KR20170038296A - Method for manufacturing of secondary battery and secondary battery - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method of manufacturing a secondary battery and a secondary battery, and more specifically, to a method of manufacturing a secondary battery, which comprises: after a secondary battery has been manufactured by varying the loading amount and porosity of a negative electrode active material layer, measuring the state of charging (SOC) up to the point where lithium starts to precipitate in a negative electrode during charging of the secondary battery (step 1); and selecting an optimal porosity of the negative electrode based on the value measured in the step 1, to manufacture a secondary battery having a negative electrode active material layer loading amount of x, and a state of charging of y (step 2). The method of manufacturing a secondary battery according to the present invention, based on the SOC value measured right before lithium starts to precipitate during charging of a secondary battery sample prepared by varying the loading amount and porosity of a negative electrode, can achieve an optimal porosity required to produce a secondary battery having a specific loading amount and SOC, and a high lithium diffusion resistance value, and can thus be used to manufacture a secondary battery having improved fast-charging properties.

Description

이차 전지의 제조방법 및 이차 전지{METHOD FOR MANUFACTURING OF SECONDARY BATTERY AND SECONDARY BATTERY}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method of manufacturing a secondary battery,

본 발명은 이차 전지의 제조방법 및 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a secondary battery and a secondary battery.

화석연료 사용의 급격한 증가로 인하여 대체 에너지나 청정에너지의 사용에 대한 요구가 증가하고 있으며, 그 일환으로 가장 활발하게 연구되고 있는 분야가 전기화학 반응을 이용한 발전, 축전 분야이다.Due to the rapid increase in the use of fossil fuels, the demand for the use of alternative energy or clean energy is increasing. As a part of this, the most active field of research is electric power generation and storage.

현재 이러한 전기화학적 에너지를 이용하는 전기화학 소자의 대표적인 예로 이차 전지를 들 수 있으며, 점점 더 그 사용 영역이 확대되고 있는 추세이다. 최근에는 휴대용 컴퓨터, 휴대용 전화기, 카메라 등의 휴대용 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차 전지 중 높은 에너지 밀도와 작동 전위를 나타내고 사이클 수명이 길며 자기 방전율이 낮은 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해져 왔고, 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.At present, a typical example of an electrochemical device utilizing such electrochemical energy is a secondary battery, and the use area thereof is gradually increasing. 2. Description of the Related Art [0002] Recently, as technology development and demand for portable devices such as portable computers, portable phones, and cameras have increased, the demand for secondary batteries as energy sources has increased sharply. Among such secondary batteries, they exhibit high energy density and operating potential, Many studies have been made on a lithium secondary battery having a long self discharge rate, and it has been commercialized and widely used.

일반적으로 이차 전지는 양극, 음극, 전해질로 구성되며, 첫 번째 충전에 의해 양극 활물질로부터 나온 리튬 이온이 카본 입자와 같은 음극 활물질 내에 삽입되고 방전시 다시 탈리되는 등의 양 전극을 왕복하면서 에너지를 전달하는 역할을 하기 때문에 충방전이 가능하게 된다.Generally, a secondary battery is composed of a cathode, a cathode, and an electrolyte. The lithium ion discharged from the cathode active material by the first charging is inserted into the anode active material such as carbon particles, Charge / discharge can be performed.

예를 들어, 리튬 이차전지는 전극 활물질로서 리튬 전이금속 산화물을 포함하는 양극과, 카본계 활물질을 포함하는 음극 및 다공성 분리막으로 이루어진 전극 조립체에 리튬 전해질이 함침되어 있는 구조로 이루어져 있다. 양극은 리튬 전이금속 산화물을 포함하는 양극 합제를 알루미늄 호일에 코팅하여 제조되며, 음극은 카본계 활물질을 포함하는 음극 합제를 구리 호일에 코팅하여 제조된다.For example, a lithium secondary battery has a structure in which a lithium electrolyte is impregnated in an electrode assembly composed of a positive electrode containing a lithium transition metal oxide as an electrode active material, a negative electrode including a carbonaceous active material, and a porous separator. The positive electrode is prepared by coating a positive electrode mixture containing a lithium transition metal oxide on an aluminum foil, and the negative electrode is prepared by coating a copper foil with a negative electrode mixture containing a carbonaceous active material.

한편, 최근 전기 자동차에 적용하는 리튬 이차 전지의 급속 충전에 대한 요구가 증대됨에 따라, 급속 충전에 사용되는 전극의 설계 관점에서의 연구 필요성이 증가하였다. On the other hand, as the demand for rapid charging of a lithium secondary battery to be applied to an electric vehicle has recently increased, the need for research in terms of the design of the electrode used for rapid charging has increased.

음극의 구성성분과 로딩양이 같을 때, 음극의 기공도가 증가하면 리튬 이온의 확산 저항이 감소하고, 급속 충전 특성이 개선된다. 하지만, 음극의 로딩양이 많아지게 되면, 비면적저항이 감소하는 대신 연속 충전시의 누적되는 확산 저항이 커지게 되므로 급속 충전 특성에는 좋지 않은 영향을 미치게 된다. When the amount of loading of the negative electrode is the same as that of the negative electrode, the diffusion resistance of the lithium ion is decreased and the rapid charging property is improved when the porosity of the negative electrode is increased. However, when the loading amount of the negative electrode increases, the area resistivity decreases and the accumulated diffusion resistance at the time of continuous charging increases, which adversely affects the rapid charging characteristics.

따라서, 음극이 고로딩화 되어감에 따라, 최적의 기공도를 조절할 수 있는 방법에 대한 개발이 요구된다. Therefore, there is a need to develop a method for controlling the optimum porosity as the cathode becomes highly loaded.

일본 공개특허 제2014-126411호Japanese Laid-Open Patent Application No. 2014-126411

본 발명의 해결하고자 하는 제1 기술적 과제는, 음극의 활물질 층의 로딩양 및 기공도에 따른 충전 심도를 측정함으로써, 특정 로딩양과 충전심도를 갖는 이차 전지를 제조하고자 할 때 최적의 기공도를 설계할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.A first object of the present invention is to provide a method of manufacturing a secondary battery having a specific loading amount and a filling depth by measuring the charging depth according to the loading amount and the porosity of the anode active material layer, It is a way to do that.

