KR20170061450A - Reference electrode with improved durability and secondary battery comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 와이어 형태의 집전체; 상기 와이어 형태의 집전체의 일 단부에 형성되어 있는 기준 전극 활물질층; 및 상기 기준 전극 활물질층을 둘러싸고 있는 고분자 메쉬층;을 포함하여 이루어진 기준 전극이 제공되며, 상기 기준 전극은 내구성이 우수하면서도 이차 전지의 전극 거동을 정확하게 측정하게 한다.In the present invention, a wire-shaped current collector; A reference electrode active material layer formed on one end of the wire-shaped current collector; And a polymer mesh layer surrounding the reference electrode active material layer. The reference electrode is excellent in durability and enables accurate measurement of the electrode behavior of the secondary battery.

Description

내구성이 향상된 기준 전극 및 이를 구비한 이차 전지{Reference electrode with improved durability and secondary battery comprising the same}Technical Field [0001] The present invention relates to a reference electrode having improved durability and a secondary battery having the reference electrode,

본 발명은 내구성이 향상된 기준 전극 및 이를 구비한 이차 전지에 관한 것이다. The present invention relates to a reference electrode having improved durability and a secondary battery having the reference electrode.

이차 전지에 대한 연구를 위해, 음극과 양극 각각의 거동을 확인하기 위하여 양극, 음극, 그리고 기준 전극(reference electrode)으로 구성된 삼전극을 이용한 실험이 수행되고 있다.In order to investigate the behavior of the cathode and the anode, experiments using three electrodes composed of an anode, a cathode, and a reference electrode have been conducted.

종래, 기준 전극은 양극과 음극 외부에 배치되었는데, 그 때문에 기준 전극이 전류 흐름을 정확히 읽지 못하는 문제점이 있었다. 또한, 기준 전극이 두꺼운 두께로 형성되어 전류 흐름을 정확히 읽지 못하는 문제점도 있었다.Conventionally, the reference electrode is disposed outside the anode and the cathode, and thus the reference electrode can not accurately read the current flow. In addition, the reference electrode is formed to have a thick thickness, and the current flow can not be accurately read.

이러한 문제점을 해결하고자 양극과 음극 사이에 기준 전극을 삽입하려는 시도가 있었다. 그러나, 양극과 음극 사이에 기준 전극이 삽입되는 경우, 전극 외부에서 가해지는 압력으로 인해 기준 전극이 집전체로부터 탈리되기 쉽고, 그 결과 삼전극을 사용한 셀 실험 결과가 부정확해지는 문제점이 있었다. To solve this problem, there has been an attempt to insert a reference electrode between the anode and the cathode. However, when the reference electrode is inserted between the anode and the cathode, the reference electrode tends to separate from the current collector due to the pressure applied from the outside of the electrode. As a result, the cell test result using the three electrodes becomes inaccurate.

본 발명은 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 내구성이 향상된 기준 전극을 제공하는 것을 그 일 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a reference electrode having improved durability.

또한, 본 발명은 상기 기준 전극을 포함하는 이차 전지를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a secondary battery including the reference electrode.

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

전술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 양태에 따르면, 와이어 형태의 집전체; 상기 와이어 형태의 집전체의 일부에 형성되어 있는 기준 전극 활물질층; 및 상기 기준 전극 활물질층을 둘러싸고 있는 고분자 메쉬층;을 포함하여 이루어진 기준 전극이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a current collector comprising: a wire-shaped current collector; A reference electrode active material layer formed on a portion of the wire-shaped current collector; And a polymer mesh layer surrounding the reference electrode active material layer.

상기 와이어 형태의 집전체는 구리 또는 니켈이 코팅된 구리로 형성될 수 있다.The wire-shaped current collector may be formed of copper or nickel-coated copper.

상기 와이어 형태의 집전체는 원통형 혹은 타원형 단면을 가질 수 있다.The wire-shaped current collector may have a cylindrical or elliptical cross section.

상기 와이어 형태의 집전체는 100 내지 300 ㎛ 범위의 평균 직경을 가질 수 있다.The wire-shaped current collector may have an average diameter in the range of 100 to 300 mu m.

와이어 형태의 집전체의 일 단부에는 기준 전극 활물질층이 코팅 형성되어 있고, 와이어 형태의 집전체의 타 단부는 무지부 형태일 수 있다.The reference electrode active material layer is coated on one end of the wire-shaped current collector, and the other end of the wire-like current collector may be in the form of an uncoated portion.

상기 무지부는 기준 전극의 리드부일 수 있다.The unprinted portion may be a lead portion of the reference electrode.

상기 기준 전극 활물질은 와이어 형태의 집전체에 0.3 내지 0.7 mAh/cm2의 양으로 담지되어 있을 수 있다.The reference electrode active material may be supported on the wire-shaped current collector in an amount of 0.3 to 0.7 mAh / cm 2 .

상기 기준 전극 활물질층은 와이어 형태의 집전체에 3 내지 30 ㎛의 두께로 형성되어 있을 수 있다.The reference electrode active material layer may be formed to a thickness of 3 to 30 [mu] m on a wire-shaped current collector.

상기 기준 전극 활물질층의 활물질이 LixTiyO4 (0.5≤x≤3, 1≤y≤2.5)로 표시되는 리튬 티탄 산화물일 수 있다.The active material of the reference electrode active material layer may be lithium titanium oxide represented by Li x Ti y O 4 (0.5? X? 3, 1 ? Y? 2.5).

상기 리튬 티탄 산화물은 Li4 / 3Ti5 / 3O4, LiTi2O4, Li8 / 7Ti12 / 7O4 및 Li4 / 5Ti11 / 5O4 로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다.The lithium-titanium oxide is Li 4/3 Ti 5/3 O 4, LiTi 2 O 4, Li 8/7 Ti 12/7 O 4 and Li 4/5 Ti 11/5 O 4 , selected from the group consisting of one or It may be a mixture of two or more.

상기 고분자 메쉬층이 5 내지 15 ㎛ 범위의 두께로 기준 전극 활물질층을 둘러싸고 있을 수 있다.The polymeric mesh layer may surround the reference electrode active material layer in a thickness ranging from 5 to 15 mu m.

