KR20190030176A - 고체 전해질을 포함하는 전고체 전지용 전극 - Google Patents

고체 전해질을 포함하는 전고체 전지용 전극 Download PDF

Info

Publication number
KR20190030176A
KR20190030176A KR1020180108561A KR20180108561A KR20190030176A KR 20190030176 A KR20190030176 A KR 20190030176A KR 1020180108561 A KR1020180108561 A KR 1020180108561A KR 20180108561 A KR20180108561 A KR 20180108561A KR 20190030176 A KR20190030176 A KR 20190030176A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
active material
electrode active
solid electrolyte
linear structure
Prior art date
Application number
KR1020180108561A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102170305B1 (ko
Inventor
이정필
김지영
김효식
목은경
우승희
정혜리
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
Publication of KR20190030176A publication Critical patent/KR20190030176A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102170305B1 publication Critical patent/KR102170305B1/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
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/52—Removing gases inside the secondary cell, e.g. by absorption
    • 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
    • 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
    • H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • 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
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • 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
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
    • H01M10/0562—Solid materials
    • 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
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • 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
    • H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • 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
    • H01M4/13—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
    • H01M4/366—Composites as layered products
    • 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
    • H01M4/624—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
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
    • H01M2300/0071—Oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0082—Organic polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0085—Immobilising or gelification of electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0088—Composites
    • H01M2300/0091—Composites in the form of mixtures
    • 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

Abstract

본 발명은 전극 집전체; 및 상기 전극 집전체의 적어도 일면에 형성된 전극 활물질층을 포함하고, 상기 전극 활물질층은, 복수의 전극 활물질 입자, 상기 복수의 전극 활물질 입자들 표면의 적어도 일부에 코팅되어 있으며 상기 복수의 전극 활물질 입자들을 서로 연결시키는 고체 전해질 및 상기 복수의 전극 활물질 입자들 사이에 분산되어 있는 선형의 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체 전지용 전극에 관한 것이다.

Description

고체 전해질을 포함하는 전고체 전지용 전극{Electrode for all solid battery including solid electrolyte}
본 발명은 고체 전해질을 포함하는 전고체 전지용 전극에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 충방전시 발생하는 가스를 외부로 용이하게 배출시킬 수 있는 전고체 전지용 전극에 관한 것이다.
액체 전해질을 사용하는 리튬 이온 전지는 분리막에 의해 음극과 양극이 구획되는 구조여서 변형이나 외부 충격으로 분리막이 훼손되면 단락이 발생할 수 있으며 이로 인해 과열 또는 폭발 등의 위험으로 이어질 수 있다. 따라서 리튬 이온 이차 전지 분야에서 안전성을 확보할 수 있는 고체 전해질의 개발은 매우 중요한 과제라고 할 수 있다.
고체 전해질을 이용한 리튬 이차 전지는 전지의 안전성이 증대되며, 전해액의 누출을 방지할 수 있어 전지의 신뢰성이 향상되며, 박형의 전지 제작이 용이하다는 장점이 있다. 또한, 음극으로 리튬 금속을 사용할 수 있어 에너지 밀도를 향상시킬 수 있으며 이에 따라 소형 이차 전지와 더불어 전기 자동차용의 고용량 이차 전지 등에 응용이 기대되어 차세대 전지로 각광받고 있다.
도 1은 고체 전해질이 적용된 전극을 포함하는 리튬 이차 전지의 충방전 이후의 전극 단면을 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 고체 전해질(22)을 포함하는 리튬 이차 전지의 충방전시 전극 활물질 입자(21)와 고체 전해질(22)의 반응으로 인해 가스가 생성되는데, 이러한 가스는, 액체 전해질 시스템에서와 달리 전극 외부로 배출되지 못하고 전극 내부에 갇히게 된다. 이로써 전극 계면 저항이 증가되어 전지의 수명이 저하되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전극 활물질과 고체 전해질의 반응으로 인해 발생된 가스를 전극 외부로 용이하게 배출시킬 수 있는 전고체 전지용 전극을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 과제를 해결할 수 있는 전고체 전지용 전극을 제공한다. 본 발명의 제1 측면은 상기 전고체 전지용 전극에 대한 것으로서, 전극 집전체; 및 상기 전극 집전체의 적어도 일면에 형성된 전극 활물질층을 포함하고, 상기 전극 활물질층은, 복수의 전극 활물질 입자, 상기 복수의 전극 활물질 입자들 표면의 적어도 일부에 코팅되어 있으며 상기 복수의 전극 활물질 입자들을 서로 연결시키는 고체 전해질 및 상기 복수의 전극 활물질 입자들 사이에 분산되어 있는 선형의 구조체를 포함하는 것이다.
본 발명의 제2 측면은 상기 제1 측면에 있어서, 상기 전극 활물질층은, 상기 복수의 전극 활물질 입자의 표면과, 상기 고체 전해질의 내부 또는 표면에 분산되어 있는 도전재를 더 포함하는 것이다.
본 발명의 제3 측면은 전술한 어느 한 측면에 있어서, 상기 복수의 전극 활물질 입자들과 상기 선형의 구조체 사이에 미세 공극 채널이 형성되어 있는 것이다.
본 발명의 제4 측면은 전술한 어느 한 측면에 있어서 상기 고체 전해질이 고분자 고체 전해질, 고분자 겔 전해질, 황화물계 고체 전해질 및 산화물계 고체 전해질로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 포함하는 것이다.
본 발명의 제5 측면은 전술한 어느 한 측면에 있어서 상기 선형의 구조체가 카본 재료 또는 세라믹 재료를 포함하는 것이다.
본 발명의 제6 측면은 전술한 어느 한 측면에 있어서 상기 선형의 구조체가 카본 재료를 포함하고, 상기 카본 재료는 기상 성장 카본 파이버(VGCF), 카본 나노 튜브(CNT) 및 카본 나노 파이버(CNF)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 포함하는 것이다.
본 발명의 제7 측면은 전술한 어느 한 측면에 있어서 상기 선형의 구조체는 세라믹 재료을 포함하며, 상기 세라믹 재료는 금속 산화물 및 금속 질화물 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것이다.
본 발명의 제8 측면은 전술한 어느 한 측면에 있어서 상기 선형의 구조체는 세라믹 재료를 포함하며 선형의 구조체는 표면이 도전성 재료로 피복되는 것이다.
본 발명의 제9 측면은 전술한 어느 한 측면에 있어서, 상기 선형의 구조체의 길이가 1 내지 100㎛인 것이다.
한편, 본 발명은 전고체 전지에 대한 것으로서, 상기 전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 고체 전해질층을 포함하며, 상기 양극과 음극 중 적어도 하나는 전술한 측면 중 어느 하나에 따른 전극인 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전극 활물질과 고체 전해질의 반응으로 인해 발생된 가스가, 전극 활물질 입자들 사이에 분산되어 있는 선형의 구조체를 따라 전극 외부로 배출되게 함으로써, 전극 내부의 가스를 용이하게 제거할 수 있다.
이로써, 전극 계면에서의 저항 증가를 억제하여 전지의 수명이 저하되는 문제점을 방지할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다. 한편, 본 명세서에 수록된 도면에서의 요소들의 형상, 크기, 축적 또는 비율 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장될 수 있다.
도 1은 종래의 고체 전해질이 적용된 전극을 포함하는 전지의 충방전 이후의 전극 단면을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극을 포함하는 전지의 충방전 이후의 전극 단면을 모식적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 기재된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 「포함한다」고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 본원 명세서 전체에서 사용되는 용어 「약」, 「실질적으로」등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용 오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로서 사용되고 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본원 명세서 전체에서, 「A 및/또는 B」의 기재는 「A 또는 B 또는 이들 모두」를 의미한다.
이어지는 발명의 상세한 설명에서 사용된 특정한 용어는 편의를 위한 것이지 제한적인 것은 아니다. 「우」, 「좌」, 「상면」및 「하면」의 단어들은 참조가 이루어진 도면들에서의 방향을 나타낸다. '내측으로' 및 '외측으로' 의 단어들은 각각 지정된 장치, 시스템 및 그 부재들의 기하학적 중심을 향하거나 그로부터 멀어지는 방향을 나타낸다. 「전방」, 「후방」, 「상방」, 「하방」및 그 관련 단어들 및 어구들은 참조가 이루어진 도면에서의 위치들 및 방위들을 나타내며 제한적이어서는 안된다. 이러한 용어들은 위에서 열거된 단어들, 그 파생어 및 유사한 의미의 단어들을 포함한다.
본 발명의 전고체 전지용 전극은, 전극 집전체; 및 상기 전극 집전체의 적어도 일면에 형성된 전극 활물질층을 포함하고, 상기 전극 활물질층은, 복수의 전극 활물질 입자, 상기 복수의 전극 활물질 입자들 표면의 적어도 일부에 코팅되어 있으며 상기 복수의 전극 활물질 입자들을 서로 연결시키는 고체 전해질 및 상기 복수의 전극 활물질 입자들 사이에 분산되어 있는 선형의 구조체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극을 포함하는 전지의 충방전 이후의 전극 단면을 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 전극 활물질 입자(21)와 고체 전해질(22)의 반응으로 인해 발생된 가스가, 전극 활물질 입자(21)들 사이에 분산되어 있는 상기 선형의 구조체(24)를 따라, 더욱 상세하게는 선형 구조체에 의해서 형성된 선형 구조체 주위의 기공을 통해, 전극 외부로 배출되게 함으로써, 가스가 전극 내부에 고립되어 잔존하지 않고 전극 내부의 가스를 용이하게 제거할 수 있는 효과가 있다. 이로써, 가스 발행으로 인한 전극의 부피 팽창을 억제하고, 전극 계면에서의 저항 증가를 억제하여 전지의 수명이 저하되는 문제점을 방지할 수 있다. 본 발명의 일 실시양태에 따른 전극에서 상기 복수의 전극 활물질 입자들과 상기 선형의 구조체 사이에 구성 성분들의 접합에 의해 발생하는 공간인 인터스티셜 볼륨에서 기인한 미세 공극이 형성되어 있을 수 있으며, 이러한 미세 공극들이 연결되어 전극 외부와 연통되는 미세 채널이 형성될 수 있다. 이러한 채널들은 가스 유로로 제공됨으로써 전극 내부의 가스가 전극 외부로 더욱 효율적으로 배출될 수 있다.
본 발명의 일 실시양태에 있어서, 상기 선형의 구조체는, 카본 재료 및/또는 세라믹 재료를 포함할 수 있으나, 이에만 한정하는 것은 아니다. 상기 선형의 구조체는 전극 내에서 선형의 형상을 유지할 수 있는 강성을 지닌 것으로, 전극 내에서 부반응을 일으키지 않는 것이라면 다양한 재질의 것이 사용 가능하다. 카본 재료의 경우 도전성도 부여할 수 있다는 측면에서 선형의 구조체로 바람직하다. 한편, 상기 세라믹 재료들은 전극 제조 공정 중 및/또는 전지 제조 공정 중 선형의 형상을 유지하는 측면에서 유리하다.
본 발명의 일 실시양태에 있어서, 상기 탄소 재료는, 이에 한정되는 것은 아니지만, VGCF(기상 성장 카본 파이버), CNT(카본 나노 튜브) 및 CNF(카본 나노 파이버) 중 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시양태에 있어서, 상기 세라믹 재료로는 HNT(할로이사이트 나노튜브, Sigma-Aldrich社), 금속 산화물 및/또는 금속 질화물을 포함할 수 있다. 상기 금속 산화물이나 질화물은, 이에 한정되는 것은 아니지만, Si, Al, Ti, Zn, Zr, Fe 중 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하는 산화물이나 질화물일 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 산화물은 할로이사이트, 라이올라이트, TiO2, ZnO, ZnO2, Fe2O3, Fe3O4, SiO2, Al2O3, ZrO2 중 선택된 1종 이상일 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시양태에 있어서, 상기 선형의 구조체가 세라믹 재료인 경우 상기 재료들은 표면이 도전성 재료로 피복될 수 있다. 상기 도전성 재료는 예를 들어, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등과 같은 카본 블랙을 포함할 수 있다.
특히, 상기 선형의 구조체는, 로드, 위스커, 와이어, 파이버, 튜브 등, 다양한 형태로 존재할 수 있다.
본 발명의 일 실시양태에 있어서, 가스 유로인 미세 채널을 형성하기 위한 측면에서 상기 선형의 구조체는 종횡비가 3 이상인 것이 바람직하다. 예를 들어서 상기 선형의 구조체는 상기 종횡비의 범위 내에서 이의 길이가 1㎛ 내지 100 ㎛일 수 있고, 바람직하게는 5㎛ 내지 50 ㎛일 수 있다. 이러한 길이를 만족함으로써, 전극 활물질 입자와 선형 구조체 사이에 미세 기공이 잘 발생하게 되며, 이렇게 형성된 미세 기공을 통해 충방전시 발생한 가스가 전극의 외부로 용이하게 배출될 수 있다. 한편, 본 발명에 있어서, 상기 선형 구조체는 상기 종횡비를 만족하는 것으로서 직경이 30nm 내지 10㎛일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시양태에 있어서, 상기 선형 구조체는 인장 강도의 측면에서 10MPa 내지 100MPa의 범위를 나타낼 수 있다. 선형 구제초의 인장 강도가 상기 범위를 만족하는 경우 전극 압연 공정에서 선형 구조체가 변형되지 않고 최초의 종횡비를 유지할 수 있고, 이에 따라 소망하는 수지의 가스 배출로가 확보될 수 있으며 형태가 안정적으로 유지될 수 있다. 그리고, 상기 전극 활물질층은, 상기 복수의 전극 활물질 입자의 표면과, 상기 고체 전해질의 내부 또는 표면에 분산되어 있는 도전재를 더 포함하는 것일 수 있다.
이때, 상기 도전재는 통상적으로 전극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 0.1 내지 30 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 소재에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 전극은 전극 집전체를 포함하고 있는데, 이러한 전극 집전체로는 금속판 등의 전기 전도성을 나타내는 것으로서 이차 전지 분야에서 공지된 집전체 전극의 극성에 따라 적절한 것을 사용할 수 있다.
한편, 본 발명에 있어서, 상기 전고체 전지용 전극은 음극 및 양극 중 어느 하나일 수 있다. 상기 전극이 음극인 경우에는 전극 활물질은 리튬이온 이차 전지의 음극 활물질로 사용 가능한 물질이면 어느 것이나 사용할 수 있다. 예를 들어 상기 음극 활물질은 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 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료; 티타늄 산화물; 리튬 티타늄 산화물 등에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 구체적인 일 실시양태에 있어서 상기 음극 활물질은 탄소계 물질 및/또는 Si을 포함할 수 있다.
상기 전극이 양극인 경우, 상기 전극 활물질은 리튬이온 이차 전지의 양극 활물질로 사용 가능한 것이면 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 양극 활물질은, 리튬 코발트 산화물(LiCoO2),리튬 니켈 산화물(LiNiO2)등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1 + xMn2 -xO4(여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3,LiMn2O3,LiMnO2등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2);LiV3O8,LiFe3O4,V2O5,Cu2V2O7등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1 - xMxO2(여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2 -xMxO2(여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8(여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; LiNixMn2 - xO4로 표현되는 스피넬 구조의 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4;디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3등을 포함할 수 있다. 그러나, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 고체 전해질은 전극 활물질 입자의 표면의 적어도 일부 또는 전부에 코팅되어 있는데, 상기 전극 활물질 입자들은 상기 고체 전해질을 매개로 하여, 점결착 및/또는 면결착하여 일체화된 전극 활물질층을 구성하도록 집적되어 있다.
그리고, 본 발명의 고체 전해질은, 전극의 종류에 따라 적절한 것을 사용할 수 있는데, 예를 들어 양극의 경우에는 산화 안정성이 우수한 고체 전해질을 사용하는 것이 바람직하고, 음극의 경우에는 환원 안정성이 우수한 고체 전해질을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 고체 전해질은 전극 내에서 주로 리튬 이온을 전달하는 역할을 하기 때문에, 이온 전도도가 높은 소재, 예를 들어 10-5s/m이상, 바람직하게는 10-4s/m이상인 것이면 어느 것이나 사용 가능하며, 특정한 성분으로 한정되는 것은 아니다.
이때, 상기 고체 전해질은, 고분자계 고체 전해질, 황화물계 고체 전해질 및 산화물계 고체 전해질 중 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 상기 고분자계 고체 전해질은 용매화된 리튬염에 고분자 수지가 첨가되어 형성된 고분자 고체 전해질이거나, 유기용매와 리튬염을 함유한 유기 전해액, 이온성 액체, 모노머 또는 올리고머 등을 고분자 수지에 함유시킨 고분자 겔 전해질일 수 있다. 한편, 황화물계 고체 전해질은 이온 전도도가 높으며 산화물계 고체 전해질은 전기화학적 안정성이 우수하다. 이에 고체 전해질의 특성 및 전지의 사용 목적에 따라 적절한 고체 전해질 성분을 선택하여 사용할 수 있다.
이때, 상기 고분자 고체 전해질은 예를 들어, 폴리에테르계 고분자, 폴리카보네이트계 고분자, 아크릴레이트계 고분자, 폴리실록산계 고분자, 포스파젠계 고분자, 폴리에틸렌 유도체, PEP(Polyethyleye oxide) 등 알킬렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 고분자 고체 전해질은 고분자 수지로서 PEO(poly ethylene oxide) 주쇄에 PMMA, 폴리카보네이트, 폴리실록산(pdms) 및/또는 포스파젠과 같은 무정형 고분자를 공단량체로 공중합시킨 가지형 공중합체, 빗형 고분자 수지 (comb-like polymer) 및 가교 고분자 수지 등이 포함될 수 있고, 상기 고분자 들의 혼합물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 고분자 겔 전해질은 리튬염을 포함하는 유기 전해액과 고분자 수지를 포함하는 것으로서, 상기 유기 전해액은 고분자 수지의 중량 대비 60~400 중량부를 포함하는 것이다. 겔 전해질에 적용되는 고분자는 특정한 성분으로 한정되는 것은 아니나, 예를 들어, 폴리에테르계, PVC계, PMMA계, 폴리아크릴로니트릴(Polyacrylonitrile, PAN), 폴리불화비닐리덴(PVdF), 폴리불화비닐리덴-육불화프로필렌(poly(vinylidene fluoride-hexafluoropropylene:　PVdF-HFP 등이 포함될 수 있다. 그리고 상기 고분자 들의 혼합물일 수 있다.
이때, 상기 리튬염은 이온화 가능한 리튬염으로서 Li+X-로 표현할 수 있다. 이러한 리튬염의 음이온으로는 특별히 제한되지 않으나, F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N- , CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN-, (CF3CF2SO2)2N- 등을 예시할 수 있다. 본 발명의 일 실시양태에 있어서, 상기 황화물계 고체 전해질은 황(S)을 함유하고 주기율표 제1족 또는 제2족에 속하는 금속의 이온 전도성을 갖는 것으로서, Li-P-S계 유리나 Li-P-S계 유리 세라믹을 포함할 수 있다. 이러한 황화물계 고체 전해질의 비제한적인 예로는 Li2S-P2S5, Li2S-LiI-P2S5, Li2S-LiI-Li2O-P2S5, Li2S-LiBr-P2S5, Li2S-Li2O-P2S5, Li2S-Li3PO4-P2S5, Li2S-P2S5-P2O5, Li2S-P2S5-SiS2, Li2S-P2S5-SnS, Li2S-P2S5-Al2S3, Li2S-GeS2, Li2S-GeS2-ZnS 등을 들 수 있으며, 이 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 산화물계 고체 전해질은 산소(O)를 포함하고 주기율표 제1족 또는 제2족에 속하는 금속의 이온 전도성을 갖는 것이다. 이의 비제한적인 예로는 LLTO계 화합물, Li6La2CaTa2O12, Li6La2ANb2O12(A는 Ca 또는 Sr), Li2Nd3TeSbO12, Li3BO2 . 5N0 .5, Li9SiAlO8, LAGP계 화합물, LATP계 화합물, Li1 + xTi2 -xAlxSiy(PO4)3-y(여기에서, 0≤x≤1, 0≤y≤1), LiAlxZr2 -x(PO4)3(여기에서, 0≤x≤1, 0≤y≤1), LiTixZr2 -x(PO4)3(여기에서, 0≤x≤1, 0≤y≤1), LISICON계 화합물, LIPON계 화합물, 페롭스카이트계 화합물, 나시콘계 화합물, 및 LLZO계 화합물 중 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 전고체 전지용 전극을 적어도 하나 이상 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다. 통상적으로, 전고체 전지에서는, 전극에 포함되어 있는 고체 전해질이 세퍼레이터의 역할을 할 수 있다. 하지만, 전고체 전지용 전극이 어느 한쪽 전극에만 적용되는 경우에는, 별도의 고분자 세퍼레이터막이 더 필요할 수 있다.
여기서, 상기 고분자 세퍼레이터막은 음극과 양극 사이에 개재되는 것으로서, 음극과 양극을 전기적으로 절연하는 동시에 리튬 이온을 통과시키는 역할을 하는 것이다. 상기 고분자 세퍼레이터막은 통상의 전고체 전지 분야에서 사용되는 고분자 세퍼레이터막으로 사용되는 것이면 어느 것이나 사용될 수 있으며 특별히 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명은, 상기 리튬 이온 이차 전지를 단위전지로 포함하는 전지모듈, 상기 전지모듈을 포함하는 전지팩, 및 상기 전지팩을 전원으로 포함하는 디바이스를 제공한다.
이 때, 상기 디바이스의 구체적인 예로는, 전기적 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart); 전력저장용 시스템 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상술하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범주가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
1. 실시예 1
(1) 음극의 제조
평균 입경(D50)이 20㎛인 인조흑연, 도전재인 카본 블랙, 고분자 고체 전해질(PEO + LiFSI(Lithium bis(fluorosulfonyl)imide), 20:1(mol비)) 및 선형의 구조체인 VGCF(기상 성장 카본 파이버 길이 20㎛)를 70:5:20:5의 중량비로 혼합하여, 5g의 혼합물을 제조하였다. 상기 혼합물에 아세토나이트릴(AN)을 첨가하여 고형분의 함량을 30 %로 맞춰 음극 슬러리를 제조하였다.
이어서, 두께가 20 ㎛인 구리 집전체에 상기 음극 슬러리를 도포한 다음, 120 ℃에서 24 시간 동안 진공 건조시켰다.
이어서, 압연 공정을 진행하여, 두께가 80 ㎛인 음극을 형성하였다.
(2) 전지의 제조
1.4875cm2의 원형으로 타발한 음극과 1.7671cm2의 원형으로 절단된 리튬 금속 박막을 상대 전극으로 하여, 코인형 하프셀을 제조하였다. 구체적으로, 상기 리튬 금속과 상기 음극 사이에, 50 ㎛ 두께의 고분자 세퍼레이터막(PEO + LiFSI, 20:1(mol비))을 게재하여 전극 조립체를 제조하였다.
2. 실시예 2
선형의 구조체로, VGCF 대신 CNT(카본 나노 튜브 길이 15㎛)를 적용한 것을 제외하고, 실시예 1에서 제조된 방법과 동일한 방법으로 전극 조립체를 제조하였다.
3. 실시예 3
선형의 구조체로, VGCF 대신 CNF(카본 나노 파이버 길이 50㎛)를 적용한 것을 제외하고, 실시예 1에서 제조된 방법과 동일한 방법으로 전극 조립체를 제조하였다.
4. 실시예 4
선형의 구조체로, VGCF 대신 HNT(할로이사이트 나노튜브, Sigma-Aldrich社, 길이 3㎛)를 적용한 것을 제외하고, 실시예 1에서 제조된 방법과 동일한 방법으로 전극 조립체를 제조하였다.
5. 비교예 1
선형의 구조체를 사용하지 않고, 평균 입경(D50)이 20 ㎛인 인조흑연, 도전재인 카본 블랙, 고분자 고체 전해질(PEO + LiFSI, 20:1(mol비))을 70:10:20의 중량비로 혼합하는 것을 제외하고, 실시예 1에서 제조된 방법과 동일한 방법으로 전극 조립체를 제조하였다.
6. 실험예 : 수명 특성 평가
실시예 1 내지 4 및 비교예 1에서 제조된 전지에 대해 충/방전을 수행하여, 방전 용량 유지율을 평가하였고, 이를 하기 표 1에 나타내었다. 한편, 수명 특성 평가 시, 60 ℃의 온도에서, 0.05 C로 충/방전하였고, 10회 사이클은 방전(리튬이 음극에 없는 상태)상태에서 종료하고, 용량 유지율을 평가하였다.
충전 조건: CC(정전류)/CV(정전압)(5 mV/0.005 C current cut-off)
방전 조건: CC(정전류) 조건 1.5 V
용량 유지율은 첫 번째 방전 용량 대비 10 사이클 후 방전용량의 비를 계산하여 도출하였다. 이를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 1
실시예 2
실시예 3
실시예 4
비교예 1

수명 특성
(%, @10 cycles)
89
85
92
79
62
상기 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 선형의 구조체를 사용한 실시예들의 경우, 비교예에 비해, 수명 특성이 매우 향상되었음을 확인할 수 있다. 비교예 1과 달리, 실시예 1 내지 4의 경우 선형의 구조체를 포함하는 것으로서, 전극 내에서 선형의 구조가 그대로 유지되어 미세 공극 채널이 형성되며 이에 따라 수명 특성이 개선되었다. 특히 길이가 비교적 긴 CNF를 사용한 실시예 3의 경우, 가스 배출을 위한 미세 공극 채널이 더욱 잘 형성되어 수명 특성이 가장 우수하였다. 또한, 도전성을 겸비한 선형의 구조체를 사용한 실시예 1 내지 3의 경우, 도전성이 없는 HNT를 사용한 실시예 4와 비교하여, 추가적인 도전성 확보를 통해, 가스 배출 성능뿐만 아니라, 전기전도성도 향상시켜 전지의 성능을 더욱 개선할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10: 전극 집전체
20: 전극 활물질층
21: 전극 활물질 입자
22: 고체 전해질
23: 도전재
24: 선형의 구조체

Claims (10)

  1. 전극 집전체; 및
    상기 전극 집전체의 적어도 일면에 형성된 전극 활물질층을 포함하고,
    상기 전극 활물질층은, 복수의 전극 활물질 입자, 상기 복수의 전극 활물질 입자들 표면의 적어도 일부에 코팅되어 있으며 상기 복수의 전극 활물질 입자들을 서로 연결시키는 고체 전해질 및 상기 복수의 전극 활물질 입자들 사이에 분산되어 있는 선형의 구조체를 포함하는 것인 전고체 전지용 전극.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극 활물질층은, 상기 복수의 전극 활물질 입자의 표면과, 상기 고체 전해질의 내부 또는 표면에 분산되어 있는 도전재를 더 포함하는 것인 전고체 전지용 전극.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전극 활물질 입자들과 상기 선형의 구조체 사이에 미세 공극 채널이 형성되어 있는 것인 전고체 전지용 전극.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고체 전해질은, 고분자 고체 전해질, 고분자 겔 전해질, 황화물계 고체 전해질 및 산화물계 고체 전해질로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 포함하는 것인 전고체 전지용 전극.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 선형의 구조체는, 카본 재료 및 세라믹 재료 중 선택된 하나 이상을 포함하는 것인 전고체 전지용 전극.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 카본 재료는, 기상 성장 카본 파이버(VGCF), 카본 나노 튜브(CNT) 및 카본 나노 파이버(CNF)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 포함하는 것인 전고체 전지용 전극.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 세라믹 재료는 금속 산화물 및 금속 질화물 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것인 전고체 전지용 전극.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 선형의 구조체는 세라믹 재료; 및 상기 세라믹 재료의 표면에 피복된 도전성 재료를 포함하는 것인, 전고체 전지용 전극.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 선형의 구조체의 길이는 1 내지 100 ㎛인 것인, 전고체 전지용 전극.
  10. 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 고체 전해질층을 포함하며, 상기 양극과 음극 중 적어도 하나는 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 전극인 것인, 전고체 전지용 전극.
KR1020180108561A 2017-09-13 2018-09-11 고체 전해질을 포함하는 전고체 전지용 전극 KR102170305B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20170117375 2017-09-13
KR1020170117375 2017-09-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190030176A true KR20190030176A (ko) 2019-03-21
KR102170305B1 KR102170305B1 (ko) 2020-10-26

Family

ID=65689740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180108561A KR102170305B1 (ko) 2017-09-13 2018-09-11 고체 전해질을 포함하는 전고체 전지용 전극

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20200006819A1 (ko)
EP (1) EP3579307B1 (ko)
JP (1) JP7041804B2 (ko)
KR (1) KR102170305B1 (ko)
CN (2) CN109494347B (ko)
WO (1) WO2019054729A1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210048412A (ko) * 2019-10-22 2021-05-03 프로로지움 테크놀로지 코., 엘티디. 고체 전해질용 접촉 표면 조절 물질 및 그의 복합 전해질 시스템
WO2021177647A1 (en) * 2020-03-03 2021-09-10 Samsung Sdi Co., Ltd. Cathode, all-solid secondary battery including cathode, and method of preparing all-solid secondary battery
KR20210120156A (ko) * 2020-03-25 2021-10-07 한국생산기술연구원 HNT/Ag nanowire를 이용한 고전류용 바인더
WO2023033635A1 (ko) * 2021-08-30 2023-03-09 주식회사 엘지에너지솔루션 고체 전해질막 및 이를 포함하는 전고체 전지
WO2023171890A1 (ko) * 2022-03-08 2023-09-14 삼성에스디아이 주식회사 전고체 이차 전지

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3579307B1 (en) * 2017-09-13 2024-02-21 LG Energy Solution, Ltd. Electrode for all-solid-state battery including solid electrolyte
CN111490227B (zh) * 2019-01-29 2021-12-10 中南大学 一种多孔复合极片及其制备和在全固态锂电池中的应用
KR20200129383A (ko) * 2019-05-08 2020-11-18 주식회사 엘지화학 전고체 이차전지용 음극의 전리튬화 방법 및 이를 이용한 이차전지
KR20200134883A (ko) * 2019-05-24 2020-12-02 주식회사 엘지화학 전고체전지용 음극의 제조방법
KR20210043146A (ko) * 2019-10-11 2021-04-21 삼성전기주식회사 이차 전지
WO2021075420A1 (ja) * 2019-10-15 2021-04-22 Ｄａｒｅジャパン株式会社 全固体リチウム二次電池及び全固体リチウム二次電池の製造方法
TWI719683B (zh) * 2019-10-22 2021-02-21 輝能科技股份有限公司 陶瓷隔離層
CN113258032B (zh) * 2021-04-19 2024-02-02 浙江锋锂新能源科技有限公司 负极材料、负极浆料、电芯、耐低温电池及其制备方法
GB2622037A (en) * 2022-08-31 2024-03-06 Dyson Technology Ltd Energy storage devices and components thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980080161A (ko) * 1997-03-13 1998-11-25 모리시타 요이찌 리튬2차전지
KR20080023373A (ko) * 2006-09-11 2008-03-14 주식회사 엘지화학 점토 광물을 포함하고 있는 전극 합제 및 이를 사용한전기화학 셀
WO2011111495A1 (ja) * 2010-03-10 2011-09-15 株式会社アルバック ゲル化電解質、この電解質を用いた活物質－電解質複合体及びその作製方法、並びにこの電解質を用いた全固体リチウムイオン二次電池
KR20160108932A (ko) * 2015-03-09 2016-09-21 현대자동차주식회사 나노 고체 전해질을 포함하는 전고체 전지 및 이의 제조방법
KR20170050234A (ko) * 2015-10-30 2017-05-11 주식회사 엘지화학 전고체 전지용 전극의 제조방법

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005085675A (ja) * 2003-09-10 2005-03-31 Nissan Motor Co Ltd ポリマー二次電池、組電池、およびこれを用いた自動車
JP4577024B2 (ja) * 2005-01-27 2010-11-10 日産自動車株式会社 真性ポリマー電池用電極
JP2010262764A (ja) * 2009-04-30 2010-11-18 Toyota Motor Corp 正極合剤層形成用スラリーおよび正極合剤層
US20120251871A1 (en) * 2011-03-29 2012-10-04 Tohoku University All-solid-state battery
JP5747848B2 (ja) * 2012-03-21 2015-07-15 トヨタ自動車株式会社 正極活物質層含有体の製造方法
KR101939270B1 (ko) * 2012-12-27 2019-01-16 삼성전자주식회사 이차전지용 음극활물질, 이차전지용 도전성 조성물, 이를 포함하는 음극재료, 이를 포함하는 음극구조체 및 이차전지, 및 이들의 제조방법
KR101488483B1 (ko) * 2012-12-28 2015-02-02 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조 방법 및 리튬 이차 전지
KR20150055186A (ko) * 2013-11-12 2015-05-21 가천대학교 산학협력단 전극 및 그 제조 방법, 이를 구비하는 전지
US10366821B2 (en) 2015-02-17 2019-07-30 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Common mode noise filter
JP2017004672A (ja) * 2015-06-08 2017-01-05 セイコーエプソン株式会社 電極複合体、電極複合体の製造方法およびリチウム電池
CN108370062B (zh) * 2015-12-25 2021-01-29 富士胶片株式会社 全固态二次电池及制造方法
KR101728828B1 (ko) * 2016-04-01 2017-04-20 울산과학기술원 삼차원구조 전극, 및 이를 포함하는 전기 화학 소자
EP3579307B1 (en) * 2017-09-13 2024-02-21 LG Energy Solution, Ltd. Electrode for all-solid-state battery including solid electrolyte

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980080161A (ko) * 1997-03-13 1998-11-25 모리시타 요이찌 리튬2차전지
KR20080023373A (ko) * 2006-09-11 2008-03-14 주식회사 엘지화학 점토 광물을 포함하고 있는 전극 합제 및 이를 사용한전기화학 셀
WO2011111495A1 (ja) * 2010-03-10 2011-09-15 株式会社アルバック ゲル化電解質、この電解質を用いた活物質－電解質複合体及びその作製方法、並びにこの電解質を用いた全固体リチウムイオン二次電池
KR20160108932A (ko) * 2015-03-09 2016-09-21 현대자동차주식회사 나노 고체 전해질을 포함하는 전고체 전지 및 이의 제조방법
KR20170050234A (ko) * 2015-10-30 2017-05-11 주식회사 엘지화학 전고체 전지용 전극의 제조방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210048412A (ko) * 2019-10-22 2021-05-03 프로로지움 테크놀로지 코., 엘티디. 고체 전해질용 접촉 표면 조절 물질 및 그의 복합 전해질 시스템
WO2021177647A1 (en) * 2020-03-03 2021-09-10 Samsung Sdi Co., Ltd. Cathode, all-solid secondary battery including cathode, and method of preparing all-solid secondary battery
KR20210120156A (ko) * 2020-03-25 2021-10-07 한국생산기술연구원 HNT/Ag nanowire를 이용한 고전류용 바인더
WO2023033635A1 (ko) * 2021-08-30 2023-03-09 주식회사 엘지에너지솔루션 고체 전해질막 및 이를 포함하는 전고체 전지
WO2023171890A1 (ko) * 2022-03-08 2023-09-14 삼성에스디아이 주식회사 전고체 이차 전지

Also Published As

Publication number Publication date
KR102170305B1 (ko) 2020-10-26
EP3579307A4 (en) 2020-04-22
EP3579307B1 (en) 2024-02-21
US20200006819A1 (en) 2020-01-02
CN109494347A (zh) 2019-03-19
CN109494347B (zh) 2020-12-04
EP3579307A1 (en) 2019-12-11
CN209071510U (zh) 2019-07-05
JP7041804B2 (ja) 2022-03-25
JP2020507893A (ja) 2020-03-12
WO2019054729A1 (ko) 2019-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102170305B1 (ko) 고체 전해질을 포함하는 전고체 전지용 전극
KR102182683B1 (ko) 고분자 전해질을 포함하는 전극의 제조 방법 및 그 방법으로 제조된 전극
RU2566741C2 (ru) Токоотвод для биполярной литий-ионной аккумуляторной батареи
KR101154881B1 (ko) 바이폴라 셀을 포함하는 이차전지
KR101647910B1 (ko) 쌍극형 전극 및 이를 사용한 쌍극형 리튬 이온 이차 전지
CN111384399B (zh) 用于锂金属电极的保护性涂层
CN111758176A (zh) 负极活性物质的预掺杂方法、负极的制造方法、以及蓄电装置的制造方法
KR101502832B1 (ko) 성능이 우수한 리튬 이차전지
JP2008041504A (ja) 非水電解質電池
CN111801839A (zh) 具有绝缘膜的电极组件、其制造方法和包含其的锂二次电池
CN113206254A (zh) 正极材料、包括正极材料的正极和包括正极的锂电池
KR102550614B1 (ko) 전고체 전지용 전해질막 및 이를 포함하는 전고체 전지
EP3675266B1 (en) Battery cell in which gelled electrolyte component is included in pore of separator configuring electrode assembly
KR20200123032A (ko) 고체 전해질 복합체 및 이를 포함하는 전고체 전지용 전극
KR101744120B1 (ko) 침상 관통 테스트 안전성이 향상된 파우치형 이차전지
KR20190009489A (ko) 집전체가 없는 전극 및 이를 포함하는 이차전지
KR20200129728A (ko) 전고체 전지 및 이의 제조 방법
KR102026292B1 (ko) 활물질 로딩량의 구배를 가진 전극을 포함하는 전극조립체
KR20190088333A (ko) 고체 전해질 전지용 전극 및 그를 포함하는 고체 전해질 전지
KR102644100B1 (ko) 전고체 전지 및 이의 제조 방법
KR101526513B1 (ko) 권취형 이차전지 전극 조립체가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 일체형 이차전지
JP2006092973A (ja) 非水電解質二次電池
CN112602208A (zh) 全固态电池的电极和制造包括该电极的电极组件的方法
KR101656082B1 (ko) 전극의 구성이 상이한 단위셀들을 포함하고 있는 전지셀
KR101692776B1 (ko) 테트라 셀을 포함하고 있는 전지셀

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant