KR20180032763A - Electrode Assembly Applied with Partially Binding between Electrode and Separator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전극과 분리막이 부분 결착된 전극조립체에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode assembly in which an electrode and a separator are partially bonded.
최근 사용량이 증가하고 있는 이차전지는, 전지의 형상 면에서 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.The secondary battery, which has recently been used in an increasing amount, has a high demand for a prismatic secondary battery and a pouch-type secondary battery that can be applied to products such as mobile phones with a thin thickness in terms of the shape of the battery. , Lithium secondary batteries, lithium ion batteries, and the like, which have advantages such as high output stability and output stability.
이러한 리튬 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있을 뿐만 아니라, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 사용되고 있다.This lithium secondary battery is widely used as an energy source for wireless mobile devices, and has been widely used as an energy source for electric vehicles, hybrid electric vehicles, and the like, which are proposed as solutions for air pollution in existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels. It is also used as an energy source for automobiles and the like.
또한, 리튬 이차전지는, 그것의 형상에 따라 원통형 전지셀, 각형 전지셀, 파우치형 전지셀 등으로 구분할 수 있다. 그 중에서도, 파우치형 전지셀이 낮은 제조비, 작은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 많은 관심을 모으고 있고, 또한 그것의 사용량이 점차적으로 증가하고 있다.The lithium secondary battery can be classified into a cylindrical battery cell, a prismatic battery cell, and a pouch-shaped battery cell depending on its shape. Among them, pouch-type battery cells are attracting much attention due to low manufacturing cost, small weight, easy shape deformation, etc., and their usage is gradually increasing.
도 1에는 종래의 대표적인 파우치형 이차전지의 분해 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 1 schematically shows an exploded perspective view of a typical conventional pouch-type secondary battery.
도 1을 참조하면, 파우치형 이차전지(10)는, 다수의 전극 탭들(21, 22)이 돌출되어 있는 스택형 전극조립체(20), 전극 탭들(21, 22)에 각각 연결되어 있는 두 개의 전극 리드(30, 31), 및 이러한 전극 리드(30, 31)의 일부가 외부로 노출되도록 스택형 전극조립체(20)를 수납 및 밀봉하는 구조의 전지케이스(40)를 포함하는 것으로 구성되어 있다.1, a pouch type
한편, 전지셀의 충방전시 전극의 팽창 및 수축으로 인해 유발되는 응력이 전극조립체 내부에 축적되게 되고, 그러한 응력 축적이 일정한 한계를 넘어서면 전극조립체의 변형이 발생될 수 있었고, 이러한 전극조립체의 변형은 전극과 분리막이 분리되어 간극이 생기는 현상을 유발시켰다. 따라서, 전극과 분리막 사이의 소정 이상의 접착력이 요구되고 있다.On the other hand, stresses caused by the expansion and contraction of the electrodes during charging and discharging of the battery cells are accumulated in the electrode assembly. If such stress accumulation exceeds a certain limit, deformation of the electrode assembly may occur. The deformation caused separation of the electrode and separator, resulting in a gap. Therefore, a predetermined adhesive force between the electrode and the separator is required.
이에 따라, 종래의 전극조립체의 제조방법에서는 전극과 분리막을 접합하기 위해, 전극활물질이 코팅된 전극과 분리막을 사이에 두고 외부 방향에서 내부 방향으로 열과 압력을 가하여 그 둘을 접합하는 라미네이션 공정이 이루어졌다.Accordingly, in the conventional method of manufacturing an electrode assembly, a lamination process is performed in which heat and pressure are applied from the outside to the inside with the electrode coated with the electrode active material and the separator interposed therebetween so as to bond the electrodes and the separator. lost.
그러나, 이러한 라미네이션 공정을 진행하여 전극과 분리막 사이에 전체적으로 접합 계면을 형성시킬 경우, 이러한 접합 계면이 전지셀의 내부의 저항층으로 작용함에 따라 전지셀의 내부 저항이 높아지는 문제가 있었다.However, when such a lamination process is performed to form a junction interface as a whole between the electrode and the separator, there is a problem in that the internal resistance of the battery cell increases as the junction interface acts as a resistance layer inside the battery cell.
따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technique capable of fundamentally solving such problems.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 가열 압착에 의해 결착된 전극과 분리막 사이의 결착 계면이 전극과 분리막 사이의 전체 계면 크기를 기준으로 30% 내지 90%의 크기로 부분 결착되어 있는 구조로 형성시킬 경우, 접합 계면이 전지셀의 내부의 저항층으로 크게 작용하는 것을 방지함에 따라 전지셀의 내부 저항이 효과적으로 낮아지는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application have conducted intensive research and various experiments, and have found that, as will be described later, the binder interface between the electrode and the separator bonded by hot pressing is in the range of 30% to 30% based on the total interface size between the electrode and the separator. 90%, it is confirmed that the internal resistance of the battery cell is effectively lowered by preventing the bonding interface from greatly acting as a resistance layer inside the battery cell, and the present invention is completed It came to the following.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 이차전지용 전극조립체는,According to an aspect of the present invention, there is provided an electrode assembly for a secondary battery,
전극과 분리막이 서로 결착되어 있는 전극-분리막 단위체를 포함하고 있는 이차전지용 전극조립체로서,An electrode assembly for a secondary battery, comprising: an electrode-separating membrane unit having an electrode and a separating membrane bonded to each other,
양면 중 적어도 일면에 전극활물질을 포함하는 전극 합제가 도포되어 있는 둘 이상의 전극들; 및Two or more electrodes to which an electrode mixture containing an electrode active material is applied on at least one side of both surfaces; And
상기 전극의 전극 합제가 도포되어 있는 일면에 배치되어 있거나 또는 상기 전극들 사이에 개재되어 있는 분리막;A separator disposed on one side of the electrode assembly of the electrode or interposed between the electrodes;
을 포함하고 있고,Lt; / RTI >
상기 전극과 대면하고 있는 분리막의 일면 또는 양면은 코로나 방전에 의해 표면이 개질되어 있으며,One surface or both surfaces of the separator facing the electrode is modified by corona discharge,
가열 압착에 의해 결착된 전극과 분리막 사이의 결착 계면은, 전극과 분리막 사이의 전체 계면 크기를 기준으로 할 때, 30% 내지 90%의 크기로 부분 결착되어 있는 것을 특징으로 한다.The binder interface between the electrode and the separator bound by the hot press bonding is partially bounded to a size of 30% to 90% based on the total interface size between the electrode and the separator.