상기 고분자 메쉬층은 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌, 폴리비닐리덴플루오라이드-트리클로로에틸렌 및 폴리비닐리덴플루오라이드-클로로트리플로로에틸렌으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물로부터 형성될 수 있다.Wherein the polymeric mesh layer comprises one or two species selected from polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride-trichlorethylene and polyvinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene Or mixtures thereof.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 기준 전극을 포함하는 이차 전지 전극조립체에 있어서, 상기 기준 전극은 전술한 기준 전극이고, 양극, 세퍼레이터, 기준 전극, 세퍼레이터, 음극 순서로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 이차 전지 전극조립체가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a secondary battery electrode assembly including a reference electrode, wherein the reference electrode is the reference electrode described above, and is laminated in the order of an anode, a separator, a reference electrode, a separator, A battery electrode assembly is provided.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 전술한 전극조립체 및 전해액을 포함하고, 전해액이 기준 전극의 고분자 메쉬층의 기공을 통해 이동하여 기준 전극 활물질에 도달하는 것을 특징으로 하는 이차 전지가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a secondary battery comprising the above-described electrode assembly and an electrolytic solution, wherein the electrolytic solution moves through the pores of the polymer mesh layer of the reference electrode and reaches the reference electrode active material.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 기준 전극에 사용할 와이어 형태의 집전체를 준비하는 단계 (S1 단계); 기준 전극 활물질층 형성을 위한 슬러리를 준비하여 와이어 형태의 집전체에 코팅, 건조시키는 단계 (S2 단계); 및 고분자 메쉬층 형성을 위한 슬러리를 준비하고, 기준 전극 활물질층 상에 코팅, 건조시키는 단계 (S3 단계);를 포함하고, 이 때 상기 건조는 상온 내지 60 ℃의 온도에서 5 내지 30분동안 1차 건조가 실시되고, 이어서 130 내지 150 ℃의 온도에서 5 내지 30분동안 2차 건조가 실시되는 것을 특징으로 하는 기준 전극의 제조방법이 제공된다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: preparing a wire-shaped current collector to be used for a reference electrode (step S1); Preparing a slurry for forming a reference electrode active material layer, coating and drying the slurry on a wire-shaped current collector (step S2); And coating and drying (S3) a slurry for forming a polymer mesh layer on the reference electrode active material layer, wherein the drying is performed at a temperature of from room temperature to 60 DEG C for 1 hour to 5 minutes And a secondary drying is performed for 5 to 30 minutes at a temperature of 130 to 150 ° C.

상기 고분자 메쉬층 형성을 위한 슬러리의 용매로 물, 아세톤 및 알코올로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.As a solvent of the slurry for forming the polymer mesh layer, one or a mixture of two or more selected from the group consisting of water, acetone, and alcohol may be used.

본 발명의 일 측면에 따르면, 내구성이 향상되어 와이어 형태의 집전체로부터 전극 활물질이 탈리되는 문제점이 해소된 기준 전극이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a reference electrode in which durability is improved and the problem that the electrode active material is released from the wire-shaped current collector is eliminated.

보다 구체적으로, 기준 전극 활물질층에 형성되어 있는 고분자 메쉬층이 기준 전극 활물질의 탈리를 막아 기준 전극의 내구성을 향상시키면서도, 고분자 메쉬층에 형성되어 있는 기공을 통해 전해액이 기준 전극 활물질에 용이하게 도달할 수 있게 한다. 또한, 고분자 메쉬층이 전해액에 의해 팽윤(swelling)될 수 있으므로, 외부 압력에 대하여, 또한 셀 충방전 동안에 발생하는 활물질 체적 변화에 대하여 완충(buffer) 역할을 수행할 수 있다.More specifically, the polymer mesh layer formed on the reference electrode active material layer prevents separation of the reference electrode active material to improve the durability of the reference electrode, and the electrolyte easily reaches the reference electrode active material through the pores formed in the polymer mesh layer I can do it. In addition, since the polymer mesh layer can be swelled by the electrolyte solution, it can function as a buffer against external pressure and changes in the active material volume that occur during cell charging and discharging.

그 밖에도, 본 발명의 기준 전극은 상기 고분자 메쉬층 및 와이어 형태의 집전체로 인해 음극 또는 양극과 같은 작업 전극(working electrode)과의 적절한 격리가 확보될 수 있다.In addition, the reference electrode of the present invention can ensure proper isolation with a working electrode such as a cathode or an anode due to the polymer mesh layer and the wire-shaped current collector.

이로써, 본 발명에 따른 기준 전극은 높은 내구성을 나타내면서도 이차 전지의 정확한 측정이 가능해진다. Thus, the reference electrode according to the present invention can exhibit high durability and can accurately measure the secondary battery.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 전극조립체를 분해하여 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 양태에 따른 기준 전극의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 양태에 따른 기준 전극의 측면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 양태에 따른 기준 전극 단면의 SEM 이미지이다.
도 5는 본 발명의 일 양태에 따른 기준 전극을 구성하는 고분자 메쉬층의 SEM 이미지이다.
도 6은 실시예/비교예에서 제작된 전지의 계면 저항 분석을 위한 EIS 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 실시예/비교예에서 제작된 음극의 계면 저항 분석을 위한 EIS 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8은 실시예/비교예에서 제작된 양극의 계면 저항 분석을 위한 EIS 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9는 실시예/비교예에서 제작된 전지의 0.4C 충방전 프로파일을 나타낸 것이다.
도 10은 실시예/비교예에서 제작된 양극의 0.4C 충방전 프로파일을 나타낸 것이다.
도 11은 실시예/비교예에서 제작된 음극의 0.4C 충방전 프로파일을 나타낸 것이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
1 is an exploded view of an electrode assembly according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic cross-sectional view of a reference electrode according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic illustration of a side view of a reference electrode in accordance with an aspect of the present invention.
4 is an SEM image of a reference electrode section according to an embodiment of the present invention.
5 is an SEM image of a polymer mesh layer constituting a reference electrode according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing the results of EIS measurement for analyzing the interfacial resistance of the battery manufactured in Examples / Comparative Examples.
7 is a graph showing the results of EIS measurement for analyzing the interfacial resistance of the negative electrode manufactured in the example / comparative example.
8 is a graph showing the results of EIS measurement for analyzing the interfacial resistance of the anode fabricated in the example / comparative example.
9 shows the 0.4C charge / discharge profile of the battery manufactured in the example / comparative example.
10 shows the 0.4C charge / discharge profile of the anode fabricated in the example / comparative example.
Fig. 11 shows the 0.4C charge / discharge profile of the negative electrode manufactured in the example / comparative example.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only some of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 양태에 따른 전극조립체를 설명하기로 한다.First, an electrode assembly according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 전극조립체를 분해하여 나타낸 도면이다.1 is an exploded view of an electrode assembly according to an embodiment of the present invention.

상기 전극 조립체는 양극(110), 음극(130), 세퍼레이터(121, 122) 및 기준 전극(200)을 포함한다. 도 1은 전극 조립체가 적층되어 형성되는 양태만을 도시하고 있으나, 권취되어 형성되는 젤리롤(jelly-roll) 형태로 형성되는 양태도 가능함은 물론이다.The electrode assembly includes an anode 110, a cathode 130, separators 121 and 122, and a reference electrode 200. Although FIG. 1 shows only an embodiment in which the electrode assembly is formed by being laminated, it is needless to say that the electrode assembly may be formed in a jelly-roll shape.

