KR20190004651A - 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 - Google Patents

전극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20190004651A
KR20190004651A KR1020180073277A KR20180073277A KR20190004651A KR 20190004651 A KR20190004651 A KR 20190004651A KR 1020180073277 A KR1020180073277 A KR 1020180073277A KR 20180073277 A KR20180073277 A KR 20180073277A KR 20190004651 A KR20190004651 A KR 20190004651A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
pore
active material
lithium
sulfur
Prior art date
Application number
KR1020180073277A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102160710B1 (ko
Inventor
조은경
김윤경
손권남
양두경
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to PCT/KR2018/007263 priority Critical patent/WO2019009560A1/ko
Priority to EP18828210.7A priority patent/EP3627593A4/en
Priority to CN201880039648.6A priority patent/CN110800135B/zh
Priority to US16/623,844 priority patent/US11424441B2/en
Priority to JP2020518382A priority patent/JP6918224B2/ja
Publication of KR20190004651A publication Critical patent/KR20190004651A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102160710B1 publication Critical patent/KR102160710B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/134—Electrodes based on metals, Si or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H01M4/622—Binders being polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/136—Electrodes based on inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/364—Composites as mixtures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/581—Chalcogenides or intercalation compounds thereof
    • H01M4/5815—Sulfides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H01M4/622—Binders being polymers
    • H01M4/623—Binders being polymers fluorinated polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028—Positive electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y02E60/12—

Abstract

본 발명은 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것으로, 기공 형성용 첨가제에 의해 전극의 기공도가 커져 높은 로딩에서의 전극 반응성과 전극의 초기 용량이 향상될 수 있다.