따라서, 본 발명에 따른 이차전지용 전극조립체는, 가열 압착에 의해 결착된 전극과 분리막 사이의 결착 계면을, 전극과 분리막 사이의 전체 계면 크기를 기준으로 30% 내지 90%의 크기로 부분 결착되어 있는 구조로 형성시킴으로써, 접합 계면이 전지셀의 내부의 저항층으로 크게 작용하는 것을 방지함에 따라 전지셀의 내부 저항이 효과적으로 낮아지는 효과를 발휘한다.Accordingly, the secondary battery electrode assembly according to the present invention is characterized in that the binding interface between the electrode and the separator bound by the hot pressing is partially bonded with a size of 30% to 90% based on the total interface size between the electrode and the separator The internal interface of the battery cell is effectively lowered by preventing the junction interface from largely acting on the internal resistance layer of the battery cell.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전극조립체는, 양극과 음극이 분리막을 사이에 두고 평면을 기준으로 높이 방향으로 적층되어 있는 스택(stack)형 전극조립체, 또는 긴 분리 필름 상에 양극, 음극, 분리막을 포함하는 유닛셀들을 위치시킨 상태에서 권취한 구조의 스택-폴딩형 전극조립체, 또는 유닛셀들이 평면을 기준으로 높이 방향으로 적층되어 접합되어 있는 라미네이션-스택형 전극조립체일 수 있다.In one specific example, the electrode assembly includes a stacked electrode assembly in which a positive electrode and a negative electrode are laminated in a height direction with respect to a plane with a separator interposed therebetween, or a stacked electrode assembly in which a positive electrode, a negative electrode, A stack-folding type electrode assembly having a structure in which unit cells including the unit cells are placed, or a lamination-stack type electrode assembly in which unit cells are stacked and bonded in a height direction with respect to a plane.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전극과 분리막 사이의 부분 결착에 의해 전극조립체의 내부 저항이 감소될 수 있다. 다시 말해, 상기 전극과 분리막 사이가 결착되는 면적이 적을수록 전극조립체의 내부 저항이 감소될 수 있다. 즉, 전극과 분리막 사이를 결착하기 위한 라미네이션 과정에서 분리막의 두께가 감소하게 되는데, 이때, 결착되는 면적이 적을수록 분리막을 이루는 코팅층 및 원단의 기공도의 감소량이 적어지기 때문에, 상대적으로 전지의 내부 저항을 낮출 수 있다.In one specific example, the internal resistance of the electrode assembly can be reduced by partial bonding between the electrode and the separator. In other words, the internal resistance of the electrode assembly can be reduced as the area where the electrode and the separator are bound is smaller. That is, the thickness of the separator decreases in the lamination process for binding between the electrode and the separator. At this time, since the decrease in the porosity of the coating layer and the fabric forming the separator becomes smaller as the area to be bound is smaller, The resistance can be lowered.
또한, 상기 전극과 분리막 사이의 결착은 분리막을 고정한 상태에서 전극이 중력에 의해 분리되지 않는 상태를 유지하는 정도일 수 있다. 그보다 결착력이 떨어지는 경우, 전극조립체를 제조하는 과정에서 전극과 분리막이 분리될 수 있어, 제조하는데 번거로움이 따르고, 전지셀의 충방전 시에 전극조립체의 구조적 변형이 잃어나기 쉬워 적합하지 않다.The binding between the electrode and the separator may be such that the separator is held in a state in which the electrode is not separated by gravity while the separator is fixed. If the adhesion force is lower than that, the electrode and the separator can be separated from each other in the course of manufacturing the electrode assembly, which is troublesome to manufacture, and structural deformation of the electrode assembly is liable to be lost during charging and discharging of the battery cell.
상기 전극과 분리막 사이의 부분 결착의 크기는, 전극과 분리막 사이의 전체 계면 크기를 기준으로, 50% 내지 90%의 범위일 수 있고, 상세하게는 결착 계면의 크기가 전체 계면 크기를 기준으로 50% 내지 65%이거나, 65% 내지 80%일 수 있다. 또한, 결착 계면의 크기가 30% 미만일 경우, 본원이 요구하는 전극과 분리막 사이의 소정 이상의 접착력을 발휘하기 어렵고, 90%를 초과할 경우, 기존 전체적으로 결착 계면을 이룬 것과 효과적인 차이가 너무 적다.The size of the partial bond between the electrode and the separator may be in the range of 50% to 90% based on the total interface size between the electrode and the separator. Specifically, the size of the bound interface may be 50 % To 65%, or from 65% to 80%. When the size of the binder interface is less than 30%, it is difficult to exert a predetermined adhesion force between the electrode and the separator required by the present invention. When the size exceeds 90%, the difference in effective adhesion between the electrode and the separator is small.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전극과 분리막 사이의 부분 결착은 결착력이 순차적으로 감소하는 결착 구배(gradient) 구간을 포함하고 있을 수 있다. 즉, 부분 결착에 의해 형성된 결착 계면에서 전체적으로 결착력이 일정하도록 형성시키지 않고, 결착력이 순차적으로 감소하는 결착 구배 구간을 두어, 구간 내에서 결착력이 달라지도록 설정할 수 있다. 이에 따라, 전극과 분리막 사이에 분리의 힘이 발생하기 쉬운 구간에 결착력을 높이고, 상대적으로 분리의 힘이 발생이 적은 구간에 결착력을 감소시킴으로써, 보다 효율적으로 전극조립체의 내부 저항을 줄일 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.In one specific example, the partial bonding between the electrode and the separator may include a binding section in which the binding force is sequentially decreased. That is, the binding force can be set so that the binding force in the section is changed by forming a binding gradient section in which the binding force is sequentially decreased without forming the binding force as a whole in the binding interface formed by the partial binding. Accordingly, it is possible to more effectively reduce the internal resistance of the electrode assembly by increasing the adhesion force in the section where the separation force is likely to occur between the electrode and the separation membrane and reducing the adhesion force in the section where the separation force is relatively small. .
