KR20190017516A - Method of fabricating an electrode - Google Patents

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Abstract

A method for manufacturing an electrode of the present invention comprises the steps of: (a) manufacturing an active material linear dispersion in which first active material particles are dispersed in an organic solvent; and (b) mixing the active material linear dispersion, second active material particles, a conductive material, and a binder with the organic solvent to manufacture electrode slurry. An average particle diameter (D50) of the first active material particles is smaller than an average particle diameter of the second active material particles. Provided is an electrode having an active material layer in which an active material is uniformly dispersed, thereby providing an electrode which is excellent in energy density without increasing the rolling density and free from damage to a current collector.

Description

전극의 제조방법 {METHOD OF FABRICATING AN ELECTRODE}[0001] METHOD OF FABRICATING AN ELECTRODE [0002]

본 발명은 평균 입경이 서로 상이한 2 종의 활물질 입자를 포함하는 전극의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an electrode including two kinds of active material particles having different average particle diameters.

전자 장비의 소형화 및 경량화가 실현되고 휴대용 전자 기기의 사용이 일반화됨에 따라, 이들의 전력원으로 고에너지 밀도를 갖는 이차전지에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.As the size and weight of electronic equipment are reduced and the use of portable electronic devices is becoming common, researches on secondary batteries having high energy density as their power source have been actively conducted.

상기 이차전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬이차전지 등을 들 수 있으며, 이 중에서 기존의 알칼리 수용액을 사용하는 전지보다 2배 이상 높은 방전 전압을 나타낼 뿐만 아니라, 단위 중량 당 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능한 리튬이차전지에 대한 연구가 대두되고 있다.Examples of the secondary battery include a nickel-cadmium battery, a nickel-metal hydride battery, a nickel-hydrogen battery, and a lithium secondary battery. Among them, the secondary battery exhibits a discharge voltage two times higher than that of a conventional battery using an aqueous alkaline solution In addition, studies have been made on a lithium secondary battery which has a high energy density per unit weight and can be rapidly charged.

리튬 이차 전지의 양극 활물질로는 리튬 금속 산화물이 사용되고, 음극 활물질로는 리튬 금속, 리튬 합금, 결정질 또는 비정질 탄소 또는 탄소 복합체가 사용되고 있다. 상기 활물질을 적당한 두께와 길이로 집전체에 도포하거나 또는 활물질 자체를 필름 형상으로 도포하여 절연체인 분리막과 함께 감거나 적층하여 전극군을 만든 다음, 캔 또는 이와 유사한 용기에 넣은 후, 전해질을 주입하여 이차 전지를 제조한다.Lithium metal oxide is used as the positive electrode active material of the lithium secondary battery, and lithium metal, lithium alloy, crystalline or amorphous carbon or carbon composite material is used as the negative electrode active material. The active material is coated on the current collector with an appropriate thickness and length, or the active material itself is coated in a film form and wrapped or laminated together with a separator as an insulator to form an electrode group. The electrode group is then placed in a can or similar container, Thereby manufacturing a secondary battery.

이러한 리튬 이차전지의 경우 고용량인 것에 대한 시장의 니즈(needs)가 점점 커지고 있으며, 이에 전극 내 에너지 밀도를 극대화 하는 것이 매우 중요하다. 이와 같이 전극 내 에너지 밀도를 극대화 하기 위하여 전극의 압연 밀도를 증가시키고 있지만, 압연 밀도가 증가시키려면 전극 압연시 압착하는 압력이 커져야 하고, 이에 따라 일반적으로 집전체로 사용되는 알루미늄이 손상될 수 있으며, 공정성 저하와 함께 집전체 손상으로 인한 품질 저하가 문제된다.In the case of such a lithium secondary battery, the market needs for a high capacity are increasing, and it is very important to maximize the energy density in the electrode. In order to maximize the energy density in the electrode as described above, the rolling density of the electrode is increased. However, in order to increase the rolling density, the pressure to be applied during the electrode rolling must be increased. , There is a problem of quality deterioration due to damage to the current collectors as well as lowering of the fairness.

이에 전지의 에너지 밀도가 극대화 되면서도 공정성 및 품질 저하 없는 전극의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, it is necessary to develop the electrode without maximizing the energy density of the battery and without sacrificing fairness and quality.

본 발명은 집전체의 손상을 방지하면서도 에너지 밀도가 높은 전극을 제공하기 위한 전극의 제조방법을 제공하고자 한다. 구체적으로 에너지 밀도 향상을 위해 바이모달 활물질을 적용하면서 균일한 분산 문제를 해결하여 큰 에너지 밀도를 가지면서 동시에 압연 밀도 증가가 불필요하여 집전체가 손상이 없어 품질이 우수한 전극을 제공할 수 있는 제조방법을 제공하고자 한다.The present invention provides a method of manufacturing an electrode for providing an electrode having a high energy density while preventing damage to the current collector. Specifically, a bimodal active material is applied to improve the energy density, and the uniform dispersion problem is solved to provide a high quality electrode with high energy density and at the same time no increase in rolling density, .

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 제1 활물질 입자가 유기용매에 분산된 활물질 선분산액을 제조하는 단계; 및 (b) 상기 활물질 선분산액, 제2 활물질 입자, 도전재 및 바인더를 유기용매에 혼합하여 전극 슬러리를 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 제1 활물질 입자의 평균 입경(D50)은 제2 활물질 입자의 평균 입경보다 작은 것인 전극의 제조방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an active material, comprising: (a) preparing an active material ray dispersion in which first active material particles are dispersed in an organic solvent; And (b) mixing the active material ray dispersion, the second active material particles, the conductive material and the binder with an organic solvent to prepare an electrode slurry, wherein the average particle size (D50) of the first active material particles is Wherein the average particle diameter of the particles is smaller than the average particle diameter of the particles.

본 발명의 전극의 제조방법은 평균 입경이 서로 다른 활물질을 사용하면서도 이들 활물질들이 균일하게 분산된 활물질층을 갖는 전극을 제공함으로써 압연 밀도의 증가 없이도 전극의 에너지 밀도가 우수하여 집전체의 손상이 없는 전극을 제공할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The electrode manufacturing method according to the present invention provides an electrode having an active material layer in which active materials having different average particle diameters are dispersed and uniformly dispersing the active materials. Thus, even if the rolling density is not increased, the energy density of the electrode is excellent, Electrode can be provided.

이하 본 발명의 바람직한 구현예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. 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.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 구현예에 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.Therefore, the constitutions shown in the embodiments described herein are merely the most preferred embodiments of the present invention and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention, so that various equivalents and variations Examples should be understood.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극의 제조방법은, 서로 평균 입경이 상이한 바이모달 활물질이 포함된 전극의 제조방법으로서, (a) 제1 활물질 입자가 유기용매에 분산된 활물질 선분산액을 제조하는 단계; 및 (b) 상기 활물질 선분산액, 제2 활물질 입자, 도전재 및 바인더를 유기용매에 혼합하여 전극 슬러리를 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 제1 활물질 입자의 평균 입경(D50)은 제2 활물질 입자의 평균 입경보다 작은 것이다.A method of manufacturing an electrode according to an embodiment of the present invention includes the steps of (a) preparing an electrode active material dispersion in which first active material particles are dispersed in an organic solvent, step; And (b) mixing the active material ray dispersion, the second active material particles, the conductive material and the binder with an organic solvent to prepare an electrode slurry, wherein the average particle size (D50) of the first active material particles is Is smaller than the average particle diameter of the particles.

본 발명에서, 활물질 입자의 평균 입경은 광산란 입도계를 이용한 입도 분포를 측정한 것으로서 입자의 50% 지름(메디안지름)을 의미한다.In the present invention, the average particle size of the active material particles is obtained by measuring the particle size distribution using a light scattering particle size meter, and means 50% diameter (median diameter) of the particles.

상기 전극의 제조방법은 평균 입경이 서로 상이한 2 종의 활물질 입자를 균일하게 분산시킴으로써 에너지 밀도를 향상시킬 수 있는 방법일 수 있다. 기존에는 입경 크기가 서로 상이한 2 종의 활물질을 전극에 적용하는 경우, 특히 입경이 작은 활물질 입자가 응집되려는 경향이 강하여 전극 집전체에 코팅된 이후에 이 코팅층 내에서 활물질들이 균일하게 분산되지 못하는 문제가 있어 왔다. The electrode manufacturing method may be a method capable of improving the energy density by uniformly dispersing two kinds of active material particles having different average particle diameters. In the case of applying two kinds of active materials having different particle sizes to each other, there is a strong tendency that active material particles having small particle diameters tend to aggregate, so that the active material particles are not uniformly dispersed Has come.

그러나, 본 발명에 따른 전극의 제조방법에 의하는 경우에는 입경 크기가 서로 다른 2 종의 바이모달 활물질이 적용되더라도 전체적으로 균일하게 분산될 수 있으며, 입경이 큰 활물질 입자들의 사이에 입경이 작은 활물질 입자들이 분포될 수 있다. 이에 따라 전극의 에너지 밀도가 크게 향상될 수 있으면서도 압연 밀도를 크게 하지 않더라도 에너지 밀도의 개선이 가능하기 때문에 전극 집전체의 손상 역시 최소화 할 수 있다. However, according to the method of manufacturing an electrode according to the present invention, even if two kinds of bimodal active materials having different particle diameters are applied, the active material particles can be uniformly dispersed as a whole and the active material particles having small particle diameters Can be distributed. Accordingly, the energy density of the electrode can be greatly improved, and the energy density can be improved without decreasing the rolling density, so that damage to the electrode collector can be minimized.

보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극의 제조방법은 단계 (a)로서 제1 활물질 입자가 유기용매에 분산된 활물질 선분산액을 제조하는 단계가 수행될 수 있다.More specifically, a method of manufacturing an electrode according to an embodiment of the present invention may include the step (a) of producing an active material ray dispersion in which first active material particles are dispersed in an organic solvent.

즉, 소구경의 활물질 입자로서 제1 활물질 입자를 유기용매에 분산시켜 응집되려는 경향이 강한 소구경의 활물질 입자를 입자간의 간격이 일정 이상으로 유지되도록 하는 단계일 수 있다.That is, the small-diameter active material particles may be a step of dispersing the first active material particles in the organic solvent so that the small-diameter active material particles having a strong tendency to aggregate are maintained at a certain interval.

이 경우, 제1 활물질 입자는 입자간 간격이 유지될 수 있도록 유기용매에 일정량 포함될 필요가 있는데, 너무 과량 포함될 경우 입자간 응집 현상이 그대로 발현되어 균일한 분산을 기대할 수 없을 수 있고, 너무 소량이 포함되는 경우에는 에너지 밀도 향상이라는 목적을 달성하기 어려울 수 있다. 이 점에서, 제1 활물질 입자는 바람직하게 유기용매 100 중량부 대비 3 내지 50 중량부, 더 바람직하게 3 내지 30 중량부, 가장 바람직하게는 3 내지 10 중량부가 포함될 수 있다.In this case, the first active material particles need to be contained in the organic solvent in a certain amount so that the inter-particle spacing can be maintained. When the first active material particles are contained in an excessive amount, the inter-particle agglomeration phenomenon may be expressed as it is and uniform dispersion may not be expected. It may be difficult to achieve the purpose of improving the energy density. In this regard, the first active material particles may preferably contain 3 to 50 parts by weight, more preferably 3 to 30 parts by weight, and most preferably 3 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the organic solvent.

이 때, 제1 활물질 입자를 선분산하는 경우에 있어서, 제2 활물질 입자도 함께 선분산시키는 경우, 즉 입자가 상이한 2 종의 활물질 입자가 포함되면 선분산액의 분산 유지성이 무너질 우려가 있고, 균일한 분산 효과를 기대하기 어려울 수 있다.In this case, when the first active material particles are linearly dispersed and the second active material particles are also subjected to linear dispersion, that is, when two kinds of active material particles having different particles are contained, there is a possibility that the dispersion- It is difficult to expect a dispersion effect.

상기와 같이 활물질 선분산액을 제조한 이후에는, 전극 슬러리를 제조하는 단계(단계 (b))가 수행될 수 있다. 상기 단계 (b)에서는 제조된 활물질 선분산액과, 도전재와, 바인더, 그리고 제1 활물질 입자보다 평균 입경이 큰 제2 활물질 입자를 모두 유기용매에 투입하여 활물질층을 형성하는 전극 슬러리를 제조하는 것일 수 있다.After the active material line dispersion is prepared as described above, a step of producing an electrode slurry (step (b)) may be performed. In the step (b), an electrode slurry for forming an active material layer is prepared by introducing the active material linear dispersion, the conductive material, the binder, and the second active material particles having an average particle diameter larger than that of the first active material particles into the organic solvent Lt; / RTI >

상기 제1 활물질 입자와 제2 활물질 입자는 평균 입경이 서로 다른 것일 수 있는데, 그 기준 점은 바람직하게는 10 ㎛일 수 있다. 즉, 소구경의 제1 활물질 입자는 평균 입경이 10 ㎛ 이하일 수 있고, 대구경의 제2 활물질 입자는 평균 입경이 10 ㎛를 초과할 수 있다. 더욱 바람직하게는 제1 활물질 입자의 평균 입경이 0.1 내지 8 ㎛, 최적으로는 2 내지 7 ㎛일 수 있고, 바람직하게 제2 활물질 입자의 평균 입경이 11 내지 50 ㎛, 최적으로는 12 내지 20 ㎛일 수 있다.The first active material particle and the second active material particle may have different average particle diameters, and the reference point may preferably be 10 탆. That is, the first active material particle having a small diameter may have an average particle diameter of 10 mu m or less, and the second active material particle having a large diameter may have an average particle diameter exceeding 10 mu m. More preferably, the average particle size of the first active material particles may be 0.1 to 8 占 퐉, optimally 2 to 7 占 퐉, and preferably the average particle diameter of the second active material particles is 11 to 50 占 퐉, optimally 12 to 20 占 퐉 Lt; / RTI >

그러나, 상기 제1 활물질 입자 및 제2 활물질 입자의 평균 입경은 상기의 범위에 제한되는 것은 아니며, 약 10 ㎛를 기준으로 그 크기가 분리되는 것이 바람직할 수 있다.However, the average particle diameter of the first active material particles and the second active material particles is not limited to the above range, and it may be preferable that the sizes of the first and second active material particles are separated on the basis of about 10 탆.

한편으로는, 상기 제1 활물질 입자와 제2 활물질 입자가 모두 10 ㎛ 보다 작은 경우가 있을 수 있고, 이 경우에는 제1 활물질 입자와 제2 활물질 입자의 평균 입경의 차이가 3 내지 9 ㎛일 수 있다. 상기 범위 정도로 평균 입경이 차별화 되는 것이 대구경 활물질 입자의 공극으로 소구경의 활물질 입자가 분포될 수 있다는 측면에서 바람직할 수 있다.On the other hand, there may be cases where both the first active material particle and the second active material particle are smaller than 10 탆. In this case, the difference in average particle diameter between the first active material particle and the second active material particle may be 3 to 9 탆 have. It is preferable that the average particle size is differentiated in the above range in view of the small diameter active material particles being distributed as the pores of the large-diameter active material particles.

또한, 상기 제1 활물질 입자와 제2 활물질 입자는 바람직하게 부피비가 5:95 내지 50:50, 더 바람직하게는 5:95 내지 40:60, 또는 5:95 내지 30:70일 수 있다. 상기 부피비 범위는 소구경 및 대구경의 활물질 입자들이 혼합될 때, 소구경 입자가 대구경 입자 사이에 분포될 수 있는 정도의 부피비로서, 에너지 밀도의 향상 측면에 적절할 수 있다. 또한, 상기의 부피비 범위인 경우에는 제1 활물질 입자의 양이 상대적으로 적기 때문에 선분산액을 활용할 경우 선분산 효과, 즉 균일하게 분산되는 효과가 극대화 될 수 있다.The first active material particle and the second active material particle may preferably have a volume ratio of 5:95 to 50:50, more preferably 5:95 to 40:60, or 5:95 to 30:70. The above-mentioned volume ratio range may be appropriate for improving the energy density, in which the small-diameter particles can be distributed among the large-diameter particles when the small-diameter and large-diameter active material particles are mixed. In addition, in the case of the above-mentioned volume ratio range, since the amount of the first active material particles is relatively small, the linear dispersion effect, that is, the uniform dispersion effect can be maximized.

또한, 상기 도전재는 도전재 입자를 유기용매에 분산시켜 도전재 선분산액을 제조한 후, 이 도전재 선분산액을 제2 활물질 입자, 활물질 선분산액 및 바인더와 함께 유기용매에 투입하여 전극 슬러리를 제조하는 것일 수 있다. 도전재 역시 그 입자의 크기가 작은 편이므로 응집성이 강하기 때문에 유기용매에 우선 분산시킨 후에 슬러리 형성 용액에 투입하는 것이 바람직할 수 있다.The conductive material may be prepared by dispersing the conductive material particles in an organic solvent to prepare a conductive material linear dispersion and then introducing the conductive material linear dispersion liquid into the organic solvent together with the second active material particles, the active material line dispersion, and the binder to prepare an electrode slurry . Since the conductive material also has a small particle size, it has a strong cohesive property. Therefore, it may be preferable to first disperse the conductive material in an organic solvent and then to introduce it into the slurry forming solution.

상기와 같이 전극 슬러리를 제조할 때에 활물질 선분산액을 제조하여 혼합하는 경우에는 평균 입경이 서로 다른 활물질 입자라도 전체적으로 균일하게 분산시킬 수 있는 장점을 기대할 수 있다. 나아가, 보다 균일한 분산을 위하여 활물질 선분산액을 유기용매에 투입하기 이전에 제2 활물질 입자, 도전재(또는 도전재 선분산액) 및 바인더를 우선적으로 유기용매에 분산시킨 후, 두 개의 분산액을 혼합하는 것으로 상기 단계 (b)를 수행할 수도 있으며, 이 경우에는 분산성 증대에 더 도움을 줄 수 있다.When the active material ray dispersion is prepared and mixed at the time of preparing the electrode slurry as described above, it is expected that the active material particles having different average particle sizes can be uniformly dispersed as a whole. Further, for more uniform dispersion, the second active material particles, the conductive material (or the conductive line dispersion) and the binder are first dispersed in the organic solvent before the active material line dispersion is put into the organic solvent, and then the two dispersions are mixed The step (b) may be performed in this case, and in this case, it may further assist in increasing the dispersibility.

이와 같은 전극의 제조방법은 양극의 제조 및 음극의 제조에 모두 적용될 수 있으며, 바람직하게는 양극을 제조하는 방법을 적용하는 것이 바람직할 수 있다.Such a method of manufacturing an electrode can be applied to both manufacturing of a positive electrode and manufacturing of a negative electrode, and it is preferable to apply a method of manufacturing a positive electrode.

상기 전극(바람직하게 양극)을 형성하기 위한 유기용매로는 N-메틸 피롤리돈(NMP), 디메틸 포름아미드(DMF), 아세톤, 디메틸 아세트아미드 등의 용매가 사용될 수 있으며, 이들 유기용매는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 단계 (a) 및 단계 (b)에서의 유기용매는 동일한 종류가 사용되는 것이 바람직할 수 있으며, 도전재 선분산액을 이루는 유기용매 또한 동일한 종류가 사용되는 것이 바람직할 수 있다.As the organic solvent for forming the electrode (preferably, the anode), a solvent such as N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), acetone or dimethylacetamide may be used. Or a mixture of two or more of them may be used. The organic solvent in the step (a) and the organic solvent in the step (b) may be the same, and the same type of organic solvent as the conductive material may be used.

상기 유기용매의 사용량은 단계 (a)에서 활물질 선분산액을 제조할 때에는 제1 활물질 입자와의 상대적 함량을 유의할 필요는 있으나, 전극 슬러리를 제조하는 경우에는 그 양이 특별히 제한되지는 않으며, 슬러리의 도포 두께, 제조 수율을 고려하여 상기 전극활물질, 바인더, 도전재를 용해 및 분산시킬 수 있는 정도이면 충분하다.The amount of the organic solvent to be used is not particularly limited in the case of preparing the electrode slurry in the case of preparing the active material line dispersion in the step (a), but the relative amount with respect to the first active material particles is not particularly limited. It is sufficient that the electrode active material, the binder and the conductive material can be dissolved and dispersed in consideration of the coating thickness and the production yield.

상기 제1 활물질 입자와 제2 활물질 입자는 전극 슬러리 총 중량을 기준으로 바람직하게 60 내지 97 중량%, 더 바람직하게 80 내지 97 중량%가 포함될 수 있으며, 이 범위로 포함되는 경우 전지의 용량과 에너지 밀도 측면에서 바람직할 수 있다. The first active material particle and the second active material particle may preferably contain 60 to 97% by weight, more preferably 80 to 97% by weight, based on the total weight of the electrode slurry, It may be preferable in terms of density.

상기 제1 활물질 입자와 제2 활물질 입자는 서로 동일한 종류일 수 있고 서로 상이한 종류일 수 있으며, 상기 제1 활물질 입자 및 제2 활물질 입자가 양극 활물질인 경우, 이 양극 활물질은 리튬함유 전이금속 산화물이 바람직하게 사용될 수 있으며, 예를 들면 LixCoO2(0.5<x<1.3), LixNiO2(0.5<x<1.3), LixMnO2(0.5<x<1.3), LixMn2O4(0.5<x<1.3), Lix(NiaCobMnc)O2(0.5<x<1.3, 0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), LixNi1-yCoyO2(0.5<x<1.3, 0<y<1), LixCo1 - yMnyO2(0.5<x<1.3, 0≤y<1), LixNi1 -yMnyO2(0.5<x<1.3, O≤y<1), Lix(NiaCobMnc)O4(0.5<x<1.3, 0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2), LixMn2 - zNizO4(0.5<x<1.3, 0<z<2), LixMn2 - zCozO4(0.5<x<1.3, 0<z<2), LixCoPO4(0.5<x<1.3) 및 LixFePO4(0.5<x<1.3)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, xLi2MO3(1-x)LiMeO2(M은 Ni, Co 또는 Mn이며, Me는 Ni, Co, Mn, Cr, Fe, V, Al, Mg, 및 Ti로 이루어진 군에서 선택된 2 이상의 전이금속이고, 0<x<1임)와 같이 특정 전이 금속이 고함량인 활물질도 적용될 수 있다.When the first active material particle and the second active material particle are a cathode active material, the cathode active material may be a lithium-containing transition metal oxide For example, Li x CoO 2 (0.5 <x <1.3), Li x NiO 2 (0.5 <x <1.3), Li x MnO 2 (0.5 <x <1.3), Li x Mn 2 O 4 (0.5 <x <1.3) , Li x (Ni a Co b Mn c) O 2 (0.5 <x <1.3, 0 <a <1, 0 <b <1, 0 <c <1, a + b + c = 1), Li x Ni 1-y Co y O 2 (0.5 <x <1.3, 0 <y <1), LixCo 1 - y Mn y O 2 (0.5 <x <1.3, 0≤y <1) , Li x Ni 1 -y Mn y O 2 (0.5 <x <1.3, O≤y <1), Li x (Ni a Co b Mn c) O 4 (0.5 <x <1.3, 0 <a <2, 0 <b <2, 0 < c <2, a + b + c = 2), Li x Mn 2 - z Ni z O 4 (0.5 <x <1.3, 0 <z <2), Li x Mn 2 - z Co z O 4 (0.5 < x <1.3, 0 <z <2), Li x CoPO 4 (0.5 <x <1.3) and Li x FePO 4 one selected from the group consisting of (0.5 <x <1.3) Or a mixture of two or more of them may be used, and xLi 2 MO 3 (1-x) LiMeO 2 (M is Ni , Co or Mn and Me is at least two transition metals selected from the group consisting of Ni, Co, Mn, Cr, Fe, V, Al, Mg and Ti and 0 & A high content of active material can also be applied.

상기 리튬함유 전이금속 산화물은 알루미늄(Al) 등의 금속이나 금속산화물로 코팅될 수도 있다. 또한, 상기 리튬함유 전이금속 산화물(oxide) 외에 황화물(sulfide), 셀렌화물(selenide) 및 할로겐화물(halide) 등도 사용될 수 있다.The lithium-containing transition metal oxide may be coated with a metal such as aluminum (Al) or a metal oxide. In addition to the lithium-containing transition metal oxide, sulfide, selenide and halide may also be used.

한편, 상기 도전재는 전극 슬러리 총 중량을 기준으로 바람직하게 0.05 내지 5.0 중량%가 포함될 수 있으며, 이 범위로 포함되는 경우에 도전 경로를 제공할 수 있고 전기 전도성이 확보된 전극을 제공할 수 있다.On the other hand, the conductive material may preferably contain 0.05 to 5.0% by weight based on the total weight of the electrode slurry. When the conductive material is included in the range, it is possible to provide an electrode having a conductive path and ensuring electrical conductivity.

상기 도전재는 일반적으로 당업계에서 사용할 수 있는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 예컨대, 인조 흑연, 천연 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 덴카 블랙, 써멀 블랙, 채널 블랙, 탄소 섬유, 금속 섬유, 알루미늄, 주석, 비스무트, 실리콘, 안티몬, 니켈, 구리, 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 아연, 몰리브덴, 텅스텐, 은, 금, 란타늄, 루테늄, 백금, 이리듐, 산화티탄, 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리아세틸렌, 폴리피롤 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.The conductive material is not particularly limited as long as it can be used in the art. Examples of the conductive material include artificial graphite, natural graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, denka black, thermal black, channel black, carbon fiber, A metal such as aluminum, tin, bismuth, silicon, antimony, nickel, copper, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, zinc, molybdenum, tungsten, silver, gold, lanthanum, ruthenium, platinum, iridium, Thiophene, polyacetylene, polypyrrole, or a mixture thereof may be used.

상기 바인더는 전극 슬러리의 총 중량에 대하여 활물질 입자 및 도전재 외 잔량이 포함될 수 있고, 일반적으로 당업계에서 사용되는 것이면 제한 없이 사용할 수 있으며, 예컨대, 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVdF), 폴리헥사플루오로프로필렌-폴리비닐리덴플루오라이드의 공중합체 (PVdF/HFP), 폴리(비닐아세테이트), 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐피리딘, 알킬화 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐에테르, 폴리(메틸메타크릴레이트), 폴리(에틸아크릴레이트), 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리비닐클로라이드, 폴리아크릴로니트릴, 스티렌-부타디엔 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 불소 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머 (EPDM) 술폰화 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 재생 셀룰로오스, 전분, 하이드록시프로필셀룰로오스, 테트라플루오로에틸렌 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.The binder may include the active material particles and the remaining amount of the conductive material in relation to the total weight of the electrode slurry. Any binder may be used as long as it is generally used in the art. Examples thereof include polyvinylidene fluoride (PVdF), polyhexafluoro (PVdF / HFP), poly (vinyl acetate), polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl pyridine, alkylated polyethylene oxide, polyvinyl ether, poly Methyl methacrylate), poly (ethyl acrylate), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinyl chloride, polyacrylonitrile, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, fluororubber, ethylene- Diene monomer (EPDM) sulfonated ethylene-propylene-diene monomer, carboxymethylcellulose (CMC), regenerated cellulose , Starch, hydroxypropylcellulose, tetrafluoroethylene, or a mixture thereof.

양극은, 필요에 따라서, 상기 슬러리에 충진제를 더 첨가하기도 한다. 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.If necessary, a filler may be further added to the above-mentioned slurry. 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 단계 (b)가 수행된 이후에는, 당업계에 통상적으로 알려져 있는 방법으로, (c) 전극 집전체에 상기 전극 슬러리를 코팅하고 건조 및 압연하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 코팅, 건조 및 압연 조건은 당업계에 알려진 통상적인 방법으로 수행될 수 있다. 다만, 본 발명의 전극의 제조방법에 의하여 제조된 전극을 적용하는 경우에는 압연하는 압력을 크게 하지 않더라도 균일한 분산으로 인하여 활물질층 내 공극이 거의 없을 수 있고 이에 따라 에너지 밀도가 클 수 있다는 장점을 기대할 수 있으며, 부수적으로 크지 않은 압력으로도 충분한 에너지 밀도를 갖는 전극의 제조가 가능하므로 집전체의 손상 방지 또한 기대할 수 있다.After the step (b) is performed, the electrode slurry may be coated by a method commonly known in the art, (c) coating the electrode slurry on the electrode slurry, followed by drying and rolling, Rolling conditions may be performed by conventional methods known in the art. However, in the case of applying the electrode manufactured by the electrode manufacturing method of the present invention, there is almost no gap in the active material layer due to uniform dispersion even when the pressure for rolling is not increased, and thus energy density can be increased. And it is possible to manufacture an electrode having a sufficient energy density even at a relatively small pressure so that damage to the current collector can be prevented.

상기 양극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 전도성이 높은 금속으로, 상기 양극 활물질의 슬러리가 용이하게 접착할 수 있는 금속으로 전지의 전압 범위에서 반응성이 없는 것이면 어느 것이라도 사용할 수 있다. 양극 집전체의 비제한적인 예로는 알루미늄, 니켈 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있다.The cathode current collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 mu m. Such a positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical changes in the battery, and is a metal having a high conductivity and capable of easily adhering a slurry of the positive electrode active material, Any of those which are not reactive can be used. Non-limiting examples of the positive electrode current collector include foil produced by aluminum, nickel, or a combination thereof.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 에너지 밀도가 향상된 것이면서 동시에 집전체 손상이 없어서 품질이 우수한 리튬 이차전지를 제공할 수 있으며, 상기 리튬 이차전지는 상기의 방법으로 제조된 양극, 음극 활물질을 포함하는 음극, 상기 양극 및 음극 사이에 게재된 분리막 및 전술한 전해질을 포함하며, 본 발명의 리튬 이차전지는 당 기술 분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조할 수 있다. 예를 들면, 양극과 음극 사이에 다공성의 분리막을 넣고 리튬염이 용해되어 있는 전해질을 투입하여 제조할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, it is possible to provide a lithium secondary battery having an improved energy density and at the same time, no damage to the current collector, so that the lithium secondary battery can be manufactured by using the positive and negative electrode active materials prepared by the above- A separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, and the electrolyte described above, and the lithium secondary battery of the present invention can be manufactured according to a conventional method known in the art. For example, a porous separator may be placed between an anode and a cathode, and an electrolyte in which a lithium salt is dissolved may be added.

상기 음극의 경우에도 전술한 방법으로 제조될 수 있으며, 음극 제조시 상기의 방법이 적용되는 것을 배제하는 것은 아니다. 다만, 음극의 경우에는 탄소계 물질 또는 실리콘계 물질이 적용되는 것이 일반적이며 입자 크기가 큰 물질이 적용되는 경우가 적으므로 양극에 적용되는 경우에 비하여 얻을 수 있는 효과는 크지 않을 수 있다.The above-mentioned negative electrode can also be manufactured by the above-mentioned method, and it is not excluded that the above-mentioned method is applied to manufacture of a negative electrode. However, in the case of a cathode, a carbon-based material or a silicon-based material is generally applied, and since a material having a large particle size is rarely applied, the effect obtained compared to the case where the material is applied to the anode may not be large.

이 때 사용되는 음극 활물질로는 비정질 카본 또는 정질 카본을 포함하며, 구체적으로는 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; 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<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, 및 Bi2O5 등의 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni계 재료 등을 사용할 수 있다.Examples of the negative electrode active material include amorphous carbon or regular carbon, and specifically carbon such as 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' : Metal complex oxides such as Al, B, P, Si, Group 1, Group 2, Group 3 elements of the periodic table, Halogen, 0 < x &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, And Bi 2 O 5 ; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials and the like can be used.

상기 음극에 포함되는 바인더 및 도전재는 양극에 적용되는 것과 동일하게 적용될 수 있다.The binder and the conductive material contained in the cathode may be applied in the same manner as applied to the anode.

상기 음극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리 한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 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 collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 mu m. Such an anode current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery, and may be formed of a material such as copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, fired carbon, surface of copper or stainless steel A surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like, an aluminum-cadmium alloy, or the like can be used. 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 양극과 음극 사이에서 이 전극들을 절연시키는 분리막으로는 당업계에서 통상적으로 사용되는 폴리올레핀계 분리막이나, 또는 올레핀계 기재에 유무기 복합층이 형성된 복합 분리막 등을 모두 사용할 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다.As the separator for insulating the electrodes from each other between the anode and the cathode, a polyolefin separator commonly used in the art or a composite separator having an organic-inorganic hybrid layer formed on an olefin based material may be used without particular limitation .

한편, 상기 비수 전해질은 비수성 유기용매, 리튬염 및 첨가제를 포함할 수 있고, 상기 비수성 유기용매는 통상의 리튬 이차전지 제조시 비수 전해질로 사용 가능한 종류의 유기용매를 포함할 수 있다. 이때, 이들의 함량 또한 일반적으로 사용 가능한 범위 내에서 적절히 변경하여 포함할 수 있다.The nonaqueous electrolyte may include a nonaqueous organic solvent, a lithium salt, and an additive. The nonaqueous organic solvent may include an organic solvent that can be used as a nonaqueous electrolyte in a conventional lithium secondary battery. At this time, their content can also be appropriately changed within a generally usable range.

구체적으로, 상기 비수성 유기용매는 환형 카보네이트 용매, 선형 카보네이트 용매, 에스테르 용매 또는 케톤 용매 등 리튬 이차전지의 비수성 유기용매로 사용 가능한 통상의 유기용매들을 포함할 수 있으며, 이들을 단독으로뿐만 아니라 2종 이상 혼용하여 사용할 수 있다. Specifically, the non-aqueous organic solvent may include conventional organic solvents which can be used as a non-aqueous organic solvent for a lithium secondary battery such as a cyclic carbonate solvent, a linear carbonate solvent, an ester solvent or a ketone solvent. It can be used in combination of species or more.

상기 환형 카보네이트 용매는 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC) 및 부틸렌 카보네이트(BC)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합 용액을 들 수 있다. The cyclic carbonate solvent may be a mixed solution of one or more selected from the group consisting of ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), and butylene carbonate (BC).

또한, 상기 선형 카보네이트 용매로는 디메틸카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 비닐렌 카보네이트(VC), 플루오르에틸렌 카보네이트(FEC), 메틸프로필카보네이트(MPC) 및 에틸프로필 카보네이트(EPC)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합 용액을 들 수 있다. Examples of the linear carbonate solvent include dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), ethyl methyl carbonate (EMC), vinylene carbonate (VC), fluoroethylene carbonate (MPC) and ethyl propyl carbonate (EPC). These solvents may be used alone or in combination of two or more.

또한, 상기 에스테르 용매로는 알킬 탄소수가 1 내지 4인 알킬 아세테이트, 알킬 탄소수가 1 내지 4인 알킬 프로피오네이트, 알킬 탄소수가 1 내지 4인 알킬 부티레이트, γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, γ-카프로락톤, δ-발레로락톤 및 ε-카프로락톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합 용액을 들 수 있다. 또한, 케톤 용매로는 폴리메틸비닐 케톤 등이 사용될 수 있다.The ester solvents include alkyl acetates having 1 to 4 alkyl carbon atoms, alkyl propionates having 1 to 4 alkyl carbon atoms, alkyl butyrate having 1 to 4 alkyl carbon atoms, gamma -butyrolactone, gamma -valerolactone ,? -caprolactone,? -valerolactone, and? -caprolactone. As the ketone solvent, polymethyl vinyl ketone or the like may be used.

다른 한편으로, 상기 비수성 유기용매는 카보네이트 계열 용매를 3 종 혼합한 혼합 유기용매를 사용할 수 있으며, 3원계 비수성 유기용매를 사용할 경우, 보다 바람직할 수 있으며, 예를 들어 혼합하는 데에 사용될 수 있는 화합물로는, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 디프로필 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 비닐렌 카보네이트, 플루오르에틸렌 카보네이트, 메틸프로필 카보네이트 또는 에틸프로필 카보네이트 등이 있을 수 있고, 상기 카보네이트계 화합물들 중에서 선택된 3 종을 혼합한 혼합 용매가 적용될 수 있다.On the other hand, the non-aqueous organic solvent may be a mixed organic solvent in which three kinds of carbonate-based solvents are mixed, and may be more preferable when using a ternary non-aqueous organic solvent. Examples of the compound which can be used include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dipropyl carbonate, ethyl methyl carbonate, vinylene carbonate, fluoroethylene carbonate, methylpropyl carbonate or ethylpropyl carbonate And a mixed solvent obtained by mixing three kinds of the carbonate compounds may be applied.

상기 비수 전해질에 포함될 수 있는 리튬염은, 소정의 리튬 이온 전도도를 제공할 수 있는 것으로서, 리튬 이차 전지용 전해질에 통상적으로 사용되는 것들이라면 제한 없이 적용될 수 있으며, 예를 들어, 상기 리튬염의 음이온으로는 F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, F3SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N-, CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 리튬염이 사용될 수 있다.The lithium salt that can be included in the nonaqueous electrolyte may provide a predetermined lithium ion conductivity and may be applied without limitation as long as it is commonly used in an electrolyte for a lithium secondary battery. For example, as the anion of the lithium salt, F -, Cl -, Br - , I -, NO 3 -, N (CN) 2 -, BF 4 -, ClO 4 -, PF 6 -, (CF 3) 2 PF 4 -, (CF 3) 3 PF 3 -, (CF 3) 4 PF 2 -, (CF 3) 5 PF -, (CF 3) 6 P -, F 3 SO 3 -, CF 3 CF 2 SO 3 -, (CF 3 SO 2) 2 N -, (FSO 2) 2 N -, CF 3 CF 2 (CF 3) 2 CO -, (CF 3 SO 2) 2 CH -, (SF 5) 3 C -, (CF 3 SO 2) 3 C -, At least one lithium salt selected from the group consisting of CF 3 (CF 2 ) 7 SO 3 - , CF 3 CO 2 - , CH 3 CO 2 - , SCN - and (CF 3 CF 2 SO 2 ) 2 N - have.

또한, 상기 비수 전해질에 포함될 수 있는 첨가제는 특별히 제한이 없으며, 음극에 형성되는 SEI 피막 형성용, SEI 피막 보호용, 전해질과 전극 사이의 부반응 방지용, 리튬 이온 전도도 향상용 등 다양한 목적 하에서 여러가지 물질이 포함될 수 있으며, 리튬형 첨가제와 비리튬형 첨가제로 나뉠 수 있으며, 리튬형 첨가제의 경우, 첨가되는 리튬염 외에는 1 종이 포함되는 것이 바람직할 수 있고, 비리튬형 첨가제의 경우에는 특별히 제한되지 않는다.The additive that can be included in the non-aqueous electrolyte is not particularly limited, and various substances may be contained for various purposes such as forming an SEI film on the negative electrode, protecting the SEI film, preventing side reactions between the electrolyte and the electrode, and improving lithium ion conductivity. And can be divided into a lithium type additive and a non-lithium type additive. In the case of a lithium type additive, it may be preferable that one kind of lithium salt is added. In the case of a non-lithium type additive, there is no particular limitation.

본 발명의 리튬 이차전지는 상기와 같은 구조로 이루어진 양극, 음극 및 분리막을 파우치 외장재에 수납한 다음, 상기 비수 전해질을 주입하여 파우치형 전지를 제조할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 리튬 이차전지의 외형은 특별한 제한이 없고, 캔을 사용한 원통형 또는 각형이 적용될 수 있고, 코인(coin)형 등이 적용될 수 있다.In the lithium secondary battery of the present invention, the positive electrode, the negative electrode, and the separator having the above-described structure may be contained in the pouch case, and then the non-aqueous electrolyte may be injected to form the pouch type battery. However, the present invention is not limited thereto. The outer shape of the lithium secondary battery according to the present invention is not particularly limited and a cylindrical shape or a square shape using a can can be applied, and a coin shape or the like can be applied.

실시예Example

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the embodiments according to the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention.

실시예Example 1 One

제1 활물질 입자로 평균 입경이 5㎛인 (Li(Ni1/3Mn1/3Co1/3)O2) 양극 활물질 5kg을 유기용매 N-메틸 피롤리돈 100kg에 투입하여 선분산액을 제조하였다. 이 후, 상기 선분산액을 사용하여 평균 입경이 5㎛인 제 1 활물질과, 평균 입경이 15㎛인 제2 활물질 입자로 양극 활물질 (Li(Ni1/3Mn1/3Co1/3)O2)을 2:8 중량비로 하는 양극활물질 96.5 중량부와 도전재(carbon black) 1.5 중량부, 바인더(폴리비닐리덴플루오라이드) 2.0 중량부를 혼합하여 제1 양극활물질 슬러리를 제조하였다.5 kg of a positive electrode active material (Li (Ni 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 ) O 2 ) having an average particle diameter of 5 μm as the first active material particles was added to 100 kg of an organic solvent N-methylpyrrolidone to prepare a linear dispersion Respectively. Thereafter, the first active material having an average particle diameter of 5 μm and the second active material particles having an average particle diameter of 15 μm were mixed with the positive electrode active material (Li (Ni 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 ) O 2 ) was mixed with 96.5 parts by weight of a cathode active material having a weight ratio of 2: 8, 1.5 parts by weight of a conductive material and 2.0 parts by weight of a binder (polyvinylidene fluoride) to prepare a first cathode active material slurry.

이어서, 알루미늄 집전체 상에 상기 제1 양극활물질 선분산액을 사용한 슬러리와 선분산 하지 않은 제1 양극활물질을 사용한 슬러리를 순차적으로 도포한 다음, 이를 건조하고 압연하여 양극을 제조 하였다.Subsequently, a slurry using the first cathode active material ray dispersion liquid and a slurry using the first cathode active material that was not linearly dispersed were sequentially coated on the aluminum current collector, followed by drying and rolling to prepare a cathode.

실시예Example 2 2

상기 평균 입경이 5㎛인 제1 양극 활물질(Li(Ni1/3Mn1/3Co1/3)O2)과 평균 입경이 15㎛인 제2 양극 활물질을 1:9 중량부로 혼합하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 양극 및 이를 포함하는 이차전지를 제조하였다.The first cathode active material (Li (Ni 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 ) O 2 ) having an average particle diameter of 5 μm and the second cathode active material having an average particle diameter of 15 μm were mixed in a ratio of 1: 9 A positive electrode and a secondary battery including the positive electrode were prepared in the same manner as in Example 1.

비교예Comparative Example 1 One

제1 활물질 입자를 유기용매에 선분산시키지 않고, 제2 활물질 입자와 함께 건조 입자 상태로 유기용매에 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 양극을 제조하였다.A positive electrode was prepared in the same manner as in Example 1, except that the first active material particles were not pre-dispersed in an organic solvent but were put into an organic solvent in the form of dry particles together with the second active material particles.

비교예Comparative Example 2 2

제1 활물질 입자를 유기용매에 선분산할 때, 제2 활물질 입자도 함께 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 양극을 제조하였다.A positive electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the first active material particles were linearly dispersed in an organic solvent and the second active material particles were also added.

실험예Experimental Example 1:  One: 압연성Rolling property 평가 evaluation

상기 제조된 실시예 1 내지 2, 비교예 1 내지 2의 양극에 대하여 하기의 방법으로 압연성을 평가하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The rolled properties of the prepared positive electrodes of Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 and 2 were evaluated by the following methods, and the results are shown in Table 1 below.

압연시 During rolling 선압Line pressure

압연기 양측 실린더 아래에 로드 셀(압력 측정)을 두고, 압연시 전극에 의해 압연 롤이 벌어지면서 받는 힘을 로드 셀이 측정하여 압력을 계산하고 이를 코팅 폭으로 나눠서 측정하였다. A load cell (pressure measurement) was placed under the cylinders on both sides of the rolling mill, and the pressure was measured by the load cell while the rolling roll was opened by the electrode during rolling, and the pressure was calculated and divided by the coating width.

한계 압연 두께Limit rolling thickness

상기 압연시 선압 측정 장비가 가장 큰 힘으로 압연을 했을 때 전극이 압연되는 두께를 측정하였다.The thickness at which the electrodes were rolled when the line pressure measuring equipment was rolled under the greatest force during the rolling was measured.

평가 항목Evaluation items 실시예Example 비교예Comparative Example 1One 22 1One 22 압연시 선압(ton/cm)Line pressure at rolling (ton / cm) 2.9052.905 3.1623.162 3.4023.402 3.3943.394 한계 압연 두께(㎛)Limit rolling thickness (㎛) 154154 155155 157157 157157

상기 표 1을 참조하면, 활물질층 내에 활물질들이 균일하게 분산되어 있는지에 대하여 간접적으로 알 수 있는 것으로서 압연시의 선압과 한계 압연 두께를 측정한 결과를 볼 수 있는데, 실시예 1 및 2가 비교예 1 및 2에 대비하여 압연시 선압이 낮아 작은 압력으로도 타겟하는 두께의 구현이 가능하다는 점을 확인할 수 있고, 이는 활물질층이 균일하게 분산되었기 때문이라는 점을 유추할 수 있으며, 이로 인해 압연 압력을 낮출 수 있어 알루미늄 집전체의 손상 또한 억제할 수 있음을 알 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen indirectly whether or not the active materials are uniformly dispersed in the active material layer. The results of measuring the line pressure and the critical rolling thickness at the time of rolling can be seen. 1 and 2, it is possible to realize a thickness to be targeted even at a low pressure due to a low line pressure at the time of rolling, which can be inferred from the fact that the active material layer is uniformly dispersed, The damage of the aluminum current collector can be suppressed.

실시예 1 및 2의 경우 비교예 1 및 2에 비하여 한계 압연 두께가 더 얇음을 알 수 있고, 이는 활물질 분포가 균일하여 충진률이 우수하기 때문에 압연 가능 두께가 더 얇아졌다는 의미로 해석할 수 있다.It can be understood that the limiting rolling thickness is smaller in Examples 1 and 2 than in Comparative Examples 1 and 2 and this means that the rolled thickness is thinner because the active material distribution is uniform and the filling rate is excellent .

실험예Experimental Example 2:  2: 크랙crack 발생여부Occurrence 평가 evaluation

상기 실시예 1 및 2와 비교예 1 및 2의 양극을 각각 3, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0 mm의 지름을 가지는 원 기둥에 와인딩 하여, 양극 표면에서 단선 (또는 크랙)이 발생 정도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The positive electrodes of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were wound on a circular column having diameters of 3, 3.5, 4.0, 4.5, and 5.0 mm, respectively, and the degree of occurrence of disconnection (or cracking) , And the results are shown in Table 2 below.

평가 항목Evaluation items 실시예Example 비교예Comparative Example 1One 22 1One 22 3.0 mm3.0 mm XX OO OO OO 3.5 mm3.5 mm XX XX OO OO 4.0 mm4.0 mm XX XX OO XX 4.5 mm4.5 mm XX XX XX XX 5.0 mm5.0 mm XX XX XX XX

상기 표 2를 참조하면, 상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 비교예 1의 양극은 4.0 mm 이하에서 크랙(단선)이 발생하고, 비교예 2의 양극은 3.5mm 지름의 원기둥에서 단선이 발생하는 반면에, 실시예 1은 3.0 mm에서, 실시예 2 양극은 3.5 mm 지름의 원기둥에 와인딩 해도 크랙(단선)이 발생하지 않는 것을 확인하였다. Referring to Table 2, as shown in Table 1, cracks (disconnection) occurred in the positive electrode of Comparative Example 1 at 4.0 mm or less, disconnection occurred in the cylindrical electrode of 3.5 mm in diameter at the positive electrode of Comparative Example 2 , It was confirmed that cracks (broken lines) did not occur even when winding was performed on a cylinder of 3.0 mm in Example 1 and a cylinder of 3.5 mm in diameter in Example 2 anode.

즉, 원기둥의 지름이 작을수록 와인딩 할 때의 휨 응력(bending stress)이 클 수 있는데, 실시예들의 활물질층이 비교예들의 활물질층에 비하여 와인딩시의 휨 응력이 양극의 어느 특정 지점으로 집중되는 현상이 없었기 때문에 크랙이 발생하지 않음을 확인할 수 있고, 밴딩시 응력이 특정 지점으로 집중되지 않는다는 점을 통해 활물질이 균일하게 분산되었다는 점을 알 수 있다.That is, the smaller the diameter of the cylinder, the greater the bending stress at the time of winding. Compared with the active material layer of the comparative examples, the bending stress at the time of winding is concentrated at a certain point of the anode It can be confirmed that cracks do not occur because there is no phenomenon, and it can be seen that the active material is uniformly dispersed by the fact that the stress is not concentrated at a specific point during bending.

실험예Experimental Example 3: 전지 성능 평가 3: Battery performance evaluation

상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 양극을 각각 이용하여 리튬이차전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was prepared using the positive electrodes prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, respectively.

인조 흑연 음극 활물질, 도전재(Super-P) 및 증점제 (카르복시메틸셀룰로오스) 바인더(스티렌부타디엔고무)를 97.5:0.5:1.0:1.0의 비율로 혼합하여 음극 슬러리를 제조하고, 이를 구리 집전체에 도포한 후, 건조 압연하여 음극을 제조하였다.An anode slurry was prepared by mixing an artificial graphite anode active material, a conductive material (Super-P) and a thickener (carboxymethyl cellulose) binder (styrene butadiene rubber) in a ratio of 97.5: 0.5: 1.0: 1.0, And then dried and rolled to prepare a negative electrode.

상기에서 제조한 음극과 상기 양극 사이에 다공성 폴리에틸렌의 분리막을 개재하여 전극 조립체를 제조하고, 상기 전극 조립체를 케이스 내부에 위치시킨 후, 케이스 내부로 전해액을 주입하여 리튬이차전지를 제조하였다. 이때 전해액은 에틸렌카보네이트/디메틸카보네이트/에틸메틸카보네이트(EC/EMC/DEC의 혼합 부피비=3/4/3)로 이루어진 유기 용매에 1.15M 농도의 리튬헥사플루오로포스페이트(LiPF6)를 용해시켜 제조하였다.A lithium secondary battery was prepared by preparing an electrode assembly between the negative electrode prepared above and a separator of porous polyethylene between the positive electrode and the electrode assembly, placing the electrode assembly inside the case, and then injecting an electrolyte into the case. The electrolyte solution was prepared by dissolving lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) at a concentration of 1.15 M in an organic solvent composed of ethylene carbonate / dimethyl carbonate / ethyl methyl carbonate (mixed volume ratio of EC / EMC / DEC = 3/4/3) Respectively.

상기 제조된 리튬 이차전지에 대하여, 충방전 수명 특성을 평가하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.Charge-discharge life characteristics of the lithium secondary battery were evaluated, and the results are shown in Table 3 below.

평가 조건Evaluation condition

충전시 조건: 0.5C, 4.2V, 1/20C cut offCharging conditions: 0.5C, 4.2V, 1 / 20C cut off

방전시 조건: 1C, 2.75V cutoffDischarge condition: 1C, 2.75V cutoff

평가 항목Evaluation items 실시예Example 비교예Comparative Example 1One 22 1One 22 100 사이클 후 효율Efficiency after 100 cycles 98%98% 98%98% 98%98% 98%98% 300 사이클 후 효율Efficiency after 300 cycles 95%95% 95%95% 95%95% 95%95% 500 사이클 후 효율Efficiency after 500 cycles 93%93% 93%93% 92%92% 92%92% 1000 사이클 후 효율Efficiency after 1000 cycles 86%86% 86%86% 84%84% 84%84%

상기 표 3을 참조하면, 실시예 1 및 2의 경우 비교예 1 및 2에 비하여 100 사이클 구동시에는 효율 변화가 크게 나타나지 않았지만, 500 사이클 이후부터 1000 사이클이 경과되면 효율 차이가 나타나고 있음을 확인할 수 있다.Referring to Table 3, it was found that the efficiencies of 100 cycles were not significantly changed in Examples 1 and 2 as compared with Comparative Examples 1 and 2. However, when 1000 cycles elapsed after 500 cycles, the efficiency difference was observed have.

즉, 활물질 선분산액을 적용하여 제조된 양극의 경우에도 기존의 방법으로 제조된 양극과 동등 이상의 성능을 구현할 수 있음을 확인하였으며, 나아가, 성능이 동등 이상으로 구현됨에도 불구하고 제조 공정상 전극 손상을 크게 줄일 수 있고 그에 따라 공정성을 향상시킬 수 있으며, 결과적으로는 전지의 품질을 향상시킬 수 있다는 점을 확인할 수 있다.In other words, it has been confirmed that the anode manufactured by applying the active material line dispersion can achieve a performance equal to or higher than that of the anode manufactured by the conventional method. Further, even though the performance is equal to or more than that, It can be greatly reduced and accordingly, the fairness can be improved, and as a result, the quality of the battery can be improved.

Claims (11)

(a) 제1 활물질 입자가 유기용매에 분산된 활물질 선분산액을 제조하는 단계; 및
(b) 상기 활물질 선분산액, 제2 활물질 입자, 도전재 및 바인더를 유기용매에 혼합하여 전극 슬러리를 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 제1 활물질 입자의 평균 입경(D50)은 제2 활물질 입자의 평균 입경(D50)보다 작은 것인 전극의 제조방법.
(a) preparing an active material ray dispersion in which the first active material particles are dispersed in an organic solvent; And
(b) mixing the active material line dispersion, the second active material particles, the conductive material and the binder with an organic solvent to prepare an electrode slurry,
Wherein an average particle diameter (D50) of the first active material particles is smaller than an average particle diameter (D50) of the second active material particles.
제1항에 있어서,
상기 제1 활물질 입자는 평균 입경이 10 ㎛ 이하인 것이고, 상기 제2 활물질 입자는 평균 입경이 10 ㎛를 초과하는 것인 전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first active material particle has an average particle diameter of 10 mu m or less and the second active material particle has an average particle diameter of 10 mu m or more.
제1항에 있어서,
상기 제1 활물질 입자는 평균 입경이 1 내지 7 ㎛이고, 상기 제2 활물질 입자는 평균 입경이 12 내지 17 ㎛인 것인 전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first active material particle has an average particle diameter of 1 to 7 占 퐉 and the second active material particle has an average particle diameter of 12 to 17 占 퐉.
제1항에 있어서,
상기 제1 활물질 입자의 평균 입경과 제2 활물질 입자의 평균 입경이 모두 10 ㎛ 이하이고, 상기 두 활물질 입자의 평균 입경의 차이는 3 내지 9 ㎛인 것인 전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the average particle diameter of the first active material particle and the average particle diameter of the second active material particle are both 10 占 퐉 or less and the difference in average particle diameter of the two active material particles is 3 to 9 占 퐉.
제1항에 있어서,
상기 도전재는 도전재 입자를 상기 유기용매에 분산시켜 도전재 선분산액의 형태로 첨가되는 것인 전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the conductive material is added in the form of a conductive material linear dispersion by dispersing the conductive material particles in the organic solvent.
제1항에 있어서,
상기 단계 (b) 이후에, (c) 전극 집전체에 상기 전극 슬러리를 코팅하고 건조 및 압연하는 단계를 더 포함하는 것인 전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
And (c) after the step (b), coating the electrode slurry on the electrode current collector, followed by drying and rolling.
제1항에 있어서,
상기 단계 (a)에서 제1 활물질 입자는 유기용매 100 중량부 대비 3 내지 50 중량부로 포함되는 것인 전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first active material particles are contained in an amount of 3 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the organic solvent in the step (a).
제1항에 있어서,
상기 단계 (b)는 유기용매에 제2 활물질 입자, 도전재 및 바인더를 첨가하고, 활물질 선분산액을 첨가하는 것인 전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step (b) comprises adding the second active material particles, the conductive material and the binder to the organic solvent, and adding the active material ray dispersion liquid.
제1항에 있어서,
상기 제1 활물질 입자 및 제2 활물질 입자는 부피비가 5:95 내지 40:60인 것인 전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first active material particle and the second active material particle have a volume ratio of 5:95 to 40:60.
제1항에 있어서,
상기 전극은 양극인 것인 전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the electrode is an anode.
제1항에 따른 전극의 제조방법을 포함하는 리튬 이차전지의 제조방법.A method of manufacturing a lithium secondary battery, comprising the method of manufacturing an electrode according to claim 1.
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