 둘러싸고 가압처리에 의해 일체화시켜 이차전지를 제조하는 단계;를 포함하는 이차전지의 제조방법이 제공된다.Forming an electrolyte layer between the first electrode structure and the second electrode structure, and surrounding the electrolyte layer with an external body and integrating the electrolyte layer by pressurization to manufacture a secondary battery.

일 측면에 따르면, 전극 집전탭 접합영역의 파손을 방지하여 이차전지의 생산효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 전극 구조체, 전해질층, 및 제2 전극 구조체로 이루어진 이차전지의 셀의 체적을 감소시켜 셀을 둘러싸고 있는 외장체의 사용량을 줄일 수 있다. 이에 따라 이차전지의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.According to an aspect of the present invention, it is possible to prevent breakage of the electrode current collecting tab junction region, thereby improving the production efficiency of the secondary battery. In addition, the volume of the cells of the secondary battery including the first electrode structure, the electrolyte layer, and the second electrode structure may be reduced to reduce the amount of the outer body surrounding the cells. Thus, the energy density of the secondary battery can be improved.

도 1a는 실시예의 전극 구조체(100)를 나타낸 평면 개략도이다.
도 1b는 전극 집전탭 접합영역(102)(전극 집전체(103)의 전극층 비형성영역)에 전극 집전탭(104)을 접합시킨 후, 외장체(106) 및 실란트(105)로 밀폐한 실시예의 전극 구조체(100)를 나타낸 평면 개략도이다.
도 2a는 비교예의 전극 구조체(200)를 나타낸 평면 개략도이다.
도 2b는 전극 집전탭 접합영역(202)(전극 집전체(203)의 전극층 비형성영역)에 전극 집전탭(204)을 접합시킨 후, 외장체(206) 및 실란트(205)로 밀폐한 비교예의 전극 구조체(200)를 나타낸 평면 개략도이다.
도 3은 일 구현예에 따른 전고체 전지를 나타낸 단면 모식도이다.
1A is a schematic plan view showing an electrode structure 100 of an embodiment.
1B shows a state in which the electrode current collecting tab 104 is bonded to the electrode current collecting tab junction region 102 (the region where the electrode current collector 103 of the electrode current collector 103 is formed), and then the external electrode 106 and the sealant 105 are sealed 1 is a schematic plan view showing an exemplary electrode structure 100. Fig.
2A is a schematic plan view showing an electrode structure 200 of a comparative example.
2B shows a comparison in which the electrode current collecting tabs 204 are bonded to the electrode current collecting tab junction region 202 (the electrode layer non-formation region of the electrode current collector 203) and then the external electrode 206 and the sealant 205 are sealed 2 is a schematic plan view showing an exemplary electrode structure 200. Fig.
3 is a cross-sectional schematic diagram illustrating a pre-solid battery according to one embodiment.

본 발명의 구현예는 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명의 구현예는 이하에 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 구현예는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Embodiments of the present invention will become more apparent by referring to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention are not limited to the embodiments described below, but may be implemented in various other forms. The present embodiments are provided so that the disclosure of the present invention is not limited thereto and that those skilled in the art will fully understand the scope of the present invention. Embodiments of the invention are only defined by the scope of the claims.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms " comprises "and / or" comprising ", as used herein, mean that a component, step, operation and / And does not exclude the presence or addition thereof. The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by terms. Terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 명세서에서, "제1 전극 구조체" 및 "제2 전극 구조체"는 서로 반대극이 되는 구조체이며, 각각 "양극 구조체" 및 "음극 구조체"이거나 또는 "음극 구조체" 및 "양극 구조체"인 것을 의미한다. As used herein, the terms "first electrode structure" and "second electrode structure" are constructions that are opposite to each other and mean "anode structure" and "cathode structure" or "cathode structure" and "anode structure" do.

본 명세서에서, "전극 집전체"는 상기 "제1 전극 구조체" 및 상기 "제2 전극 구조체"에 각각 "제1 전극 집전체" 또는 "제2 전극 집전체"로서 포함된다.In the present specification, the "electrode current collector" is included as the "first electrode current collector" or the "second electrode current collector" in the "first electrode structure" and the "second electrode structure", respectively.

본 명세서에서, "전극층 형성영역"은 상기 전극 집전체 면상에 전극 활물질이 담지되어 있는 영역을 의미하며, "제1 전극층 형성영역" 또는 "제2 전극층 형성영역"을 포함한다.In the present specification, "electrode layer forming region" means a region on the electrode collector surface carrying the electrode active material and includes "first electrode layer forming region" or "second electrode layer forming region ".

본 명세서에서, "전극층 비형성영역"은 상기 전극 집전체 면상에 전극 활물질이 담지되어 있지 않은 영역을 의미하며, "제1 전극층 비형성영역" 또는 "제2 전극층 비형성영역"을 포함한다.In the present specification, "electrode layer non-formation region" means a region on the electrode current collector surface where the electrode active material is not supported, and includes the "first electrode layer non-formation region"

본 명세서에서, "면상에"는 "면과 직접 접촉한 위에", 또는 "면과 직접 접촉하지 않고 점착층(adhesion layer)과 같은 단층 또는 복수층의 위에"의 의미를 포함한다.As used herein, the term "on a face" includes the meaning of "on top of direct contact with a face ", or" on a single layer or a plurality of layers such as an adhesion layer without direct contact with a face ".

본 명세서에서, "(최)외연부"는 원형 또는 다각형 형상의 (제일) 바깥쪽 가장자리를 의미한다.As used herein, the term "(outermost) edge" means the (outer) outer edge of a circular or polygonal shape.

이하, 본 발명의 구현예에 따른 이차전지 및 이차전지의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다. 상기 이차전지의 일 구현예로서 리튬이온 이차전지에 대하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, a secondary battery and a method for manufacturing the secondary battery according to embodiments of the present invention will be described in detail. The lithium ion secondary battery will be described in further detail as an embodiment of the secondary battery.

도 2a는 비교예의 전극 구조체를 나타낸 평면 개략도이다. 도 2b는 전극 집전탭 접합영역(202) (전극 집전체(203)의 전극층 비형성영역)에 전극 집전탭(204)을 접합시킨 후, 외장체(206) 및 실란트(205)로 밀폐한 비교예의 전극 구조체(200)를 나타낸 평면 개략도이다.2A is a schematic plan view showing an electrode structure of a comparative example. 2B shows a comparison in which the electrode current collecting tabs 204 are bonded to the electrode current collecting tab junction region 202 (the electrode layer non-formation region of the electrode current collector 203) and then the external electrode 206 and the sealant 205 are sealed 2 is a schematic plan view showing an exemplary electrode structure 200. Fig.

도 2a 및 도 2b에서, (200)은 전극 구조체이고 (201)은 전극 집전체(203)의 면상에 형성된 전극층이며 (202)는 전극 집전탭 접합영역을 나타낸다. 전극 구조체(200)는 제1 전극 구조체 또는 제2 전극 구조체이다. In FIGS. 2A and 2B, reference numeral 200 denotes an electrode structure, reference numeral 201 denotes an electrode layer formed on the surface of the electrode current collector 203, and reference numeral 202 denotes an electrode current collecting tab junction region. The electrode structure 200 is a first electrode structure or a second electrode structure.

도 2b에 나타낸 바와 같이, 전극 집전탭(204)의 일 단부는 도시하지 않은 리드에 접속하기 위하여 외장체(206)의 외부에 노출시킨다. 도 2b에서는 설명을 단순화하기 위해 전극 구조체만을 도시하지만, 실제 리튬이온 이차전지에서는 두 개의 전극 구조체 및 전해질층으로 이루어진 셀을 외장체로 둘러싼다. 따라서, 전극 집전탭(204)도 이간하는 위치에 도시하지 않은 다른 전극 집전탭도 노출한 상태에서 외장체로 둘러싼다.As shown in Fig. 2B, one end of the electrode current collecting tab 204 is exposed to the outside of the external body 206 for connection to a lead (not shown). In FIG. 2B, only the electrode structure is shown to simplify the description, but in a practical lithium ion secondary battery, a cell made up of two electrode structures and an electrolyte layer is enclosed by an external body. Therefore, the electrode current collecting tab 204 also surrounds another electrode current collecting tab (not shown) in the exposed position with the external body.

그러나 도 2a 및 도 2b에 나타낸 바와 같은 비교예의 전극 구조체(200)는 전극 집전탭 접합영역(202)이 전극층 형성영역에서 돌출하는 구조를 가지고 있기 때문에 전지의 제조시에 행해지는 가압처리에 의하여 전극 집전탭 접합영역(202)(전극 집전체(203)의 전극층 비형성영역)이 파단되기 쉽다. 또한 상기 비교예의 전극 구조체(200)를 외장체(206)로 둘러싸는 경우 외장체의 사용량이 증대하면서 에너지 밀도가 저하될 수 있다.However, since the electrode assembly 200 of the comparative example shown in Figs. 2A and 2B has a structure in which the electrode current collecting tab junction region 202 protrudes from the electrode layer forming region, The current collecting tab junction region 202 (the electrode layer non-formation region of the electrode current collector 203) tends to break. Also, when the electrode structure 200 of the comparative example is surrounded by the case 206, the amount of the case may be increased and the energy density may be lowered.

[이차전지: 리튬이온 이차전지][Secondary Battery: Lithium Ion Secondary Battery]

일 측면에 따르면, 이차전지는 제1 전극 구조체 및 제2 전극 구조체 각각의 전극 집전체의 면상에 전극층 형성영역 및 전극층 비형성영역을 포함하는 이차전지로서, 상기 전극층 형성영역의 내부에 전극 집전탭 접합영역을 포함하는 전극층 비형성영역을 포함하며, 상기 제1 전극 구조체, 상기 제2 전극 구조체, 및 이들 사이에 배치된 전해질층을 외장체로 둘러싸고 가압처리에 의해 일체화시킨 것일 수 있다.According to an aspect of the present invention, a secondary battery includes an electrode layer forming region and an electrode layer non-forming region on a surface of an electrode collector of each of the first electrode structure and the second electrode structure, And an electrode layer non-formation region including a bonding region, and the first electrode structure, the second electrode structure, and the electrolyte layer disposed therebetween are surrounded by an external body and integrated by pressure treatment.

상기 제1 전극 구조체 및 제2 전극 구조체에 대하여 도 1a 및 도 1b를 이용하여 설명한다. The first electrode structure and the second electrode structure will be described with reference to Figs. 1A and 1B.

도 1a는 실시예의 전극 구조체를 나타낸 평면 개략도이다. 도 1b는 전극 집전탭 접합영역(102)(전극 집전체(103)의 전극층 비형성영역)에 전극 집전탭(104)을 접합시킨 후, 외장체(106) 및 실란트(105)로 밀폐한 실시예의 전극 구조체(100)를 나타낸 평면 개략도이다.1A is a schematic plan view showing an electrode structure of an embodiment. 1B shows a state in which the electrode current collecting tab 104 is bonded to the electrode current collecting tab junction region 102 (the region where the electrode current collector 103 of the electrode current collector 103 is formed), and then the external electrode 106 and the sealant 105 are sealed 1 is a schematic plan view showing an exemplary electrode structure 100. Fig.

도 1a 및 도 1b에서, (100)은 전극 구조체, (101)은 전극 집전체(103)의 면상에 형성된 전극층이다. (102)는 전극 집전탭 접합영역이다. 전극 집전탭 접합영역(102)은 전극 집전체(103)의 면상에 있어서 전극층 비형성영역에 있기 때문에 전극 집전체(103)가 노출된 상태이다. 그러나 본 발명의 전극 집전탭 접합영역(103)은, 전극 집전체(103)의 면 방향에 있어서 돌출하지 않는다. 상기 제1 전극 구조체 및 상기 제2 전극 구조체는 모두 상기 구조를 구비하고 있다.1A and 1B, reference numeral 100 denotes an electrode structure, and reference numeral 101 denotes an electrode layer formed on the surface of the electrode current collector 103. (102) is an electrode current collecting tab junction region. The electrode current collecting tab junction region 102 is in a state where the electrode current collector 103 is exposed because it is in the electrode layer non-formation region on the surface of the electrode current collector 103. However, the electrode current collecting tab junction region 103 of the present invention does not protrude in the surface direction of the electrode current collector 103. The first electrode structure and the second electrode structure both have the above structure.

두 개의 전극 구조체의 사이에 도시되지 않은 전해질층을 배치하여 셀이 조립된다. 상기 셀은 외장체(106)로 둘러싸이며, 외장체(106) 및 실란트(105)로 밀폐된다. 도 1b는 외장체(106) 및 실란트(105)로 밀폐된 셀이다. 도 1b에서는 설명을 간략히 하기 위해 전극 구조체(100), 예를 들어, 제1 전극 구조체만을 보여주지만, 이차전지, 예를 들어, 리튬이온 이차전지에서는 외장체 내에 제2 전극 구조체가 적층되기 때문에 일 전극 집전탭(104)에서 이격시킨 위치에서 제2 전극 구조체의 전극 집전탭도 노출된다.An electrolyte layer (not shown) is disposed between the two electrode structures to assemble the cell. The cell is surrounded by an enclosure 106 and is sealed with an enclosure 106 and a sealant 105. 1B is a cell sealed with an enclosure 106 and a sealant 105. Fig. In FIG. 1B, only the electrode structure 100, for example, the first electrode structure is shown for the sake of simplicity. However, in a secondary battery, for example, a lithium ion secondary battery, The electrode current collecting tab of the second electrode structure is also exposed at the position spaced apart from the electrode current collecting tab 104.

전극 집전탭 접합영역(102)은 전극층 형성영역 내의 어디에도 형성되어 있어도 좋다. 그러나 전극 집전탭 접합영역(102)이 너무 넓은 경우, 전극층의 부족으로 이어져 에너지 밀도의 저하를 초래한다. 따라서, 전극 집전탭 접합영역(102)의 면적을 최소한으로 하여 전극층(101)을 최대한 확보할 필요가 있다.The electrode current collecting tab junction region 102 may be formed anywhere in the electrode layer forming region. However, when the electrode current collecting tab junction region 102 is too wide, it leads to a shortage of the electrode layer, resulting in a decrease in the energy density. Therefore, it is necessary to minimize the area of the electrode current collecting tab junction region 102 and to secure the electrode layer 101 as much as possible.

도 1a 및 도 1b에 나타낸 바와 같이, 전극 집전탭 접합영역(102)은 전극층 형성영역의 최외연부에 위치한다. 전극 집전탭 접합영역(102)의 형상은 원형 또는 다각형을 포함할 수 있다. 다각형의 경우는 삼각형 또는 사각형이 바람직하고, 제조용이성의 관점에서는 사각형이 보다 바람직하다.As shown in Figs. 1A and 1B, the electrode current collecting tab junction region 102 is located at the outermost portion of the electrode layer forming region. The shape of the electrode current collecting tab junction region 102 may include a circle or a polygon. In the case of a polygon, a triangle or a quadrangle is preferable, and from the viewpoint of ease of manufacture, a quadrangle is more preferable.

이에 의해, 전극 집전탭 접합영역(102)은 그 외주의 두 방향 이상이 전극층(101)에 둘러싸인다. 따라서 전극 집전탭 접합영역(102)(전극 집전체(103)의 전극층 비형성영역)의 외연부는 면 방향에 평행한 두 방향 이상에서 전극층 형성영역에 의해 지지될 수 있다. "면 방향"이라 함은 전극 집전체의 가로면 또는 세로면 방향을 의미한다.As a result, the electrode current collecting tab junction region 102 is surrounded by the electrode layer 101 in two or more directions on its outer periphery. Therefore, the outer edge portion of the electrode current collecting tab junction region 102 (the electrode layer non-formation region of the electrode current collector 103) can be supported by the electrode layer formation region in two or more directions parallel to the surface direction. The term "surface direction" means the horizontal or vertical direction of the current collector.

그 결과, 전극 집전탭 접합영역(102)(전극 집전체(103)의 전극층 비형성영역)이 후에 각 층을 일체화시키기 위해 실시하는 가압처리를 행하여도 전극 집전탭 접합영역(102)(전극 집전체(103)의 전극층 비형성영역)이 파단하지 않는다. 이로 인해, 본 발명의 이차전지, 예를 들어, 리튬이온 이차전지는 내압성이 우수하고, 보다 구체적으로는 294MPa 내지 980MPa의 가압처리를 행한 경우에도 전극 집전탭 접합영역(102)(전극 집전체(103)의 전극층 비형성영역 내)의 파단을 방지할 수 있다. 즉, 전극 구조체(100)의 개량에 의해 리튬이온 이차전지의 제조효율향상에 기여할 수 있다.As a result, even if the electrode current collecting tab junction region 102 (the electrode layer non-formation region of the electrode current collector 103) is subjected to a pressing process to integrate the respective layers later, the electrode current collecting tab junction region 102 The electrode layer non-formation region of the entirety 103) does not break. Therefore, the secondary battery of the present invention, for example, a lithium ion secondary battery is excellent in pressure resistance, and more specifically, even when pressure treatment of 294 MPa to 980 MPa is performed, the electrode current collecting tab junction region 102 103 in the electrode-layer non-formation region) can be prevented. That is, by improving the electrode structure 100, the manufacturing efficiency of the lithium ion secondary battery can be improved.

도 1b에서, 전극 집전탭 접합영역(102)의 형상이 사각형이다. 전극 집전탭 접합영역(102)의 외연부는 면 방향에 평행한 세 방향에서 상기 전극층 형성영역에 의해 지지된다. 도 1b에 나타낸 화살표는 전극층(101)에 의한 전극 집전탭(104)의 지지방향이다. 다른 예로서, 전극 집전탭 접합영역(102)이 삼각형의 경우는 면 방향에 평행한 두 방향에서 지지될 수 있고, 육각형의 경우는 면 방향에 평행한 다섯 방향에서 지지될 수 있다. 다시 말하면, n각형의 전극 집전탭 접합영역(102)을 형성하는 경우, 전극 집전탭 접합영역(102)은 전극 집전체의 전극층 형성영역에 의해 면 방향에 평행한 (n-1)방향에서 지지될 수 있다. 또한, 이에 대응하는 형상의 전극 집전탭(104)을 접합하는 경우, 전극 집전탭(104)은 전극층(101)에 의해 면 방향에 평행한 (n-1)방향에서 지지될 수 있다.In Fig. 1B, the shape of the electrode current collecting tab junction region 102 is rectangular. The outer edge portion of the electrode current collecting tab junction region 102 is supported by the electrode layer forming region in three directions parallel to the surface direction. The arrows shown in Fig. 1B indicate the supporting direction of the electrode current collecting tab 104 by the electrode layer 101. Fig. As another example, the electrode current collecting tab junction region 102 can be supported in two directions parallel to the plane direction in the case of a triangle, and in five directions parallel to the plane direction in the case of a hexagon. In other words, in the case of forming the n-type electrode current collecting tab junction region 102, the electrode current collecting tab junction region 102 is supported in the (n-1) direction parallel to the surface direction by the electrode layer forming region of the electrode current collector . When the electrode current collecting tab 104 having a shape corresponding thereto is to be joined, the electrode current collecting tab 104 can be supported in the (n-1) direction parallel to the surface direction by the electrode layer 101.

도 1b에서, 전극 구조체(100)는 전극 집전탭 접합영역(102)에 접합되고, 일 단부가 전극 집전체로부터 돌출된 전극 집전탭(104)을 포함한다. 전극 집전탭(104)이 면 방향에 평행한 두 방향 이상에서 상기 전극층 형성영역에 형성된 전극층(101)에 의해 지지될 수 있다. 따라서 전극 집전탭 접합영역(102)을 전극층 형성영역의 내측에 형성시킬 정도로 전극 집전탭 접합영역(102)이 커진다. 1B, the electrode structure 100 includes an electrode current collecting tab 104 joined to the electrode current collecting tab junction region 102 and having one end protruded from the electrode current collector. The electrode current collecting tab 104 can be supported by the electrode layer 101 formed in the electrode layer forming region in two or more directions parallel to the surface direction. Therefore, the electrode current collecting tab junction region 102 becomes large enough to form the electrode current collecting tab junction region 102 inside the electrode layer forming region.

그 결과, 전극 집전탭 접합영역(102)의 면적은 상기 전극 집전체 총 면적을 기준으로 하여 0.8% 내지 1.3%일 수 있다. 전극 집전탭 접합영역(102)의 면적이 1.3% 이상, 즉 전극층 면적이 98.7% 미만인 경우, 리튬이온 이차전지의 에너지 밀도가 저하될 수 있다. 전극층 면적이 99.2% 이상인 경우, 전극 집전탭 접합영역(102)의 면적은 0.8% 미만이 된다. 그 경우, 전극 집전탭(104)의 접합면적이 작아지게 되고, 접합력이 저하하여 전극 집전탭(104)이 파단될 우려가 있다.As a result, the area of the electrode current collecting tab junction region 102 may be 0.8% to 1.3% based on the total area of the electrode collector. When the area of the electrode current collecting tab junction region 102 is 1.3% or more, that is, the electrode layer area is less than 98.7%, the energy density of the lithium ion secondary battery may be lowered. When the electrode layer area is 99.2% or more, the area of the electrode current collecting tab junction region 102 becomes less than 0.8%. In this case, the bonding area of the electrode current collecting tab 104 becomes small, and the bonding force is reduced, and the electrode current collecting tab 104 may be broken.

전극 집전탭 접합영역을 상기에 설명한 태양으로 형성시킴으로써 돌출부분이 갖지 않는 형상의 이차전지의 셀을 형성할 수 있다. 전극 구조체(100)는, 도 2a 및 도 2b의 전극 구조체(200)와 같은 돌출부분을 갖는 전극 구조체와 비교하여, 중량으로서 5% 내지 15%를, 또한, 체적으로서 3% 내지 5%를 저감할 수 있다. 이에 의해 외장체의 사용량을 억제할 수 있고, 외장체의 저항에 기인하는 에너지 밀도의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 전극층 면적이 감소하여도 외장체의 사용량 저감에 의해 전극 구조체의 구성에 유래하는 에너지 밀도저하가 상쇄되어, 결과적으로는 리튬이온 이차전지의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다. 상기 리튬이온 이차전지는 모바일 기기, 하이브리드 자동차, 전기 자동차, 또는 전동공구 등에 사용될 수 있다.By forming the electrode current collecting tab junction region with the above-described mode, it is possible to form a cell of a secondary battery cell having no protruding portion. The electrode structure 100 reduces 5% to 15% in weight and 3% to 5% in volume as compared with the electrode structure having protruding portions such as the electrode structure 200 in Figs. 2A and 2B can do. As a result, the amount of use of the external body can be suppressed, and the lowering of the energy density due to the resistance of the external body can be suppressed. Therefore, even if the area of the electrode layer is reduced, the energy density reduction attributed to the structure of the electrode structure is canceled by the reduction in the amount of the outer body used, and as a result, the energy density of the lithium ion secondary battery can be improved. The lithium ion secondary battery may be used in a mobile device, a hybrid vehicle, an electric vehicle, or a power tool.

상기 제1 전극 구조체 및 상기 제2 전극 구조체는 전극층의 함유성분이 다른 것 외에는 동일한 구성을 구비하고 있다. 상기 제1 전극 구조체 및 상기 제2 전극 구조체는 어느 한 쪽의 전극층에 양극 활물질을 포함하고, 다른 한 쪽의 전극층에 음극 활물질을 포함한다. 이하의 설명에서는, 편의상 제1 전극 구조체를 양극 구조체로 하고, 제2 전극 구조체를 음극 구조체로 하여 설명한다. The first electrode structure and the second electrode structure have the same constitution except that the content of the electrode layer is different. The first electrode structure and the second electrode structure include a cathode active material on one of the electrode layers and a negative electrode active material on the other electrode layer. In the following description, the first electrode structure is referred to as a positive electrode structure and the second electrode structure is referred to as a negative electrode structure for the sake of convenience.

양극 구조체를 구성하는 양극층은 양극 활물질 및 결착제를 함유하고, 양극 집전체의 면 상에 형성된다. The positive electrode layer constituting the positive electrode structure contains the positive electrode active material and the binder, and is formed on the surface of the positive electrode collector.

양극 집전체는 도전성을 구비한 재료가 사용될 수 있고, 예를 들어, 알루미늄, 스테인레스강, 니켈 도금강 등이 사용될 수 있다. As the positive electrode collector, a material having conductivity may be used, and for example, aluminum, stainless steel, nickel-plated steel, or the like may be used.

양극 활물질은 리튬이온을 가역적으로 흡장 및 방출할 수 있는 화합물이라면 모두 가능하다. 상기 리튬이온을 가역적으로 흡장 및 방출할 수 있는 화합물은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 그 구쳬적인 예는 LiaA1 - bBbD2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 및 0 ≤b ≤0.5이다); LiaE1 - bBbO2 - cDc(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiE2 - bBbO4 - cDc(상기 식에서, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiaNi1 -b- cCobBcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNi1 -b- cCobBcO2 Fα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤0.05, 0 < α < 2이다); LiaNi1 -b- cCobBcO2 F2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNi1-b-cMnbBcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1 -b- cMnbBcO2 Fα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNi1 -b- cMnbBcO2 F2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNibEcGdO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0.001 ≤ d ≤ 0.1이다.); LiaNibCocMndGeO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤ 0.5, 0.001 ≤ e ≤ 0.1이다.); LiaNiGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaCoGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMnGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMn2GbO4(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiQO2; LiQS2; LiV2O5; LiIO2; LiNiVO4; Li(3-f)J2(PO4)3(0≤ f≤ 2); Li(3-f)Fe2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2);및 LiFePO4의 화학식 중 어느 하나로 표현되는 화합물일 수 있다.The positive electrode active material can be any compound capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium ions. The compound capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium ions is not particularly limited, but specific examples thereof include Li a A 1 - b B b D 2 wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, and 0 ≤ b ≤ 0.5); Li a E 1 - b B b O 2 - c D c where 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05; LiE 2 - b B b O 4 - c D c where 0? B? 0.5, 0? C? 0.05; Li a Ni 1 -b- c Co b B c D ? Wherein, in the formula, 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05, 0 <? Li a Ni 1 -b- c Co b B c O 2 - ? F ? Wherein , in the formula, 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05, 0 <? Li a Ni 1 -b- c Co b B c O 2 - ? F 2 wherein 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05, 0 <? Li a Ni 1-bc Mn b B c D ? Wherein, in the formula, 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05, 0 <? Li a Ni 1 -b- c Mn b B c O 2 - ? F ? Wherein , in the formula, 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05, 0 <? Li a Ni 1 -b- c Mn b B c O 2 - ? F 2 wherein 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05, 0 <? Li a Ni b E c G d O 2 wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, and 0.001 ≤ d ≤ 0.1; Li a Ni b Co c Mn d G e O 2 wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤ 0.5, and 0.001 ≤ e ≤ 0.1; Li a NiG b O 2 (in the above formula, 0.90? A? 1.8, and 0.001? B? 0.1); Li a CoG b O 2 wherein, in the above formula, 0.90? A? 1.8, and 0.001? B? 0.1; Li a MnG b O 2 (in the above formula, 0.90? A? 1.8, 0.001? B? 0.1); Li a Mn 2 G b O 4 wherein, in the above formula, 0.90? A? 1.8, and 0.001? B? 0.1; LiQO 2; LiQS 2 ; LiV 2 O 5 ; LiIO 2 ; LiNiVO 4; Li (3-f) J 2 (PO 4 ) 3 (0? F? 2); Li (3-f) Fe 2 (PO 4 ) 3 (0? F? 2), and LiFePO 4 .

보다 구체적인 예는, 코발트산 리튬(이하,「LCO」라 함), 니켈산 리튬, 니켈 코발트산 리튬, 니켈 코발트 알루미늄산 리튬(이하,「NCA」라 함), 니켈 코발트 망간산 리튬(이하,「NCM」이라 함), 망간산 리튬, 인산철 리튬, 황화니켈, 황화구리, 황, 산화철, 또는 산화바나듐 등을 들 수 있다. 이러한 양극 활물질은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다. 양극 활물질은 양극층의 주성분으로서 양극층 100 중량부를 기준으로 하여 75 내지 99 중량부가 함유될 수 있다.More specifically, lithium cobalt oxide (hereinafter referred to as &quot; LCO &quot;), lithium nickel oxide, lithium nickel cobaltate, lithium nickel cobalt aluminum oxide (hereinafter abbreviated as NCA), nickel cobalt lithium manganese oxide Quot; NCM &quot;), lithium manganese oxide, lithium iron phosphate, nickel sulfide, copper sulfide, sulfur, iron oxide, or vanadium oxide. These cathode active materials may be used singly or in combination of two or more kinds. The positive electrode active material may contain 75 to 99 parts by weight based on 100 parts by weight of the positive electrode layer as a main component of the positive electrode layer.

양극 활물질은, 예를 들어, 층상 암염형 구조를 갖는 전이금속 산화물의 리튬염일 수 있다. 「층상」은 얇은 시트상의 형상을 의미한다. 「암염형 구조」는 결정 구조의 1종류인 염화나트륨형 구조이며, 양이온 및 음이온 각각이 형성한 면심 입방격자가 서로 단위격자의 모서리의 1/2만 어긋난 구조를 말한다. 이와 같은 층상 암염형 구조를 갖는 전이금속 산화물의 리튬염은, 예를 들어, Li1 -x-y- zNixCoyAlzO2 (NCA) 또는 Li1 -x-y-zNixCoyMnzO2(NCM) (0 < x <1, 0 < y <1, 0 < z <1, 및 x+y+z <1)로 표시되는 3원계의 전이금속 산화물의 리튬염을 들 수 있다.The cathode active material may be, for example, a lithium salt of a transition metal oxide having a layered rock salt type structure. &Quot; Layered &quot; means a thin sheet-like shape. &Quot; Salt-like structure &quot; refers to a structure in which a chloride-sodium-type structure is one type of crystal structure, and the face-centered cubic lattices formed by positive and negative ions are displaced from each other by ½ of the corner of the unit lattice. The lithium salt of the transition metal oxide having the layered halide salt structure may be, for example, Li 1 -xy- z Ni x Co y Al z O 2 (NCA) or Li 1 -xyz Ni x Co y Mn z O 2 (NCM) (0 <x <1, 0 <y <1, 0 <z <1, and x + y + z <1).

결착제는 예를 들어, 스티렌-부타디엔 고무(SBR)、부타디엔 고무(BR), 니트릴 고무(NMR), 스티렌 부타디엔 블록 공중합체(SBS), 스티렌 에틸렌 부타디엔 스티렌 블록 공중합체(SEB), 스티렌-(스티렌부타디엔)-스티렌 블록 공중합체 등의 스티렌계 열가소성 엘라스토머류, 천연고무(NR), 이소프렌 고무(IR), 또는 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 공중합체(EPDM) 등을 들 수 있다. 이러한 결착제는 단독으로 사용하여도 좋고, 병용하여도 좋다. Examples of the binder include a styrene-butadiene rubber (SBR), a butadiene rubber (BR), a nitrile rubber (NMR), a styrene butadiene block copolymer (SBS), a styrene ethylene butadiene styrene block copolymer (SEB) (NR), isoprene rubber (IR), or an ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM) may be cited as examples of the styrene-based thermoplastic elastomer. These binders may be used alone or in combination.

전해질층에 고체 전해질을 사용하는 경우에는, 양극 활물질 및 전해질 성분과의 계면을 증가시키기 위해 양극층에 고체 전해질을 포함할 수 있다. 고체 전해질은 인산계 고체 전해질 또는 황화물계 고체 전해질을 사용될 수 있다. 이온 전도도가 높은 황화물계 고체 전해질이 보다 바람직하게 사용될 수 있다.When a solid electrolyte is used for the electrolyte layer, a solid electrolyte may be included in the anode layer to increase the interface with the cathode active material and the electrolyte component. The solid electrolyte may be a phosphoric acid solid electrolyte or a sulfide solid electrolyte. A sulfide-based solid electrolyte having a high ionic conductivity may be more preferably used.

양극층에는 또한, 카본 블랙, 흑연, 미립자 천연 흑연, 인조 흑연, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 탄소섬유; 탄소나노튜브, 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유 또는 금속 튜브; 폴리페닐렌 유도체와 같은 전도성 고분자 등의 도전제가 사용될 수 있으나 이들로 한정되지 않으며, 당해 기술 분야에서 도전재로 사용될 수 있는 것이라면 모두 가능하다.The anode layer may also contain carbon black, graphite, fine natural graphite, artificial graphite, acetylene black, Ketjen black, carbon fiber; Metal powders or metal fibers or metal tubes such as carbon nanotubes, copper, nickel, aluminum, and silver; A conductive polymer such as a polyphenylene derivative, and the like may be used, but the present invention is not limited thereto, and any conductive material may be used as the conductive material in the related art.

음극 구조체를 구성하는 음극층은, 음극 활물질 및 결착제를 함유하고, 음극 집전체의 면상에 형성된다.The negative electrode layer constituting the negative electrode structure contains a negative electrode active material and a binder, and is formed on the surface of the negative electrode collector.

음극 집전체는 도전성을 구비한 재료가 사용될 수 있고, 예를 들어, 구리, 스테인레스강, 또는 니켈 도금강 등이 사용될 수 있다. As the negative electrode collector, a material having conductivity may be used, and for example, copper, stainless steel, or nickel-plated steel may be used.

음극 활물질은 리튬 금속, 리튬과 합금화 가능한 금속물질, 전이 금속 산화물, 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질, 또는 리튬 이온을 가역적으로 삽입 및 탈리 가능한 물질 등을 사용할 수 있다.The negative electrode active material may be a lithium metal, a metal material capable of alloying with lithium, a transition metal oxide, a material capable of doping and dedoping lithium, or a material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium ions.

상기 전이 금속 산화물의 구체적인 예는 바나듐 산화물, 리튬 바나듐 산화물 등이 있고, 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질의 예로는 Si, SiOx(0 < x < 2), Si-Y 합금(상기 Y는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 원소 내지 16족 원소, 전이금속, 희토류 원소 또는 이들의 조합 원소이며, Si은 아님), Sn, SnO2, Sn-Y(상기 Y는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 원소 내지 16족 원소, 전이금속, 희토류 원소 또는 이들의 조합 원소이며, Sn은 아님) 등을 들 수 있고, 또한 이들 중 적어도 하나와 SiO2를 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 원소 Y로는 Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Tc, Re, Bh, Fe, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Ti, Ge, P, As, Sb, Bi, S, Se, Te, Po, 또는 이들의 조합인 것이다.Specific examples of the transition metal oxide include vanadium oxide and lithium vanadium oxide. Examples of the material capable of doping and dedoping lithium include Si, SiO x (0 <x <2), Si-Y alloy (Y Sn, SnO 2 , Sn-Y (wherein Y is an alkali metal, an alkali earth metal, an alkaline earth metal, a Group 13 element to a Group 16 element, a transition metal, a rare earth element or a combination element thereof, A Group 13 element to a Group 16 element, a transition metal, a rare earth element, or a combination element thereof, but not Sn), and at least one of them may be mixed with SiO 2 . The element Y may be at least one element selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Ti, Ge, P, As, Sb, Se, Te, Po, or a combination thereof.

상기 리튬 이온을 가역적으로 삽입 및 탈리할 수 있는 물질로는 카본 물질로서, 리튬이온 이차전지에서 일반적으로 사용되는 카본계 음극 활물질은 어떠한 것도 사용할 수 있으며, 그 대표적인 예는 결정질 카본, 비정질 카본 또는 이들을 함께 사용할 수 있다. 상기 결정질 카본의 예로는 무정형, 판상, 플레이크(flake)상, 구형 또는 섬유형의 천연 흑연 또는 인조 흑연과 같은 흑연을 들 수 있고, 상기 비정질 카본의 예로는 소프트 카본(soft carbon: 저온 소성 탄소) 또는 하드 카본(hard carbon), 메조페이스 피치 탄화물, 소성된 코크스 등을 들 수 있다.As a material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium ions, any carbonaceous anode active material commonly used in lithium ion secondary batteries can be used as the carbonaceous material. Typical examples thereof include crystalline carbon, amorphous carbon, Can be used together. Examples of the crystalline carbon include graphite such as natural graphite or artificial graphite in an amorphous, plate-like, flake-like, spherical or fibrous form. Examples of the amorphous carbon include soft carbon (soft carbon) Or hard carbon, mesophase pitch carbide, fired coke, and the like.

음극 활물질은, 예를 들어, 인조흑연, 천연흑연, 인조흑연 및 천연흑연과의 혼합물, 인조흑연을 피복한 천연흑연 등의 흑연 활물질과, 규소 또는 주석 또는 이들 산화물의 미립자 및 상기 흑연 활물질과의 혼합물, 규소 또는 주석의 미립자, 규소 또는 주석을 기본재료로 한 합금, 또는 Li3Ti5O12 등의 산화티탄계 화합물이 사용될 수 있다. The negative electrode active material is a mixture of a graphite active material such as, for example, artificial graphite, natural graphite, a mixture of artificial graphite and natural graphite, natural graphite coated with artificial graphite, and fine particles of silicon or tin or oxides thereof, Fine particles of silicon or tin, alloys based on silicon or tin, or titanium oxide based compounds such as Li 3 Ti 5 O 12 can be used.

결착제는 상기 양극층에 사용되는 결착제가 동일하게 사용될 수 있다. 또한 경우에 따라 상기 양극층에 사용되는 도전제가 동일하게 사용될 수 있다. The binder may be the same as the binder used for the anode layer. In some cases, the conductive material used for the anode layer may be used as well.

양극 구조체 및 음극 구조체를 구성하는 전극 집전탭은 구리, 알루미늄, 또는니켈 등으로 제조되고, 그 일부가 전극 구조체의 전극 집전탭 접합영역에 접합된다. 접합방법의 예는, 저항용접, 또는 초음파 용접 등을 들 수 있다.The electrode current collecting tabs constituting the anode structure and the cathode structure are made of copper, aluminum, nickel or the like, and a part thereof is bonded to the electrode current collecting tab junction region of the electrode structure. Examples of the bonding method include resistance welding, ultrasonic welding, and the like.

전해질층은 고체 전해질을 포함할 수 있다. 또한 상기 전해질층은 공지의 수계 전해액, 비수계 전해액, 이온성 액체, 또는 고분자겔 전해질을 포함할 수 있다. 고체 전해질은 예를 들어, 황화물계 고체 전해질, 산화물계 고체 전해질, 또는 인산계 고체 전해질 등을 들 수 있다. The electrolyte layer may comprise a solid electrolyte. The electrolyte layer may include a known aqueous electrolyte, a non-aqueous electrolyte, an ionic liquid, or a polymer gel electrolyte. The solid electrolyte may be, for example, a sulfide-based solid electrolyte, an oxide-based solid electrolyte, or a phosphoric acid-based solid electrolyte.

상기 고체 전해질은 황화물계 화합물을 포함할 수 있다. 황화물계 고체 전해질은 이온 전도도가 높아서 유리하다. 고체 전해질의 이온 전도도는 클수록 바람직하며, 구체적으로는 10-5 S/cm 이상이 바람직하고, 10-4 S/cm 이상이 보다 바람직하다. The solid electrolyte may include a sulfide-based compound. Sulfide-based solid electrolytes are advantageous because of their high ionic conductivity. The ion conductivity of the solid electrolyte is preferably as large as possible, specifically 10 -5 S / cm or more, more preferably 10 -4 S / cm or more.

고체 전해질은 비정질 결정체일 수도 있다. The solid electrolyte may be an amorphous crystal.

상기 황화물계 화합물은 리튬(Li), 인(P), 및 황(S)을 포함하는 황화물일 수 있다. 상기 황화물계 화합물의 구체적인 예는 Li7P3S11, Li3PS4, Li7PS6, 또는 Li6PS5Cl을 포함할 수 있다. The sulfide-based compound may be a sulfide including lithium (Li), phosphorus (P), and sulfur (S). Specific examples of the sulfide-based compound may include Li 7 P 3 S 11 , Li 3 PS 4 , Li 7 PS 6 , or Li 6 PS 5 Cl.

상기 고체 전해질의 이온 전도도는 입자직경 및 비표면적에 의존한다. 따라서, 고체 전해질, 예를 들어, 상기 황화물계 화합물의 평균입경은 0.1㎛ 내지 100㎛일 수 있고, 예를 들어, 5㎛ 내지 50㎛ 일 수 있다. 상기 고체 전해질의 평균입경은 임의로 채택한 50개의 고체 전해질 입자의 입경을 건식 입도분포 측정장치를 이용하여 측정하고, 측정치의 평균값을 평균입경으로 할 수 있다.The ion conductivity of the solid electrolyte depends on the particle diameter and specific surface area. Accordingly, the average particle diameter of the solid electrolyte, for example, the sulfide-based compound may be 0.1 탆 to 100 탆, and may be, for example, 5 탆 to 50 탆. The average particle size of the solid electrolyte can be determined by measuring the particle diameter of 50 solid electrolyte particles arbitrarily selected by using a dry particle size analyzer, and the average value of the measured values can be taken as an average particle diameter.

상기 고체 전해질, 예를 들어, 상기 황화물계 화합물의 비표면적은 적어도 0.1m2/g 이상일 수 있고, 예를 들어, 1m2/g 이상일 수 있다. 상기 고체 전해질의 비표면적이 클수록 전극 활물질과의 계면을 크게 할 수 있고, 이온 전도경로를 증가시킬 수 있다. 고체 전해질의 비표면적은 모두 비표면적 측정기를 이용하여 측정할 수 있다. 또한, 고체 전해질층에는 상기 고체 전해질 외에 상기 예시한 공지의 결착제를 포함시켜도 좋다.The specific surface area of the solid electrolyte, for example, the sulfide-based compound may be at least 0.1 m 2 / g or more, for example, 1 m 2 / g or more. The larger the specific surface area of the solid electrolyte, the larger the interface with the electrode active material and the ion conduction path can be increased. The specific surface area of the solid electrolyte can be measured using a specific surface area meter. The solid electrolyte layer may contain the above-mentioned known binder in addition to the solid electrolyte.

상기 외장체는 가요성, 액밀성, 및 기밀성을 구비한 재료로 성형된 것일 수 있다. "가요성"을 구비하는 것은 외부로부터의 힘에 의해 만곡하는 성질을 말한다. "액밀성"을 구비하는 것은 액체 투과성이 없는 것을 말한다. "기밀성"을 구비하는 것은 기체 투과성이 없는 것을 말한다. 가요성을 구비함으로써, 제1 전극 구조체, 전해질층, 및 제2 전극 구조체로 이루어진 셀을 내포 가능한 형상으로 성형할 수 있다. 액밀성 및 기밀성을 구비함으로써, 셀과 외기와의 접촉을 억제할 수 있으며, 한편 내포시킨 셀의 구성성분이 누출되는 것을 방지할 수 있다. The outer body may be formed of a material having flexibility, liquid tightness, and airtightness. Having "flexibility" refers to the property of curving by force from the outside. The term "liquid tightness" means that the liquid is not permeable to liquid. Having the "airtightness" means that it is not gas permeable. By providing flexibility, the cell including the first electrode structure, the electrolyte layer, and the second electrode structure can be formed into a shape capable of encapsulating the cell. By providing liquid tightness and airtightness, contact between the cell and the outside air can be suppressed, and leakage of constituent components of the enclosed cell can be prevented.

상기 외장체는 금속재 표면에 열압착 가능한 수지로 막이 형성된 재료로 성형된 것일 수 있다. 상기 외장체의 구체적인 예는 알루미늄, 또는 스테인레스 등의 금속재료를 열압착 가능한 수지로 성막된 것일 수 있다. 열압착 가능한 수지는 폴리프로필렌, 또는 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀 수지, 및 내열성의 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있다. 상기 재료로 이루어진 시트 또는 필름을 전극 구조체 및 전해질층으로 이루어진 셀을 내포 가능한 형상으로 성형하여 본 발명의 외장체로 할 수 있다.The outer body may be formed of a material having a film made of a thermo-compressible resin on the surface of the metal material. A specific example of the outer body may be a film of a metal material such as aluminum or stainless which is thermally press-bondable. Examples of the thermocompressible resin include polypropylene, polyolefin resins such as polyethylene, and heat-resistant polyester resins. A sheet or film made of the above-described material can be molded into a shape capable of encapsulating a cell made of an electrode structure and an electrolyte layer to form an external body of the present invention.

상기 가압처리는 정수압 처리일 수 있다. 정수압 처리로 외장체에 둘러싸인 셀은 모든 방향에서 가압되고 압밀화된다. 일 구현예에 따른 이차전지는 면 방향에 평행한 두 방향 이상에서 전극 집전체 및 전극 집전탭과의 접합영역이 지지되기 때문에, 정수압 처리를 행하는 경우에도 전극 집전탭 접합영역(전극 집전체의 전극층 비형성영역 내)의 파단을 방지할 수 있다.The pressurizing treatment may be a hydrostatic pressure treatment. The cell surrounded by the casing by hydrostatic treatment is pressed and compacted in all directions. In the secondary battery according to an embodiment, since the junction region between the electrode current collector and the current collecting tab is supported in two or more directions parallel to the surface direction, even in the case of hydrostatic treatment, the electrode current collecting tab junction region In the non-formation area) can be prevented.

한편, 도 3은 일 구현예에 따른 전고체 전지를 나타낸 단면 모식도이다.3 is a cross-sectional schematic diagram illustrating a pre-solid battery according to one embodiment.

일 구현예에 따른 전고체 전지(1)는 제2 전극 집전체(음극 집전체)(6) 상에 제2 전극층(음극층)(5)과, 제1 전극 집전체(양극 집전체)(2) 상에 제1 전극층(양극층)(3)을 포함하고, 제1 전극층(양극층)(3)과 제2 전극층(음극층)(5) 사이에 고체 전해질층(4)이 배치되어 있다. 제2 전극 집전체(음극 집전체), 제2 전극층(음극층), 제1 전극 집전체(양극 집전체), 제1 전극층(양극층), 및 고체 전해질층에 대해서는 전술한 바와 동일한 바 설명을 생략한다. The entire solid-state cell 1 according to one embodiment has a second electrode layer (cathode layer) 5 and a first electrode collector (anode collector) (cathode collector) 5 on a second electrode current collector The solid electrolyte layer 4 is disposed between the first electrode layer (anode layer) 3 and the second electrode layer (cathode layer) 5, including the first electrode layer (anode layer) have. The same explanation is applied to the second electrode collector (negative electrode collector), the second electrode layer (negative electrode layer), the first electrode collector (positive electrode collector), the first electrode layer (positive electrode layer), and the solid electrolyte layer .

[리튬이온 이차전지의 제조방법] [Method of Manufacturing Lithium Ion Secondary Battery]

다른 측면에 따르면, 이차전지의 제조방법은 제1 전극 집전체 및 제2 전극 집전체의 면상에 각각 제1 전극 활물질 또는 제2 전극 활물질을 포함하는 전극 코팅액을 각각 도포하여 제1 전극층, 제2 전극층, 및 이들 전극층 내부에 각각 전극 집전탭 접합영역을 포함하는 전극층 비형성영역을 형성하는 단계; 상기 전극 집전탭 접합영역에 전극 집전탭을 접합시켜 제1 전극 구조체 및 제2 전극 구조체를 제조하는 단계; 및 상기 제1 전극 구조체 및 상기 제2 전극 구조체의 사이에 전해질층을 배치시키고 이들을 외장체로 둘러싸고 가압처리에 의해 일체화시켜 이차전지를 제조하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a secondary battery, comprising: coating an electrode coating solution containing a first electrode active material or a second electrode active material on a surface of a first electrode current collector and a second electrode current collector, Forming an electrode layer non-formation region including an electrode current collecting tab junction region in each of the electrode layers; Forming a first electrode structure and a second electrode structure by bonding an electrode current collecting tab to the electrode current collecting tab junction region; And disposing an electrolyte layer between the first electrode structure and the second electrode structure and surrounding the electrolyte layer with an external body and integrating the electrolyte layer by pressure treatment to manufacture a secondary battery.

<제1 전극층, 제2 전극층, 및 이들 전극층 내부에 각각 전극 집전탭 접합영역을 포함하는 전극층 비형성영역의 형성단계>&Lt; Formation of a first electrode layer, a second electrode layer, and an electrode layer non-formation region including an electrode current collecting tab junction region in these electrode layers,

제1 전극층 및 제2 전극층은 각각 양극층 또는 음극층일 수 있다. 이하에서는, 편의상 제1 전극층을 양극층으로 하고, 양극층 및 상기 양극층 내부에 양극 집전탭 접합영역을 포함하는 양극층 비형성영역을 형성하는 단계에 대해 설명한다. 다만, 이하에 설명하는 공정은 제2 전극층을 음극층으로 하고, 음극층 및 상기 음극층 내부에 음극 집전탭 접합영역을 포함하는 음극층 비형성영역을 형성하는 단계에도 적용될 수 있다. The first electrode layer and the second electrode layer may be a cathode layer or a cathode layer, respectively. Hereinafter, the step of forming the anode layer and the anode layer non-formation region including the anode current collecting tab junction region in the anode layer will be described as a convenience for the first electrode layer as the anode layer. However, the process described below can also be applied to the step of forming the negative electrode layer and the negative electrode layer non-forming region including the negative electrode collector tap junction region in the negative electrode layer, using the second electrode layer as the negative electrode layer.

우선, 전극 코팅액으로서 미리 양극 활물질, 고체 전해질, 및 결착제를 첨가한 양극 코팅액을 제조한다. 양극 코팅액의 용매는 비극성 용매가 선택된다. 구체적으로는 톨루엔, 크실렌, 또는 에틸벤젠 등의 방향족 탄화수소류, 또는 펜탄, 헥산, 또는 헵탄 등의 지방족 탄화수소류 등을 들 수 있다.First, a positive electrode coating liquid is prepared in which a positive electrode active material, a solid electrolyte, and a binder are added in advance as an electrode coating liquid. As the solvent of the anode coating solution, a non-polar solvent is selected. Specific examples thereof include aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and ethylbenzene, and aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, and heptane.

얻어진 양극 코팅액을 양극 집전체의 면상에 도포하고, 건조시켜 용매를 제거하여 양극층을 형성할 수 있다. 양극층의 두께는 150㎛ 내지 350㎛ 일 수 있다. 양극 코팅액의 도포는 소정의 양극층 형성영역에만 실시하고, 양극 집전탭 접합영역에는 양극 코팅액을 도포하지 않는다. 소정의 양극층 형성영역에만 양극 코팅액을 도포하는 방법으로는, 예를 들어, 양극 집전탭 접합영역에 대응하는 부분에 노치를 갖는 메탈 마스킹으로 마스킹한 후, 스크린 인쇄를 이용하여 양극 코팅액을 도포하는 방법, 및 다이코터 또는 닥터 블레이드를 이용하여 도포하는 방법 등을 들 수 있다. 이에 의해, 양극층의 형성과 동시에 양극 집전탭 접합영역을 포함하는 양극층 비형성영역을 형성할 수 있다. The obtained positive electrode coating solution is coated on the surface of the positive electrode current collector and dried to remove the solvent to form the positive electrode layer. The thickness of the anode layer may be from 150 탆 to 350 탆. The application of the positive electrode coating liquid is performed only in a predetermined positive electrode layer formation region, and the positive electrode coating liquid is not applied to the positive electrode collector tab junction region. As a method for applying the positive electrode coating liquid only to a predetermined positive electrode layer formation region, for example, a method of masking the portion corresponding to the positive electrode tab junction region with a metal masking having a notch and then applying the positive electrode coating liquid using screen printing Method, and a method of applying using a die coater or a doctor blade. As a result, the anode layer non-formation region including the anode current collecting tab junction region can be formed simultaneously with the formation of the anode layer.

<제1 전극 구조체 및 제2 전극 구조체의 제조단계>&Lt; Manufacturing steps of the first electrode structure and the second electrode structure >

양극 집전탭 접합영역에 양극 집전탭의 일 단부를 오버랩시켜 다른 단부를 집전체에서 밖으로 나오도록 재치시키고 양극 집전탭 접합영역 및 양극 집전탭을 접합하여 제1 전극 구조체 또는 양극 구조체를 제조할 수 있다. 접합면적은 0.15cm2 내지 1.00 cm2일 수 있고, 예를 들어, 0.20 cm2 내지 0.25 cm2일 수 있다. 접합방법으로는 저항용접, 또는 초음파 용접을 적용할 수 있다. 접합 후, 양극 집전탭의 양극 집전탭 접합영역과의 오버랩 부분(접합부분)은 집전체의 면 방향에 평행한 두 방향 이상에서 양극층에 의해 지지된다. 이로 인해, 후 처리에서 가압되어도 양극 집전탭 접합영역은 파단되지 않을 수 있다.The first electrode structure or the positive electrode structure can be manufactured by overlapping one end of the positive electrode current collecting tab in the positive electrode current collecting tab junction region and placing the other end out of the current collector and bonding the positive electrode current collecting tab junction region and the positive electrode current collecting tab . The bonding area may be from 0.15 cm 2 to 1.00 cm 2 , for example from 0.20 cm 2 to 0.25 cm 2 . Resistance welding or ultrasonic welding can be applied as a bonding method. After the joining, the overlapped portion (joining portion) with the anode current collecting tab junction region of the anode current collecting tab is supported by the anode layer in two or more directions parallel to the plane direction of the current collector. Therefore, the positive electrode current collecting tab junction region may not be broken even if it is pressed in the post-process.

상기 제조방법은 제2 전극 구조체 또는 음극 구조체에도 적용될 수 있다. 음극 구조체를 제조하는 경우에는 음극 활물질 및 결착제를 N'-메틸피롤리돈 등의 극성용매에 첨가하여 음극 코팅액을 제조하며, 음극 집전체의 소정의 영역에 도포하여 음극층 및 음극 집전탭 접합영역을 형성할 수 있다. 그 형성방법은 양극층 또는 양극 집전탭 접합영역의 형성방법과 동일하다. The manufacturing method may be applied to the second electrode structure or the cathode structure. In the case of manufacturing the negative electrode structure, the negative electrode active material and the binder are added to a polar solvent such as N'-methylpyrrolidone to prepare a negative electrode coating liquid, and the negative electrode active material and the binder are applied to a predetermined region of the negative electrode collector, Regions can be formed. The forming method is the same as the forming method of the positive electrode layer or the positive electrode current collecting tab junction region.

<이차전지의 제조단계><Manufacturing Step of Secondary Battery>

(전해질층 제조공정)(Electrolyte layer production process)

고체 전해질을 이용하여 고체 전해질층을 제조하는 경우, 우선 소정의 고체 전해질 및 결착제를 자일렌, 톨루엔, 또는 에틸벤젠 등의 방향족 탄화수소류, 또는 펜탄, 헥산, 또는 헵탄 등의 지방족 탄화수소류 등의 비극성 용매에 첨가하여 고체 전해질 코팅액을 제조한다. 얻어진 고체 전해질 코팅액을 제2 전극 구조체 또는 음극 구조체의 음극층 형성면에 도포하고, 건조시키고 용매를 제거하여 고체 전해질층을 제조할 수 있다. 고체 전해질층의 두께는 75㎛ 내지 200㎛일 수 있다.When a solid electrolyte layer is produced using a solid electrolyte, a predetermined solid electrolyte and a binder are mixed with an aromatic hydrocarbon such as xylene, toluene, or ethylbenzene, or an aliphatic hydrocarbon such as pentane, hexane, or heptane And then added to a non-polar solvent to prepare a solid electrolyte coating solution. The obtained solid electrolyte coating solution may be coated on the cathode layer side of the second electrode structure or the cathode structure, dried, and the solvent removed to prepare a solid electrolyte layer. The thickness of the solid electrolyte layer may be 75 탆 to 200 탆.

전해질층의 다른 제조방법으로는, 필름상에 직접 형성하고, 건조 후 박리시켜 고체 전해질 단독막으로 제조할 수 있다.As another method for producing the electrolyte layer, it can be directly formed on a film, dried and then peeled off to form a solid electrolyte single film.

(조립공정)(Assembly process)

조립공정에서는 제1 전극 구조체 또는 양극 구조체, 전해질층, 및 제2 전극 구조체 또는 음극 구조체로 구성된 셀을 소정의 외장체를 이용하여 제1 전극 집전탭의 일부 또는 양극 집전탭의 일부 및 제2 전극 집전탭의 일부 또는 음극 집전탭의 일부를 노출시킨 상태에서 둘러싼다. 둘러싸는 방법의 예로는 주머니 형상(袋狀)으로 형성한 외장체에 상기 셀을 내포하고 진공 탈기 후 개구부를 열압착에 의해 밀폐한다. 주머니 형상의 외장체의 성형방법으로는, 시트상의 외장체를 둘로 접어포갠 단부를 열압착할 수 있거나 또는 두 매의 시트상의 외장체를 포개어 세 변의 단부를 열압착할 수 있다.In the assembling process, a cell constituted by the first electrode structure or the anode structure, the electrolyte layer, and the second electrode structure or the cathode structure is partially or wholly formed on the first electrode current collecting tab or a part of the positive electrode current collecting tab and the second electrode And a part of the current collecting tab or a part of the negative current collecting tab is exposed. As an example of the enclosing method, the cell is contained in an external body formed in a bag shape, and after the vacuum degassing, the opening is sealed by thermocompression bonding. In the case of molding a bag-like outer body, it is possible to thermally press-fit the folded end portion of the sheet-like outer body into two, or to superimpose two sheet-shaped outer bodies to thermally press the three sides.

본 발명에 이용되는 셀은 돌출부분이 없기 때문에 셀을 내포하는데 필요한 외장체의 사용량을 억제할 수 있다. 이에 의해, 이차전지, 예를 들어 리튬이온 이차전지의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다. 또한 제조비용을 저감할 수 있다. Since the cell used in the present invention has no protruding portion, it is possible to suppress the usage amount of the external body necessary for enclosing the cell. Thus, the energy density of the secondary battery, for example, the lithium ion secondary battery, can be improved. In addition, the manufacturing cost can be reduced.

외장체 내에 둘러싸인 셀은 가압처리에 의해 모든 구조를 일체화시킨다. 상기 가압처리는 294MPa 내지 980MPa 압력 하에 30초 내지 20분간 행해질 수 있다. 예를 들어, 상기 가압처리는 490MPa 내지 980MPa 압력 하에 5분 내지 10분간 행해질 수 있다. 전극 집전탭 접합영역이 전극층 형성영역에 의해 집전체의 면 방향에 평행한 두 방향 이상에서 지지된다. 그 결과, 상기 가압처리 조건에서 가압하여도 전극 집전탭 접합영역이 손상되지 않는다. 따라서 이차전지의 제조효율이 양호하다. 가압처리 조건이 상기 범위의 하한을 벗어나는 경우, 가압을 충분히 행할 수 없으며 입자간의 접합이 충분히 얻어질 수 없다. 그 때문에 우수한 전지 특성이 얻어질 수 없다. 또한, 가압처리 조건이 상기 범위의 상한을 벗어나는 경우, 추가 전극밀도의 향상은 얻어질 수 없다. 또한, 설비 비용이 추가적으로 들 수 있다.The cells enclosed in the outer casing integrate all the structures by the pressure treatment. The pressing treatment may be performed at a pressure of 294 MPa to 980 MPa for 30 seconds to 20 minutes. For example, the pressing treatment may be performed at a pressure of 490 MPa to 980 MPa for 5 minutes to 10 minutes. The electrode current collecting tab junction region is supported by two or more directions parallel to the surface direction of the current collector by the electrode layer forming region. As a result, the electrode current collecting tab junction region is not damaged even if the pressing is performed under the above-described pressure processing conditions. Therefore, the manufacturing efficiency of the secondary battery is good. When the pressurizing treatment condition is out of the lower limit of the above range, the pressurization can not be sufficiently performed, and the bonding between the particles can not be sufficiently obtained. Therefore, excellent battery characteristics can not be obtained. Further, when the pressurizing treatment condition is out of the upper limit of the above range, the improvement of the additional electrode density can not be obtained. In addition, equipment costs can be added.

가압수단으로서는 정수압 프레스기를 이용할 수 있다. 정수압 처리를 적용하는 경우, 셀 및 외장체에 대해 모든 방향에서 균등하게 가압할 수 있기 때문에 제1 전극층 또는 양극층 및 제2 전극층 또는 음극층의 면적차가 적은 전극을 이용하여도 에지부에서 단락이 없이, 각 전극층 및 고체 전해질층의 성분을 균질하게 높은 압력으로 압밀화할 수 있다. 이에 의하여, 이차전지의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다. 본 발명의 전극 집전탭 파단방지효과는 정수압 처리를 하는 경우에 특히 발휘될 수 있다. As the pressing means, an hydrostatic pressing machine can be used. When the hydrostatic pressure treatment is applied, even if an electrode having a small area difference between the first electrode layer or the anode layer and the second electrode layer or the cathode layer is used, The components of each of the electrode layers and the solid electrolyte layer can be compacted homogeneously at a high pressure. Thus, the energy density of the secondary battery can be improved. The effect of preventing the electrode current collecting tab breakage of the present invention can be exerted particularly in the case of hydrostatic pressure treatment.

이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명이 더욱 상세하게 설명된다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 이들만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것이 아니다.
The present invention will be described in more detail by way of the following examples and comparative examples. However, the examples are for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

[실시예][Example]

(제2 전극 구조체 또는 음극 구조체의 제조)(Production of second electrode structure or cathode structure)

음극 활물질로서 흑연분말(80℃에서 24시간 진공 건조), 및 결착제로서 산 변성 PVdF를 96.5:3.5 중량%비로 칭량하였다. 상기 재료 및 적당량의 NMP을 자전공전 믹서에 투입하였고, 3000rpm으로 3분간 교반한 후, 1분간 탈거품 처리하여 음극층 코팅액을 제조하였다. Graphite powder (vacuum drying at 80 캜 for 24 hours) as an anode active material and acid-modified PVdF as a binder were weighed at a ratio of 96.5: 3.5% by weight. The above materials and an appropriate amount of NMP were put into a revolving mixer, stirred at 3000 rpm for 3 minutes, and then defoamed for 1 minute to prepare a negative electrode layer coating solution.

음극 집전체로서 12cm × 18cm, 및 두께 12㎛의 구리박 집전체를 준비하였다.블레이드를 이용하여 구리박 집전체 상에 음극층 코팅액을 도포하였다. 0.8 cm × 1cm의 음극 집전탭 접합영역을 그의 일 단부가 집전체의 일 단부와 겹치는 위치에 형성될 수 있도록, 코팅시에는 노치를 갖는 마스크를 집전체의 면상에 재치하였다. 그 결과, 노치 부분에는 음극 코팅액은 도포되지 않았다. 구리박 집전체 상의 음극층 코팅액의 두께(갭)는 약 150㎛이었다.12 cm x 18 cm as the negative electrode collector, and 12 mu m-thick copper foil current collector were prepared. The negative electrode layer coating liquid was coated on the copper foil current collector using the blades. A mask having a notch was placed on the surface of the current collector so that one end of the negative current collecting tab junction region of 0.8 cm x 1 cm could be formed at a position overlapping one end of the current collector. As a result, the negative electrode coating solution was not applied to the notch portion. The thickness (gap) of the negative electrode layer coating liquid on the copper foil collector was about 150 mu m.

음극층 코팅액이 도포된 음극 집전체를 80℃로 가열된 건조기 내에 수납하고, 20분간 건조하였다. 이에 의해 음극 집전체 상에 음극층 및 음극 집전탭 접합영역이 형성되었다. 음극 집전탭 접합영역은 집전체의 음극층 형성영역에 의해 집전체의 면 방향에 평행한 세 방향에서 지지된 상태에서 형성되었다. 상기 음극 집전체는 롤 갭 10㎛의 롤 프레스기를 이용하여 압연하였다. 음극 집전탭 접합영역에는 0.5cm ×3cm의 음극 집전탭을 초음파 용접으로 접합하였다. 이에 의해 음극 집전탭을 접합시킨 음극 구조체가 제조되었다. 얻어진 음극 구조체의 두께는 약 100㎛이었다. 음극 집전탭의 접합부분은 음극층에 의해 면 방향에 평행한 세 방향에서 지지된 상태이었다. 압연 후의 음극 구조체는 또한 100℃에서 12시간 동안 진공가열을 하였다. The negative electrode collector coated with the negative electrode layer coating solution was placed in a drier heated at 80 캜 and dried for 20 minutes. As a result, the negative electrode layer and the negative electrode current collecting tab junction region were formed on the negative electrode current collector. The cathode current collecting tab junction regions were formed in the state of being supported in three directions parallel to the surface direction of the current collector by the cathode layer forming region of the current collector. The negative electrode current collector was rolled using a roll press machine having a roll gap of 10 mu m. A negative electrode current collecting tab of 0.5 cm x 3 cm was bonded to the negative current collecting tab junction region by ultrasonic welding. As a result, a negative electrode structure joined with the negative electrode current collecting tab was produced. The thickness of the obtained negative electrode structure was about 100 mu m. The joint portions of the negative electrode current collecting tabs were supported by the negative electrode layer in three directions parallel to the surface direction. The negative electrode structure after rolling was also subjected to vacuum heating at 100 DEG C for 12 hours.

(제1 전극 구조체 또는 양극 구조체의 제조)(Production of first electrode structure or anode structure)

양극 활물질로서 LiNiCoAlO2 삼원계 분말, 및 황화물계 고체 전해질로서 Li2S-P2S5(80:20몰%)을 양극층 도전성 물질(도전제)로서 기상성장 탄소섬유분말을 60:35:5 중량%비로 칭량하여 유성식 믹서를 이용하여 혼합하였다.LiNiCoAlO 2 ternary phase powder, and a sulfide-based solid electrolyte as Li 2 SP 2 S 5 60 a vapor-grown carbon fiber powder (80: 20 mol%) as an anode layer of conductive material (conductive material) as a positive electrode active material: 35: 5 parts by weight % Ratio and mixed using a planetary mixer.

이 혼합분말에 양극층 결착제로서 스티렌계 열가소성 엘라스토머가 용해한 크실렌 용액을 스티렌계 열가소성 엘라스토머가 혼합분말의 총 중량에 대해 1.0중량%가 되도록 첨가하여 1차 혼합액을 조정하였다. 또한, 이 1차 혼합액에 점도 조정을 위한 탈수 크실렌을 적량 첨가하여 2차 혼합액을 생성하였다. 또한, 혼합분말의 분산성을 향상시키기 위해, 직경 5mm 지르코니아볼을 공간, 혼합분말, 및 지르코니아볼이 각각 혼련용기의 전체 용적에 대해 1/3씩 차지하도록 2차 혼합액에 투입하였다. 이에 의해 생성된 3차 혼합액을 유성식 믹서에 투입하여 3000rpm으로 3분간 교반하여 양극층 코팅액을 생성하였다. A xylene solution in which a styrene thermoplastic elastomer as a positive electrode layer binder was dissolved was added to the mixed powder so that the styrene thermoplastic elastomer was 1.0% by weight based on the total weight of the mixed powder to prepare a primary mixture. Further, dehydrated xylene for adjusting the viscosity was added in an appropriate amount to the primary mixture to produce a secondary mixture. Further, in order to improve the dispersibility of the mixed powder, a zirconia ball having a diameter of 5 mm was charged into the secondary mixture so that the space, the mixed powder, and the zirconia balls each occupied 1/3 of the total volume of the kneading container. The resulting tertiary mixture was added to a planetary mixer and stirred at 3000 rpm for 3 minutes to produce a cathode layer coating solution.

다음으로, 탁상 스크린 인쇄기에 양극 집전체를 재치하였다. 양극 집전체의 면상에 0.6cm ×0.8cm 의 양극 집전탭 접합영역을 그의 일 단부가 집전체의 일 단부와 겹치는 위치에 형성될 수 있도록 두께 150㎛ 노치 구조를 구비한 메탈 마스크를 이용하여 양극층 코팅액을 양극 집전체 상에 도포하였다. 그 후, 양극층 코팅액이 도포한 양극 집전체를 핫 플레이트로 40℃에서 10분간 건조시킨 후, 40℃에서 12시간 진공 건조시켰다. 이에 의해, 양극층 및 양극 집전탭 접합영역을 형성하였다. 양극 집전탭 접합영역은, 집전체의 양극층 형성영역에 의해 면 방향에 평행한 세 방향에서 지지된 상태에서 형성되었다. 양극 집전탭 접합영역에는 0.5cm ×3cm 의 양극 집전탭을 초음파 용접으로 접합하였다. 건조 후의 양극 집전체, 및 양극층의 총 두께는 약 165㎛이었다. 양극 집전탭의 접합부분은 양극층에 의해 면 방향에 평행한 세 방향에서 지지된 상태이었다. Next, the positive electrode current collector was placed on a tabletop screen printer. A metal mask having a notch structure with a thickness of 150 mu m was formed on the surface of the positive electrode current collector so that one end of the positive electrode current collecting tab junction region of 0.6 cm x 0.8 cm overlapped with one end of the current collector, The coating solution was applied on the positive electrode current collector. Thereafter, the positive electrode collector coated with the positive electrode layer coating liquid was dried on a hot plate at 40 占 폚 for 10 minutes, followed by vacuum drying at 40 占 폚 for 12 hours. As a result, a positive electrode layer and a positive electrode collector tab junction region were formed. The positive electrode collector tab junction region was formed in a state in which it was supported in three directions parallel to the surface direction by the anode layer forming region of the current collector. A positive current collecting tab of 0.5 cm x 3 cm was bonded to the positive electrode collecting tab junction region by ultrasonic welding. The total thickness of the positive electrode collector and the positive electrode layer after drying was about 165 mu m. The joint portions of the positive electrode current collecting tabs were supported in three directions parallel to the surface direction by the anode layer.

(전해질층의 형성)(Formation of electrolyte layer)

황화물계 고체 전해질로서, Li2S-P2S5(80:20몰%) 비정질 분말에 스티렌계 열가소성 엘라스토머(전해질 결착제)의 크실렌 용액을, 스티렌계 열가소성 엘라스토머가 고체 전해질 분말의 중량에 대해 1중량%가 되도록 첨가하여 1차 혼합액을 조정하였다. 또한, 이 1차 혼합액에 점도 조정을 위한 탈수 크실렌을 적당량 첨가하여 2차 혼합액을 생성하였다. 또한, 혼합분말의 분산성을 향상시키기 위해, 직경 5mm 지르코니아볼을 공간, 혼합분말, 및 지르코니아볼이 각각 혼련용기의 전체 용적에 대해 1/3씩 차지하도록 2차 혼합액에 투입하였다. 이에 의해 생성된 3차 혼합액을 유성식 믹서에 투입하고 3000rpm으로 3분간 교반하여 전해질층 코팅액을 제조하였다. A sulfide solid electrolyte was prepared by mixing a xylene solution of a styrene type thermoplastic elastomer (electrolyte binder) in an amorphous powder of Li 2 SP 2 S 5 (80:20 mol%) and a styrene type thermoplastic elastomer in an amount of 1 wt% based on the weight of the solid electrolyte powder % Of deionized water to adjust the viscosity of the mixed powder to adjust the viscosity of the mixed powder to prepare a secondary mixed solution. The zirconia balls were charged into the secondary mixture so that the space, the mixed powder, and the zirconia balls each occupied 1/3 of the total volume of the kneading vessel, and the resulting tertiary mixture was introduced into the planetary mixer, Followed by stirring to prepare an electrolyte layer coating solution.

탁상 스크린 인쇄기에 음극 집전체를 재치하고, 두께 100㎛의 메탈 마스크를 이용하여 전해질층 코팅액을 음극 구조체 상에 도포하였다. 메탈 스크린에는 음극 구조체 형성시에 이용한 마스크와 동일한 위치에 노치를 갖는 것을 이용하였다. 그 후, 전해질층 코팅액이 도포된 시트를 핫 플레이트로 40℃에서 10분간 건조시킨 후, 40℃에서 12시간 진공 건조시켰다. 이에 의해, 음극 구조체 상에 전해질층을 형성하였다. 건조 후의 전해질층의 두께는 약 130㎛이었다. The negative electrode collector was placed on a tabletop screen printer, and the electrolyte layer coating liquid was applied on the negative electrode structure using a metal mask having a thickness of 100 mu m. A metal screen having a notch at the same position as the mask used for forming the cathode structure was used. Thereafter, the sheet coated with the electrolyte layer coating solution was dried on a hot plate at 40 占 폚 for 10 minutes, followed by vacuum drying at 40 占 폚 for 12 hours. Thus, an electrolyte layer was formed on the cathode structure. The thickness of the electrolyte layer after drying was about 130 mu m.

(이차전지의 제조)(Production of Secondary Battery)

제2 전극 구조체 또는 음극 구조체, 전해질층, 및 제1 전극 구조체 또는 양극 구조체를 각각 톰슨 칼날로 두드리고, 제2 전극 구조체 또는 음극 구조체, 전해질층, 및 제1 전극 구조체 또는 양극 구조체를 겹쳐 주머니 형상의 알루미늄 라미네이트 필름에 넣고, 진공 탈기한 후 가열 밀봉하여 팩하였다. 그 후, 정수압 프레스기를 이용하여 490MPa로 10분간 가압하고 접합시켜 도 1b에 나타낸 바와 같은 구조를 구비한 리튬이온 이차전지를 제조하였다. The second electrode structure or cathode structure, the electrolyte layer, and the first electrode structure or the anode structure are each punched with a Thomson blade, and the second electrode structure or the cathode structure, the electrolyte layer, and the first electrode structure or the anode structure are stacked Aluminum laminate film, vacuum degassed and packed by heat sealing. Thereafter, the battery was pressurized and pressurized at 490 MPa for 10 minutes by using a hydrostatic press machine to produce a lithium ion secondary battery having a structure as shown in FIG. 1B.

도 1b에서 보이는 바와 같이, 상기 구조에서는 전극탭의 접합부에 대해 정수압 처리 후 육안으로 제1 전극 집전탭 접합영역 또는 양극 집전탭 접합영역 및 제2 전극 집전탭 접합영역 또는 음극 집전탭 접합영역의 파단의 유무를 확인하였지만, 파단은 인지되지 않았다. As shown in FIG. 1B, in the above structure, the joints of the electrode tabs are subjected to a hydrostatic pressure treatment, and the rupture of the first electrode current collecting tab junction region or the second electrode current collecting tab junction region or the negative electrode current collecting tab junction region, Was confirmed, but no breakage was recognized.

[비교예][Comparative Example]

실시예와 동일한 원료로 노치가 없는 메탈 스크린을 이용하여 제1 전극층 또는 양극층, 제2 전극층 또는 음극층, 및 고체 전해질층을 형성하고, 이들 전극 집전체에 전극 집전탭을 각각 접합시킨 제1 전극 구조체 또는 양극 구조체, 및 제2 전극 구조체 또는 음극 구조체를 제조하고, 또한 고체 전해질층을 제조하였다. 제1 전극 구조체 또는 양극 구조체, 및 제2 전극 구조체 또는 음극 구조체는 도 2b에 나타낸 바와 같은 구조를 구비한 리튬이온 이차전지를 제조하였다.A first electrode layer or a positive electrode layer, a second electrode layer or a negative electrode layer, and a solid electrolyte layer were formed using a metal screen having no notch with the same raw material as that of Example 1, An electrode structure or a cathode structure, and a second electrode structure or a cathode structure were prepared, and a solid electrolyte layer was also prepared. The first electrode structure or the positive electrode structure and the second electrode structure or the negative electrode structure produced a lithium ion secondary battery having a structure as shown in FIG. 2B.

도 2b에서 보이는 바와 같이, 이들 전극 집전체 및 전극 집전탭과의 접합영역은 전극층 형성영역에서 각각 돌출하고, 전극 집전탭 접합영역은 전극 집전체의 전극층 형성영역에 의해 면 방향에 평행한 일 방향에서 지지된 상태이었다. As shown in Fig. 2B, the junction regions of the electrode current collectors and the electrode current collecting tabs protrude from the electrode layer forming regions, and the electrode current collecting tab junction regions are formed in one direction parallel to the surface direction .

상기 제1 전극층 또는 양극층, 고체 전해질층, 및 제2 전극층 또는 음극층을 적층시켜 외장체로 둘러쌌다. 그 후, 정수압 프레스기를 이용하여 490MPa로 10분간 가압하였다. 그러나, 가압시에 전극 집전탭 접합영역이 양극 및 음극과 함께 파단하였다. 그 때문에, 파단한 전극 집전탭을 재용접하고, 리튬이온 이차전지를 제조하였다. The first electrode layer or the positive electrode layer, the solid electrolyte layer, and the second electrode layer or the negative electrode layer are laminated and enclosed in an external body. Thereafter, it was pressurized at 490 MPa for 10 minutes by using an hydrostatic press. However, at the time of pressurization, the electrode current collecting tab junction region was broken together with the positive electrode and the negative electrode. Therefore, the ruptured electrode current collecting tab was re-applied to produce a lithium ion secondary battery.

[에너지 밀도의 측정평가][Evaluation of energy density]

실시예 및 비교예의 리튬이온 이차전지에 대하여 외장체의 중량 및 체적을 각각 측정함과 동시에, 에너지 밀도를 하기의 방법으로 측정하여 평가하였다. 즉, 방전용량 및 평균 방전전압을 종래 공지의 방법으로 측정함과 동시에, 상기 전지들의 중량 및 체적을 측정하였고 상기의 측정값에 기초하여 중량 에너지 밀도 및 체적 에너지 밀도를 산출하였다. 평가결과를 하기 표 1에 기재하였다.The weight and volume of the external body were measured for each of the lithium ion secondary batteries of Examples and Comparative Examples, and the energy density was measured and evaluated by the following method. That is, the discharge capacity and the average discharge voltage were measured by a conventionally known method, and the weight and volume of the batteries were measured, and the weight energy density and the volume energy density were calculated based on the measured values. The evaluation results are shown in Table 1 below.

실시예Example 비교예Comparative Example 외장체의 중량(g)Weight of outer body (g) 3.3403.340 3.7123.712 중량 에너지 밀도(Wh/kg)Weight Energy Density (Wh / kg) 173173 156156 외장체의 체적(cm3)The volume of the outer body (cm 3 ) 1.7281.728 1.8721.872 체적 에너지 밀도(Wh/L)Volumetric energy density (Wh / L) 343343 333333

상기 표 1에서 기재한 바와 같이, 실시예의 중량 에너지 밀도는 173Wh/kg이었으며, 체적 에너지 밀도는 343Wh/L이었다. 비교예의 중량 에너지 밀도는 156Wh/kg이었으며, 체적 에너지 밀도는 333Wh/L이었다. 한편, 실시예와 동일한 방법으로 제조한 본 발명의 다른 예에서의 리튬이온 이차전지의 중량 에너지 밀도는 175Wh/kg이었다. 따라서, 실시예의 중량 에너지 밀도 및 체적 에너지 밀도가 비교예의 중량 에너지 밀도 및 체적 에너지 밀도에 비해 향상되었음을 확인할 수 있다. As shown in Table 1, the weight energy density of the examples was 173 Wh / kg and the volume energy density was 343 Wh / L. The weight energy density of the comparative example was 156 Wh / kg, and the volume energy density was 333 Wh / L. Meanwhile, the weight energy density of the lithium ion secondary battery in another example of the present invention produced by the same method as the example was 175 Wh / kg. Therefore, it can be confirmed that the weight energy density and the volume energy density of the examples are improved as compared with the weight energy density and the volume energy density of the comparative example.

1: 전고체 전지 2: 제1 전극 집전체 (양극 집전체)
3: 제1 전극층 (양극층) 4: 고체 전해질층
5: 제2 전극층 (음극층) 6: 제2 전극 집전체 (음극 집전체)
100, 200: 전극 구조체 101, 201: 전극층
102(103), 202(203): 전극 집전탭 접합영역(전극 집전체)
104, 204: 전극 집전탭 105, 205: 실란트 106, 206: 외장체
1: Whole solid battery 2: First electrode collector (anode collector)
3: First electrode layer (anode layer) 4: Solid electrolyte layer
5: Second electrode layer (cathode layer) 6: Second electrode collector (cathode collector)
100, 200: electrode structure 101, 201: electrode layer
102 (103), 202 (203): electrode current collecting tab junction region (electrode current collector)
104, 204: electrode current collecting tabs 105, 205: sealant 106, 206:

Claims (21)

제1 전극 구조체 및 제2 전극 구조체 각각의 전극 집전체의 면상에 전극층 형성영역 및 전극층 비형성영역을 포함하는 이차전지로서,
상기 전극층 형성영역의 내부에 전극 집전탭 접합영역을 포함하는 전극층 비형성영역을 포함하며,
상기 제1 전극 구조체, 상기 제2 전극 구조체, 및 이들 사이에 배치된 전해질층을 외장체로 둘러싸고 가압처리에 의해 일체화시킨 것인 이차전지.
A secondary battery comprising an electrode layer forming region and an electrode layer non-forming region on a surface of an electrode collector of each of the first electrode structure and the second electrode structure,
And an electrode layer non-formation region including an electrode current collecting tab junction region in the electrode layer formation region,
Wherein the first electrode structure, the second electrode structure, and an electrolyte layer disposed between the first electrode structure and the second electrode structure are enclosed by an external body and are integrated by pressure treatment.
제1항에 있어서, 상기 전극 집전탭 접합영역이 상기 전극층 형성영역의 최외연부에 위치하는 이차전지. The secondary battery according to claim 1, wherein the electrode current collecting tab junction region is located at an outermost portion of the electrode layer forming region. 제1항에 있어서, 상기 전극 집전탭 접합영역의 형상이 원형 또는 다각형을 포함하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the electrode current collecting tab junction region has a circular or polygonal shape. 제1항에 있어서, 상기 전극 집전탭 접합영역의 외연부가 면 방향에 평행한 두 방향 이상에서 상기 전극층 형성영역에 의해 지지되는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein an outer edge portion of the electrode current collecting tab junction region is supported by the electrode layer forming region in two or more directions parallel to the surface direction. 제1항에 있어서, 상기 전극 집전탭 접합영역의 형상이 사각형이고, 상기 전극 집전탭 접합영역의 외연부가 면 방향에 평행한 세 방향에서 상기 전극층 형성영역에 의해 지지되는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the electrode current collecting tab junction region has a quadrangular shape and the outer edge portion of the electrode current collecting tab junction region is supported by the electrode layer forming region in three directions parallel to the surface direction. 제1항에 있어서, 상기 전극 집전탭 접합영역에 접합되고, 일 단부가 상기 전극 집전체로부터 돌출된 전극 집전탭을 포함하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, further comprising an electrode current collecting tab joined to the electrode current collecting tab junction region and having one end protruded from the electrode current collector. 제6항에 있어서, 상기 전극 집전탭이 면 방향에 평행한 두 방향 이상에서 상기 전극층 형성영역에 형성된 전극층에 의해 지지되는 이차전지.The secondary battery according to claim 6, wherein the electrode current collecting tabs are supported by an electrode layer formed in the electrode layer forming region in two or more directions parallel to the surface direction. 제1항에 있어서, 상기 전극 집전탭 접합영역의 면적이 상기 전극 집전체 총 면적을 기준으로 하여 0.8% 내지 1.3%인 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein an area of the electrode current collecting tab junction region is 0.8% to 1.3% based on a total area of the electrode current collector. 제1항에 있어서, 상기 이차전지는 돌출부분을 갖지 않는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the secondary battery has no protruding portion. 제1항에 있어서, 상기 전해질층이 고체 전해질을 포함하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the electrolyte layer comprises a solid electrolyte. 제10항에 있어서, 상기 고체 전해질이 황화물계 화합물을 포함하는 이차전지.The secondary battery according to claim 10, wherein the solid electrolyte comprises a sulfide-based compound. 제11항에 있어서, 상기 황화물계 화합물이 Li7P3S11, Li3PS4, Li7PS6, 또는 Li6PS5Cl을 포함하는 이차전지.12. The secondary battery according to claim 11, wherein the sulfide-based compound comprises Li 7 P 3 S 11 , Li 3 PS 4 , Li 7 PS 6 , or Li 6 PS 5 Cl. 제11항에 있어서, 상기 황화물계 화합물의 평균입경이 0.1㎛ 내지 100㎛인 이차전지.The secondary battery according to claim 11, wherein the sulfide compound has an average particle diameter of 0.1 to 100 탆. 제11항에 있어서, 상기 황화물계 화합물의 비표면적이 적어도 0.1m2/g 이상인 이차전지.The secondary battery according to claim 11, wherein the sulfide compound has a specific surface area of at least 0.1 m 2 / g or more. 제1항에 있어서, 상기 외장체가 가요성, 액밀성, 및 기밀성을 구비한 재료로 성형된 것인 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the casing is formed of a material having flexibility, liquid tightness, and airtightness. 제1항에 있어서, 상기 외장체가 금속재 표면에 열압착 가능한 수지로 막이 형성된 재료로 성형된 것인 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the casing is formed of a material in which a film of a thermo-compressible resin is formed on a surface of a metal material. 제1항에 있어서, 상기 가압처리가 정수압 처리인 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the pressure treatment is hydrostatic pressure treatment. 제1 전극 집전체 및 제2 전극 집전체의 면상에 각각 제1 전극 활물질 또는 제2 전극 활물질을 포함하는 전극 코팅액을 각각 도포하여 제1 전극층, 제2 전극층, 및 이들 전극층 내부에 각각 전극 집전탭 접합영역을 포함하는 전극층 비형성영역을 형성하는 단계;
상기 전극 집전탭 접합영역에 전극 집전탭을 접합시켜 제1 전극 구조체 및 제2 전극 구조체를 제조하는 단계; 및
상기 제1 전극 구조체 및 상기 제2 전극 구조체의 사이에 전해질층을 배치시키고 이들을 외장체로 둘러싸고 가압처리에 의해 일체화시켜 이차전지를 제조하는 단계;를 포함하는 이차전지의 제조방법.
An electrode coating liquid containing a first electrode active material or a second electrode active material is coated on the surfaces of the first electrode current collector and the second electrode current collector to form first electrode layers and second electrode layers, Forming an electrode layer non-formation region including a junction region;
Forming a first electrode structure and a second electrode structure by bonding an electrode current collecting tab to the electrode current collecting tab junction region; And
And disposing an electrolyte layer between the first electrode structure and the second electrode structure and enclosing the electrolyte layer with an external body and integrating the electrolyte layer by pressure treatment to manufacture a secondary battery.
제18항에 있어서, 상기 전극 집전탭 접합영역이 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층 내부의 전극층 비형성영역에 각각 형성된 이차전지의 제조방법.      19. The method of manufacturing a secondary battery according to claim 18, wherein the electrode current collecting tab junction regions are formed in the electrode layer non-formation regions in the first electrode layer and the second electrode layer, respectively. 제18항에 있어서, 상기 가압처리가 정수압 처리인 이차전지의 제조방법.The method of manufacturing a secondary battery according to claim 18, wherein the pressure treatment is a hydrostatic pressure treatment. 제18항에 있어서, 상기 가압처리가 294MPa 내지 980MPa 압력 하에 30초 내지 20분간 행해지는 이차전지의 제조방법.The method for producing a secondary battery according to claim 18, wherein the pressure treatment is performed at a pressure of 294 MPa to 980 MPa for 30 seconds to 20 minutes.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6859059B2 (en) * 2015-09-30 2021-04-14 積水化学工業株式会社 Lithium-ion secondary battery and its manufacturing method
JP6881892B2 (en) * 2015-12-25 2021-06-02 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. Manufacturing method of solid electrolyte, all-solid-state battery and solid electrolyte
US10985407B2 (en) 2017-11-21 2021-04-20 Samsung Electronics Co., Ltd. All-solid-state secondary battery including anode active material alloyable with lithium and method of charging the same
CN110880595B (en) * 2019-11-08 2022-11-08 重庆市加鼎盛科技有限公司 Cu 3 Preparation method of P-CuO composite flexible lithium ion battery cathode material
WO2024026618A1 (en) * 2022-08-01 2024-02-08 宁德新能源科技有限公司 Electrochemical device and electronic device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990002559U (en) * 1997-06-27 1999-01-25 손욱 Positive plate for secondary battery
JP2003086251A (en) * 2001-09-06 2003-03-20 Sony Corp Manufacturing method of secondary battery
JP5158008B2 (en) * 2009-04-28 2013-03-06 トヨタ自動車株式会社 All solid battery
KR101050288B1 (en) * 2009-10-01 2011-07-19 삼성에스디아이 주식회사 Electrode assembly and secondary battery having same

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