상기 기준 전극은 이차 전지의 전극 거동을 측정하기 위해 설치되는 것으로, 음극과 양극 사이에 위치할 수 있다. 보다 구체적으로, 음극, 세퍼레이터, 기준 전극, 세퍼레이터, 양극의 순서로 적층되게 배치되어, 기준 전극이 양극 또는 음극과 직접 접촉하지 않도록 되어 있다. 만약, 기준 전극과 양극 또는 기준 전극과 음극 사이에 세퍼레이터가 개재되어 있지 않으면, 기준 전극을 구성하는 와이어 형태의 집전체와 음극 또는 양극이 반응할 수 있어, 이차 전지의 전극 거동을 정확히 측정하지 못할 가능성이 있다. 또한, 기준 전극과 양극 또는 기준 전극과 음극 사이에 세퍼레이터가 개재되어 있지 않으면, 기준 전극의 활물질층과 양극 또는 음극이 직접 접촉하여 내부 단락을 발생시킬 수 있다.The reference electrode is provided for measuring the electrode behavior of the secondary battery, and may be positioned between the cathode and the anode. More specifically, the cathode, the separator, the reference electrode, the separator, and the anode are stacked in this order so that the reference electrode is not in direct contact with the anode or the cathode. If the separator is not interposed between the reference electrode and the anode or between the reference electrode and the cathode, the wire-shaped current collector constituting the reference electrode can react with the cathode or the anode, and the electrode behavior of the secondary battery can not be measured accurately There is a possibility. If the separator is not interposed between the reference electrode and the positive electrode or the reference electrode and the negative electrode, the active material layer of the reference electrode and the positive electrode or the negative electrode may be in direct contact with each other to generate an internal short circuit.

상기 기준 전극이 전극조립체에 삽입되는 방향은 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 작동 전극 리드가 인출되는 방향으로 혹은 그 반대 방향으로 삽입될 수 있다.The direction in which the reference electrode is inserted into the electrode assembly is not particularly limited. For example, the working electrode lead may be inserted in the direction in which it is drawn out or in the opposite direction.

상기 양극은 예를 들어, 알루미늄(Al) 재질의 집전판에 양극 활물질이 도포되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 음극은 예를 들어, 구리(Cu) 재질의 집전판에 음극 활물질이 도포되어 형성될 수 있다.The anode may be formed, for example, by applying a cathode active material to a collector plate made of aluminum (Al). The negative electrode may be formed, for example, by applying a negative electrode active material to a collector plate made of copper (Cu).

상기 양극 활물질로는, 예를 들어, LiCoO2 , LiNiO2, LiNi1 - yCoyO2(0<y<1), LiMO2(M=Mn, Fe 등), Li(NiaCobMnc)O2(0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), LiNi1 - yMnyO2(O≤y<1) 등의 층상형 양극 활물질; LiMn2O4, LiMn2 - zCozO4(0<z<2), LiMn2 - zNizO4(0<z<2), Li(NiaCobMnc)O4(0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2) 등의 스피넬형 양극 활물질; LiCoPO4, LiFePO4 등의 올리빈형 양극 활물질 등이 이용될 수 있다.As the positive electrode active material is, for example, LiCoO 2, LiNiO 2, LiNi 1 - y Co y O 2 (0 <y <1), LiMO 2 (M = Mn, Fe , etc.), Li (Ni a Co b Mn layers, such as y Mn y O 2 (O≤y < 1) - c) O 2 (0 <a <1, 0 <b <1, 0 <c <1, a + b + c = 1), LiNi 1 Hip type cathode active material; LiMn 2 O 4, LiMn 2 - z Co z O 4 (0 <z <2), LiMn 2 - z Ni z O 4 (0 <z <2), Li (Ni a Co b Mn c) O 4 (0 a <b <2, 0 <b <2, 0 <c <2, a + b + c = 2); An olivine-type cathode active material such as LiCoPO 4 , LiFePO 4, or the like can be used.

또한, 상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 석유코크(petroleum coke), 활성화 탄소(activated carbon), 그라파이트(graphite), 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소계 물질; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1 - xMe'yOz(Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x1≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8)의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, Bi2O5 등의 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni계 재료 등이 이용될 수 있다.Examples of the negative electrode active material include carbonaceous materials such as petroleum coke, activated carbon, graphite, non-graphitized carbon and graphite carbon; Li x Fe 2 O 3 (0≤x≤1 ), Li x WO 2 (0≤x≤1), Sn x Me 1 - x Me 'y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me' A metal complex oxide of Al, B, P, Si, Group 1, Group 2 or Group 3 elements of the periodic table, halogen, 0 < x1 &lt; Lithium metal; Lithium alloy; Silicon-based alloys; Tin alloy; SnO, SnO 2, PbO, PbO 2, Pb 2 O 3, Pb 3 O 4, Sb 2 O 3, Sb 2 O 4, Sb 2 O 5, GeO, GeO 2, Bi 2 O 3, Bi 2 O 4, Bi 2 O 5 and the like; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials and the like can be used.

세퍼레이터로는 다공질 폴리에틸렌, 다공질 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀계 필름, 다공성 코팅층이 다공성 기재 상에 형성되어 있는 유기/무기 복합 세퍼레이터, 부직포 필름, 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic) 등을 사용할 수 있으나, 이들에 제한되는 것은 아니다. 세퍼레이터를 전지에 적용하는 공정으로는 일반적인 공정인 권취 (winding) 이외에도 세퍼레이터와 전극의 적층(lamination, stack) 및 접음(folding) 공정이 가능하다.As the separator, a polyolefin-based film such as porous polyethylene or porous polypropylene, an organic / inorganic composite separator in which a porous coating layer is formed on a porous substrate, a nonwoven film, engineering plastic or the like can be used. It is not. As a process for applying the separator to a battery, a lamination, stacking and folding process of a separator and an electrode can be performed in addition to a general process of winding.

상기 전극조립체를 전지 케이스에 수납한 후에 전해액이 충진됨으로써 이차 전지의 화학반응에 의해 생성되는 이온의 이동이 가능해진다. 이러한 전해액은 당업계에서 통상적으로 사용되는 유기용매 및 전해질 염을 포함하여 이루어질 수 있으며, 본 발명에서 특별히 제한되지 않는다.The electrode assembly is stored in the battery case and filled with the electrolyte, so that ions generated by the chemical reaction of the secondary battery can be moved. Such an electrolytic solution may include organic solvents and electrolytic salts commonly used in the art, and is not particularly limited in the present invention.

도 2와 도 3을 참조하면, 상기 기준 전극(200)은 와이어 형태의 집전체(210); 상기 와이어 형태의 집전체(210)의 일부, 보다 구체적으로는 일 단부에 형성되어 있는 기준 전극 활물질층(220); 및 상기 기준 전극 활물질층(220)을 둘러싸고 있는 고분자 메쉬층(230);을 포함하여 이루어진다.Referring to FIGS. 2 and 3, the reference electrode 200 includes a wire-shaped current collector 210; A portion of the wire-shaped current collector 210, more specifically, a reference electrode active material layer 220 formed at one end; And a polymer mesh layer (230) surrounding the reference electrode active material layer (220).

와이어 형태의 집전체는 당업계에서 통상적으로 사용되는 전도성이 우수한 금속 재질이면 제한 없이 적용이 가능하며, 예를 들어 구리(Cu) 또는 니켈(Ni)이 코팅된 구리가 적용될 수 있다. 와이어 형태의 집전체로 니켈이 표면 코팅된 구리가 적용되는 경우, 구리로 인한 우수한 전도성뿐만 아니라, 구리의 표면에 코팅된 니켈로 인한 우수한 내부식성 또한 갖출 수 있게 된다. The wire-like current collector can be applied without limitation as long as it is a metal having good conductivity commonly used in the art. For example, copper coated with copper (Cu) or nickel (Ni) may be applied. When copper coated with nickel as a wire-shaped collector is applied, not only excellent conductivity due to copper but also excellent corrosion resistance due to nickel coated on the surface of copper can be provided.

와이어 형태의 집전체는 이차 전지 전극 거동의 정확한 측정을 위해 작동 전극과 반응하지 않는 것이 바람직하다. 이를 위해, 와이어 형태의 집전체는 와이어와 같은 3차원 형태를 가져서 비표면적을 감소시켜 작동 전극과의 접촉 가능성을 낮추는 것이 바람직하다. 와이어 형태의 집전체는 그 단면 형태에서 특별히 제한되지 않으며, 예컨대, 원통형 혹은 타원형 단면을 갖도록 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The wire-shaped current collector preferably does not react with the working electrode for accurate measurement of the electrode cell behavior. To this end, it is desirable that the wire-shaped current collector has a three-dimensional shape such as a wire to reduce the specific surface area, thereby lowering the possibility of contact with the working electrode. The wire-shaped current collector is not particularly limited in its cross-sectional shape, and may be formed to have, for example, a cylindrical or elliptical cross section, but is not limited thereto.

또한, 와이어 형태의 집전체는 약 100 내지 300 ㎛ 범위의 평균 직경을 가질 수 있다. 상기 집전체의 직경이 100 ㎛ 미만인 경우에는 제조 공정동안에 와이어가 끊어지는 문제가 발생할 수 있으며, 300 ㎛ 범위보다 큰 경우에는 간섭 현상으로 인해 전지 성능을 저하시킬 수 있다. 따라서, 기준 전극이 상기 범위의 평균 직경을 갖는 두께로 형성되는 경우에 기준 전극으로 인해 전극집전체의 체적이 불필요하게 증가하는 현상이 방지될 수 있으며 양극과 음극의 밀착성 저하가 방지될 수 있다.The wire-shaped current collector may also have an average diameter in the range of about 100 to 300 mu m. If the diameter of the current collector is less than 100 탆, the wire may be broken during the manufacturing process. If the current collector is larger than 300 탆, the performance of the battery may be deteriorated due to interference. Therefore, when the reference electrode is formed with a thickness having an average diameter in the above range, the volume of the electrode current collector can be prevented from being unnecessarily increased due to the reference electrode, and deterioration of adhesion between the anode and the cathode can be prevented.

또한, 와이어 형태의 집전체는 사용하고자 하는 셀 종류에 따라 상이한 길이로 제작될 수 있다. 일 양태에서, 10 내지 100 cm 의 길이로 제작될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Also, the wire-shaped current collector may be manufactured to have different lengths depending on the type of the cell to be used. In one embodiment, the length may be 10 to 100 cm, but is not limited thereto.

기준 전극으로 인한 지나친 부피 증가 및 양극과 음극간의 거리 증가를 방지하는 동시에 기준 전위 측정을 위한 최소한의 활물질이 코팅되도록 하기 위해, 와이어 형태의 집전체의 일 단부에 기준 전극 활물질층(220)이 코팅 형성되어, 이차 전지의 양극에서 방출되어 전해액을 통해 음극으로 이동하는 리튬 이온의 전위가 정확히 측정될 수 있도록 한다. 와이어 형태의 집전체의 타 단부에는 기준 전극 활물질층이 형성되지 않은 무지부 형태로 있어서, 전극조립체 외부로 연장되어 기준 전극의 리드부로 작용하게 된다. The reference electrode active material layer 220 is coated on one end of the wire-shaped current collector in order to prevent the excessive volume increase due to the reference electrode and increase the distance between the anode and the cathode while coating the minimum active material for the reference potential measurement So that the potential of lithium ions discharged from the anode of the secondary battery and moving to the cathode through the electrolyte can be accurately measured. The current collector of the wire form has an uncoated portion in which the reference electrode active material layer is not formed at the other end, and extends to the outside of the electrode assembly to serve as a lead portion of the reference electrode.

기준 전극 활물질층은 3 내지 30 ㎛의 두께로 와이어 형태의 집전체 상에 형성될 수 있다. 기준 전극 활물질층의 두께가 상기 하한치보다 얇으면 정확한 전위 측정이 이루어지지 않을 수 있으며, 상기 상한치보다 두꺼우면 음극과 양극간 거리를 불필요하게 증가시킬 수 있다.The reference electrode active material layer may be formed on the wire-shaped current collector in a thickness of 3 to 30 mu m. If the thickness of the reference electrode active material layer is thinner than the lower limit value, the accurate potential measurement may not be performed. If the thickness is thicker than the upper limit value, the distance between the cathode and the anode may be unnecessarily increased.

또한, 기준 전극 활물질층은 1 ㎜ 또는 1 내지 5 ㎜의 길이로 와이어 형태의 집전체 상에 형성될 수 있다. 기준 전극 활물질층의 길이가1 ㎜보다 짧으면 정확한 전위 측정이 이루어지지 않을 수 있다. 또한, 5 ㎜보다 길게 형성되더라도 전위 측정에 유의미한 영향을 주지 않게 된다.Further, the reference electrode active material layer may be formed on the wire-shaped current collector with a length of 1 mm or 1 to 5 mm. If the length of the reference electrode active material layer is shorter than 1 mm, accurate potential measurement may not be performed. Also, even if it is formed longer than 5 mm, there is no significant influence on the potential measurement.

또한, 와이어 형태의 집전체에 담지되는 기준 전극 활물질의 양은 0.3 내지 0.7 mAh/cm2 인 것이 바람직하다. 기준 전극 활물질의 담지량이 상기 하한치보다 적으면 정확한 전위 측정이 이루어지지 않을 수 있으며, 상기 상한치보다 많으면 전지 성능에 영향을 줄 수 있다.The amount of the reference electrode active material supported on the wire-shaped current collector is preferably 0.3 to 0.7 mAh / cm 2 . If the loading amount of the reference electrode active material is less than the lower limit value, the accurate potential measurement may not be performed, and if it is more than the upper limit value, the battery performance may be affected.