Description

전극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 {Electrode and Lithium Secondary Battery Comprising the Same}
본 발명은 리튬 이차전지의 용량 및 반응성 향상을 위한 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.
최근까지, 음극으로 리튬을 사용하는 고에너지 밀도 전지를 개발하는 데 있어 상당한 관심이 있어 왔다. 예를 들어, 비-전기 활성 재료의 존재로 음극의 중량 및 부피를 증가시켜서 전지의 에너지 밀도를 감소시키는 리튬 삽입된 탄소 음극, 및 니켈 또는 카드뮴 전극을 갖는 다른 전기화학 시스템과 비교하여, 리튬 금속은 저중량 및 고용량 특성을 갖기 때문에, 전기화학 전지의 음극 활물질로서 매우 관심을 끌고 있다. 리튬 금속 음극, 또는 리튬 금속을 주로 포함하는 음극은, 리튬-이온, 니켈 금속 수소화물 또는 니켈-카드뮴 전지와 같은 전지보다는 경량화되고 고에너지 밀도를 갖는 전지를 구성할 기회를 제공한다. 이러한 특징들은 프리미엄이 낮은 가중치로 지불되는, 휴대폰 및 랩-탑 컴퓨터와 같은 휴대용 전자 디바이스용 전지에 대해 매우 바람직하다.
이러한 유형의 리튬 전지용 양극 활물질들은 공지되어 있고, 이들은 황-황 결합을 포함하는 황 함유 양극 활물질을 포함하며, 황-황 결합의 전기화학적 절단(환원) 및 재형성(산화)으로부터 고에너지 용량 및 재충전능이 달성된다.
상기와 같이 음극 활물질로 리튬과 알칼리 금속을, 양극 활물질로 황을 사용하는 리튬-황 전지는 이론 에너지 밀도가 2,800 Wh/kg, 황의 이론 용량이 1,675 mAh/g으로, 다른 전지 시스템에 비하여 월등히 높고, 황은 자원이 풍부하여 값이 싸며, 환경친화적인 물질이라는 장점 때문에, 휴대 전자기기로 주목을 받고 있다
그러나, 리튬-황 전지의 양극 활물질로 사용되는 황은 부도체이므로 전기화학 반응으로 생성된 전자의 이동이 어렵고, 충방전 과정에서 발생되는 폴리 설파이드(Li2S8 ~ Li2S4) 용출 문제 및 황과 리튬 설파이드(Li2S2/Li2S) 의 낮은 전기 전도성으로 인한 전기화학 반응의 느린 kinetic으로 인하여 전지 수명 특성과 속도 특성이 저해되는 문제들이 있었다.
이와 관련하여, 최근에는 전기화학적 촉매로 많이 사용되었던 백금(Pt)을 사용하여 리튬-황 전지의 충방전 과정에서, 황의 산화환원 반응의 kinetic 을 향상시킴으로써 리튬-황 전지의 고성능화를 구현한 연구가 보고된 바 있다 (Hesham Al Salem et al.: "Polysulfide Traps for Controlling Redox Shuttle Process of Li-S Batteries": J.Am.Chem.Soc., 2015, 137, 11542).
그러나, 백금과 같은 귀금속 촉매는 고가이므로 상업화가 힘든 소재일 뿐만 아니라, 충방전 과정에서 황의 산화환원 반응에 의해 피독 가능성이 있어 리튬-황 전지의 양극소재로 활용하기가 쉽지 않은 문제가 있다.
이와 같이, 촉매를 이용한 리튬-황 전지의 성능을 향상시키는데 한계가 있었다. 이에, 전극의 형태 변경과 같은 다른 방식으로 리튬-황 전지를 비롯한 전지 성능을 향상시킬 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제2015-0142832호, “리튬설퍼 전지용 양극조성물, 이를 포함하는 리튬설퍼 전지용 양극 및 이의 제조 방법” 대한민국 공개특허 제2016-0118597호, “산화 그래핀이 적용된 전고체 리튬황 이차전지 양극 및 이의 제조방법”
본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위해 다각적으로 연구를 수행한 결과, 전극 제조시 전극 활물질, 바인더 및 도전재 이외에 추가로, 마이크로 크기의 탄소재 다공성 입자를 첨가하여 전극을 제조한 결과, 전극의 기공도가 높아져 높은 로딩 하에서도 전극의 반응성과 초기 용량이 향상된 것을 확인하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 기공도가 향상된 전극을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 이와 같은 기공도가 향상된 전극을 포함하는 리튬 이차전지를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 평균 입경(D50)이 1 ㎛ 이상의 다공성 입자인 기공 형성용 첨가제를 포함하는 전극을 제공한다.
상기 다공성 입자에 포함된 기공의 기공율(porosity)는 50 내지 95% 일 수 있다.
또한, 상기 기공 형성용 첨가제는 탄소 또는 그라파이트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기공 형성용 첨가제의 함량은 상기 전극 전체 중량을 기준으로 0.5 내지 5 중량% 일 수 있다.
또한, 상기 전극은 기공도가 64% 이상일 수 있다.
또한, 상기 전극은 전극 활물질, 바인더, 도전재 및 상기 기공 형성용 첨가제를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전극 활물질은 황 원소(elemental sulfur, S8), 황 계열 화합물 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
또한, 상기 바인더는 SBR-CMC(styrene-butadiene rubber-carboxymethylcellulose), 폴리(비닐 아세테이트), 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐피롤리돈, 알킬레이티드 폴리에틸렌옥사이드, 가교결합된 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐에테르, 폴리(메틸메타크릴레이트), 폴리 비닐리덴플루오라이드, 폴리헥사플루오로프로필렌과 폴리비닐리덴플루오라이드의 코폴리머, 폴리(에틸아크릴레이트), 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐피리딘, 폴리스티렌, 이들의 유도체, 이들의 블랜드 및 이들의 코폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