본 발명의 해결하고자 하는 제2 기술적 과제는, 이차 전지, 이를 포함하는 전지 모듈 및 전지 팩을 제공하는 것이다.A second technical object of the present invention is to provide a secondary battery, a battery module including the secondary battery, and a battery pack.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 음극의 활물질 층의 로딩양 및 기공도를 달리한 이차 전지 샘플의 제조 후, 상기 이차 전지 샘플을 충전하면서 음극에 리튬 석출이 발생하는 지점 전까지의 충전심도를 측정하는 단계(단계 1); 음극의 활물질 층의 로딩양을 x, 충전심도가 y인 이차 전지를 제조하고자 할 때, 상기 단계 1의 측정치를 통해 최적의 음극 기공도를 선정하는 단계(단계 2);를 포함하는 이차 전지의 제조방법을 제공한다.In order to solve the above-described problems, the present invention provides a method of manufacturing a lithium secondary battery, comprising the steps of: preparing a sample of a secondary battery having different loading amounts and porosities of the active material layer of the negative electrode, Measuring (step 1); And a step (2) of selecting an optimum cathode porosity through the measurement value of the step 1 when the amount of loading of the active material layer of the cathode is x and the filling depth is y, And a manufacturing method thereof.

또한, 본 발명은 음극, 양극 및 상기 음극 및 양극 사이에 개재된 분리막, 및 전해액을 포함하는 이차 전지에 있어서, 상기 음극의 활물질 층의 로딩양은 3.04 mAh/cm2 내지 4.5 mAh/cm2이고, 기공도는 33 % 내지 37 %이며, 1.4 내지 1.8의 C-rate로 충전한 충전심도는 40 % 내지 80 %인 것을 특징으로 하는 이차 전지를 제공한다.Further, the present invention is a negative electrode, a positive electrode and the negative electrode and in the separator, and a secondary battery including an electrolyte interposed between the cathode, the amount of loading of the active material layer of the negative electrode 3.04 mAh / cm 2 to about 4.5 mAh / cm 2, Wherein the porosity is from 33% to 37%, and the charging depth is from 40% to 80% at a C-rate of 1.4 to 1.8.

본 발명에 따른 이차 전지의 제조방법은, 음극의 로딩양 및 기공도를 달리한 이차 전지 샘플을 제조한 후 이를 충전시켜 리튬 석출이 발생되기 전까지의 충전심도를 측정한 값을 토대로, 특정한 로딩양과 충전심도를 가지며 높은 리튬 확산저항 값을 갖는 이차 전지를 제조하기 위해 필요한 최적의 기공도 값을 알아내어 급속 충전 특성이 향상된 이차 전지를 제조할 수 있다. A method of manufacturing a secondary battery according to the present invention is a method of manufacturing a secondary battery having a different amount of loading and porosity of a negative electrode, charging the secondary battery sample, measuring the charging depth before the lithium precipitation occurs, It is possible to obtain an optimum pore value required for manufacturing a secondary battery having a high charging density and a high lithium diffusion resistance value, thereby manufacturing a secondary battery with improved rapid charging characteristics.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 음극의 로딩양, 기공도에 따른 충전심도 측정값을 나타낸 가이드 맵이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a guide map showing charge depth measurement values according to loading amount and porosity of a negative electrode according to Example 1 of the present invention. FIG.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail in order to facilitate understanding of the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terminology used herein is for the purpose of describing exemplary embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, the terms "comprising," "comprising," or "having ", and the like are intended to specify the presence of stated features, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, components, or combinations thereof.

본 발명에 따른 이차 전지의 제조방법은, 음극의 활물질 층의 로딩양 및 기공도를 달리한 이차 전지 샘플의 제조 후, 상기 이차 전지 샘플을 충전하면서 음극에 리튬 석출이 발생하는 지점 전까지의 충전심도를 측정하는 단계(단계 1); 음극의 활물질 층의 로딩양을 x, 충전심도가 y인 이차 전지를 제조하고자 할 때, 상기 단계 1의 측정치를 통해 최적의 음극 기공도를 선정하는 단계(단계 2);를 포함할 수 있다. The method of manufacturing a secondary battery according to the present invention is characterized in that after manufacturing a secondary battery sample in which the loading amount and porosity of the negative electrode active material layer are different from each other, (Step 1); And a step (step 2) of selecting the optimum cathode porosity through the measurement value of step 1 when the amount of loading of the active material layer of the cathode is x and the depth of charge is y.

이하, 본 발명에 따른 이차 전지의 제조방법을 각 단계별로 상세히 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a secondary battery according to the present invention will be described in detail for each step.

본 발명에 따른 이차 전지의 제조방법에 있어서, 단계 1은 음극의 활물질 층의 로딩양 및 기공도를 달리한 이차 전지 샘플의 제조 후, 상기 이차 전지 샘플을 충전하면서 음극에 리튬 석출이 발생하는 지점 전까지의 충전심도를 측정하는 단계이다. In the method of manufacturing a secondary battery according to the present invention, step 1 is a step of preparing a sample of a secondary battery having different loading amounts and porosities of a negative electrode active material layer, The charging depth before the charging is measured.

단계 1에서는 음극의 로딩양과 기공도를 달리하였을 때, 리튬 석출이 발생하는 지점 전까지의 충전심도의 값이 얼마인지 알아낼 수 있고, 이를 토대로 그래프를 작성하여 급속 충전 특성이 우수한 이차 전지를 제조하기 위한 가이드 맵을 제공할 수 있다. In step 1, it is possible to determine the value of charge depth up to the point where lithium precipitation occurs when the loading amount of the negative electrode and the porosity are different, and a graph is prepared based thereon to prepare a secondary battery excellent in rapid charging characteristics A guide map can be provided.

이때, 음극의 로딩양이란 음극의 활물질 층의 단위 면적당 에너지 밀도를 의미할 수 있고, 전극 무게, 전극의 면적, 활물질의 용량 및 활물질 층 내에 활물질이 포함된 비율을 이용하여 계산할 수 있다.The loading amount of the negative electrode may mean the energy density per unit area of the active material layer of the negative electrode, and may be calculated using the electrode weight, the area of the electrode, the capacity of the active material, and the ratio of the active material in the active material layer.

상기 기공도란, 음극의 활물질 층 전체의 부피를 기준으로, 활물질 및 도전재 중 1 이상으로 이루어진 군으로부터 둘러싸인 기공의 부피의 상대적 비율을 나타내는 파라미터이다. 상기 기공도는 수은 포로시미터(기기명: AutoPore Ⅵ 9500, Micromerities, USA)로 총 수은 침투량(mL/g)을 측정하여 계산할 수 있다. The porosity is a parameter indicating the relative ratio of the volume of pores enclosed by the group consisting of at least one of the active material and the conductive material, based on the volume of the entire active material layer of the negative electrode. The porosity can be calculated by measuring the total mercury penetration (mL / g) with a mercury porosimeter (instrument: AutoPore VI 9500, Micromerities, USA).

상기 충전심도(SOC)는 이차 전지가 만방전(가용 용량 기준)되었을 때의 용량을 기준으로, 현재까지 충전된 용량의 상대적 비율을 나타내는 파라미터로써, 충방전기 측정장치를 통해 측정할 수 있다. The charging depth (SOC) is a parameter indicating a relative ratio of the charged capacity up to the present time based on the capacity when the secondary battery is fully charged (based on the available capacity), and can be measured through the charging / discharging device.

일례로, 상기 이차 전지 샘플의 제조에 있어서, 이차 전지 샘플은 음극 및 양극을 포함하며, 음극의 활물질 층 내의 음극 활물질은 인조흑연이고, 양극의 활물질 층 내의 양극 활물질은 LiNi6Co2Mn2O2일 수 있다.For example, in the preparation of the secondary battery sample, the secondary battery sample includes a negative electrode and a positive electrode, the negative electrode active material in the negative electrode active material layer is artificial graphite, and the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is LiNi 6 Co 2 Mn 2 O 2 < / RTI >

상기 음극은 상기 음극 활물질, 도전재 및 바인더를 포함하는 음극 합제를 유기 용매에 혼합하여 만들어진 슬러리를 음극 집전체 상에 도포한 후 건조 및 압연하여 제조될 수 있다. The negative electrode may be prepared by coating a negative electrode active material, a conductive material, and a binder on a negative electrode current collector with a slurry prepared by mixing the negative electrode mixture with an organic solvent, followed by drying and rolling.

이때, 음극 활물질, 도전재 및 바인더를 포함하는 음극 합제의 중량에 따라 로딩양을 조절할 수 있고, 상기 슬러리 도포 후, 건조 및 압연하는 단계에서 기공도를 조절할 수 있다.At this time, the loading amount can be controlled according to the weight of the negative electrode mixture including the negative electrode active material, the conductive material and the binder, and the porosity can be controlled in the step of coating, drying and rolling the slurry.

이때, 이차 전지 샘플의 로딩양은, 3.0 mAh/cm2 내지 4.5 mAh/cm2인일 수 있고, 구체적으로는 각각 3.04 mAh/cm2, 3.31 mAh/cm2, 3.63 mAh/cm2, 4.02 mAh/cm2, 4.5 mAh/cm2로 제조될 수 있다. At this time, the loading amount of the secondary battery sample may be 3.0 mAh / cm 2 to 4.5 mAh / cm 2 , and specifically 3.04 mAh / cm 2 , 3.31 mAh / cm 2 , 3.63 mAh / cm 2 , 4.02 mAh / cm 2 2 , 4.5 mAh / cm < 2 >.

나아가, 상기 이차 전지 샘플의 기공도는 상기 각각의 로딩양에 대하여 3.04 mAh/cm2인 경우에는 25 %, 28 %, 31 %, 34 %, 3.31 mAh/cm2 인 경우에는 26 %, 29 %, 31 %, 36 %, 3.63 mAh/cm2 인 경우에는 26 %, 30 %, 32.7 %, 36%, 4.02 mAh/cm2 인 경우에는 26 %, 29 %, 32 %, 34.5 %, 4.5 mAh/cm2인 경우에는 25 %, 29 %, 32 %, 36 %로 총 20 개의 이차 전지 샘플이 로딩양 및 기공도 별로 제조될 수 있다. Further, if the porosity of the secondary battery sample of 3.04 mAh / cm 2 with respect to the loading amount of each 25%, 28%, 31%, 34%, is 26% if 3.31 mAh / cm 2, 29% , 31%, and 36%, of 3.63 mAh / cm 2 is 26%, 30%, 32.7% , 36%, 4.02 mAh / cm when two has 26%, 29%, 32% , 34.5%, 4.5 mAh / cm < 2 >, a total of 20 secondary battery samples of 25%, 29%, 32%, and 36% can be prepared for each loading amount and porosity.

다만, 이차 전지 샘플의 제조에 있어서, 음극의 기공도 및 로딩양의 수치, 샘플의 개수, 음극 활물질 및 양극 활물질의 종류 등이 상기한 바와 같이 제한되는 것은 아니며, 이차 전지로 제조하고자 하는 음극 활물질을 선택한 후, 상기 음극 활물질로 다양한 기공도 및 로딩양을 달리한 음극을 제조할 수 있다. However, in the production of the secondary battery sample, the numerical values of the porosity and loading amount of the negative electrode, the number of samples, the kind of the negative electrode active material and the positive electrode active material are not limited as described above, and the negative electrode active material And then, the negative electrode having different porosity and loading amount can be produced from the negative electrode active material.

한편, 상기 양극은 양극 활물질, 도전재 및 바인더를 포함하는 양극 합제를 유기 용매에 혼합하여 만들어진 슬러리를 양극 집전체 상에 도포한 후 건조 및 압연하여 제조될 수 있고, 상기 이차 전지 샘플 내의 음극의 기공도 및 로딩양은 변화시키며 샘플을 제조하는 반면 양극의 기공도 및 로딩양은 모든 샘플에 대하여 일정한 하나의 값을 가질 수 있다. On the other hand, the positive electrode may be prepared by applying a slurry prepared by mixing a positive electrode mixture containing a positive electrode active material, a conductive material and a binder to an organic solvent, and then drying and rolling the positive electrode current collector. The porosity and loading amount can be varied to produce a sample while the porosity and loading of the anode can have a constant value for all samples.

상기 양극 활물질은 특별히 한정되지 않지만, 구체적으로 리튬 전이금속 산화물을 사용할 수 있다. 상기 리튬 전이금속 산화물로는, 예를 들면, LiCoO2 등의 LiㆍCo계 복합 산화물, LiNixCoyMnzO2 등의 LiㆍNiㆍCoㆍMn계 복합 산화물, LiNiO2 등의 LiㆍNi계 복합 산화물, LiMn2O4 등의 LiㆍMn계 복합 산화물 등을 들 수 있고, 이들을 단독 또는 복수 개 혼합하여 사용할 수 있다.The cathode active material is not particularly limited, but a lithium transition metal oxide may be specifically used. Examples of the lithium transition metal oxide include a Li-Co-based composite oxide such as LiCoO 2 , a Li-Ni-Co-Mn-based composite oxide such as LiNi x Co y Mn z O 2 , Li such as LiNiO 2 Ni-based composite oxide, and Li-Mn-based composite oxide such as LiMn 2 O 4 , and these may be used singly or in combination.

상기 음극 활물질은 특별히 한정되지 않지만, 통상적으로 리튬 이온이 흡장 및 방출될 수 있는 탄소재, 리튬 금속, 규소 또는 주석 등을 사용할 수 있다. 바람직하게는 탄소재를 사용할 수 있는데, 탄소재로는 저결정 탄소 및 고결정성 탄소 등이 모두 사용될 수 있다. 저결정성 탄소로는 연화탄소 (soft carbon) 및 경화탄소 (hard carbon)가 대표적이며, 고결정성 탄소로는 천연 흑연, 키시흑연 (Kish graphite), 열분해 탄소 (pyrolytic carbon), 액정피치계 탄소섬유 (mesophase pitch based carbon fiber), 탄소 미소구체 (meso-carbon microbeads), 액정피치 (Mesophase pitches) 및 석유와 석탄계 코크스 (petroleum or coal tar pitch derived cokes) 등의 고온 소성탄소가 대표적이다. The negative electrode active material is not particularly limited, but a carbonaceous material, lithium metal, silicon, or tin, in which lithium ions can be occluded and released, can be used. Preferably, carbon materials can be used, and carbon materials such as low-crystalline carbon and highly-crystalline carbon can be used. Examples of the low crystalline carbon include soft carbon and hard carbon. Examples of highly crystalline carbon include natural graphite, Kish graphite, pyrolytic carbon, liquid crystal pitch carbon fiber high temperature sintered carbon such as mesophase pitch based carbon fiber, meso-carbon microbeads, mesophase pitches and petroleum or coal tar pitch derived cokes.

상기 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다. The current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing a chemical change in the battery. For example, the collector may be made of copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, or a surface of aluminum or stainless steel Treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like may be used.

상기 도전제는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 파네스 블랙, 램프 블랙, 서멀 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 탄소 나노 튜브 등의 도전성 튜브; 플루오로카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스커; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive agent is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing any chemical change in the battery, and examples thereof include graphite such as natural graphite and artificial graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, Ketjen black, channel black, panes black, lamp black, and thermal black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Conductive tubes such as carbon nanotubes; Metal powders such as fluorocarbon, aluminum and nickel powder; Conductive whiskers such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.

상기 바인더로는 폴리비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로오스, 재생 셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴산, 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 불소 고무, 폴리 아크릴산 (poly acrylic acid) 및 이들의 수소를 Li, Na 또는 Ca 등으로 치환된 고분자, 또는 다양한 공중합체 등의 다양한 종류의 바인더 고분자가 사용될 수 있다. Examples of the binder include polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-co-HFP), polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, polymethylmethacrylate, Polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, polyacrylic acid, ethylene-propylene-diene monomer (EPDM) Various kinds of binder polymers such as sulfonated EPDM, styrene butadiene rubber (SBR), fluorine rubber, poly acrylic acid and polymers substituted with Li, Na or Ca, or various copolymers thereof are used .

상기 이차 전지 샘플은 3전극 셀로 제조된 것일 수 있다. 이때, 작동 전극으로는 양극, 대극으로는 음극, 참조 전극으로는 음극인 것을 사용할 수 있으며, 특히, 3전극 셀로 제조된 이차 전지 샘플의 경우 음극 프로파일을 따로 분리하여, 리튬 석출 생성 지점을 예측할 수 있다. The secondary battery sample may be a three-electrode cell. In the case of a secondary battery sample made of a three-electrode cell, the cathode profile can be separated separately and the lithium precipitation point can be predicted have.

상기 이차 전지 샘플이 제조된 후, 특정 C-rate에서 상기 이차 전지 샘플을 충전하면서, 음극에서 리튬이 석출되기 전까지의 충전심도를 측정할 수 있다. After the secondary battery sample is prepared, the charge depth from the cathode to the lithium ion precipitation can be measured while charging the secondary battery sample at a specific C-rate.

음극에서 리튬이 석출되기 시작하면 이차 전지의 성능이 저하되기 때문에, 그 지점 전까지의 충전 심도를 측정함으로써, 특정 기공도 및 로딩양에 있어서, 이차 전지의 성능이 저하되지 않는 충전심도가 얼마인가를 알 수 있다. When the lithium starts to precipitate from the cathode, the performance of the secondary battery deteriorates. Thus, by measuring the charge depth before the point, it is possible to determine the charge depth at which the performance of the secondary battery is not deteriorated Able to know.

특히, 상기 이차 전지 샘플은 1.4 내지 1.8의 C-rate에서 충전한 것일 수 있다. In particular, the secondary battery sample may be charged at a C-rate of 1.4 to 1.8.

본 발명은 전기 자동차에 적용하기 위한 이차 전지의 급속 충전에 대한 최적의 음극 설계를 위한 것으로, 충전 속도가 상기 범위로 높을 때의 충전 심도를 측정하여, 그 결과를 전기 자동차에 적용할 수 있다. The present invention is for an optimal cathode design for rapid charging of a secondary battery for use in an electric vehicle. The charging depth can be measured when the charging speed is high in the above range, and the result can be applied to an electric vehicle.

상기의 기공도 값을 X축, 측정된 충전심도 값은 Y축으로 하여 각각의 결과 값을 그래프 상에 나타내고, 이를 로딩양별로 직선으로 연결함으로써 가이드 맵을 작성할 수 있고, 후속 단계 2에서 이를 토대로 음극의 기공도를 선정할 수 있다. The guide map can be created by plotting the above-mentioned pore values on the X-axis and the measured charge depth values on the Y-axis, and connecting the result values by a straight line for each amount of loading. Based on this result The porosity of the cathode can be selected.

본 발명에 따른 이차 전지의 제조방법에 있어서, 단계 2는 음극의 활물질 층의 로딩양을 x, 충전심도가 y인 이차 전지를 제조하고자 할 때, 상기 단계 1의 측정치를 통해 최적의 음극 기공도를 선정하는 단계이다. In the method of manufacturing a secondary battery according to the present invention, step 2 is a step in which when the amount of loading of the active material layer of the negative electrode is x and the filling depth is y, the optimal cathode porosity .

단계 2에서는, 단계 1에서 측정된 특정 로딩양, 특정 기공도에 따른 최적의 충전심도 값을 토대로, 특정 로딩양 및 충전심도를 가지면서 이차 전지의 성능이 저하되지 않고 급속 충전 특성이 향상된 이차 전지를 제조하기 위한 음극 기공도를 선정할 수 있다. In the step 2, a secondary battery having a specific loading amount and a charging depth and having a rapid charging characteristic without deteriorating the performance of the secondary battery, based on the specific loading amount measured in the step 1 and the optimum charging depth value according to the specific porosity, The cathode porosity for manufacturing the cathode can be selected.

일례로, 제조하고자 하는 이차 전지의 음극의 로딩양을 3.63 mAh/cm2으로 하고, 1.5 C-rate에서의 충전심도를 63.3 %로 하고자 할 때, 상기 단계 1에서 작성된 그래프 상의 값을 토대로 음극의 기공도 값은 33.3 %가 되도록 선정할 수 있다. For example, when the loading amount of the cathode of the secondary battery to be manufactured is set to 3.63 mAh / cm 2 and the charge depth at 1.5 C-rate is set to 63.3%, based on the value on the graph prepared in the above step 1, The porosity value can be selected to be 33.3%.

한편, 상기 단계 2의 수행 후, 음극 활물질, 도전재 및 바인더를 포함하는 음극 합제를 유기 용매에 혼합하여 만들어진 슬러리를 집전체 상에 도포 후, 건조 및 압연하여 상기 단계 2의 최적의 음극 기공도를 갖도록 음극을 제조하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 상기 단계에서는 단계 2에서 선정된 값을 토대로 음극을 제조하여, 급속 충전 특성이 향상된 이차 전지를 제조할 수 있다. On the other hand, after performing the step 2, the slurry prepared by mixing the negative electrode mixture containing the negative electrode active material, the conductive material and the binder in the organic solvent is coated on the current collector, followed by drying and rolling to obtain the optimal cathode porosity And a negative electrode. In the above step, a negative electrode is manufactured based on the value selected in step 2, and a secondary battery having improved rapid charging characteristics can be manufactured.

본 발명에 따른 이차 전지는, 음극, 양극 및 상기 음극 및 양극 사이에 개재된 분리막, 및 전해액을 포함하는 이차 전지에 있어서, 상기 음극의 활물질 층의 로딩양은 3.04 mAh/cm2 내지 4.5 mAh/cm2이고, 기공도는 33 % 내지 37 %이며, 1.5의 C-rate로 충전한 충전심도는 40 % 내지 80 %인 것일 수 있다. A secondary battery according to the present invention, a negative electrode, a positive electrode and in the secondary battery including a separator, and an electrolyte interposed between the negative electrode and the positive electrode, the amount of loading of the active material layer of the negative electrode 3.04 mAh / cm 2 to about 4.5 mAh / cm 2 , the porosity is from 33% to 37%, and the filling depth at a C-rate of 1.5 may be from 40% to 80%.

상기 범위 내의 이차 전지는, 음극의 로딩양이 높아짐에 따라 기공도 또한 증가시킴으로써, 급속 충전 특성이 더욱 향상되면서도 리튬의 석출이 일어나지 않을 수 있다. In the secondary battery within the above range, as the loading amount of the negative electrode increases, the porosity also increases, so that rapid charging characteristics can be further improved and lithium precipitation may not occur.

상기 이차 전지의 음극의 활물질 층 내의 음극 활물질은 인조흑연이고, 양극의 활물질 층 내의 양극 활물질은 LiNi6Co2Mn2O2을 사용할 수 있다. The negative electrode active material in the active material layer of the negative electrode of the secondary battery may be artificial graphite and the positive electrode active material in the active material layer of the positive electrode may be LiNi 6 Co 2 Mn 2 O 2 .

한편, 분리막으로는 종래에 분리막으로 사용된 통상적인 다공성 고분자 필름, 예를 들어 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체 및 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름을 단독으로 또는 이들을 적층하여 사용할 수 있으며, 또는 통상적인 다공성 부직포, 예를 들어 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.On the other hand, as the separator, a conventional porous polymer film conventionally used as a separator, such as a polyolefin such as an ethylene homopolymer, a propylene homopolymer, an ethylene / butene copolymer, an ethylene / hexene copolymer and an ethylene / methacrylate copolymer A porous polymer film made of a high molecular weight polymer may be used alone or in a laminated manner, or a nonwoven fabric made of a conventional porous nonwoven fabric such as a glass fiber having a high melting point, a polyethylene terephthalate fiber or the like may be used. It is not.

상기 전해액은 비수계 유기용매와 금속염을 포함할 수 있다. The electrolytic solution may include a non-aqueous organic solvent and a metal salt.

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

상기 금속염은 리튬염을 사용할 수 있고, 상기 리튬염은 상기 비수 전해액에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.LiBCl 4 , LiBF 4 , LiB 10 Cl 10 , LiPF 6 , LiCF 3 , LiBF 4 , LiBF 4 , LiBF 4 , LiBF 4 , SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, 4-phenyl Lithium borate, imide and the like can be used.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 이차 전지를 단위 셀로 포함하는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 제공한다. 상기 전지 모듈 및 전지 팩은 중대형 디바이스의 급속 충전 환경에서도 리튬의 석출 현상이 없고 우수한 충전특성을 나타내는 상기 이차 전지를 포함하므로, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차 및 전력 저장용 시스템으로 이루어진 군에서 선택되는 중대형 디바이스의 전원으로 이용될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a battery module including the secondary battery as a unit cell and a battery pack including the same. Since the battery module and the battery pack include the secondary battery which does not precipitate lithium and exhibits excellent charging characteristics even in a rapid charging environment of a middle- or large-sized device, it can be used for electric vehicles, hybrid electric vehicles, plug- And can be used as a power source for a medium and large-sized device selected from the group consisting of

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

단계 1: 이차 전지 샘플의 제조Step 1: Preparation of Secondary Battery Samples

음극 활물질로 인조흑연, 바인더로 폴리 비닐리덴 디플루오리드(PVdF), 도전재로 카본 블랙 (carbon black)을 각각 96 중량%, 3 중량%, 1 중량%로 한 음극 합제를 용제인 N-메틸-2 피롤리돈(NMP)에 첨가하여 음극 슬러리를 제조하였다.A negative electrode mixture made of artificial graphite as a negative electrode active material, polyvinylidene difluoride (PVdF) as a binder and carbon black as a conductive material in an amount of 96% by weight, 3% by weight and 1% by weight, -2-pyrrolidone (NMP) to prepare an anode slurry.

상기 음극 슬러리를 두께가 10 ㎛인 음극 집전체인 구리(Cu) 박막에 도포, 건조를 통하여 음극을 제조한 후 롤 프레스(roll press)를 실시하여, 상기 음극 합제의 양과, 로딩양, 및 기공도가 서로 다른 음극 20개를 준비하였다. The negative electrode slurry was applied to a copper (Cu) thin film as an anode current collector having a thickness of 10 mu m and dried to produce a negative electrode, followed by roll pressing to measure the amount of the negative electrode mixture, 20 cathodes with different degrees were prepared.

음극 합제의 양(g)Amount of negative electrode mixture (g) 로딩양(mAh/cm2)Loading Amount (mAh / cm 2 ) 기공도(%)Porosity (%) 제조예 1Production Example 1 0.060.06 3.043.04 2626 제조예 2Production Example 2 2929 제조예 3Production Example 3 3232 제조예 4Production Example 4 3535 제조예 5Production Example 5 0.0770.077 3.313.31 2626 제조예 6Production Example 6 2929 제조예 7Production Example 7 3131 제조예 8Production Example 8 3636 제조예 9Production Example 9 0.10.1 3.633.63 2626 제조예 10Production Example 10 2929 제조예 11Production Example 11 32.832.8 제조예 12Production Example 12 3636 제조예 13Production Example 13 0.1260.126 4.024.02 2626 제조예 14Production Example 14 2929 제조예 15Production Example 15 3232 제조예 16Production Example 16 34.534.5 제조예 17Production Example 17 0.170.17 4.504.50 2626 제조예 18Production Example 18 2929 제조예 19Production Example 19 3232 제조예 20Production example 20 3636

양극 활물질로 LiNi6Co2Mn2O2 92 중량%, 도전재로 카본 블랙 (carbon black) 4 중량%, 바인더로 PVDF 4 중량%로 한 양극 합제를 용제인 N-메틸-2 피롤리돈(NMP)에 첨가하여 양극 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 슬러리를 두께가 20 ㎛인 양극 집전체의 알루미늄(Al) 박막에 도포, 건조를 통하여 양극을 제조한 후 롤 프레스(roll press)를 실시하였다.A positive electrode mixture of 92 wt% of LiNi 6 Co 2 Mn 2 O 2 as a positive electrode active material, 4 wt% of carbon black as a conductive material, and 4 wt% of PVDF as a binder was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone NMP) to prepare a positive electrode slurry. The positive electrode slurry was applied to an aluminum (Al) thin film of a positive electrode current collector having a thickness of 20 μm and dried to produce a positive electrode, followed by roll pressing.

상기 제조된 양극, 상기 음극 중 하나의 음극 및 분리막은 다공성 폴리에틸렌인 분리막을 준비하였다. 작동 전극은 상기 양극, 대극은 상기 20개의 음극 중 하나의 음극으로 하고, 상기 작동 전극 및 대극 사이에 참조 전극인 LTO를 개재하고, 각각의 전극 사이에 분리막을 위치시킨 후, 스태킹(stacking) 방식을 이용하여 3전극 셀을 제조하였으며, 조립된 전지에 전해액 (에틸렌카보네이트(EC)/에틸메틸카보네이트(EMC) = 1 / 2 (부피비), 리튬 헥사 플로로 포스페이트 (LiPF6 1몰)을 주입하여 이차 전지 샘플을 제조하고, 같은 방법으로 음극을 각각 달리하여 총 20 개의 이차 전지 샘플을 제조하였다.One of the prepared positive electrode and the negative electrode, and the separation membrane were made of porous polyethylene. A reference electrode LTO is interposed between the working electrode and the counter electrode, the separator is disposed between the working electrode and the counter electrode, and a stacking method (Ethylene carbonate (EC) / ethylmethyl carbonate (EMC) = 1/2 (volume ratio) and lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 1 mole) were injected into the assembled battery Secondary battery samples were prepared and 20 secondary battery samples were produced by different cathodes in the same manner.

단계 2: 이차 전지 샘플의 Step 2: 충전심도Depth of charge 측정 Measure

상기 단계 1에서 제조된 20 개의 이차 전지 샘플을 1.5 C-rate로 리튬이 석출되기 전 지점까지 충전한 후, 충전심도를 EC-Lab장치로 측정하였다. 이때, 리튬이 석출되기 전 지점은, 음극 프로파일을 미분하여 dV/dQ 곡선으로 나타낸 후, 상기 곡선의 변곡점이 발생하는 지점의 충전심도를 측정하였다. 상기 측정값을 그래프 상에 X축을 음극의 기공도, Y축을 측정된 충전심도로 하여 20 개의 점으로 표시한 후, 이를 직선으로 연결하여 도 1의 가이드 맵을 작성하였다. The 20 secondary battery samples prepared in step 1 were charged to a point at which lithium was precipitated at 1.5 C-rate, and then the depth of charge was measured by an EC-Lab apparatus. At this point, the cathode profile was differentiated and represented by a dV / dQ curve at the point before lithium precipitation, and then the depth of charge at the point where the inflection point of the curve occurred was measured. The measured values were plotted on the graph as 20 points with the x-axis as the pore of the cathode and the Y-axis as the measured depth of charge, and then connected by a straight line to create the guide map of Fig.

단계 3: 급속 충전 특성이 향상된 이차 전지의 제조Step 3: Production of secondary battery with improved rapid charging characteristics

이차 전지의 음극의 로딩양을 3.63 mAh/cm2으로 하고, 1.5 C-rate에서의 충전심도가 63.3 %인 이차 전지를 제조하고자 할 때, 상기 단계 1에서 작성된 그래프 상의 값을 토대로 음극의 기공도 값은 33.3 %가 되도록 선정하였다. When preparing a secondary battery having a loading depth of 3.63 mAh / cm &lt; 2 &gt; and a charge depth at 1.5 C-rate of 63.3%, the porosity of the negative electrode Value was selected to be 33.3%.

이에 따라, 음극 활물질로 인조흑연, 바인더로 폴리 비닐리덴 디플루오리드(PVdF), 도전재로 카본 블랙 (carbon black)을 각각 96 중량%, 3 중량%, 1 중량%로 한 음극 합제 10 g을 용제인 N-메틸-2 피롤리돈(NMP)에 첨가하여 음극 슬러리를 제조하였다. 상기 음극 슬러리를 두께가 10 ㎛인 음극 집전체인 구리(Cu) 박막에 도포, 건조를 통하여 음극을 제조한 후 롤 프레스(roll press)를 실시하여, 음극의 로딩양을 3.63 mAh/cm2이고, 기공도 값이 33.3 %인 음극을 제조하였다. Thus, 10 g of a negative electrode material mixture in which artificial graphite as a negative electrode active material, polyvinylidene difluoride (PVdF) as a binder and carbon black as a conductive material were respectively 96% by weight, 3% by weight and 1% by weight, Was added to N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a solvent to prepare an anode slurry. Coating the cathode slurry to a thickness of 10 ㎛ the anode current collector, copper (Cu) thin film, subjected to a roll press (roll press) after producing the negative electrode through a drying, the loading amount of anode 3.63 mAh / cm 2, and , And a porosity value of 33.3%.

양극 활물질로 LiNi6Co2Mn2O2 92 중량%, 도전재로 카본 블랙 (carbon black) 4 중량%, 바인더로 PVDF 4 중량%로 한 양극 합제를 용제인 N-메틸-2 피롤리돈(NMP)에 첨가하여 양극 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 슬러리를 두께가 20 ㎛인 양극 집전체의 알루미늄(Al) 박막에 도포, 건조를 통하여 양극을 제조한 후 롤 프레스(roll press)를 실시하였다.A positive electrode mixture of 92 wt% of LiNi 6 Co 2 Mn 2 O 2 as a positive electrode active material, 4 wt% of carbon black as a conductive material, and 4 wt% of PVDF as a binder was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone NMP) to prepare a positive electrode slurry. The positive electrode slurry was applied to an aluminum (Al) thin film of a positive electrode current collector having a thickness of 20 μm and dried to produce a positive electrode, followed by roll pressing.

상기 제조된 양극, 상기 음극 중 하나의 음극 및 분리막은 다공성 폴리에틸렌인 분리막을 준비하였다. 작동 전극은 상기 양극, 대극은 상기 음극으로 하고, 상기 작동 전극 및 대극 사이에 참조 전극인 LTO를 개재하고, 각각의 전극 사이에 분리막을 위치시킨 후, 스태킹(stacking) 방식을 이용하여 3전극 셀을 제조하였으며, 조립된 전지에 전해액 (에틸렌카보네이트(EC)/에틸메틸카보네이트(EMC) = 1 / 2 (부피비), 리튬 헥사 플로로 포스페이트 (LiPF6 1몰)을 주입하여 이차 전지를 제조하였다.One of the prepared positive electrode and the negative electrode, and the separation membrane were made of porous polyethylene. A reference electrode LTO is interposed between the working electrode and the counter electrode, the separator is disposed between the working electrode and the counter electrode, and a stacking method is used to form a three-electrode cell (Ethylene carbonate (EC) / ethylmethyl carbonate (EMC) = 1/2 (volume ratio)) and lithium hexafluorophosphate (1 mole of LiPF 6 ) were injected into the assembled battery to prepare a secondary battery.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니며, 이하의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, And falls within the scope of the invention.

Claims (13)

음극의 활물질 층의 로딩양 및 기공도를 달리한 이차 전지 샘플의 제조 후, 상기 이차 전지 샘플을 충전하면서 음극에 리튬 석출이 발생하는 지점 전까지의 충전심도를 측정하는 단계(단계 1);
음극의 활물질 층의 로딩양을 x, 충전심도가 y인 이차 전지를 제조하고자 할 때, 상기 단계 1의 측정치를 통해 최적의 음극 기공도를 선정하는 단계(단계 2);를 포함하는 이차 전지의 제조방법.
A step (step 1) of measuring the depth of charge up to a point where lithium deposition occurs on the negative electrode while charging the secondary battery sample after manufacturing the secondary battery sample with different loading amounts and porosity of the active material layer of the negative electrode;
And a step (2) of selecting an optimum cathode porosity through the measurement value of the step 1 when the amount of loading of the active material layer of the cathode is x and the filling depth is y, Gt;
제1항에 있어서,
상기 단계 1의 이차 전지 샘플은 음극 및 양극을 포함하며, 음극의 활물질 층 내의 음극 활물질은 인조흑연이고, 양극의 활물질 층 내의 양극 활물질은 LiNi6Co2Mn2O2인 것을 특징으로 하는 이차 전지의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the secondary battery sample of step 1 includes a negative electrode and a positive electrode, the negative electrode active material in the negative electrode active material layer is artificial graphite, and the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is LiNi 6 Co 2 Mn 2 O 2 . &Lt; / RTI &gt;
제1항에 있어서,
상기 단계 1의 로딩양을 달리한 이차 전지 샘플의 로딩양은, 3.0 mAh/cm2 내지 4.5 mAh/cm2인 것을 특징으로 하는 이차 전지의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the loading amount of the secondary battery sample in the loading amount of step 1 is 3.0 mAh / cm 2 to 4.5 mAh / cm 2 .
제1항에 있어서,
상기 단계 1의 로딩양을 달리한 이차 전지 샘플의 로딩양은, 각각 3.04 mAh/cm2, 3.31 mAh/cm2, 3.63 mAh/cm2, 4.02 mAh/cm2, 4.5 mAh/cm2인 것을 특징으로 하는 이차 전지의 제조방법.
The method according to claim 1,
The loading amount of the stage 1, characterized in that the amount of loading of the secondary battery samples, each 3.04 mAh / cm 2, 3.31 mAh / cm 2, 3.63 mAh / cm 2, 4.02 mAh / cm 2, 4.5 mAh / cm 2 in contrast Gt; to &lt; / RTI &gt;
제1항에 있어서,
상기 단계 1의 기공도를 달리한 이차 전지 샘플의 기공도는, 25 % 내지 36 %인 것을 특징으로 하는 이차 전지의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the porosity of the secondary battery sample having different porosity in the step 1 is 25% to 36%.
제1항에 있어서,
상기 이차 전지 샘플은 3전극 셀로 제조된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the secondary battery sample is made of a three-electrode cell.
제1항에 있어서,
상기 이차 전지 샘플은 1.4 내지 1.8의 C-rate에서 충전한 것을 특징으로 하는 이차 전지의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the secondary battery sample is charged at a C-rate of 1.4 to 1.8.
제1항에 있어서,
상기 단계 2의 수행 후, 음극 활물질, 도전재 및 바인더를 포함하는 음극 합제를 유기 용매에 혼합하여 만들어진 슬러리를 집전체 상에 도포 후, 건조 및 압연하여 상기 단계 2의 최적의 음극 기공도를 갖도록 음극을 제조하는 단계를 더욱 포함하는 이차 전지의 제조방법.
The method according to claim 1,
After performing the step 2, a slurry prepared by mixing a negative electrode mixture containing an anode active material, a conductive material and a binder in an organic solvent is coated on a current collector, followed by drying and rolling to obtain an optimum cathode porosity A method for manufacturing a secondary battery, comprising the steps of: preparing a negative electrode;
음극, 양극, 상기 음극 및 양극 사이에 개재된 분리막, 및 전해액을 포함하는 이차 전지에 있어서,
상기 음극의 활물질 층의 로딩양은 3.04 mAh/cm2 내지 4.5 mAh/cm2이고,
기공도는 33 % 내지 37 %이며,
상기 이차 전지를 1.4 내지 1.8의 C-rate로 충전한 충전심도는 40 % 내지 80 %인 것을 특징으로 하는 이차 전지.
A secondary battery comprising a negative electrode, a positive electrode, a separator interposed between the negative electrode and the positive electrode, and an electrolyte,
Loading an amount of the active material layer of the negative electrode 3.04 mAh / cm 2 to about 4.5 mAh / cm 2,
The porosity is from 33% to 37%
Wherein the depth of charge of the secondary battery charged at a C-rate of 1.4 to 1.8 is 40% to 80%.
제9항에 있어서,
상기 이차 전지의 음극의 활물질 층 내의 음극 활물질은 인조흑연이고, 양극의 활물질 층 내의 양극 활물질은 LiNi6Co2Mn2O2인 것을 특징으로 하는 이차 전지.
10. The method of claim 9,
Wherein the negative electrode active material in the negative electrode active material layer of the secondary battery is artificial graphite and the positive electrode active material in the active material layer of the positive electrode is LiNi 6 Co 2 Mn 2 O 2 .
제9항의 이차 전지를 단위 셀로 포함하는 전지 모듈.
10. A battery module comprising the secondary battery of claim 9 as a unit cell.
제11항의 전지 모듈을 포함하며, 중대형 디바이스의 전원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
11. A battery pack comprising the battery module of claim 11 and used as a power source for a middle- or large-sized device.
제12항에 있어서,
상기 중대형 디바이스가 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차 및 전력 저장용 시스템으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 전지 팩.
13. The method of claim 12,
Wherein the middle- or large-sized device is selected from the group consisting of an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle and a system for power storage.
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