구체적으로, 상기 결착 구배 구간은, 전극과 분리막 사이의 계면 중심을 통과하는 수평축을 기준으로, 상기 수평축 부위에서 상대적으로 높은 결착력을 가진 결착 중앙부와, 상기 결착 중앙부의 양측 단부에서 계면의 외주변 쪽으로 결착력이 순차적으로 감소하는 결착 구배부를 포함하고 있을 수 있다.Specifically, the binding gradient section includes a binding center portion having a relatively high binding force at the horizontal axis portion with respect to a horizontal axis passing through the interface center between the electrode and the separation membrane, and a binding center portion having a relatively high binding force at both ends of the binding center portion And a binding gradient portion in which the binding force is sequentially decreased.
또한, 상기 결착 구배 구간은, 평면상으로, 복수의 스트립 형상들을 형성하고 있을 수 있을 수 있다.In addition, the binding gradient section may form a plurality of strip shapes on a plane.
또한, 상기 전극과 분리막 사이의 부분 결착은, 평면상으로, 결착력이 높은 부분이 아일랜드 형상들을 이루고 있는 구조일 수 있다.The partial bonding between the electrode and the separator may be a planar structure in which the portions with high binding strength form island shapes.
하나의 구체적인 예에서, 상기 분리막의 일면 또는 양면에 코로나 방전에 의해 표면이 개질된 부위와 가열 압착에 의해 결착된 전극과 분리막 사이의 결착 계면의 부위가 서로 대응될 수 있다.In one specific example, a portion of the separation membrane that is surface-modified by a corona discharge on one surface or both surfaces thereof may correspond to a portion of a binding interface between the electrode and the separation membrane bound by heat pressing.
즉, 분리막의 일면 또는 양면에 코로나 방전에 의해, 예를 들면 카르보닐기, 카르복실기, 히드록실기, 시아노기 등의 극성관능기가 도입되어 화학적으로 표면이 개질됨으로써, 전극과 분리막 간의 결착력을 높일 수 있고, 이러한 표면 개질된 부위가 가열 압착에 의해 결착되는 전극과 분리막 사이의 결착 계면의 부위와 대응될 경우 더욱 우수한 결착력을 나타낼 수 있다.That is, polarity functional groups such as a carbonyl group, a carboxyl group, a hydroxyl group and a cyano group are introduced into one surface or both surfaces of the separation membrane by corona discharge to chemically modify the surface, thereby enhancing the binding force between the electrode and the separation membrane, When such a surface modified portion corresponds to a portion of the bonding interface between the electrode and the separator which are bonded by heat pressing, it is possible to exhibit a better bonding force.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전극과 분리막의 계면에 가압되는 가압력은 180 kg·f/m2 내지 780 kg·f/m2일 수 있고, 상세하게는 620 kg·f/m2 내지 720 kg·f/m2일 수 있다.In one specific example, the pressing force applied to the interface between the electrode and the separator may be from 180 kgf / m 2 to 780 kgf / m 2 , and more specifically from 620 kgf / m 2 to 720 kg · f / m < 2 >.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전극과 분리막의 계면이 가열되는 온도는 섭씨 30도 내지 섭씨 100도일 수 있고, 상세하게는 섭씨 70도 내지 섭씨 100도일 수 있다.In one specific example, the temperature at which the interface between the electrode and the separator is heated may be from about 30 degrees Celsius to about 100 degrees Celsius, and more specifically from about 70 degrees Celsius to about 100 degrees Celsius.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전극과 대면하는 분리막의 일면 또는 양면에는 접착층이 형성되어 있을 수 있고, 상기 접착층은 가열 압착 시에 부분적으로 녹아 겔 상태로 변화되어 전극과 분리막 사이를 결착시킬 수 있다.In one specific example, an adhesive layer may be formed on one side or both sides of the separator facing the electrode, and the adhesive layer may be partially melted to change into a gel state at the time of hot pressing, thereby binding between the electrode and the separator.
본 발명은 또한, 상기 이차전지용 전극조립체를 제조하는 방법을 제공할 수 있다.The present invention can also provide a method of manufacturing the electrode assembly for a secondary battery.