또한, 상기 도전재는 카본 블랙, 아세틸렌 블랙 및 케첸 블랙 중에서 선택되는 탄소계 물질; 및 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리아세틸렌 및 폴리피롤 중에서 선택되는 전도성 고분자;로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 전극을 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다.
본 발명에 따르면, 기공 형성용 첨가제에 의해 전극의 기공도가 높아지고, 이에 따라 높은 로딩 하에서도 전극의 반응성이 우수하고 초기 용량도 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 기공 형성용 첨가제에 의해 기공도가 높아진 전극을 리튬-황 전지의 양극으로 적용할 경우, 상기 양극에 포함된 기공 내에 충분한 양의 전해액이 담지되어 리튬-황 전지의 방전 생성물인 폴리 설파이드를 효율적으로 제거할 수 있어, 리튬-황 전지를 비롯한 리튬 이차전지의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1,2에서 제조된 리튬-황 전지의 충방전 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 2는 실시예 1,2 및 비교예 1에서 제조된 리튬-황 전지의 충방전 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에서 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.
전극
본 발명은 높은 로딩 하에서도 전극의 반응성이 우수하고 초기 용량이 높은 전극에 관한 것이다.
본 발명의 전극은 평균 입경(D50)이 1 ㎛ 이상인 기공 형성용 첨가제를 포함한다.
상기 기공 형성용 첨가제의 형상은 특별히 제한되지 않으며, 다만 평균 입경(D50)이 1 ㎛ 이상, 바람직하게는 1 ㎛ 내지 20 ㎛ 일 수 있다. 상기 범위 미만이면 전극의 기공도 증가율이 미미하여 높은 로딩 하에서 전극의 반응성 향상 및 초기 용량 향상 효과를 기대할 수 없고, 특히, 리튬-황 전지의 양극으로 적용시 방전 생성물인 폴리 설파이드의 제거 효율이 저하되어 전지의 수명 특성이 저하될 수 있다. 상기 범위 초과이면 입자 크기가 과도하게 크므로 전극용 첨가제로 적절하지 않다.
상기 기공 형성용 첨가제는 입자 내부 기공율(porosity)가 50% 내지 95%, 바람직하게는 50% 내지 90%, 보다 바람직하게는 50% 내지 85%일 수 있으며, 이와 같이 기공 형성용 첨가제 자체가 기공을 포함하고 있어 전극에 적용시 상기 기공 형성용 첨가제에 포함된 기공에 의해 전극의 기공도가 향상될 수 있다.
상기 기공의 기공율이 상기 범위 미만이면 전극의 기공도 증가율이 미미하여 높은 로딩 하에서 전극의 반응성 향상 및 초기 용량 향상 효과를 기대할 수 없고, 특히, 리튬-황 전지의 양극으로 적용시 방전 생성물인 폴리 설파이드의 제거 효율이 저하되어 전지의 수명 특성이 저하될 수 있으며, 상기 범위 초과이면 전극의 내구성이 저하될 수 있다.
상기 기공 형성용 첨가제는 다공성 탄소 또는 그라파이트일 수 있다.
상기 기공 형성용 첨가제의 함량은 상기 전극 전체 중량을 기준으로 0.5 내지 10 중량%, 바람직하게는 1 내지 10 중량%, 보다 바람직하게는 1.5 내지 10 중량% 일 수 있다. 상기 범위 미만이면 전극의 기공도 증가율이 미미하여 높은 로딩 하에서 전극의 반응성 향상 및 초기 용량 향상 효과를 기대할 수 없고, 특히, 리튬-황 전지의 양극으로 적용시 방전 생성물인 폴리 설파이드의 제거 효율이 저하되어 전지의 수명 특성이 저하될 수 있으며, 상기 범위 초과이면 전극의 기공률이 과도하게 높아져 전극의 내구성이 저하될 수 있다.
상기 기공 형성용 첨가제는 당업계에서 다공성 탄소 생성물을 제조하는 공지의 방법에 의해 제조될 수 있으며, 예컨대, 상기 기공 형성용 첨가제는 하기 (S1) 내지 (S5) 단계를 포함하는 방법에 의해 다공성 탄소 생성물의 형태로 제조될 수 있다.
(S1) 상호 연결된 기공들을 포함하는 무기 주형 재료의 주형을 제공하는 단계;
(S2) 탄소 전구체 물질을 제공하는 단계;
(S3) 상기 전구체 물질로 상기 주형의 기공들을 침투시키는 단계;
(S4) 상기 전구체 물질을 탄화시키는 단계; 및
(S5) 상기 주형을 제거하여 다공성 탄소 생성물을 형성하는 단계.
이때, 상기 (S1) 단계에서 상기 주형 재료는 SiO2일 수 있다.
또한, 상기 (S2) 단계에서 탄소 전구체 물질은 피치(pitch)일 수 있으며, 특히 “메소상 피치”는 규칙적인 액정 구조를 갖는 탄소질 재료일 수 있다.
상기 (S5) 단계에서 주형을 제거하는 방법은 화학적 해리에 의해 일어날 수 있으며, 이때, 형성된 다공성 탄소 생성물이 본 발명에 따른 기공 형성용 첨가제일 수 있다.
또한, 상기 전극은 전극 활물질과 함께 전자가 전극 내에서 원활하게 이동하도록 하기 위한 도전재 및 전극 활물질간 또는 전극 활물질과 바인더 및 도전재를 더 포함할 수 있다.
상기 전극 활물질은 전지에 사용되는 양극 활물질 또는 음극 활물질을 제한 없이 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 전극 활물질이 리튬-황 전지용 양극 활물질인 경우, 상기 양극 활물질은 황 원소(elemental sulfur, S8), 황 계열 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 황 계열 화합물은 구체적으로, Li2Sn(n≥1), 유기황 화합물 또는 탄소-황 폴리머((C2Sx)n: x=2.5∼50, n≥2) 등일 수 있다.