기준 전극 활물질로는 LixTiyO4 (0.5≤x≤3, 1≤y≤2.5)로 표시되는 리튬 티탄 산화물을 사용할 수 있다. 상기 리튬 티탄 산화물의 비제한적인 예로는 Li4/3Ti5/3O4, LiTi2O4, Li8 / 7Ti12 / 7O4 및 Li4 / 5Ti11 / 5O4 로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 리튬 티탄 산화물에는 2.0 V 이하에서 SEI 층이 형성되지 않는다. 이로 인해, 전극활물질로 리튬 금속을 사용하여 제조된 기준 전극에서 리튬 금속 표면에 SEI 층이 형성됨에 따라 전해액이 추가적으로 분해되는 반응이 일어나는 문제점을 갖지 않게 된다.As the reference electrode active material, lithium titanium oxide represented by Li x Ti y O 4 (0.5? X? 3, 1 ? Y? 2.5) can be used. Particular examples of the lithium-titanium oxide is Li 4/3 Ti 5/3 O 4, LiTi 2 O 4, Li 8/7 Ti 12/7 O 4 and Li 4/5 Ti 11/5 O 4 group consisting of And mixtures thereof. However, the present invention is not limited thereto. The SEI layer is not formed at 2.0 V or less in the lithium titanium oxide. As a result, the SEI layer is formed on the surface of the lithium metal in the reference electrode manufactured using the lithium metal as the electrode active material, so that there is no problem that the electrolyte is further decomposed.

기준 전극 활물질층에는, 기준 전극 활물질 이외에, 필요에 따라 바인더 고분자가 포함될 수 있다. 상기 바인더 고분자의 비제한적인 예로는 카르복시메틸 셀룰로오스, 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate) 및 SBR(styrene butadiene rubber)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 바인더 고분자는 기준 전극의 활물질 100 중량부를 기준으로 5 내지 25 중량부의 양으로 포함될 수 있다.In addition to the reference electrode active material, the reference electrode active material layer may contain a binder polymer as required. Examples of the binder polymer include, but are not limited to, carboxymethylcellulose, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-co-HFP), polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, poly Methyl methacrylate, styrene butadiene rubber (SBR), and the like, but is not limited thereto. The binder polymer may be contained in an amount of 5 to 25 parts by weight based on 100 parts by weight of the active material of the reference electrode.

또한, 기준 전극 활물질층은, 필요에 따라, 기준 전극 활물질의 전도도를 향상시키기 위하여 도전재를 포함할 수 있다. 도전재의 비제한적인 예로는, 연화탄소(soft carbon) 및 경화탄소(hard carbon)와 같은 저결정성 탄소; 또는 천연 흑연, 키시흑연(Kish graphite), 그라파이트, 탄소 나노튜브, 열분해 탄소(pyrolytic carbon), 액정 피치계 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 소성탄소와 같은 고결정성 탄소를 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 도전재는 기준 전극의 활물질 100 중량부를 기준으로 3 내지 15 중량부의 양으로 포함될 수 있다.In addition, the reference electrode active material layer may include a conductive material to improve the conductivity of the reference electrode active material, if necessary. Non-limiting examples of conductive materials include low crystalline carbon such as soft carbon and hard carbon; Or natural graphite, Kish graphite, graphite, carbon nanotubes, pyrolytic carbon, mesophase pitch based carbon fiber, meso-carbon microbeads, liquid crystal pitch Mesophase pitches, and high-crystallization carbon such as petroleum and coal tar coke. However, the present invention is not limited thereto. The conductive material may be included in an amount of 3 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the active material of the reference electrode.

기준 전극 활물질층 상에는 고분자 메쉬층이 코팅되어 있어서, 기준 전극의 활물질이 탈리되는 것을 방지하는 동시에, 전해액은 고분자 메쉬층을 통과하여 기준 전극 활물질에 용이하게 도달될 수 있도록 한다.The reference electrode active material layer is coated with a polymer mesh layer so that the active material of the reference electrode is prevented from being desorbed and the electrolyte can be easily passed through the polymer mesh layer to the reference electrode active material.

상기 고분자 메쉬층은 용매 증발에 의해 형성된 기공이 메쉬(mesh) 형태로 형성되어 있으며, 5 내지 15 ㎛ 범위의 두께로 기준 전극 활물질층 상에 코팅되어 형성되어 있을 수 있다.The polymer mesh layer may be formed by coating a reference electrode active material layer with a thickness in the range of 5 to 15 占 퐉, and the pores formed by solvent evaporation are formed in a mesh shape.

상기 고분자 메쉬층은 기준 전극 활물질층에 사용된 바인더 고분자와 동일 혹은 유사한 물성의 고분자로부터 형성되어 기준 전극 활물질층에 대해 우수한 접착력을 보이면서 전극 활물질층 상에 코팅될 수 있으며, 이와 동시에 전극 가압시와 전해액 함침시 일종의 완충 역할을 할 수 있다. 상기 고분자 메쉬층은 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌, 폴리비닐리덴플루오라이드-트리클로로에틸렌 및 폴리비닐리덴플루오라이드-클로로트리플로로에틸렌으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물로부터 형성될 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.The polymer mesh layer may be formed of a polymer having the same or similar physical properties as the binder polymer used in the reference electrode active material layer and may be coated on the electrode active material layer while exhibiting excellent adhesion to the reference electrode active material layer. It can act as a kind of buffer when impregnating electrolyte. Wherein the polymeric mesh layer comprises one or two species selected from polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride-trichlorethylene and polyvinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene But it is not limited thereto.

상기 기준 전극을 제조하는 방법의 일 양태로는 하기와 같은 방법을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.An example of the method of manufacturing the reference electrode includes, but is not limited to, the following method.

먼저, 기준 전극에 사용할 와이어 형태의 집전체를 준비한다 (S1 단계).First, a wire-shaped current collector to be used for the reference electrode is prepared (step S1).

와이어 형태의 집전체에 대해서는 전술한 내용을 참고한다.For wire-type current collectors, refer to the above description.

이어서, 기준 전극 활물질층 형성을 위한 슬러리를 준비하여 와이어 형태의 집전체에 코팅, 건조시킨다 (S2 단계).Next, a slurry for forming a reference electrode active material layer is prepared and coated on a wire-shaped current collector (step S2).

이를 위해, 기준 전극 활물질을 용매에 투입하고 분산시켜 기준 전극 활물질층 형성을 위한 슬러리를 제조한다. 기준 전극 활물질층을 구성하는 성분에 대해서는 전술한 내용을 참고한다. 용매로는 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran), 메틸렌클로라이드(methylene chloride), 클로로포름(chloroform), 디메틸포름아미드(dimethylformamide, DMF), N-메틸-2-피롤리돈(Nmethyl-2-pyrrolidone, NMP), 시클로헥산(cyclohexane), 물 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.To this end, the reference electrode active material is charged into a solvent and dispersed to prepare a slurry for forming a reference electrode active material layer. The above-mentioned contents are referred to for the components constituting the reference electrode active material layer. Examples of the solvent include tetrahydrofuran, methylene chloride, chloroform, dimethylformamide (DMF), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) Cyclohexane, water, and mixtures thereof may be used, but are not limited thereto.

준비된 기준 전극 활물질층 형성을 위한 슬러리를 와이어 형태의 집전체에 코팅, 건조시킨다. 와이어 형태의 집전체에 코팅하기 위해 딥 코팅(dip coating) 공정이 용이하게 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The slurry for forming the prepared reference electrode active material layer is coated on a wire-shaped current collector and dried. A dip coating process may be readily used to coat a wire-shaped current collector, but is not limited thereto.

이어서, 고분자 메쉬층 형성을 위한 슬러리를 준비하고, 기준 전극 활물질층 상에 코팅, 건조시킨다 (S3 단계).Subsequently, a slurry for forming the polymer mesh layer is prepared, coated on the reference electrode active material layer, and dried (step S3).

고분자 메쉬층 형성에 사용될 고분자를 휘발성이 강한 용매에 분산시켜서 고분자 메쉬층 형성을 위한 슬러리를 준비한다. The polymer to be used for forming the polymer mesh layer is dispersed in a solvent having high volatility to prepare a slurry for forming the polymer mesh layer.

고분자에 대해서는 전술한 내용을 참조한다. For the polymer, see above.

휘발성이 강한 용매로는 전해액에 전기화학 반응을 일으키지 않는 용매로, 예를 들어, 아세톤, 물 또는 알코올을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the solvent that is highly volatile include a solvent that does not cause an electrochemical reaction in the electrolytic solution, for example, acetone, water, or alcohol, but is not limited thereto.

고분자 메쉬층 형성을 위한 슬러리를 기준 전극 활물질층 상에 코팅시키고, 건조시킨다. 상기 코팅을 위해서는 딥 코팅 공정을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 코팅 후에, 용매가 증발하면서 고분자에 메쉬 형태의 기공이 형성될 수 있도록 건조 공정을 실시할 수 있다. 이를 위해, 건조 공정은 다공성(porous) 고분자 메쉬층이 형성되도록 상온(25 ℃) 내지 60 ℃의 온도에서 5 내지 30 분동안 1차 건조공정을 실시하고, 이어서, 잔류 용매 제거를 위해 130 ℃ 이상, 바람직하게는 130 내지 150 ℃의 온도에서 5 내지 30분 동안 2차 건조공정을 실시하여 용매를 증발시키는 것이 바람직하다.The slurry for forming the polymer mesh layer is coated on the reference electrode active material layer and dried. A dip coating process may be used for the coating, but the present invention is not limited thereto. After the coating, a drying process may be performed so that mesh-like pores may be formed in the polymer while the solvent evaporates. For this purpose, the drying process is a primary drying process for 5 to 30 minutes at a temperature of room temperature (25 ° C) to 60 ° C so as to form a porous polymeric mesh layer, , Preferably 130 to 150 캜, for 5 to 30 minutes to evaporate the solvent.

이와 같이 건조 공정까지 완료하면, 본 발명의 일 양태에 따른 기준 전극이 수득된다.Upon completion of the drying process, a reference electrode according to an embodiment of the present invention is obtained.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 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 invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

<실시예><Examples>

하기와 같이 양극, 음극, 기준전극을 준비하여 파우치형 전지를 제조하였다.An anode, a cathode and a reference electrode were prepared as follows to prepare a pouch-shaped battery.

양극의 제조: 양극활물질로서 Li(Ni1/3Mn1/3Co1/3)O2 (NMC)을 함유한 양극을 제조하였다. 양극합제 슬러리는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)에 상기 NMC, 카본 블랙, 및 결합제 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF)를 96중량%, 2중량% 및 2중량% 비율로 첨가하여 혼합, 분산시켜 수득하였다. 양극합제 슬러리를, 20 ㎛ 두께를 갖는 알루미늄 집전체 상에 코팅시켜, 3.3 mAh/cm2 비용량 및 130 ㎛ 두께를 갖는 양극을 수득하였다. Preparation of positive electrode: A positive electrode containing Li (Ni 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 ) O 2 (NMC) as a positive electrode active material was prepared. The positive electrode mixture slurry was prepared by adding NMC, carbon black, and binder polyvinylidene fluoride (PVdF) at a ratio of 96 wt%, 2 wt%, and 2 wt% to N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) , And dispersed. The positive electrode material mixture slurry was coated on an aluminum current collector having a thickness of 20 탆 to obtain a positive electrode having a capacity of 3.3 mAh / cm 2 and a thickness of 130 탆.

음극의 제조: 음극 활물질로 흑연을 함유한 음극을 제조하였다. 음극합제 슬러리는 증류수에 흑연, 카본블랙, 및 결합제로서 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 바인더를 96중량%, 2중량%, 2중량% 비율로 첨가하여, 혼합, 분산시켜 수득하였다. 음극합제 슬러리를, 20 ㎛ 두께를 갖는 구리 집전체 상에 코팅시켜 3.7 mAh/cm2 비용량 및 150 ㎛ 두께를 갖는 음극을 수득하였다. Preparation of negative electrode: A negative electrode containing graphite as a negative active material was prepared. The anode mixture slurry was obtained by adding graphite, carbon black, and a styrene-butadiene rubber (SBR) binder as a binder to distilled water at a ratio of 96 wt%, 2 wt%, and 2 wt%, and mixing and dispersing. A negative electrode material mixture slurry was coated on the copper collector having a thickness of 20 ㎛ to give a negative electrode having a 3.7 mAh / cm 2 and the specific capacity 150 ㎛ thickness.

기준 전극의 제조: 기준 전극 활물질로 리튬-티타네이트-옥사이드(Li4Ti5O12)를 함유한 기준 전극을 제조하였다. 기준 전극 활물질 슬러리는 아세톤에 Li4Ti5O12, 카본 블랙 및 결합제 PVdF를 혼합, 분산시켜 수득하였다. 기준전극의 집전체로 구리 와이어를 준비하였다. 상기 슬러리를 딥코팅 방법으로, 구리 와이어의 전체 길이 중 1~5 mm 길이에 해당하는 구리 와이어 단부에, 10 ㎛ 두께의 기준전극 활물질층을 형성시켰다. 이어서, 아세톤에 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 입자를 분산시키고, 이를 딥코팅 방식으로 기준전극 활물질층에 코팅하였다. 이어서, 상온 내지 60 ℃의 온도에서 porous한 고분자 메쉬층 형성을 위해 1차 건조하고, 이후 잔류 용매를 제거하기 위해 130 ℃ 이상의 온도에서 2차 건조하여 아세톤 용매를 증발시켰으며, 그 결과 기준전극 활물질층 상에, 커다란 기공이 비교적 균일하게 형성되어 메쉬 형태를 갖는 고분자 층이 기준전극 활물질층에 형성되었다. Preparation of reference electrode: A reference electrode containing lithium-titanate-oxide (Li 4 Ti 5 O 12 ) as a reference electrode active material was prepared. The reference electrode active material slurry was obtained by mixing and dispersing Li 4 Ti 5 O 12 , carbon black and binder PVdF in acetone. A copper wire was prepared as a collector of the reference electrode. The slurry was applied to a copper wire end portion having a length of 1 to 5 mm of the total length of the copper wire by a dip coating method to form a reference electrode active material layer having a thickness of 10 탆. Then, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene particles were dispersed in acetone and coated on the reference electrode active material layer by a dip coating method. Subsequently, primary drying is performed to form a porous polymer mesh layer at a temperature of from room temperature to 60 ° C, and then secondary drying is performed at a temperature of 130 ° C or higher to remove the residual solvent, thereby evaporating the acetone solvent. As a result, On the layer, large pores were formed relatively uniformly, and a polymer layer having a mesh shape was formed in the reference electrode active material layer.

전지의 제조: 상기에서 제조한 양극 위에 폴리에틸렌 필름을 적층시키고, 이어서 기준전극의 활물질 코팅부가 분리막 위에 놓이고, 무지부는 분리막 밖에 위치하도록 기준전극을 적층시켰다. 상기 기준전극 위에 폴리에틸렌 필름을 적층시키고, 음극을 적층시켜서 전극조립체를 수득하였다. 상기 전극조립체를 이차전지용 파우치에 수납시키고, 1M LiPF6를 함유한 디메틸카보네이트(DEC) 및 에틸렌카보네이트(EC) 1:1를 포함하여 이루어진 액체 전해질을 투입하여 파우치형 이차전지를 제작하였다. Preparation of Cell: A polyethylene film was laminated on the anode prepared above, and then the reference electrode was laminated so that the active material coating portion of the reference electrode was placed on the separation membrane and the non-ionization portion was located outside the separation membrane. A polyethylene film was laminated on the reference electrode, and the negative electrode was laminated to obtain an electrode assembly. The electrode assembly was housed in a pouch for a secondary battery, and a liquid electrolyte including 1M LiCF 6- containing dimethyl carbonate (DEC) and ethylene carbonate (EC) 1: 1 was charged to prepare a pouch-type secondary battery.

<비교예><Comparative Example>

기준전극 활물질층 상에 고분자 메쉬층을 형성시키지 않은 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 기준전극을 준비하고, 이를 사용하여 전지를 제작하였다.A reference electrode was prepared in the same manner as in Example except that a polymer mesh layer was not formed on the reference electrode active material layer, and a cell was prepared using the reference electrode.

평가예 1 : Evaluation Example 1 :

계면 저항 (Charge transfer resistance)을 분석하기 위해 EIS (electrochemical impedance spectroscope) 측정하였다. 측정은 duplicate 로 진행되었으며, 실시예에 대한 측정값을 적색 실선과 점선으로, 비교예에 대한 측정값을 흑색 실선과 점선으로 도 6 내지 8에 표시하였다. EIS 측정 기기는 BioLogic사 VSP를 사용하였다. 측정의 경우 기본적으로 potentiosat mode에서 amplitude 30 mV로 frequency 범위 100 kHz 부터 50 mHz 까지 측정하였으며, 실험 정밀도를 높이기 위해 측정하는 frequency마다 각각 3번씩 측정하였다. 저항 측정은 상온에서 진행하였으며, SOC50 상태에서 측정하여 결과는 Nyquist plot으로 변환하여 해석하였다. 이 때 각각의 계면저항은 전지(full cell)과 양/음극으로 분리 분석하였으며, 각각의 계면저항은 저항에 전극의 면적을 곱한 ASI로 나타내었다.EIS (electrochemical impedance spectroscope) was measured to analyze the charge transfer resistance. The measurements were carried out in duplicate, and the measured values for the examples were shown by red solid lines and dotted lines, and the values for the comparative examples were indicated by black solid lines and dotted lines in FIGS. 6 to 8. The EIS measuring instrument used was BioLogic VSP. In the case of the measurement, basically, the frequency range from 100 kHz to 50 mHz was measured at the amplitude of 30 mV in the potentiosat mode, and the frequency was measured three times for each frequency to increase the accuracy of the experiment. Resistance measurements were carried out at room temperature, measured at SOC50, and the results were converted to Nyquist plots. At this time, each interface resistance was analyzed by full cell and positive / negative electrode, and each interface resistance was represented by ASI which is the resistance multiplied by the electrode area.

도 6에서 볼 수 있듯이, 기준전극의 종류와 상관없이 전지의 계면저항은 유사한 값을 보이지만, 비교예의 경우 음극과 양극의 저항 비율이 다른 것을 확인할 수 있다. 이는 셀 조립 공정 중에 외부에서 오는 stress 및 셀의 충방전 동안의 전극의 volume 변화로 인하여 기준전극이 와이어 집전체에서 탈리됨에 따라 기준전극이 양극/음극의 저항을 부정확하게 구분하기 때문이다. 반면, 실시예의 경우, 다공성(porous) 고분자 층이 buffer 역할을 함에 따라 기준전극의 탈리가 방지되어 저항값의 정확도가 개선되었음을 알 수 있다.As shown in FIG. 6, the interface resistance of the battery is similar regardless of the type of the reference electrode, but the resistance ratio between the cathode and the anode is different in the comparative example. This is because the reference electrode incorrectly distinguishes the resistance of the anode / cathode as the reference electrode is separated from the wire current collector due to the stress from the outside during the cell assembly process and the volume change of the electrode during charging and discharging of the cell. On the other hand, in the case of the embodiment, since the porous polymer layer serves as a buffer, it is possible to prevent the reference electrode from being detached, thereby improving the accuracy of the resistance value.

평가예 2 : Evaluation Example 2 :

계면 저항 (Charge transfer resistance)은 단시간의 저항 변화를 측정하는 방법이기 때문에, 연속적인 반응에서의 양극/음극의 전위를 측정하기 위하여 상온에서 0.4 C로 셀을 충전 방전하며 전지(full cell) 및 양극/음극의 전위를 각각 측정하였다. 측정은 duplicate 로 진행되었으며, 실시예에 대한 측정값을 적색 실선과 점선으로, 비교예에 대한 측정값을 흑색 실선과 점선으로 도 9 내지 11에 표시하였다. Since the charge transfer resistance is a method of measuring the resistance change in a short time, in order to measure the potential of the anode / cathode in the continuous reaction, the cell is charged and discharged at a room temperature of 0.4 C, / The potential of the negative electrode were respectively measured. The measurements were carried out in duplicate, and the measured values for the examples were shown by red solid lines and dotted lines, and the measured values for the comparative examples were indicated by black solid lines and dotted lines in FIGS.

도 9에서 볼 수 있듯이, 전지의 충방전 프로파일은 비교예와 실시예의 차이가 없지만, 도 10와 도 11로부터 양극/음극의 충방전 프로파일은 차이가 있는 것을 알 수 있다. 이는 계면저항의 부정확도와 동일한 이유에서 기인되는 현상이다.As can be seen from FIG. 9, there is no difference between the charging and discharging profile of the battery in the comparative example and the embodiment, but it can be seen from FIGS. 10 and 11 that the charge / discharge profiles of the positive electrode / negative electrode are different. This is due to the inaccuracy of the interface resistance and the same reason.

Claims (16)

와이어 형태의 집전체;
상기 와이어 형태의 집전체의 일부에 형성되어 있는 기준 전극 활물질층; 및
상기 기준 전극 활물질층을 둘러싸고 있는 고분자 메쉬층;
을 포함하여 이루어진 기준 전극.
A wire-shaped collector;
A reference electrode active material layer formed on a portion of the wire-shaped current collector; And
A polymer mesh layer surrounding the reference electrode active material layer;
.
제1항에 있어서,
상기 와이어 형태의 집전체가 구리 또는 니켈이 코팅된 구리로 형성되는 것을 특징으로 하는 기준 전극.
The method according to claim 1,
Wherein the wire-shaped current collector is formed of copper or nickel-coated copper.
제1항에 있어서,
상기 와이어 형태의 집전체가 원통형 혹은 타원형 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 기준 전극.
The method according to claim 1,
Wherein the wire-shaped current collector has a cylindrical or elliptical cross section.
제1항에 있어서,
상기 와이어 형태의 집전체가 100 내지 300 ㎛ 범위의 평균 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 기준 전극.
The method according to claim 1,
Wherein the wire-shaped current collector has an average diameter in the range of 100 to 300 mu m.
제1항에 있어서,
와이어 형태의 집전체의 일 단부에는 기준 전극 활물질층이 코팅 형성되어 있고, 와이어 형태의 집전체의 타 단부는 무지부 형태인 것을 특징으로 하는 기준 전극.
The method according to claim 1,
Wherein the reference electrode active material layer is coated on one end of the wire-shaped current collector, and the other end of the wire-shaped current collector is in the form of an uncoated portion.
제5항에 있어서,
상기 무지부가 기준 전극의 리드부인 것을 특징으로 하는 기준 전극.
6. The method of claim 5,
And the unoccupied portion is a lead portion of the reference electrode.
제1항에 있어서,
상기 기준 전극 활물질이 와이어 형태의 집전체에 0.3 내지 0.7 mAh/cm2의 양으로 담지되어 있는 것을 특징으로 하는 기준 전극.
The method according to claim 1,
Wherein the reference electrode active material is supported on the wire-shaped current collector in an amount of 0.3 to 0.7 mAh / cm &lt; 2 &gt;.
제1항에 있어서,
상기 기준 전극 활물질층이 와이어 형태의 집전체에 3 내지 30 ㎛의 두께로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기준 전극.
The method according to claim 1,
Wherein the reference electrode active material layer is formed in a wire-like current collector to a thickness of 3 to 30 占 퐉.
제1항에 있어서,
상기 기준 전극 활물질층의 활물질이 LixTiyO4 (0.5≤x≤3, 1≤y≤2.5)로 표시되는 리튬 티탄 산화물인 것을 특징으로 하는 기준 전극.
The method according to claim 1,
When the active material of the reference electrode active material layer is Li x Ti y O 4 (0.5? X? 3, 1? Y? 2.5).
제9항에 있어서,
상기 리튬 티탄 산화물이 Li4 / 3Ti5 / 3O4, LiTi2O4, Li8 / 7Ti12 / 7O4 및 Li4 / 5Ti11 / 5O4 로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 기준 전극.
10. The method of claim 9,
The lithium-titanium oxide is Li 4/3 Ti 5/3 O 4, LiTi 2 O 4, Li 8/7 Ti 12/7 O 4 and Li 4/5 Ti 11/5 O 4 , selected from the group consisting of one or Wherein the reference electrode is a mixture of two or more species.
제1항에 있어서,
상기 고분자 메쉬층이 5 내지 15 ㎛ 범위의 두께로 기준 전극 활물질층을 둘러싸고 있는 것을 특징으로 하는 기준 전극.
The method according to claim 1,
Wherein the polymeric mesh layer surrounds the reference electrode active material layer with a thickness in the range of 5 to 15 占 퐉.
제1항에 있어서,
상기 고분자 메쉬층은 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌, 폴리비닐리덴플루오라이드-트리클로로에틸렌 및 폴리비닐리덴플루오라이드-클로로트리플로로에틸렌으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물로부터 형성된 것을 특징으로 하는 기준 전극.
The method according to claim 1,
Wherein the polymeric mesh layer comprises one or two species selected from polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride-trichlorethylene and polyvinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene Wherein the reference electrode is formed from the mixture.
기준 전극을 포함하는 이차 전지 전극조립체에 있어서,
상기 기준 전극은 제1항에 기재된 기준 전극이고,
양극, 세퍼레이터, 기준 전극, 세퍼레이터, 음극 순서로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 이차 전지 전극조립체.
A secondary battery electrode assembly comprising a reference electrode,
Wherein the reference electrode is the reference electrode according to claim 1,
Wherein the positive electrode, the separator, the reference electrode, the separator, and the negative electrode are stacked in this order.
제13항에 기재된 전극조립체 및 전해액을 포함하고, 전해액이 기준 전극의 고분자 메쉬층의 기공을 통해 이동하여 기준 전극 활물질에 도달하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
14. The secondary battery according to claim 13, comprising an electrode assembly and an electrolytic solution, wherein the electrolytic solution moves through the pores of the polymer mesh layer of the reference electrode and reaches the reference electrode active material.
기준 전극에 사용할 와이어 형태의 집전체를 준비하는 단계 (S1 단계);
기준 전극 활물질층 형성을 위한 슬러리를 준비하여 와이어 형태의 집전체에 코팅, 건조시키는 단계 (S2 단계); 및
고분자 메쉬층 형성을 위한 슬러리를 준비하고, 기준 전극 활물질층 상에 코팅, 건조시키는 단계 (S3 단계);를 포함하고, 이 때
상기 건조는 상온 내지 60 ℃의 온도에서 5 내지 30분동안 1차 건조가 실시되고, 이어서 130 내지 150 ℃의 온도에서 5 내지 30분동안 2차 건조가 실시되는 것을 특징으로 하는
기준 전극의 제조방법.
Preparing a wire-like current collector to be used for the reference electrode (step S1);
Preparing a slurry for forming a reference electrode active material layer, coating and drying the slurry on a wire-shaped current collector (step S2); And
Preparing a slurry for forming the polymer mesh layer, and coating and drying the slurry on the reference electrode active material layer (step S3). At this time,
The drying is carried out at a temperature of from room temperature to 60 ° C for 5 to 30 minutes and then at a temperature of 130 to 150 ° C for 5 to 30 minutes.
A method of manufacturing a reference electrode.
제15항에 있어서,
상기 고분자 메쉬층 형성을 위한 슬러리의 용매로 물, 아세톤 및 알코올로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 사용되는 것을 특징으로 하는 기준 전극의 제조 방법.

16. The method of claim 15,
Wherein the solvent of the slurry for forming the polymer mesh layer is one or a mixture of two or more selected from the group consisting of water, acetone, and alcohol.

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