구체적으로, 상기 제조방법은,Specifically, the above-
(a) 분리막의 일면 또는 양면의 표면에 코로나 방전을 수행하는 과정;(a) performing a corona discharge on one surface or both surfaces of the separator;
(b) 분리막의 일면 또는 양면에 대면하도록 전극을 위치시키는 과정; 및(b) positioning the electrode so as to face one or both surfaces of the separator; And
(c) 전극과 분리막이 서로 대면하고 있지 않은 각각의 전극들의 외면, 또는 전극과 분리막이 서로 대면하고 있지 않은 전극의 외면과 분리막의 외면에, 전극과 분리막의 계면이 위치된 방향으로 열과 압력을 가하여 서로 부분 결착된 전극-분리막 단위체를 형성하는 과정; (c) heat and pressure in the direction in which the interface between the electrode and the separator is located, on the outer surface of each electrode where the electrode and the separator do not face each other, or on the outer surface of the electrode where the electrode and the separator do not face each other, To form an electrode-separation membrane unit that is partially bound to each other;
을 포함하는 것을 특징으로 한다.And a control unit.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전극-분리막 단위체는, 제 1 전극, 분리막 및 제 2 전극이 차례로 적층된 구조의 풀셀(full cell)이거나, 또는 제 1 전극, 분리막, 제 2 전극, 분리막 및 제 1 전극이 차례로 적층된 구조의 바이셀(bi-cell)일 수 있다. 또한, 상기 바이셀은 같은 종류의 전극이 셀이 양측에 위치하는 스택형 구조로 이루어져 있으며, 예를 들어, 양극-분리막-음극-분리막-양극 또는 음극-분리막-양극-분리막-음극으로 이루어진 셀일 수 있다. 상기 풀셀은 다른 종류의 전극이 셀의 양측에 위치하는 스택형 구조로 이루어져 있으며, 예를 들어, 양극-분리막-음극으로 이루어진 셀일 수 있다.In one specific example, the electrode-separation membrane unit may be a full cell having a structure in which a first electrode, a separation membrane, and a second electrode are sequentially stacked, or a first electrode, a separation membrane, a second electrode, Electrode may be a bi-cell having a stacked structure. In addition, the bi-cell has a stacked structure in which cells of the same kind are located on both sides, for example, a cell having a structure of a cathode-separator-cathode- separator- anode or cathode- separator- anode- . The pull cells may have a stacked structure in which other types of electrodes are located on both sides of the cell, and may be, for example, a cell made of a cathode-separator-cathode.
하나의 구체적인 예에서, 상기 부분 결착은 열과 압력 중의 적어도 하나가 결착 부위에만 인가됨으로써 달성될 수 있다.In one specific example, the partial bonding can be achieved by applying at least one of heat and pressure to the binding site only.
또한, 상기 과정(c) 이후에, 결착된 전극-분리막 단위체를 어느 하나의 방향으로 길게 형성된 분리막 시트에 의해 순차적으로 권취하여 적층시키는 과정을 더 수행할 수 있다.In addition, after the step (c), the electrode-separation membrane unit assembled body may be sequentially wound up by a separator sheet formed in a long direction and stacked.
본 발명은, 또한 상기 이차전지용 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀을 제공할 수 있다.The present invention can also provide a battery cell in which the electrode assembly for a secondary battery is embedded in a battery case together with an electrolyte solution.
구체적으로, 상기 전지셀은 리튬 이차전지일 수 있다.Specifically, the battery cell may be a lithium secondary battery.
이러한 리튬 이차전지는, 예를 들면, 양극, 분리막, 음극 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스의 내부에 밀봉되어 있는 파우치형 전지셀일 수 있고, 전체적으로 폭 대비 두께가 얇은 대략 직육면체 구조인 판상형으로 이루어져 있다. 이러한 파우치형 전지셀은 일반적으로 파우치형의 전지케이스로 이루어져 있으며, 상기 전지케이스는 내구성이 우수한 고분자 수지로 이루어진 외부 피복층; 수분, 공기 등에 대해 차단성을 발휘하는 금속 소재로 이루어진 차단층; 및 열융착될 수 있는 고분자 수지로 이루어진 내부 실란트층이 순차적으로 적층되어 있는 라미네이트 시트 구조로 구성되어 있다.Such a lithium secondary battery may be, for example, a pouch-shaped battery cell in which an electrode assembly having an anode, a separator, and a cathode structure is sealed inside a battery case together with an electrolytic solution, and is a plate- consist of. Such a pouch-shaped battery cell is generally composed of a battery case of a pouch type, and the battery case is composed of an outer coating layer made of a polymer resin having excellent durability; A barrier layer made of a metal material exhibiting barrier properties against moisture, air, and the like; And an inner sealant layer composed of a polymer resin that can be thermally fused, are laminated in this order.
상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.The positive electrode is prepared, for example, by coating a mixture of a positive electrode active material, a conductive material and a binder on a positive electrode current collector, and then drying the mixture. Optionally, a filler may be further added to the mixture.
상기 양극 집전체는 일반적으로 3 마이크로미터 내지 500 마이크로미터의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.The cathode current collector generally has a thickness of 3 micrometers to 500 micrometers. Such a positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical change in the battery, and may be formed of a material such as 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. The current collector may have fine irregularities on the surface thereof to increase the adhesive force of the cathode active material, and various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric are possible.
상기 양극 활물질은 전기화학적 반응을 일으킬 수 있는 물질로서, 리튬 전이금속 산화물로서, 2 이상의 전이금속을 포함하고, 예를 들어, 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물; 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 망간 산화물; 화학식 LiNi1 - yMyO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn 또는 Ga이고 상기 원소 중 하나 이상의 원소를 포함, 0.01≤y≤0.7 임)으로 표현되는 리튬 니켈계 산화물; Li1 + zNi1 / 3Co1 / 3Mn1 / 3O2, Li1+zNi0.4Mn0.4Co0.2O2 등과 같이 Li1 + zNibMncCo1 -(b+c+d)MdO(2-e)Ae (여기서, -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2, 0≤e≤0.2, b+c+d<1 임, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si 또는 Y 이고, A = F, P 또는 Cl 임)으로 표현되는 리튬 니켈 코발트 망간 복합산화물; 화학식 Li1 + xM1 - yM'yPO4 -zXz(여기서, M = 전이금속, 바람직하게는 Fe, Mn, Co 또는 Ni 이고, M' = Al, Mg 또는 Ti 이고, X = F, S 또는 N 이며, -0.5≤x≤+0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.1 임)로 표현되는 올리빈계 리튬 금속 포스페이트 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The cathode active material is a material capable of causing an electrochemical reaction. Examples of the lithium transition metal oxide include lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) containing two or more transition metals and substituted with one or more transition metals, lithium Layered compounds such as nickel oxide (LiNiO 2 ); Lithium manganese oxide substituted with one or more transition metals; Formula LiNi 1 - y M y O 2 ( where, M = Co, Mn, Al , Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn or Ga, contain one or more elements of the element, 0.01≤y≤0.7 Im) A lithium nickel-based oxide represented by the following formula: Li 1 + z Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2, Li 1 + z Ni 0.4 Mn 0.4 Co 0.2 O 2 , such as Li 1 + z Ni b Mn c Co 1 - (b + c + d ) M d O (2-e ) A e ( where, -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2 , 0≤e≤0.2, b + c + d <1, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si or Y, and A = F, P or Cl; lithium nickel cobalt manganese composite oxide; Formula Li 1 + x M 1 - and y M 'y PO 4 -z X z ( wherein, M = a transition metal, preferably Fe, Mn, Co or Ni, M' = Al, Mg or Ti, X = F, S or N, and -0.5? X? +0.5, 0? Y? 0.5, and 0? Z? 0.1), but the present invention is not limited thereto.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is usually added in an amount of 1 to 20 wt% based on the total weight of the mixture including the cathode active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskey 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 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is optionally used as a component for suppressing the expansion of the anode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery. Examples of the filler include olefin polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.
상기 음극 집전체는 일반적으로 3 마이크로미터 내지 500 마이크로미터의 두께로 만들어진다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The negative electrode current collector is generally made to have a thickness of 3 micrometers to 500 micrometers. In addition, like the positive electrode collector, fine unevenness can be formed on the surface to enhance the bonding force of the negative electrode active material, and it can be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams and nonwoven fabrics.
상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 마이크로미터 내지 10 마이크로미터이고, 두께는 일반적으로 5 마이크로미터 내지 300 마이크로미터이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.The separation membrane is interposed between the anode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the separator is generally 0.01 micrometer to 10 micrometers, and the thickness is generally 5 micrometers to 300 micrometers. Such separation membranes include, for example, olefinic polymers such as polypropylene, which are chemically resistant and hydrophobic; A sheet or nonwoven fabric made of glass fiber, polyethylene or the like is used. When a solid electrolyte such as a polymer is used as an electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separation membrane.
이러한 전지셀의 구조 및 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.Since the structure and manufacturing method of such a battery cell are well known in the art, detailed description thereof will be omitted herein.
이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 이차전지용 전극조립체는, 가열 압착에 의해 결착된 전극과 분리막 사이의 결착 계면이 전극과 분리막 사이의 전체 계면 크기를 기준으로 30% 내지 90%의 크기로 부분 결착되어 있는 구조로 형성시킬 경우, 접합 계면이 전지셀의 내부의 저항층으로 크게 작용하는 것을 방지함에 따라 전지셀의 내부 저항을 효과적으로 낮출 수 있다.As described above, the secondary battery electrode assembly according to the present invention is characterized in that the bound interface between the electrode and the separator bonded by hot pressing is a partial adhesion with a size of 30% to 90% based on the total interface size between the electrode and separator It is possible to effectively reduce the internal resistance of the battery cell by preventing the junction interface from greatly acting as a resistance layer inside the battery cell.
도 1은 종래의 대표적인 파우치형 이차전지를 나타낸 모시적인 분해 사시도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지용 전극조립체를 나타낸 모식적인 측면도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지용 전극조립체의 전극-분리막 단위체를 나타낸 모식적인 측면도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지용 전극조립체의 전극-분리막 단위체의 일부 구성을 나타낸 모식적인 평면도이다;
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지용 전극조립체의 전극-분리막 단위체를 나타낸 모식적인 측면도이다;
도 6은 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 이차전지용 전극조립체의 전극-분리막 단위체의 일부 구성을 나타낸 모식적인 평면도이다;
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지용 전극조립체의 전극-분리막 단위체를 나타낸 모식적인 측면도이다;
도 8은 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 이차전지용 전극조립체의 전극-분리막 단위체를 나타낸 모식적인 측면도이다;
도 9는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 이차전지용 전극조립체의 제조과정을 나타낸 모식적인 공정도이다;
도 10은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지용 전극조립체의 제조과정을 나타낸 순서도이다;
도 11은 본원의 실험예에서 실시예 1 및 비교예 1의 충방전 사이클에서의 전지용량을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다;
도 12는 본원의 실험예에서 실시예 1 및 비교예 1의 1회 사이클 및 50회 사이클의 방전 프로파일을 나타낸 그래프들이다.1 is a schematic exploded perspective view of a typical pouch type secondary battery of the related art;
2 is a schematic side view illustrating an electrode assembly for a secondary battery according to an embodiment of the present invention;
3 is a schematic side view illustrating an electrode-separation membrane unit of an electrode assembly for a secondary battery according to an embodiment of the present invention;
4 is a schematic plan view showing a part of the structure of an electrode-separation membrane unit of an electrode assembly for a secondary battery according to an embodiment of the present invention;
5 is a schematic side view illustrating an electrode-separation membrane unit of an electrode assembly for a secondary battery according to an embodiment of the present invention;
6 is a schematic plan view showing a part of an electrode-separation membrane unit of an electrode assembly for a secondary battery according to another embodiment of the present invention;
7 is a schematic side view illustrating an electrode-separating membrane unit of an electrode assembly for a secondary battery according to an embodiment of the present invention;
8 is a schematic side view illustrating an electrode-separation membrane unit of an electrode assembly for a secondary battery according to another embodiment of the present invention;
9 is a schematic view illustrating a process of manufacturing an electrode assembly for a secondary battery according to another embodiment of the present invention;
10 is a flowchart illustrating a manufacturing process of an electrode assembly for a secondary battery according to an embodiment of the present invention;
11 is a graph showing the results of measurement of the battery capacity in the charge-discharge cycle of Example 1 and Comparative Example 1 in the experimental example of the present application;
12 is a graph showing the discharge profiles of the first cycle and the 50th cycle of Example 1 and Comparative Example 1 in the experimental example of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 내용을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the scope of the present invention is not limited thereto.
도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지용 전극조립체를 나타낸 모식적인 측면도가 도시되어 있다.2 is a schematic side view showing an electrode assembly for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 이차전지용 전극조립체(100)는, 전극과 분리막이 서로 결착되어 있는 전극-분리막 단위체(140)를 포함하고 있다.Referring to FIG. 2, the
구체적으로, 이차전지용 전극조립체(100)는, 집전체(112)의 양면에 전극활물질을 포함하는 전극 합제(114)가 도포되어 있는 전극(110), 집전체(122)의 양면에 전극활물질을 포함하는 전극 합제(124)가 도포되어 있는 전극(120) 및 전극(120)의 집전체(122)의 전극 합제(124)가 도포되어 있는 일면에 배치되는 분리막(131), 또는 전극들(110, 120) 사이에 개재되어 있는 분리막(130)을 포함하고 있다.Specifically, the
도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지용 전극조립체의 전극-분리막 단위체를 나타낸 모식적인 측면도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지용 전극조립체의 전극-분리막 단위체의 일부 구성을 나타낸 모식적인 평면도가 도시되어 있다.FIG. 3 is a schematic side view showing an electrode-separating membrane unit of a secondary battery electrode assembly according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an electrode assembly of an electrode assembly for a secondary battery according to an embodiment of the present invention. A schematic plan view showing a part of the structure of the separation membrane unit is shown.
도 3 및 도 4를 참조하면, 집전체(112)에 전극 합제(114)가 코팅되어 있는 전극(110)과 대면하고 있는 분리막(130)의 양면(132, 135)은 코로나 방전에 의해 표면(160)이 개질되어 있다.3 and 4, both
또한, 가열 압착에 의해 결착된 전극(110)과 분리막(130) 사이의 결착 계면(140)은, 전극(110)과 분리막(130) 사이의 전체 계면 크기를 기준으로 할 때, 30% 내지 90%의 크기로 부분 결착되어 있다.The binding
따라서, 본 발명은 전극(110)과 분리막(130) 사이의 부분 결착에 의해 전극조립체(100)의 내부 저항이 감소된다. 다시 말해, 전극(110)과 분리막(130) 사이가 결착되는 면적이 적을수록 전극조립체(100)의 내부 저항이 감소된다. 또한, 전극(110)과 분리막(130) 사이의 결착은 분리막(130)을 고정한 상태에서 전극(110)이 중력에 의해 분리되지 않는 상태를 유지하는 정도이다.Accordingly, the present invention reduces the internal resistance of the
또한, 전극(110)과 분리막(130) 사이의 부분 결착은 결착력이 순차적으로 감소하는 결착 구배 구간(150)을 포함하고 있다. 이러한 결착 구배 구간(150)은, 전극(110)과 분리막(130) 사이의 계면 중심을 통과하는 수평축(P)을 기준으로, 수평축(P) 부위에서 상대적으로 높은 결착력을 가진 결착 중앙부(151)와, 결착 중앙부(151)의 양측 단부에서 계면(140)의 외주변 쪽으로 결착력이 순차적으로 감소하는 결착 구배부(152)를 포함하고 있다.In addition, partial bonding between the
또한, 결착 구배 구간(150)은 평면상으로, 복수의 스트립 형상들(153, 154, 155)을 형성하고 있다.In addition, the binding
분리막(130)의 일면에 코로나 방전에 의해 표면이 개질된 부위들(161, 162, 163)은 가열 압착에 의해 결착된 전극(110)과 분리막(130) 사이의 결착 계면의 부위들(153, 154, 155)과 서로 대응된다.The
도 5에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지용 전극조립체의 전극-분리막 단위체를 나타낸 모식적인 측면도가 도시되어 있고, 도 6에는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 이차전지용 전극조립체의 전극-분리막 단위체의 일부 구성을 나타낸 모식적인 평면도가 도시되어 있다.FIG. 5 is a schematic side view showing an electrode-separating membrane unit of an electrode assembly for a secondary battery according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view of an electrode assembly for a secondary battery according to another embodiment of the present invention. A schematic plan view showing a part of the structure of the electrode-separation membrane unit is shown.
도 5 및 도 6을 함께 참조하면, 전극-분리막 단위체(210)의 전극(110)과 분리막(130) 사이의 부분 결착은, 평면상으로, 결착력이 높은 부분으로 아일랜드 형상들(170, 171)을 포함하고 있는 구조이다.5 and 6, the partial bonding between the
도 7에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지용 전극조립체의 전극-분리막 단위체를 나타낸 모식적인 측면도가 도시되어 있다.7 is a schematic side view showing an electrode-separating membrane unit unit of an electrode assembly for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 전극(110)과 분리막(130)의 계면(140)에 가압되는 가압력은 180 kg·f/m2 내지 780 kg·f/m2 이고, 이때, 전극(110)과 분리막(130)의 계면(140)이 가열되는 온도는 섭씨 30도 내지 섭씨 100도다.7, the pressing force applied to the
도 8에는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 이차전지용 전극조립체의 전극-분리막 단위체를 나타낸 모식적인 측면도가 도시되어 있다.8 is a schematic side view showing an electrode-separating membrane unit of an electrode assembly for a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 전극(110)과 대면하는 분리막(130)의 일면에는 접착층(180)이 형성되어 있고, 접착층(180)은 가열 압착 시에 부분적으로 녹아 겔 상태로 변화되어 전극(110)과 분리막(130) 사이를 결착시킨 구조이다.8, an
도 9에는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 이차전지용 전극조립체의 제조과정을 나타낸 모식적인 공정도가 도시되어 있고, 도 10에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지용 전극조립체의 제조과정을 나타낸 순서도가 도시되어 있다.FIG. 9 is a schematic process diagram illustrating a manufacturing process of an electrode assembly for a secondary battery according to another embodiment of the present invention. FIG. 10 is a schematic view illustrating a process of manufacturing an electrode assembly for a secondary battery according to an embodiment of the present invention. Are shown.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 이차전지용 전극조립체를 제조하는 방법(500)은, 코로나 방전기(310)가 분리막(130)의 양면의 표면에 코로나 방전을 수행하여, 분리막(130)의 표면을 개질시키는 과정(510),9 and 10, a
적층 구간(320)에서 분리막(130)의 양면에 대면하도록 전극들(110, 120)을 위치시키는 과정(520),A
라미네이션 구간(330)에서, 전극(110)과 분리막(130)이 서로 대면하고 있지 않은 각각의 전극들(110, 120)의 외면들에, 전극(110)과 분리막(130)의 계면(140)이 위치된 방향으로 열과 압력을 가하여 서로 부분 결착된 전극-분리막 단위체(140)를 형성하는 과정(530),The
폴딩 구간(340)에서, 결착된 전극-분리막 단위체(140)를 어느 하나의 방향으로 길게 형성된 분리막 시트(190)에 의해 순차적으로 권취하여 적층시키는 과정(540)을 포함하고 있다.And a step (540) of sequentially winding up the electrode-separation membrane unit bodies (140) bound in a folding section (340) by a separator sheet (190) formed in a long direction and stacking them.
이때, 전극-분리막 단위체(140)는 풀셀 구조 또는 바이셀 구조이다.At this time, the electrode-
이하에서는, 본 발명에 따른 실시예, 비교예 및 실험예를 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples, Comparative Examples and Experimental Examples. However, the present invention is not limited by the following Examples.
<실시예 1>≪ Example 1 >
양극 활물질(예: LiCoO2)을 도전재 및 바인더(PVdF)와 95 : 2.5 : 2.5의 비율(활물질 : 도전재 : 바인더, 중량비)로 용제인 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)에 첨가하여 양극 혼합물 슬러리를 제조하고, 음극 활물질로서 인조흑연 95 중량%, 도전재(Super-P) 1.5 중량% 및 바인더(PVdF) 3.5 중량%를 용제인 NMP에 첨가하여 음극 혼합물 슬러리를 제조한 후, 알루미늄 호일과 구리 호일 상에 각각 코팅, 건조 및 압착하여 양극 및 음극을 제조하였다.It was added to the NMP (N-methyl-2- pyrrolidone) solvent in (a binder, the weight ratio active material: the conductive material), the positive electrode active material (for example: LiCoO 2), a conductive material and a binder (PVdF) and 95: 2.5 2.5 Rate of A negative electrode mixture slurry was prepared by adding 95 wt% of artificial graphite, 1.5 wt% of conductive material (Super-P) and 3.5 wt% of a binder (PVdF) as negative active material to NMP as a solvent, The positive and negative electrodes were prepared by coating, drying and pressing on foil and copper foil, respectively.
분리막은 다공성 폴리에틸렌을 사용하였고, 양극과 음극이 대면하고 있는 분리막의 양면에 코로나 방전에 의해 표면이 개질 시켰으며,Porous polyethylene was used as the separation membrane, and the surface was modified by corona discharge on both sides of the separation membrane facing the anode and the cathode,
양극과 음극 사이에 다공성 폴리에틸렌 분리막을 개재한 후, 결착된 전극과 분리막 사이의 결착 계면이, 전극과 분리막 사이의 전체 계면 크기를 기준으로 90%의 크기로 부분 결착되도록 가열 압착하여 전극-분리막 단위체를 제조하였다. 이때, 분리막의 코로나 방전에 의해 표면이 개질된 부위와 가열 압착에 의해 결착된 전극과 분리막 사이의 결착 계면의 부위가 서로 대응되도록 형성시켰다. 제조된 전극-분리막 단위체를 하나의 방향으로 길게 형성된 분리막 시트에 의해 순차적으로 권취하여 적층시키켜 전극조립체를 제조하였다.After the porous polyethylene separator was sandwiched between the anode and the cathode, the binder interface between the electrode and the separator was heat-pressed so as to be partially bound with a size of 90% based on the total interface size between the electrode and the separator, . At this time, the portion of the surface modified by the corona discharge of the separation membrane was formed so as to correspond to the portion of the interface between the separation membrane and the electrode bound by the heat pressing. The electrode-separating membrane unit thus manufactured was sequentially wound up by a separator sheet formed in a long direction and stacked to manufacture an electrode assembly.
또한, 제조된 전극조립체를 전지케이스에 수납하고, EC : EMC : DEC = 1 : 2 : 1 인 용매에 1M의 LiPF6가 들어있는 전해액을 주입하여 전지셀을 제조하였다.The prepared electrode assembly was housed in a battery case, and an electrolyte solution containing 1M of LiPF 6 was injected into a solvent of EC: EMC: DEC = 1: 2: 1 to prepare a battery cell.
<비교예1>≪ Comparative Example 1 &
가열 압착에 의해 결착된 전극과 분리막 사이의 결착 계면을 전극과 분리막 사이의 전체 계면의 크기로 결착한 것을 제외하는, 실시예 1과 동일하게 전지셀을 제조하였다.A battery cell was prepared in the same manner as in Example 1, except that the binding interface between the electrode and the separator bound by the hot pressing was adhered to the entire interface between the electrode and separator.
충방전 사이클은, 0.2 C으로 4.1V에 이를 때까지 정전류(CC) 충전하고, 4.1V의 정전압(CV)으로 0.2 C이하가 될 때까지 계속 충전하며, 다시 0.4 C으로 4.2V에 이를 때까지 정전류 충전하고, 4.2V의 정전압으로 0.2 C이하가 될 때까지 계속 충전하며, 0.2 C으로 4.35V에 이를 때까지 정전류 충전하고, 4.35V의 정전압으로 0.05 C이하가 될 때까지 충전한 후, 충전을 종료시키고, 방전은, 0.5 C으로 3.0V에 이를 때까지 정전류 방전하고, 방전을 종료시키는 것으로 이루어진다. 이러한 충방전 사이클로 각각의 실시예 1 및 비교예1의 전지셀들을 60회 충방전하여, 각각의 사이클에서의 전지용량을 측정하여 도 11에 그래프로 나타내었다. 또한, 실시예 1 및 비교예 1의 1회 사이클과 50회 사이클의 방전 프로파일들을 도 12에 그래프들로 나타내었다.The charging and discharging cycle was continued until the voltage reached 0.2 V by charging a constant current (CC) at 0.2 C to 4.1 V and a constant voltage (CV) of 4.1 V until the voltage reached 4.2 V Charged at a constant current of 4.2 V until the temperature became less than 0.2 C and charged at a constant current until the temperature reached 4.35 V at 0.2 C and charged until the temperature reached 0.05 C at a constant voltage of 4.35 V, And discharging is performed by constant current discharge until the voltage reaches 3.0 V at 0.5 C and the discharge is terminated. The battery cells of Example 1 and Comparative Example 1 were charged and discharged 60 times by the charge-discharge cycle, and the battery capacity in each cycle was measured and shown in FIG. 11 as a graph. The discharge profiles of the first cycle and the 50th cycle of Example 1 and Comparative Example 1 are shown in the graphs in FIG.
도 11에서처럼, 전극과 분리막을 부분 결착한 실시예 1은 전체 계면의 크기로 결착한 비교예 1과 비교할 때, 1회 사이클에서는 실시예 1이 비교예 1에 비해 초기 전지셀 용량이 1.4% 증가됨을 보였고, 1회 내지 60회 사이클까지 더 높은 전지용량을 보였다. 또한, 도 12의 1회 사이클과 50회 사이클의 방전 프로파일들에서와 같이, 실시예 1의 전지셀의 내부 저항이 비교예 1에 비해 감소된 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 11, in Example 1 in which the electrode and the separator were partially bound, the capacity of the initial cell was increased by 1.4% in Example 1 compared to Comparative Example 1, which was the same as that of Comparative Example 1, And showed higher cell capacity from 1 to 60 cycles. It is also confirmed that the internal resistance of the battery cell of Example 1 is reduced as compared with Comparative Example 1, as in the discharge profiles of the first cycle and the 50th cycle of Fig.
Claims (17)
양면 중 적어도 일면에 전극활물질을 포함하는 전극 합제가 도포되어 있는 둘 이상의 전극들; 및
상기 전극의 전극 합제가 도포되어 있는 일면에 배치되어 있거나 또는 상기 전극들 사이에 개재되어 있는 분리막;
을 포함하고 있고,
상기 전극과 대면하고 있는 분리막의 일면 또는 양면은 코로나 방전에 의해 표면이 개질되어 있으며,
가열 압착에 의해 결착된 전극과 분리막 사이의 결착 계면은, 전극과 분리막 사이의 전체 계면 크기를 기준으로 할 때, 30% 내지 90%의 크기로 부분 결착되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극조립체.An electrode assembly for a secondary battery, comprising: an electrode-separating membrane unit having an electrode and a separating membrane bonded to each other,
Two or more electrodes to which an electrode mixture containing an electrode active material is applied on at least one side of both surfaces; And
A separator disposed on one side of the electrode assembly of the electrode or interposed between the electrodes;
Lt; / RTI >
One surface or both surfaces of the separator facing the electrode is modified by corona discharge,
Wherein the binder interface between the electrode and the separator bound by hot pressing is partially bounded with a size of 30% to 90% based on the total interface size between the electrode and the separator.
양극과 음극이 분리막을 사이에 두고 평면을 기준으로 높이 방향으로 적층되어 있는 스택(stack)형 전극조립체; 또는
긴 분리 필름 상에 양극, 음극, 분리막을 포함하는 유닛셀들을 위치시킨 상태에서 권취한 구조의 스택-폴딩형 전극조립체; 또는
유닛셀들이 평면을 기준으로 높이 방향으로 적층되어 접합되어 있는 라미네이션-스택형 전극조립체인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극조립체.The electrode assembly according to claim 1,
A stacked electrode assembly in which an anode and a cathode are stacked in a height direction with respect to a plane with a separator interposed therebetween; or
A stack-folding type electrode assembly having a structure in which unit cells including an anode, a cathode, and a separator are placed on a long separation film; or
Stacked electrode assembly in which the unit cells are laminated and bonded in a height direction with respect to a plane.
(a) 분리막의 일면 또는 양면의 표면에 코로나 방전을 수행하는 과정;
(b) 분리막의 일면 또는 양면에 대면하도록 전극을 위치시키는 과정; 및
(c) 전극과 분리막이 서로 대면하고 있지 않은 각각의 전극들의 외면, 또는 전극과 분리막이 서로 대면하고 있지 않은 전극의 외면과 분리막의 외면에, 전극과 분리막의 계면이 위치된 방향으로 열과 압력을 가하여 서로 부분 결착된 전극-분리막 단위체를 형성하는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.A method of manufacturing an electrode assembly for a secondary battery according to any one of claims 1 to 13,
(a) performing a corona discharge on one surface or both surfaces of the separator;
(b) positioning the electrode so as to face one or both surfaces of the separator; And
(c) heat and pressure in the direction in which the interface between the electrode and the separator is located, on the outer surface of each electrode where the electrode and the separator do not face each other, or on the outer surface of the electrode where the electrode and the separator do not face each other, To form an electrode-separation membrane unit that is partially bound to each other;
≪ / RTI >
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2016
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