또한, 상기 도전재는 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙과 같은 탄소계 물질; 또는 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리아세틸렌, 폴리피롤과 같은 전도성 고분자일 수 있으며, 상기 도전재는 전극 총 중량을 기준으로 5 내지 20 중량%, 바람직하게는 5 내지 15 중량%, 보다 바람직하게는 5 내지 10 중량%의 범위로 포함되는 것이 바람직할 수 있다. 상기 도전재의 함량이 상기 범위 미만이면 상기 도전재 사용에 따른 도전성 향상효과가 미미하고, 상기 범위 초과이면 전극 활물질의 함량이 상대적으로 적게 되어 용량 특성이 저하될 우려가 있다.
또한, 상기 바인더는 폴리(비닐 아세테이트), 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐피롤리돈, 알킬레이티드 폴리에틸렌옥사이드, 가교결합된 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐에테르, 폴리(메틸메타크릴레이트), 폴리 비닐리덴플루오라이드, 폴리헥사플루오로프로필렌과 폴리비닐리덴플루오라이드의 코폴리머(상품명: Kynar), 폴리(에틸아크릴레이트), 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐피리딘, 폴리스티렌, 이들의 유도체, 블랜드, 코폴리머 등이 사용될 수 있다. 또 상기 바인더는 상기 전극 총 중량을 기준으로 5 내지 20 중량%, 바람직하게는 5 내지 15 중량%, 보다 바람직하게는 5 내지 10 중량%의 범위로 포함되는 것이 바람직할 수 있다. 상기 바인더의 함량이 상기 범위 미만이면 상기 바인더 사용에 따른 전극 활물질간 또는 전극 활물질과 집전체간 결착력 개선효과가 미미하고, 반면 상기 범위 초과이면 상기 전극 활물질의 함량이 상대적으로 적게 되어 용량 특성이 저하될 우려가 있다.
상기와 같은 전극은 통상의 방법에 따라 제조될 수 있으며, 구체적으로는 상기 전극 활물질과 도전재 및 바인더를 유기용매 상에서 혼합하여 제조한 전극 활물질층 형성용 조성물을, 전극 집전체 위에 도포한 후 건조 및 선택적으로 압연하여 제조될 수 있다. 이때, 상기 기공 형성용 조성물은 상기 전극 활물질과, 도전재 및 바인더와 함께 유기용매 상에서 혼합할 수 있다.
이때 상기 유기용매로는 상기 양극활물질, 바인더 및 도전재를 균일하게 분산시킬 수 있으며, 쉽게 증발되는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone), 아세토니트릴, 메탄올, 에탄올, 테트라하이드로퓨란, 물, 이소프로필알코올 등을 들 수 있다.
본 발명에 따른 기공 형성용 첨가제를 포함하는 전극은 기공도가 50% 이상, 바람직하게는 55% 이상, 보다 바람직하게는 64% 이상일 수 있다. 또는 상기 기공도는 64% 내지 80% 일 수 있다.
상기 전극의 기공도가 상기 범위 미만이면 전극의 반응성 및 초기 용량 향상 효과가 미미하고 상기 범위 초과이면 전극의 내구성이 저하될 수 있다.
리튬 이차전지
본 발명은 또한, 전술한 바와 같은 기공 형성용 첨가제를 포함하는 전극을 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.
상기 전극은 리튬 이차전지의 양극 또는 음극 모두에 사용될 수 있으나, 특히, 리튬-황 전지의 양극으로 사용될 경우, 방전 생성물인 폴리 설파이드를 제거하는 효과가 있어 전지의 수명 특성 향상에 유리할 수 있다.
구체적으로, 상기 기공 형성용 첨가제는 기공율이 50 내지 95%가 되도록 기공을 포함하고 있어, 상기 기공 내에 전해액이 담지 되며 상기 기공 내에서 전해액에 의해 폴리 설파이드가 제거될 수 있다.
본 발명은 또한, 해중합 반응형 고분자(unzipping polymer)의 모노머, 가소제, 유기 주형 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 기공 형성제를 포함하는 전극에 관한 것이다.
상기 기공 형성제는 전극의 활물질층에 포함되어 화학적 반응에 의해 가스를 발생시키는 동시에 기공을 형성하여 전극의 기공도를 향상시킬 수 있다.
상기 전극은 리튬 이차전지, 특히, 리튬 황-전지에 적용되어 충방전에 따른 활물질의 체적 변화에 대하여 완충 작용을 나타내어 리튬-황 전지의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
리튬-황 전지에 있어서, 전극에서의 활물질들은 충방전이 진행됨에 따라 수축 팽창하게 된다. 이에 본 발명에서는 전술한 바와 같은 기공 형성제를 전극에 도입하여 활물질의 체적 변화에 대한 완충 작용 및 전해액 담지 효과를 나타내도록 한다.
구체적으로는, 상기 전극은 집전체; 및 상기 집전체 상에 형성되며, 활물질을 포함하는 활물질층;을 포함하며, 상기 활물질층은 S와 C을 이용하는 활물질; 및 해중합 반응형 고분자(unzipping polymer)의 모노머, 가소제, 유기 주형 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 기공 형성제;를 포함할 수 있으며, 상기 활물질층은 추가로 바인더, 도전재와 같은 활물질층의 일반적인 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 기공 형성제는 활물질층내에 10 중량% 이하의 함량으로 포함되는 것이 바람직하고, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 2 중량%의 함량으로 포함될 수 있다.
또한, 상기 활물질층은 0.8 g/cc 내지 2.0 g/cc의 합제밀도를 가질 수 있고, 바람직하게 0.9 내지 1.6 g/cc, 보다 바람직하게는 1.19 내지 1.3 g/cc의 합제밀도를 가질 수 있다. 활물질층의 합제 밀도가 상기 범위 미만이면 부피당 용량 감소로 인하여 바람직하지 않고,상기 범위를 초과하면 활물질층의 부피팽창이 증가하여 바람직하지 않다.
상기와 같은 활물질층을 포함하는 리튬-황 전지용 전극은 활물질 및 기공 형성용 첨가제를 포함하는 활물질층 형성용 조성물을 제조하고, 상기 활물질층 형성용 조성물을 집전체에 도포한 후 건조 또는 열처리하여 활물질층을 형성하는 단계를 포함하는 리튬 황 전지용 전극의 제조방법에 의해 제조될 수 있다.
또한, 활물질층 형성시 사용되는 기공 형성용 첨가제의 크기, 형태 및 함량에 따라 활물질층에 형성되는 기공의 크기, 형태 및 기공도를 조절할 수 있는데, 바람직하게는 상기 활물질층은 50 부피% 초과 70 부피% 이하, 바람직하게는 55 부피% 내지 70 부피%, 보다 바람직하게는 60 부피% 내지 70 부피%의 기공도를 가질 수 있다.
상기 활물질층내 기공도가 상기 범위 이하이면 활물질의 체적 변화에 따른 완충 효과가 미미하여 바람직하지 않고, 상기 범위를 초과하면 전극 전도성 감소와 부피당 용량 감소의 단점이 발생하여 바람직하지 않다.
이와 같은 기공 형성용 첨가제를 포함하는 전극을 포함하는 리튬 이차전지는 기공도 향상에 따라 충방전에 따른 활물질의 체적 변화에 대하여 완충 작용을 나타내어 리튬 이차전지의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
제조예 1: 기공 형성용 첨가제 합성
상호 연결된 기공들을 포함하는 비-구형의 SiO2 주형의 기공에 탄소 전구체 물질로서 피치를 침투시킨 후, 700 ℃의 온도로 상기 피치를 탄화시켜 다공성 복합체를 형성하였다.
그 후, 상기 다공성 복합체를 불산 조 내에 담지하여 SiO2 주형을 제거하여, 다공성 탄소 생성물 형태의 기공 형성용 첨가제를 합성하였다.
합성된 다공성 탄소 생성물의 기공율(porosity)는 50% 이상이고, 평균 입경(D50)은 4 ㎛ 이다.
실시예 1: 양극 및 이를 포함하는 리튬-황 전지 제조
양극 활물질인 황-탄소 복합체는 7:3의 비율로 제조되며, 황-탄소 복합체를 88 중량%, 도전재인 카본 블랙 5 중량%, 바인더인 SBR-CMC(styrene-butadiene rubber-carboxymethylcellulose) 5 중량% 및 제조예 1의 기공 형성용 첨가제 2 중량%를 포함하는 양극 합제를 용제인 물에 첨가하여 양극 슬러리를 제조한 후, 알루미늄 호일 집전체상에 코팅하여, 5 mAh/㎠ 의 로딩으로 양극을 제조하였다.
음극으로 200 ㎛ 두께를 갖는 리튬 호일을, 전해액은 1M LiTFSI (DME/DOL, 1:1 volumae ratio)에 2 중량%의 LiNO3 첨가제를 용해시킨 유기용액을, 분리막은 폴리프로필렌 필름을 사용하여 리튬-황 전지를 제조하였다.
-LiTFSI: bis(trifluoromethane) sulfonamide lithium salt
-DME: dimethoxymethane
-DOL: 1,3-dioxolane
실시예 2: 양극 및 이를 포함하는 리튬-황 전지 제조
양극 활물질인 황-탄소 복합체는 7:3의 비율로 제조되며, 황-탄소 복합체를 88 중량%, 도전재인 카본 블랙 5 중량%, 바인더인 SBR-CMC(styrene-butadiene rubber-carboxymethylcellulose) 5 중량% 및 제조예 1의 기공 형성용 첨가제 5 중량%를 포함하는 양극 합제를 용제인 물에 첨가하여 양극 슬러리를 제조한 후, 알루미늄 호일 집전체상에 코팅하여, 5 mAh/㎠ 의 로딩으로 양극을 제조하였다.
음극으로 200 ㎛ 두께를 갖는 리튬 호일을, 전해액은 1M LiTFSI (DME/DOL, 1:1 volumae ratio)에 2 중량%의 LiNO3 첨가제를 용해시킨 유기용액을, 분리막은 폴리프로필렌 필름을 사용하여 리튬-황 전지를 제조하였다.
-LiTFSI: bis(trifluoromethane) sulfonamide lithium salt
-DME: dimethoxymethane
-DOL: 1,3-dioxolane
비교예 1
실시예 1과 동일하게 실시하되, 기공 형성용 첨가제를 사용하지 않고 양극 및 리튬-황 전지를 제조하였다.
비교예 2
실시예 1과 동일하게 실시하되, 기공 형성용 첨가제 대신, 평균 입경(D50) 1㎛ 미만인 다공성 탄소를 사용하였으나 기공의 크기가 충분하지 않아 전극의 porosity 향상 효과가 나타나지 않은 양극 및 리튬-황 전지를 제조하였다.
단위:중량% 양극 활물질 도전재 바인더 기공 형성용 첨가제 다공성 탄소
황 카본블랙 SBR-CMC 제조예 1
실시예 1 88 5 5 2 0
실시예 2 85 5 5 5 0
비교예 1 90 5 5 0 0
비교예 2 88 5 5 0 2
실험예 1
실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 각각 제조된 양극에 대하여 기공도를 측정하였으며, 그 결과, 기공 형성용 첨가제를 포함하지 않는 양극인 비교예 1의 기공도는 56%인 반면, 기공 형성용 첨가제를 포함하는 양극인 실시예 1의 기공도는 64%로 향상된 것으로 나타났다.
실험예 2
실시예 1,2 및 비교예 1,2의 리튬-황 전지에 대하여 충방전 실험을 실시하였다.
도 1은 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1,2에서 제조된 리튬-황 전지의 충방전 실험 결과를 나타내는 그래프이고, 도 2는 실시예 1,2 및 비교예 1에서 제조된 리튬-황 전지의 충방전 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 1 및 2를 참조하면, 1.5-2.8V 전압 범위에서 0.1C 조건으로 충전 및 방전 실험을 실시하여 1 사이클에서의 실험 결과를 관찰한 바, 기공도가 향상된 양극으로 인하여 실시예 1, 2의 리튬-황 전지가 쿨롱 효율(Coulombic efficiency), 초기 방전 용량, 재현성(Cyclability)이 향상된 것을 알 수 있다.
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.

Claims (13)

  1. 평균 입경(D50) 1 ㎛ 이상의 다공성 입자인 기공 형성용 첨가제를 포함하는 전극.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 입자에 포함된 기공의 기공율(porosity)은 50 내지 95%인, 전극.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기공 형성용 첨가제는 탄소 또는 그라파이트를 포함하는, 전극.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기공 형성용 첨가제의 함량은 상기 전극 전체 중량을 기준으로 0.5 내지 5 중량%인, 전극.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전극은 기공도가 64% 이상인, 전극.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전극은 전극 활물질, 바인더, 도전재 및 상기 기공 형성용 첨가제를 포함하는, 전극.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전극 활물질은 황 원소(elemental sulfur, S8), 황 계열 화합물 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 양극 활물질인, 전극.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 바인더는 SBR-CMC(styrene-butadiene rubber-carboxymethylcellulose), 폴리(비닐 아세테이트), 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐피롤리돈, 알킬레이티드 폴리에틸렌옥사이드, 가교결합된 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐에테르, 폴리(메틸메타크릴레이트), 폴리 비닐리덴플루오라이드, 폴리헥사플루오로프로필렌과 폴리비닐리덴플루오라이드의 코폴리머, 폴리(에틸아크릴레이트), 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐피리딘, 폴리스티렌, 이들의 유도체, 이들의 블랜드 및 이들의 코폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인, 전극.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 도전재는 카본 블랙, 아세틸렌 블랙 및 케첸 블랙 중에서 선택되는 탄소계 물질; 및 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리아세틸렌 및 폴리피롤 중에서 선택되는 전도성 고분자;로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인, 전극.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 전극을 포함하는 리튬 이차전지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전극은 양극인, 리튬 이차전지.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 리튬 이차전지는 리튬-황 전지인, 리튬 이차전지.
  13. 해중합 반응형 고분자(unzipping polymer)의 모노머, 가소제, 유기 주형 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 기공 형성제를 포함하는 전극.
KR1020180073277A 2017-07-04 2018-06-26 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 KR102160710B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2018/007263 WO2019009560A1 (ko) 2017-07-04 2018-06-27 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
EP18828210.7A EP3627593A4 (en) 2017-07-04 2018-06-27 LITHIUM ELECTRODE AND ACCUMULATOR COMPRISING SAME
CN201880039648.6A CN110800135B (zh) 2017-07-04 2018-06-27 电极和包含所述电极的锂二次电池
US16/623,844 US11424441B2 (en) 2017-07-04 2018-06-27 Electrode and lithium secondary battery comprising same
JP2020518382A JP6918224B2 (ja) 2017-07-04 2018-06-27 電極及びこれを含むリチウム二次電池

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20170084684 2017-07-04
KR1020170084684 2017-07-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190004651A true KR20190004651A (ko) 2019-01-14
KR102160710B1 KR102160710B1 (ko) 2020-09-28

Family

ID=65027494

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180073277A KR102160710B1 (ko) 2017-07-04 2018-06-26 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11424441B2 (ko)
EP (1) EP3627593A4 (ko)
JP (1) JP6918224B2 (ko)
KR (1) KR102160710B1 (ko)
CN (1) CN110800135B (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113841277A (zh) * 2019-07-18 2021-12-24 株式会社Lg新能源 锂硫二次电池
CN113841277B (zh) * 2019-07-18 2024-05-17 株式会社Lg新能源 锂硫二次电池

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109755462B (zh) * 2017-11-08 2021-01-12 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种正极极片、电化学装置及安全涂层
CN111326710B (zh) * 2020-03-02 2022-07-19 合肥学院 一种夹层结构电极
US20230133857A1 (en) 2020-10-29 2023-05-04 Lg Energy Solution, Ltd. Lithium-sulfur secondary battery comprising electrolyte containing s-o-based cyclic compound
CN115000515A (zh) * 2022-06-16 2022-09-02 深圳新宙邦科技股份有限公司 一种锂离子电池

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090020933A (ko) * 2007-08-24 2009-02-27 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
US20110052998A1 (en) * 2009-09-02 2011-03-03 Ut-Battelle, Llc Sulfur-carbon nanocomposites and their application as cathode materials in lithium-sulfur batteries
KR20120061932A (ko) * 2009-08-28 2012-06-13 시온 파워 코퍼레이션 황을 포함하는 다공성 구조체를 포함하는 전기화학 전지
KR20130073766A (ko) * 2011-12-23 2013-07-03 현대자동차주식회사 유황 다공성 나노복합구조체와 다공성 나노도전재를 함유한 리튬 유황 이차전지용 양극
KR20150061874A (ko) * 2013-11-28 2015-06-05 주식회사 엘지화학 리튬-황 전지용 양극 및 이의 제조방법
KR20150142832A (ko) 2014-06-11 2015-12-23 (주)오렌지파워 리튬설퍼 전지용 양극조성물, 이를 포함하는 리튬설퍼 전지용 양극 및 이의 제조 방법
KR20160118597A (ko) 2015-04-02 2016-10-12 현대자동차주식회사 산화 그래핀이 적용된 전고체 리튬황 이차전지 양극 및 이의 제조방법

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4048715A (en) 1976-01-27 1977-09-20 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Method of preparing porous, active material for use in electrodes of secondary electrochemical cells
JPH10188957A (ja) 1996-12-20 1998-07-21 Sanyo Electric Co Ltd リチウム二次電池
JP4099969B2 (ja) 2001-10-15 2008-06-11 松下電器産業株式会社 電池およびその製造方法
KR100436712B1 (ko) * 2001-12-19 2004-06-22 삼성에스디아이 주식회사 캐소드 전극, 그 제조방법 및 이를 채용한 리튬 전지
JP2004362859A (ja) 2003-06-03 2004-12-24 Nissan Motor Co Ltd リチウムイオン二次電池
KR100525839B1 (ko) 2003-07-01 2005-11-03 한국에너지기술연구원 고체산화물 연료전지용 고강도 음극 지지체 제조방법
US10629947B2 (en) * 2008-08-05 2020-04-21 Sion Power Corporation Electrochemical cell
KR100869806B1 (ko) 2007-04-24 2008-11-21 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
CN101453009B (zh) * 2007-12-03 2011-07-06 比亚迪股份有限公司 锂硫电池的正极及其制备方法和电池
JP2011134691A (ja) 2009-12-25 2011-07-07 Panasonic Corp 非水電解質二次電池用電極およびその製造方法、ならびに非水電解質二次電池
JP2011204571A (ja) 2010-03-26 2011-10-13 Panasonic Corp リチウムイオン電池用電極、その製造方法、および前記電極を用いたリチウムイオン電池
DE102010027950A1 (de) * 2010-04-20 2011-10-20 Robert Bosch Gmbh Kathodenzusammensetzung für Lithium-Schwefel-Zellen
CN102723465B (zh) * 2011-06-15 2015-02-18 中国科学院金属研究所 锂离子电池用多孔LiFePO4块体电极的制备方法
KR20130093740A (ko) 2011-12-26 2013-08-23 재단법인 포항산업과학연구원 수퍼커패시터 전극용 탄소재 및 그 제조방법
DE102012208311A1 (de) * 2012-05-18 2013-11-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Elektrode für einen elektrochemischen Energiespeicher und elektrochemischer Energiespeicher
KR20140048738A (ko) 2012-10-16 2014-04-24 삼성전자주식회사 고체산화물 연료전지용 양극 복합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 고체산화물 연료전지
CN103050704B (zh) * 2012-12-28 2015-04-01 清华大学深圳研究生院 一种多孔导电添加剂及其制备方法、锂离子电池
GB201305997D0 (en) * 2013-04-03 2013-05-15 Johnson Matthey Plc Cathode
WO2015016496A1 (ko) * 2013-08-01 2015-02-05 주식회사 엘지화학 리튬-황 전지용 양극 및 이의 제조방법
KR101549307B1 (ko) 2013-11-29 2015-09-01 한국광유주식회사 양극 표면에 금속 슬러리 코팅층이 형성된 고체산화물 연료전지 스택 및 양극 표면에 금속 슬러리 코팅층을 형성하는 방법
KR20150109240A (ko) 2014-03-19 2015-10-01 (주)오렌지파워 리튬 설퍼 전지용 양극 및 이를 포함하는 리튬 설퍼 전지
KR101804615B1 (ko) 2014-09-12 2017-12-05 주식회사 엘지화학 리튬-황 전지용 양극 및 이의 제조방법
CN104659407B (zh) 2015-02-26 2017-01-25 广东烛光新能源科技有限公司 一种锂硫电池及其制备方法
KR20170030136A (ko) 2015-09-08 2017-03-17 전자부품연구원 다공성 탄소전극을 구비한 이산화황 기반 이차전지 및 그 다공성 탄소전극 제조 방법
WO2017052246A1 (ko) 2015-09-23 2017-03-30 주식회사 엘지화학 금속 나노입자를 포함하는 양극 활물질 및 양극, 이를 포함하는 리튬-황 전지
US10243385B2 (en) * 2016-01-29 2019-03-26 Robert Bosch Gmbh Secondary battery management system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090020933A (ko) * 2007-08-24 2009-02-27 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
KR20120061932A (ko) * 2009-08-28 2012-06-13 시온 파워 코퍼레이션 황을 포함하는 다공성 구조체를 포함하는 전기화학 전지
US20110052998A1 (en) * 2009-09-02 2011-03-03 Ut-Battelle, Llc Sulfur-carbon nanocomposites and their application as cathode materials in lithium-sulfur batteries
KR20130073766A (ko) * 2011-12-23 2013-07-03 현대자동차주식회사 유황 다공성 나노복합구조체와 다공성 나노도전재를 함유한 리튬 유황 이차전지용 양극
KR20150061874A (ko) * 2013-11-28 2015-06-05 주식회사 엘지화학 리튬-황 전지용 양극 및 이의 제조방법
KR20150142832A (ko) 2014-06-11 2015-12-23 (주)오렌지파워 리튬설퍼 전지용 양극조성물, 이를 포함하는 리튬설퍼 전지용 양극 및 이의 제조 방법
KR20160118597A (ko) 2015-04-02 2016-10-12 현대자동차주식회사 산화 그래핀이 적용된 전고체 리튬황 이차전지 양극 및 이의 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113841277A (zh) * 2019-07-18 2021-12-24 株式会社Lg新能源 锂硫二次电池
CN113841277B (zh) * 2019-07-18 2024-05-17 株式会社Lg新能源 锂硫二次电池

Also Published As

Publication number Publication date
JP6918224B2 (ja) 2021-08-11
EP3627593A4 (en) 2020-06-17
KR102160710B1 (ko) 2020-09-28
EP3627593A1 (en) 2020-03-25
JP2020523772A (ja) 2020-08-06
CN110800135B (zh) 2022-08-30
US20200136127A1 (en) 2020-04-30
US11424441B2 (en) 2022-08-23
CN110800135A (zh) 2020-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2879216B1 (en) Porous silicon-based anode active material, and lithium secondary battery containing same
KR101837235B1 (ko) 다공성 탄소-황 복합체와 다층 분리막을 포함하는 리튬-황 이차전지, 그 제조방법
EP2927996B1 (en) Cathode active material for lithium-sulfur battery and manufacturing method therefor
KR102346840B1 (ko) 다공성 탄소, 이를 포함하는 양극 및 리튬-황 이차전지
KR102160710B1 (ko) 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
JP2004327423A (ja) 単イオン伝導体を含むリチウム２次電池用の複合高分子電解質およびその製造方法
KR101741031B1 (ko) 이차전지용 활물질, 상기 활물질을 포함하는 이차전지, 및 활물질의 제조방법
KR20100132839A (ko) 리튬 이차전지용 음극 활물질 및 그 제조방법과 이를 이용한 리튬 이차전지
KR20150142832A (ko) 리튬설퍼 전지용 양극조성물, 이를 포함하는 리튬설퍼 전지용 양극 및 이의 제조 방법
KR20190060719A (ko) 이중층 구조의 활물질층을 포함하는 음극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 이차전지
JP2003100284A (ja) リチウム二次電池
KR101622093B1 (ko) 리튬-황 전지의 양극 활물질용 그라핀-황 복합체 및 이의 제조 방법
CN113795946A (zh) 硫碳复合物以及包含其的锂二次电池用正极和锂二次电池
WO2019009560A1 (ko) 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
JP2004327422A (ja) 異性モルフォロジーを有するリチウム２次電池用複合高分子電解質およびその製造方法
JP2006228544A (ja) リチウムイオン二次電池
JP3981866B2 (ja) リチウム電池用正極の製造方法およびリチウム電池用正極
KR20200111877A (ko) 실록센 화합물을 포함하는 리튬-황 이차전지용 양극
KR101853149B1 (ko) 코어-쉘 구조의 리튬 이차전지용 음극활물질, 이를 포함하는 리튬 이차전지 및 상기 음극활물질의 제조방법
KR102468500B1 (ko) 황-탄소 복합체, 이를 포함하는 리튬-황 전지용 양극 및 리튬-황 전지
KR20130118192A (ko) 다공성 전극 활물질 및 이를 포함하는 이차전지
EP4156333A1 (en) Negative electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same
WO2023210232A1 (ja) リチウム硫黄電池用正極、リチウム硫黄電池及びその充放電方法
JP2023550506A (ja) リチウム二次電池用負極、この製造方法及びこれを含むリチウム二次電池
JP2023066785A (ja) リチウム硫黄電池用正極及びリチウム硫黄電池

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant