KR20160143109A - Electrode for secondary battery and Method for manufacturing the same - Google Patents

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KR20160143109A KR1020150079243A KR20150079243A KR20160143109A KR 20160143109 A KR20160143109 A KR 20160143109A KR 1020150079243 A KR1020150079243 A KR 1020150079243A KR 20150079243 A KR20150079243 A KR 20150079243A KR 20160143109 A KR20160143109 A KR 20160143109A
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Abstract

The present invention relates to an electrode for a secondary battery including an electrode current collector and an electrode active material layer formed on at least one side of the electrode current collector and a method for manufacturing the same. The electrode active material layer has a plurality dot patterns which are separated from each other in parallel, thereby improving battery performance by increasing the capacity of the electrode per initial charging/discharging gram, discharge capacity, and constant current charging time.

Description

이차전지용 전극 및 그 제조방법{Electrode for secondary battery and Method for manufacturing the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an electrode for a secondary battery,

본 발명은 이차전지용 전극 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전해액에 대한 함침성이 향상된 이차전지용 전극 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode for a secondary battery and a manufacturing method thereof, and more particularly, to an electrode for a secondary battery having improved impregnation properties for an electrolyte and a method for manufacturing the same.

근래에 휴대폰, 노트북, PDA 등과 같은 휴대용 전자기기들의 보급으로 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능한 이차전지의 수요량이 급증하고 있으며, 이에 따라 이차전지의 성능이 점차 개선되어 대량 생산되고 있다.2. Description of the Related Art [0002] In recent years, demand for secondary batteries which can be recharged by the spread of portable electronic devices such as mobile phones, notebooks, and PDAs has been rapidly increasing, and the performance of the secondary batteries has been gradually improved.

대표적인 이차전지로 니켈수소(Ni-MH) 전지와 리튬이온(Li-ion) 전지가 사용되고 있다. 또한 이차전지는 전극조립체를 수용하고 있는 케이스의 외관에 따라서 원통형과 각형 및 파우치형 전지로 구분할 수 있다.Nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries and lithium ion (Li-ion) batteries are used as typical secondary batteries. Further, the secondary battery can be divided into a cylindrical shape, a square shape, and a pouch type battery according to the appearance of the case housing the electrode assembly.

이러한 이차전지의 조립은 양극, 음극 및 분리막을 서로 번갈아가며 겹친 후, 일정 크기 및 모양의 캔(can) 혹은 파우치(pouch) 등의 전지케이스에 삽입한 후, 최종적으로 전해액을 주입함으로써 이루어진다.The secondary battery is assembled by alternately stacking the positive electrode, the negative electrode, and the separator, inserting the battery into a battery case such as a can or a pouch having a predetermined size and shape, and finally injecting the electrolyte.

이때, 나중에 주입된 전해액은 모세관 힘(capillary force)에 의해 양극, 음극 및 분리막 사이로 스며들게 되며, 이러한 전해액은 이온의 이동을 위한 매개체로서의 역할을 수행하는 것이다. 전해액의 함침이 잘 이루어지지 않는 경우에는 제조된 이차전지의 성능이 충분히 발휘될 수 없게 된다.At this time, the electrolyte injected later is impregnated into the space between the anode, the cathode and the separator by a capillary force, and this electrolyte plays a role as an agent for the movement of ions. If the impregnation of the electrolyte solution is not performed well, the performance of the produced secondary battery can not be sufficiently exhibited.

그러나, 이차전지 생산 과정에 있어서, 전해액을 주입 후 전극 및 분리막에 잘 함침되도록 하는 데에는 결코 적지 않은 시간이 소요되며, 까다로운 공정 조건이 요구된다.However, in the process of producing the secondary battery, it takes a considerable time to impregnate the electrode and the separator with the electrolyte after injecting the electrolyte, and a demanding process condition is required.

현재 이차 전지의 에너지 저장 능력을 향상시키기 위한 노력이 많이 요구되고 있다. 특히 활물질의 조성을 변화시키려는 노력뿐만 아니라 활물질량을 늘리는 고로딩 기술을 적용하고 있지만 고로딩 적용시 전해액의 함침성 문제로 인하여 전지 성능이 발현되지 못하고 있다.Efforts to improve the energy storage capability of secondary batteries are now being demanded. Particularly, although a high loading technique for increasing the amount of active material is applied as well as an effort to change the composition of the active material, battery performance has not been developed due to impregnation property of the electrolyte during high load application.

KRKR 2013-00048072013-0004807 AA KRKR 2006-00553802006-0055380 AA

상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 전해액의 함침성을 향상시켜 전지의 성능을 향상시킬 수 있는 이차전지용 전극 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems of the prior art, it is an object of the present invention to provide an electrode for a secondary battery and a method of manufacturing the same, which can improve the impregnation property of the electrolyte to improve the performance of the battery.

다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood, however, that the technical subject matter of the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the invention described below.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 전극 집전체 및 상기 전극 집전체의 적어도 일 면 상에 형성된 전극 활물질층을 포함하는 이차전지용 전극에 있어서, 상기 전극 활물질층은 서로 이격되어 나란하게 형성된 복수의 도트 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electrode for a secondary battery including an electrode current collector and an electrode active material layer formed on at least one surface of the electrode current collector, wherein the electrode active material layer has a plurality The electrode for a secondary battery is provided.

또한, 본 발명은 (a) 전극 집전체를 준비하는 단계; (b) 상기 전극 집전체의 양 면 중 적어도 어느 일 면 상에 전극 활물질층을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 전극 활물질층의 표면에 레이저를 조사하여 서로 이격되어 나란하게 형성된 복수의 도트 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 이차전지용 전극의 제조방법을 제공한다.(A) preparing an electrode current collector; (b) forming an electrode active material layer on at least one of both surfaces of the electrode current collector; And (c) irradiating a surface of the electrode active material layer with a laser to form a plurality of dot patterns spaced apart from each other and formed in parallel to each other.

본 발명에 따르면, 이차전지용 전극에 대한 전해액 함침성이 향상되며, 이로써 이차전지의 제조공정 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이차전지의 성능을 향상시킬 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, the electrolyte impregnability of the electrode for the secondary battery is improved, thereby improving the efficiency of the manufacturing process of the secondary battery and improving the performance of the secondary battery.

본 발명에 따르면, 이차전지용 전극의 전극 활물질층에 음각의 도트 패턴을 형성함으로써 전극의 초기 충/방전 g 당 용량 증가, 방전 용량 증가, 정전류 충전 시간 증가 등을 통해 전지 성능을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, by forming an intaglio dot pattern on the electrode active material layer of an electrode for a secondary battery, it is possible to improve the battery performance by increasing the capacity per initial charge / discharge g of the electrode, increasing the discharge capacity, and increasing the constant current charge time.

도 1은 실시예 1에 따라 제조한 도트 패턴의 광학 이미지이다.
도 2는 비교예 1에 따라 제조한 도트 패턴의 광학 이미지이다.
도 3은 비교예 2에 따라 제조한 도트 패턴의 광학 이미지이다.
도 4는 실시예 1에 따라 제조한 도트 패턴의 프로파일이다.
도 5는 비교예 1에 따라 제조한 도트 패턴의 프로파일이다.
도 6은 비교예 2에 따라 제조한 도트 패턴의 프로파일이다.
도 7은 레퍼런스, 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조한 도트 패턴을 구비한 전지의 사이클 별 충전 및 방전 g당 용량 변화를 보여주는 그래프이다.
도 8은 레퍼런스, 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조한 도트 패턴을 구비한 전지의 방전전류 변화에 따른 용량 변화를 나타낸 그래프이다.
도 9는 레퍼런스, 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조한 도트 패턴을 구비한 전지의 정전류(CC) 충전시간을 나타낸 그래프이다.
1 is an optical image of a dot pattern produced according to Example 1. Fig.
Fig. 2 is an optical image of a dot pattern produced according to Comparative Example 1. Fig.
3 is an optical image of a dot pattern prepared according to Comparative Example 2. Fig.
Fig. 4 is a profile of a dot pattern produced according to Example 1. Fig.
5 is a profile of a dot pattern prepared according to Comparative Example 1. Fig.
Fig. 6 is a profile of a dot pattern produced according to Comparative Example 2. Fig.
7 is a graph showing a change in capacity per g charge and discharge g per cycle of a battery having a dot pattern prepared according to Reference Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2;
FIG. 8 is a graph showing a change in capacitance with a change in discharge current of a battery having a dot pattern manufactured according to Reference Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2. FIG.
9 is a graph showing a constant current (CC) charging time of a battery having a dot pattern manufactured according to Reference Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2. FIG.

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

본 발명에 따른 이차전지용 전극은 전극 집전체 및 전극 집전체의 양 면 중 적어도 어느 일 면 상에 형성되는 전극 활물질층을 포함한다.The electrode for a secondary battery according to the present invention includes an electrode current collector and an electrode active material layer formed on at least one of both surfaces of the electrode current collector.

본 발명의 이차전지용 전극은 전극 집전체의 일 면 상에만 전극 활물질층이 형성된 것일 수도 있고, 양 면 모두에 전극 활물질층이 형성된 것일 수도 있다.The electrode for a secondary battery of the present invention may have an electrode active material layer formed on only one surface of the electrode current collector or an electrode active material layer formed on both surfaces of the electrode current collector.

상기 전극 집전체로는 전극이 양극인지 음극인지에 따라 서로 다른 금속 재질이 적용될 수 있으며, 예를 들어, 전극이 양극인 경우 알루미늄 재질이, 음극인 경우 구리 재질이 사용될 수 있다.The electrode current collector may be formed of a different metal material depending on whether the electrode is an anode or a cathode. For example, an aluminum material may be used when the electrode is an anode, and a copper material may be used when the electrode is a cathode.

다만, 이러한 전극 집전체의 재질은 예시적인 것일 뿐이므로 본 발명의 전극 집전체의 재질이 이에 한정되는 것은 아니며, 이차전지 내에서 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 갖는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니다.However, the material of the electrode current collector is not limited to the material of the electrode current collector of the present invention, and is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical change in the secondary battery .

또한, 전극 집전체는 표면에 미세한 요철을 형성함으로써 전극 활물질층과의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 이용될 수 있다.In addition, the electrode current collector can be used in various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, a non-woven fabric, or the like in order to increase the adhesive force with the electrode active material layer by forming fine irregularities on the surface.

상기 전극 활물질층이 양극 활물질층인 경우에는, 예를 들어, LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiMnO2 등의 리튬계 산화물을 주성분으로 하는 화합물이 이용될 수 있고, 음극 활물질층인 경우에는, 예를 들어, 탄소 계열 물질, Si, Sn, 틴 옥사이드, 틴 합금 복합체(composite tin alloys), 전이 금속 산화물 등이 이용될 수 있다.When the electrode active material layer is a positive electrode active material layer, for example, LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiMnO 2 And the like. In the case of the negative electrode active material layer, for example, a carbon-based material, Si, Sn, tin oxide, composite tin alloys, transition metal oxide Etc. may be used.

본 발명에 따른 이차전지용 전극에 포함되는 상기 전극 활물질층은, 전해액에 대한 함침성 향상을 위해, 서로 이격되어 나란하게 형성된 복수의 도트 패턴(dot pattern)을 구비하는 것을 특징으로 한다.The electrode active material layer included in the electrode for a secondary battery according to the present invention is characterized in that it has a plurality of dot patterns formed to be spaced apart from each other in order to improve impregnability with the electrolyte solution.

상기 복수의 도트 패턴은 간격이 400~800㎛ 인 것이 바람직하다. 상기 도트 패턴의 간격이 400㎛ 미만인 경우에는 전극 활물질의 양적인 손실이 많아 에너지 밀도의 저하를 가져오며, 800㎛ 초과인 경우에는 음각 패턴의 형성에 따른 함침성 향상 효과를 기대하기 어렵다.The plurality of dot patterns preferably have an interval of 400 to 800 mu m. When the distance between the dot patterns is less than 400 탆, the energy density of the electrode active material is increased and the energy density is decreased. When the distance is more than 800 탆, it is difficult to expect the impregnation improving effect due to the formation of the engraved pattern.

상기 도트 패턴에서 도트의 직경은 50~120㎛인 것이 바람직하다. 도트의 직경이 50㎛ 미만인 경우에는 패턴 형성에 따른 함침성 향상 효과를 기대하기 어렵고, 120㎛ 초과인 경우에는 활물질의 양적인 손실이 많아 에너지 밀도의 저하를 가져온다.The diameter of the dots in the dot pattern is preferably 50 to 120 mu m. When the diameter of the dot is less than 50 탆, it is difficult to expect the improvement effect of the impregnation according to the pattern formation. If the diameter exceeds 120 탆, the quantitative loss of the active material is large and the energy density is lowered.

상기 도트 패턴은 전극 활물질층에 음각으로 형성된다. 상기 도트 패턴은 전극 활물질층의 두께 대비 5% 내지 40%의 깊이를 갖는 것이 바람직하다. 상기 도트 패턴의 깊이가 전극 활물질층의 두께 대비 5% 미만인 경우에는 도트 패턴의 형성에 따른 전해액의 함침성 향상 효과를 기대하기 어렵고, 40%를 초과하는 경우에는 전극 활물질의 양적인 손실이 지나치게 커지므로 에너지 밀도의 심각한 저하를 가져올 수 있다. The dot pattern is formed in the electrode active material layer at a recessed angle. The dot pattern preferably has a depth of 5% to 40% of the thickness of the electrode active material layer. When the depth of the dot pattern is less than 5% of the thickness of the electrode active material layer, it is difficult to expect the effect of improving the impregnation property of the electrolyte due to the formation of the dot pattern. If the depth exceeds 40%, the quantitative loss of the electrode active material becomes too large Which can lead to a serious degradation of the energy density.

상기 도트 패턴은, 이차전지의 특성에 따라 요구되는 전극 집전체를 준비한 후, 그 일면 또는 양 면 상에 전극 활물질층을 형성한 후 전극 활물질층 표면에 대해 레이저 패터닝 작업을 수행함으로써 형성될 수 있다. The dot pattern may be formed by preparing an electrode collector required according to the characteristics of the secondary battery, forming an electrode active material layer on one or both surfaces thereof, and then performing a laser patterning operation on the surface of the electrode active material layer .

본 발명의 바람직한 예에서, 상기 도트 패턴은 펄스 반복률(Pulse repetition rate)이 조절 가능한 펄스 레이저를 이용해 형성될 수 있다. 스캐너의In a preferred embodiment of the present invention, the dot pattern may be formed using a pulse laser whose pulse repetition rate can be adjusted. Of the scanner

속도와 펄스 반복률을 변경하면 레이저 조사 간격을 조절할 수 있으며 아래와 같은 관계식을 가진다.The laser irradiation interval can be adjusted by changing the speed and pulse repetition rate.

Figure pat00001
Figure pat00001

레이저빔의 크기가 레이저 조사 간격보다 작으면 도트형태의 패턴을 형성할 수 있으며 도트 패턴의 간격 역시 조절할 수 있다. 도트의 직경은 레이저빔의 크기를 통해서 조절할 수 있다.If the size of the laser beam is smaller than the laser irradiation interval, a dot-shaped pattern can be formed and the interval of the dot pattern can be adjusted. The diameter of the dots can be controlled through the size of the laser beam.

상기 전극은 양극 또는 음극에 해당할 수 있다. 전극 활물질층에 음각 패턴이 형성된 전극은 전해액 함침성이 향상되므로, 이러한 전극을 이용하여 양극 및 음극을 만들고, 그 사이에 분리막을 개재한 후, 케이싱 하여 이차전지를 제작하는 경우, 전해액 함침에 소요되는 시간을 단축시킴으로써 제조공정의 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이차전지의 성능 또한 향상시킬 수 있다.The electrode may correspond to a positive electrode or a negative electrode. When an electrode having an engraved pattern formed on an electrode active material layer is improved in electrolyte impregnability, when an anode and a cathode are formed using such an electrode, a separator is interposed therebetween, and a casing is used to manufacture a secondary battery, The efficiency of the manufacturing process can be improved and the performance of the secondary battery can be improved.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명에 따른 이차전지용 전극이 양극 및 음극 중 적어도 어느 하나로서 적용된 것인 이차전지가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a secondary battery in which the electrode for a secondary battery according to the present invention is applied as at least one of an anode and a cathode.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, (a) 전극 집전체를 준비하는 단계; (b) 상기 전극 집전체의 양 면 중 적어도 어느 일 면 상에 전극 활물질층을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 전극 활물질층의 표면에 레이저를 조사하여 서로 이격되어 나란하게 형성된 복수의 도트 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 이차전지용 전극의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an electrode assembly, comprising: (a) preparing an electrode current collector; (b) forming an electrode active material layer on at least one of both surfaces of the electrode current collector; And (c) irradiating a surface of the electrode active material layer with a laser to form a plurality of dot patterns spaced apart from each other and formed in parallel to each other.

상기 (c)단계에서, 상기 복수의 도트 패턴은 간격이 400~800㎛ 인 것을 특징으로 한다.
In the step (c), the plurality of dot patterns may have an interval of 400 to 800 μm.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.

<실시예 1> &Lt; Example 1 >

코인셀Coin cell (Coin-cell) 용 전극의 제조(Coin-cell)

Graphite 계열의 음극 활물질을 사용하고, 도전재(Denka black), 증점제(CMC), 바인더(SBR)를 각각 97.5:0.5:1.0:1.0의 중량비로 증류수 (H2O)에 넣고 믹싱하여 음극 합제를 제조한 후 20㎛ 두께의 구리 호일에 코팅한 후 압연 및 건조하여 음극을 제조한 후 펄스 레이저를 조사하여 패턴 간격 500㎛, 직경 80㎛, 패턴 깊이 15㎛의 도트 패턴을 상기 음극 활물질층 상에 형성하여 코인셀 용 음극을 제조하였다.A graphite series negative electrode active material was used and the conductive material (Denka black), the thickener (CMC) and the binder (SBR) were mixed in distilled water (H 2 O) at a weight ratio of 97.5: 0.5: 1.0: And then coated with a copper foil having a thickness of 20 탆 and rolled and dried to prepare a negative electrode. Then, a pulse laser was irradiated to form a dot pattern having a pattern interval of 500 탆, a diameter of 80 탆 and a pattern depth of 15 탆 on the negative electrode active material layer To prepare a negative electrode for a coin cell.

코인셀Coin cell (Coin-cell) 전지의 제조(Coin-cell) battery

리튬 메탈과 상기 제조된 음극 사이에 분리막을 개재하여 전극조립체를 제조하고, 이를 전지케이스에 내장하였다.An electrode assembly was prepared between the lithium metal and the negative electrode prepared above through a separator, and the electrode assembly was embedded in the battery case.

여기에 에틸 카보네이트와 에틸메틸 카보네이트가 부피비를 기준으로 1:2로 혼합되어 있고, 리튬염으로 1M 의 LiPF6를 포함하고 있는 리튬 비수계 전해액을 주입한 다음, 밀봉하여 코인셀(Coin-cell) 전지를 제조하였다.A lithium nonaqueous electrolyte solution containing 1 M of LiPF 6 as a lithium salt was mixed with ethyl carbonate and ethylmethyl carbonate at a volume ratio of 1: 2, and the mixture was sealed to form a coin-cell. A battery was prepared.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

패턴 간격을 300㎛으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 전지를 제조하였다.A battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that the pattern interval was 300 mu m.

<비교예 2>&Lt; Comparative Example 2 &

패턴 간격을 1000㎛으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 전지를 제조하였다.A battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that the pattern interval was changed to 1000 mu m.

<레퍼런스><Reference>

레이저 패터닝을 실시하지 않고 실시예 1과 동일하게 전지를 제조하였다.
A battery was produced in the same manner as in Example 1 without laser patterning.

<실험예 1><Experimental Example 1>

상기 실시예 1, 비교예 1 내지 2에서 제조한 전지의 전극 활물질 로딩량을 측정하여, 레퍼런스 대비 전극 활물질 로딩량의 감소량을 하기 표 1에 나타냈다.
The amount of loading of the electrode active material in the cells prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 was measured, and the amount of decrease in the loading amount of the electrode active material relative to the reference is shown in Table 1 below.

실시예1Example 1 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 레퍼런스reference 0.4580.458 0.4530.453 0.4610.461 0.4680.468 -2.14%-2.14% -3.21%-3.21% -1.50%-1.50% --

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 패턴 간격이 커질수록 활물질의 감소량이 작아짐을 알 수 있었다.
As shown in Table 1, it can be seen that as the pattern interval increases, the amount of reduction of the active material becomes smaller.

<실험예 2> <Experimental Example 2>

상기 실시예 1, 비교예 1 내지 2에서 제조한 전지에 대해 1st 사이클(0.1C/0.1C) 및 2nd 사이클(0.1C/0.1C)에 걸쳐 초기 충전 및 방전 시험을 진행하여 그 결과를 하기 표 2에 나타냈다. 레퍼런스에 대해 동일한 시험을 진행하였다.Example 1, Comparative Examples 1 and 2 proceed with the initial charge and discharge test over the 1 st cycle (0.1C / 0.1C) and 2 nd cycles (0.1C / 0.1C) for the batteries prepared by the results in Are shown in Table 2 below. The same test was performed on the reference.

1st 사이클(0.1C/0.1C)1 st cycle (0.1 C / 0.1 C) 2nd 사이클(0.1C/0.1C)2 nd cycle (0.1 C / 0.1 C) 충전
(mAh/g)
charge
(mAh / g)
방전
(mAh/g)
Discharge
(mAh / g)
효율
(%)
efficiency
(%)
충전
(mAh/g)
charge
(mAh / g)
방전
(mAh/g)
Discharge
(mAh / g)
효율
(%)
efficiency
(%)
레퍼런스reference 373.4373.4 349.3349.3 93.693.6 352.5352.5 349.5349.5 99.199.1 실시예1Example 1 387.7387.7 361.5361.5 93.393.3 365.3365.3 361.8361.8 99.099.0 비교예1Comparative Example 1 383.3383.3 360.5360.5 94.194.1 363.7363.7 360.7360.7 99.299.2 비교예2Comparative Example 2 387.5387.5 361.1361.1 93.293.2 364.8364.8 361.9361.9 99.299.2

상기 표 2에 나타난 것과 같이, 음각의 도트 패턴이 형성된 전극 활물질층을 포함하는 실시예 1, 및 비교예 1 내지 2의 전지는 레퍼런스와 대비하여 초기 충전 및 방전 용량이 증가하였다.
As shown in Table 2, the batteries of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 including the electrode active material layer having the dithessed dot pattern were increased in initial charge and discharge capacity as compared with the reference.

<실험예 3><Experimental Example 3>

상기 실시예 1, 및 비교예 1 내지 2에서 제조한 전지에 대해 전류 별 방전 시험을 진행하여 그 결과를 하기 표 3에 나타냈다. 레퍼런스에 대해 동일한 시험을 진행하였다.
The batteries manufactured in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were subjected to a discharge test by current, and the results are shown in Table 3 below. The same test was performed on the reference.

0.1C
방전용량
(mAh/g)
0.1 C
Discharge capacity
(mAh / g)
1.0C 방전1.0C discharge 2.0C 방전2.0C discharge
용량(mAh/g)Capacity (mAh / g) 1.0C/0.1C(%)1.0C / 0.1C (%) 용량(mAh/g)Capacity (mAh / g) 2.0C/0.1C(%)2.0C / 0.1C (%) 레퍼런스reference 349.5349.5 335.8335.8 96.196.1 223.8223.8 64.064.0 실시예1Example 1 361.8361.8 354.3354.3 97.997.9 292.9292.9 81.081.0 비교예1Comparative Example 1 360.7360.7 354.1354.1 98.298.2 291.8291.8 80.980.9 비교예2Comparative Example 2 361.9361.9 357.2357.2 98.798.7 294.9294.9 81.581.5

상기 표 3에 나타난 것과 같이, 초기 성능과 동일하게 상기 실시예 1, 및 비교예 1 내지 2에서 제조한 전지 모두 레퍼런스 대비 방전 용량이 증가하였다.
As shown in Table 3, the batteries prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 had the same initial discharging capacity as the reference performance.

<실험예 4><Experimental Example 4>

상기 실시예 1, 및 비교예 1 내지 2에서 제조한 전지에 대해 전류 별 충전 시험을 진행하여 그 결과를 하기 표 3에 나타냈다. 레퍼런스에 대해 동일한 시험을 진행하였다.
The batteries prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were subjected to a current-based charge test, and the results are shown in Table 3 below. The same test was performed on the reference.

정전류 충전 시간(Min)Constant current charging time (Min) 0.2C 충전0.2C charge 0.5C 충전0.5C charge 1.0C 충전1.0C charge 레퍼런스reference 109.1109.1 6.36.3 1.11.1 실시예1Example 1 270.6270.6 66.266.2 9.39.3 비교예1Comparative Example 1 243.1243.1 42.642.6 3.23.2 비교예2Comparative Example 2 228.8228.8 50.550.5 7.27.2

상기 표 4에 나타난 것과 같이, 상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 2에서 제조한 전지 모두 레퍼런스 대비 정전류(CC) 충전시간이 증가하였다. 그러나, 500 ㎛ 패턴 간격을 가진 실시예 1의 전지가 비교예 1 내지 2의 전지보다 정전류 충전시간이 대폭 증가하였다.As shown in Table 4, the cells prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 had an increase in the constant current (CC) charging time relative to the reference. However, the battery of Example 1 having a pattern spacing of 500 mu m drastically increased the constant current charging time than the batteries of Comparative Examples 1 and 2.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the present invention is not limited thereto and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. It goes without saying that various modifications and variations are possible within the scope of equivalence of the scope.

Claims (9)

전극 집전체 및 상기 전극 집전체의 적어도 일 면 상에 형성된 전극 활물질층을 포함하는 이차전지용 전극에 있어서,
상기 전극 활물질층은 서로 이격되어 나란하게 형성된 복수의 도트 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.
An electrode for a secondary battery comprising an electrode current collector and an electrode active material layer formed on at least one surface of the electrode current collector,
Wherein the electrode active material layer has a plurality of dot patterns spaced apart from one another and formed in parallel.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 도트 패턴은 간격이 400~800㎛ 인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.
The method according to claim 1,
Wherein the plurality of dot patterns have an interval of 400 to 800 占 퐉.
청구항 1에 있어서,
상기 도트 패턴에서 도트의 직경은 50~120㎛ 인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.
The method according to claim 1,
Wherein the diameter of the dot in the dot pattern is 50 to 120 占 퐉.
청구항 1에 있어서,
상기 도트 패턴은, 상기 전극 활물질층의 두께 대비 5% 내지 40%의 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.
The method according to claim 1,
Wherein the dot pattern has a depth of 5% to 40% of the thickness of the electrode active material layer.
청구항 1에 있어서,
상기 도트 패턴은 레이저 패터닝에 의해 전극 활물질층에 음각으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.
The method according to claim 1,
Wherein the dot pattern is formed in the electrode active material layer at an obtuse angle by laser patterning.
청구항 1에 있어서,
상기 전극은,
양극 또는 음극인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.
The method according to claim 1,
The electrode
Wherein the positive electrode is a positive electrode or a negative electrode.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 따른 이차전지용 전극이 양극 및 음극 중 적어도 어느 하나로서 적용된 것인 이차전지.A secondary battery in which the electrode for a secondary battery according to any one of claims 1 to 6 is applied as at least one of a positive electrode and a negative electrode. (a) 전극 집전체를 준비하는 단계;
(b) 상기 전극 집전체의 양 면 중 적어도 어느 일 면 상에 전극 활물질층을 형성하는 단계; 및
(c) 상기 전극 활물질층의 표면에 레이저를 조사하여 서로 이격되어 나란하게 형성된 복수의 도트 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 이차전지용 전극의 제조방법
(a) preparing an electrode current collector;
(b) forming an electrode active material layer on at least one of both surfaces of the electrode current collector; And
(c) forming a plurality of dot patterns spaced apart from each other and irradiating a laser beam onto the surface of the electrode active material layer to form a plurality of dot patterns
청구항 8에 있어서,
상기 (c)단계에서, 상기 복수의 도트 패턴은 간격이 400~800㎛ 인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극의 제조방법.
The method of claim 8,
Wherein the plurality of dot patterns have an interval of 400 to 800 占 퐉 in the step (c).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102086783B1 (en) * 2019-03-27 2020-03-09 광주과학기술원 Thick film electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery
WO2021132848A1 (en) * 2019-12-23 2021-07-01 주식회사 엘지에너지솔루션 Apparatus and method for manufacturing electrode for secondary battery using laser, and electrode for secondary battery manufactured thereby

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09283116A (en) * 1996-04-11 1997-10-31 Sumitomo Electric Ind Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery
KR20060055380A (en) 2004-11-17 2006-05-23 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 Secondary battery and manufacturing process thereof
JP2008277242A (en) * 2007-03-30 2008-11-13 Sanyo Electric Co Ltd Electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery
KR20130004807A (en) 2011-07-04 2013-01-14 고려대학교 산학협력단 The anode of secondary battery and manufacturing method thereof
KR20140142576A (en) * 2013-06-04 2014-12-12 주식회사 엘지화학 Manufacturing method of electrode for secondary battery and secondary battery comprising electrode manufactured by the method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09283116A (en) * 1996-04-11 1997-10-31 Sumitomo Electric Ind Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery
KR20060055380A (en) 2004-11-17 2006-05-23 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 Secondary battery and manufacturing process thereof
JP2008277242A (en) * 2007-03-30 2008-11-13 Sanyo Electric Co Ltd Electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery
KR20130004807A (en) 2011-07-04 2013-01-14 고려대학교 산학협력단 The anode of secondary battery and manufacturing method thereof
KR20140142576A (en) * 2013-06-04 2014-12-12 주식회사 엘지화학 Manufacturing method of electrode for secondary battery and secondary battery comprising electrode manufactured by the method

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102086783B1 (en) * 2019-03-27 2020-03-09 광주과학기술원 Thick film electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery
US11508963B2 (en) 2019-03-27 2022-11-22 Gwangju Institute Of Science And Technology Lithium secondary battery and thick film electrode for the same
WO2021132848A1 (en) * 2019-12-23 2021-07-01 주식회사 엘지에너지솔루션 Apparatus and method for manufacturing electrode for secondary battery using laser, and electrode for secondary battery manufactured thereby
CN114365306A (en) * 2019-12-23 2022-04-15 株式会社Lg新能源 Apparatus and method for manufacturing electrode of secondary battery using laser and electrode of secondary battery manufactured thereby
EP4016665A4 (en) * 2019-12-23 2023-09-13 Lg Energy Solution, Ltd. Apparatus and method for manufacturing electrode for secondary battery using laser, and electrode for secondary battery manufactured thereby
CN114365306B (en) * 2019-12-23 2024-04-16 株式会社Lg新能源 Apparatus and method for manufacturing electrode of secondary battery using laser and electrode of secondary battery manufactured by the same

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