KR20190068236A - Method for modifying graphite-based particle - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for modifying graphite-based particles capable of increasing tap density of a graphite-based conductive material, which comprises a step of introducing negative electrode slurry including graphite-based particles and a binder into a mortar, and stirring the negative electrode slurry by using a pestle.

Description

흑연계 입자 개질 방법{METHOD FOR MODIFYING GRAPHITE-BASED PARTICLE}[0001] METHOD FOR MODIFYING GRAPHITE-BASED PARTICLE [0002]

본 발명은 흑연계 입자 개질 방법에 관한 것으로, 구체적으로 상기 흑연계 입자 개질 방법은 흑연계 입자 및 바인더를 포함하는 음극 슬러리를 사발에 투입하고, 막자를 이용하여 상기 음극 슬러리를 교반하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.More particularly, the present invention relates to a method for modifying a graphite-based particle, wherein the graphite-based particle modifying method includes a step of putting a negative electrode slurry containing graphite-based particles and a binder into a bowl and stirring the negative electrode slurry using a pillar .

화석연료 사용의 급격한 증가로 인하여 대체 에너지나 청정에너지의 사용에 대한 요구가 증가하고 있으며, 그 일환으로 가장 활발하게 연구되고 있는 분야가 전기화학 반응을 이용한 발전, 축전 분야이다.Due to the rapid increase in the use of fossil fuels, the demand for the use of alternative energy or clean energy is increasing. As a part of this, the most active field of research is electric power generation and storage.

현재 이러한 전기화학적 에너지를 이용하는 전기화학 소자의 대표적인 예로 이차 전지를 들 수 있으며, 점점 더 그 사용 영역이 확대되고 있는 추세이다. 최근에는 휴대용 컴퓨터, 휴대용 전화기, 카메라 등의 휴대용 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차 전지 중 높은 에너지 밀도, 즉 고용량의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해져 왔고, 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.At present, a typical example of an electrochemical device utilizing such electrochemical energy is a secondary battery, and the use area thereof is gradually increasing. 2. Description of the Related Art [0002] Recently, as technology development and demand for portable devices such as portable computers, portable phones, cameras, and the like have increased, the demand for secondary batteries as energy sources has been rapidly increasing. Among such secondary batteries, high energy density, Have been studied, and they have been commercialized and widely used.

일반적으로 이차 전지는 양극, 음극, 전해질, 및 분리막으로 구성된다. 음극은 음극 활물질층을 포함하며, 상기 음극 활물질층은 양극으로부터 나온 리튬 이온을 삽입하고 탈리시키는 음극 활물질과 함께 도전재, 바인더 등을 포함할 수 있다. 상기 바인더는 상기 음극 활물질, 상기 도전재 등의 입자가 음극 활물질층으로부터 탈리되는 것을 방지하여, 전극 접착력을 향상시키는 역할을 한다. Generally, the secondary battery is composed of an anode, a cathode, an electrolyte, and a separator. The negative electrode includes a negative electrode active material layer, and the negative electrode active material layer may include a conductive material, a binder and the like together with the negative electrode active material for inserting and desorbing lithium ions from the positive electrode. The binder prevents the particles of the negative electrode active material, the conductive material and the like from being separated from the negative electrode active material layer, thereby improving the electrode adhesion.

한편, 음극 활물질 또는 도전재로 흑연계 입자가 사용되고 있다. 다만, 탭 밀도가 낮은 수준인 흑연계 입자의 경우, 바인더와의 결착력이 약하여 상기 전극 접착력이 바람직한 수준을 유지하기 어려운 문제가 있다. 이를 해결하기 위해, 바인더의 종류, 중량평균분자량 등을 조절하는 기술들이 소개되고 있다. On the other hand, graphite particles are used as an anode active material or a conductive material. However, in the case of the graphite-based particles having a low tap density, there is a problem that the adhesion force with the binder is weak and the electrode adhesion force is difficult to maintain a desirable level. To solve this problem, techniques for controlling the kind of binder, weight average molecular weight, and the like have been introduced.

다른 방법으로, 흑연계 도전재의 탭 밀도를 개선하기 위해, 음극 활물질층 제조를 위한 음극 슬러리에 흑연계 도전재를 투입하기 전 상기 흑연계 도전재를 구형화하는 공정이 고려될 수 있다. 다만, 이와 같은 방법은 별도의 공정이 추가되는 것으로 제조 공정이 복잡해지며 제조 비용이 상승하는 문제를 야기한다. Alternatively, in order to improve the tap density of the graphite-based conductive material, a step of sphering the graphite-based conductive material before the graphite-based conductive material is charged into the negative electrode slurry for producing the negative electrode active material layer may be considered. However, such a method adds a separate process, which complicates the manufacturing process and raises the manufacturing cost.

이에, 별도의 추가 공정 없이 흑연계 도전재의 탭 밀도를 증가시킬 수 있는 방법이 요구된다.Thus, there is a need for a method that can increase the tap density of the graphite conductive material without any additional process.

본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는 음극 슬러리의 믹싱(교반) 공정을 포함하는 기존 공정 프로세스에 있어서, 별도의 추가 공정 없이 상기 흑연계 도전재의 탭 밀도를 증가시킬 수 있는 방법을 제공하는 것이다.A problem to be solved by the present invention is to provide a method capable of increasing the tap density of the graphite-based conductive material in a conventional process including a mixing (stirring) process of the negative electrode slurry without any additional process.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 흑연계 입자 및 바인더를 포함하는 음극 슬러리를 사발에 투입하고, 막자를 이용하여 상기 음극 슬러리를 교반하는 단계를 포함하는 흑연계 입자 개질 방법이 제공된다.According to one embodiment of the present invention, there is provided a graphite particle modification method comprising the steps of charging a negative electrode slurry containing graphite particles and a binder and stirring the negative electrode slurry using a mortar.

본 발명에 따르면, 음극 슬러리의 믹싱(교반) 공정을 포함하는 기존 공정 프로세스에 있어서, 별도의 추가 공정 없이 상기 흑연계 도전재의 탭 밀도를 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 제조 공정이 간소화되며, 제조 비용의 증가를 최소화할 수 있다. 또한, 제조된 음극에 있어서, 전극 접착력이 향상될 수 있다.According to the present invention, in the conventional process including the mixing (stirring) process of the negative electrode slurry, the tap density of the graphite conductive material can be increased without any additional process. This simplifies the manufacturing process and minimizes the increase in manufacturing cost. Further, in the produced negative electrode, the electrode adhesion can be improved.

도 1은 본 발명에 따라 개질된 실시예 1의 흑연계 입자의 사진이다.
도 2는 본 발명에 따라 개질된 실시예 2의 흑연계 입자의 사진이다.
도 3는 기존의 교반 방법(플래네터리 블레이드 사용)이 적용된 비교예 1의 흑연계 입자의 사진이다.
도 4는 기존의 교반 방법(플래네터리 블레이드 사용)이 적용된 비교예 2의 흑연계 입자의 사진이다.
도 5는 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2의 전극 접착력 테스트 결과를 나타낸 그래프이다.
1 is a photograph of the graphite-based particles of Example 1 modified according to the present invention.
2 is a photograph of the graphite-based particles of Example 2 modified according to the present invention.
3 is a photograph of graphite-based particles of Comparative Example 1 to which a conventional stirring method (using a planetary blade) is applied.
4 is a photograph of graphite-based particles of Comparative Example 2 to which a conventional stirring method (using a planetary blade) is applied.
5 is a graph showing the results of the electrode adhesion test of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail in order to facilitate understanding of the present invention.

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.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terminology used herein is for the purpose of describing exemplary embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, the terms "comprising," "comprising," or "having ", and the like are intended to specify the presence of stated features, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, components, or combinations thereof.

본 발명의 일 실시예에 따른 흑연계 입자 개질 방법은 흑연계 입자 및 바인더를 포함하는 음극 슬러리를 사발에 투입하고, 막자를 이용하여 상기 음극 슬러리를 교반하는 단계를 포함할 수 있다. The graphite-based particle modification method according to an embodiment of the present invention may include the steps of charging a negative electrode slurry containing graphite-based particles and a binder into a bowl, and stirring the negative electrode slurry using a pestle.

이차 전지에 사용되는 음극은 집전체 및 상기 집전체 상에 배치된 음극 활물질층을 포함한다. 상기 음극 슬러리란 음극 활물질층을 제조하기 위한 것으로, 구체적으로 상기 음극 슬러리는 상기 집전체 상에 배치된 뒤 건조되어 음극 활물질층으로 될 수 있다.The negative electrode used in the secondary battery includes a current collector and a negative electrode active material layer disposed on the current collector. The negative electrode slurry is used to produce the negative electrode active material layer. Specifically, the negative electrode slurry may be disposed on the current collector and dried to form a negative electrode active material layer.

상기 음극 슬러리는 흑연계 입자 및 바인더를 포함할 수 있다.The negative electrode slurry may include graphite particles and a binder.

상기 흑연계 입자는 리튬 이온의 삽입과 탈리에 관여하는 음극 활물질로 역할할 수 있으며, 이와 함께 음극 활물질층의 전기 전도성을 개선시키는 도전재 역할을 할 수 있다. 즉, 상기 흑연계 입자는 음극 활물질일 수 있으며, 도전재일 수 있다.The graphite particles may serve as a negative electrode active material for the insertion and desorption of lithium ions, and may serve as a conductive material for improving the electrical conductivity of the negative electrode active material layer. That is, the graphite-based particles may be a negative electrode active material, and may be a conductive material.

상기 흑연계 입자 개질 방법을 적용하기 전의 흑연계 입자, 다시 말해 상기 사발에 투입되는 음극 슬러리 내 흑연계 입자는 블록형 인조흑연, 분체형 인조흑연, 인편상 천연흑연 및 구형화 천연흑연로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있다. 구체적으로 상기 흑연계 입자는 블록형 인조흑연이거나, 블록형 인조흑연과 분체형 인조흑연의 혼합물일 수 있다.The graphite particles before the application of the graphite particle modification method, that is, the graphite particles in the negative electrode slurry put into the bowl, are composed of block-type artificial graphite, powder-type artificial graphite, scaly natural graphite and spherical natural graphite And the like. Specifically, the graphite-based particles may be block-type artificial graphite or a mixture of block-type artificial graphite and powder-type artificial graphite.

상기 흑연계 입자의 평균 입경(D50)은 3㎛ 내지 10㎛일 수 있으며, 구체적으로 3㎛ 내지 7㎛일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 상기 흑연계 입자의 개질이 원활하게 이루어질 수 있다. 본 명세서에서 평균 입경(D50)은 입자의 입경 분포 곡선에 있어서, 체적 누적량의 50%에 해당하는 입경으로 정의할 수 있다. 상기 평균 입경(D50)은 예를 들어, 레이저 회절법(laser diffraction method)을 이용하여 측정할 수 있다. 상기 레이저 회절법은 일반적으로 서브미크론(submicron) 영역에서부터 수 mm 정도의 입경의 측정이 가능하며, 고 재현성 및 고 분해성의 결과를 얻을 수 있다.The average particle size (D 50 ) of the graphite-based particles may be 3 탆 to 10 탆, and may be 3 탆 to 7 탆. When the above range is satisfied, the graphite-based particles can be smoothly modified. In the present specification, the average particle diameter (D 50 ) can be defined as a particle diameter corresponding to 50% of the volume accumulation amount in the particle diameter distribution curve of the particles. The average particle diameter (D 50 ) can be measured using, for example, a laser diffraction method. The laser diffraction method generally enables measurement of a particle diameter of several millimeters from a submicron region, resulting in high reproducibility and high degradability.

상기 사발에 투입되는 음극 슬러리 내 흑연계 입자의 탭 밀도는 0.84g/cc미만일 수 있으며, 구체적으로 0.83g/cc 이하, 더욱 구체적으로 0.30g/cc 내지 0.82g/cc일 수 있다. 상기 범위의 탭 밀도를 가지는 흑연계 입자가 음극 활물질층에 사용되는 경우, 상기 바인더와 상기 흑연계 입자의 결착이 원활하게 이루어지지 못하므로, 상기 흑연계 입자가 음극 활물질층으로부터 탈리되기 쉽다. 따라서, 본 발명은 상기 탭 밀도를 가지는 흑연계 입자의 탭 밀도를 증가시키는 것을 일 목적으로 한다. 상기 탭 밀도는 Tapdenser KYT-4000(SEISHIN 社)를 사용하여 측정될 수 있으며, 1000회 탭핑(tapping) 후 측정된 밀도에 해당한다.The tap density of the graphite particles in the negative electrode slurry injected into the bowl may be less than 0.84 g / cc, specifically 0.83 g / cc or less, more specifically 0.30 g / cc to 0.82 g / cc. When the graphite particles having a tap density in the above range are used for the negative electrode active material layer, the binder and the graphite particles are not smoothly bonded, and thus the graphite particles are easily separated from the negative electrode active material layer. Accordingly, it is an object of the present invention to increase the tap density of the graphite-based particles having the tap density. The tap density can be measured using a Tapdenser KYT-4000 (SEISHIN) and corresponds to the density measured after 1000 tapings.

상기 바인더는 폴리비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로오스, 재생 셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴산, 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 불소 고무, 폴리 아크릴산 (poly acrylic acid) 및 이들의 수소를 Li, Na 또는 Ca 등으로 치환된 물질로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 또한 이들의 다양한 공중합체를 포함할 수 있다. The binder may be selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-co-HFP), polyvinylidenefluoride, polyacrylonitrile, polymethylmethacrylate, poly Polypropylene, polyacrylic acid, ethylene-propylene-diene monomer (EPDM), liquor, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, And may include at least any one selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride (EPDM), styrene butadiene rubber (SBR), fluorine rubber, poly acrylic acid, and materials in which hydrogen thereof is substituted with Li, Na, Ca, And may include various copolymers thereof.

상기 음극 슬러리 내에서 흑연계 입자 외에 음극 활물질이 더 포함될 수 있다. 상기 음극 활물질은 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물이 사용될 수 있다. 구체적인 예로는 인조흑연, 천연흑연, 흑연화 탄소섬유, 비정질탄소 등의 탄소질 재료; Si, Al, Sn, Pb, Zn, Bi, In, Mg, Ga, Cd, Si합금, Sn합금 또는 Al합금 등 리튬과 합금화가 가능한 금속질 화합물; SiOβ(0 < β < 2), SnO2, 바나듐 산화물, 리튬 바나듐 산화물과 같이 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 금속산화물; 또는 Si-C 복합체 또는 Sn-C 복합체과 같이 상기 금속질 화합물과 탄소질 재료를 포함하는 복합물 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 또한, 상기 음극활물질로서 금속 리튬 박막이 사용될 수도 있다. 또, 탄소재료는 저결정 탄소 및 고결정성 탄소 등이 모두 사용될 수 있다. 저결정성 탄소로는 연화탄소 (soft carbon) 및 경화탄소 (hard carbon)가 대표적이며, 고결정성 탄소로는 무정형, 판상, 인편상, 구형 또는 섬유형의 천연 흑연 또는 인조 흑연, 키시흑연 (Kish graphite), 열분해 탄소 (pyrolytic carbon), 액정피치계 탄소섬유 (mesophase pitch based carbon fiber), 탄소 미소구체 (meso-carbon microbeads), 액정피치 (Mesophase pitches) 및 석유와 석탄계 코크스 (petroleum or coal tar pitch derived cokes) 등의 고온 소성탄소가 대표적이다. In addition to the graphite particles, the negative electrode active material may be further included in the negative electrode slurry. The negative active material may be a compound capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium. Specific examples thereof include carbonaceous materials such as artificial graphite, natural graphite, graphitized carbon fiber and amorphous carbon; Metal compounds capable of alloying with lithium such as Si, Al, Sn, Pb, Zn, Bi, In, Mg, Ga, Cd, Si alloys, Sn alloys or Al alloys; SiO β (0 <β <2 ), SnO 2, vanadium oxide, which can dope and de-dope a lithium metal oxide such as lithium vanadium oxide; Or a composite containing the metallic compound and the carbonaceous material such as Si-C composite or Sn-C composite, and any one or a mixture of two or more thereof may be used. Also, a metal lithium thin film may be used as the negative electrode active material. The carbon material may be both low-crystalline carbon and high-crystallinity carbon. Examples of the low-crystalline carbon include soft carbon and hard carbon. Examples of the highly crystalline carbon include natural graphite, artificial graphite, artificial graphite or artificial graphite, Kish graphite graphite, pyrolytic carbon, mesophase pitch based carbon fiber, meso-carbon microbeads, mesophase pitches and petroleum or coal tar coke derived cokes).

상기 막자를 이용하여 상기 음극 슬러리를 교반할 시, 상기 막자에 의해 상기 음극 슬러리에 가해지는 압력은 0.5kg/cm2 내지 2kg/cm2일 수 있으며, 구체적으로 1kg/cm2 내지 2kg/cm2일 수 있고, 더욱 구체적으로 1.5kg/cm2 내지 2kg/cm2일 수 있다. 상기 압력을 만족하는 경우, 상기 흑연계 입자가 원활하게 개질될 수 있다. 이에 반드시 한정되는 것은 아니나, 상기 압력은 다음과 같은 방법으로 측정될 수 있다. 상기 음극 슬러리가 투입된 사발을 중량 저울에 놓고 0점으로 조절한 뒤, 막자로 음극 슬러리를 교반하면서 측정된 중량을 상기 음극 슬러리에 닿는 막자의 단부 면적으로 나누어서 상기 압력을 계산할 수 있다.When stirring the negative electrode slurry using the pestle, the pressure applied to the negative electrode slurry by the pestle may be 0.5 kg / cm 2 to 2 kg / cm 2 , and specifically, 1 kg / cm 2 to 2 kg / cm 2 And more specifically 1.5 kg / cm 2 to 2 kg / cm 2 . When the pressure is satisfied, the graphite-based particles can be smoothly modified. The pressure can be measured in the following manner, though not necessarily limited thereto. The pressure of the negative electrode slurry is measured by dividing the weight of the negative electrode slurry by the end surface area of the pellet contacting the negative electrode slurry while stirring the negative electrode slurry with the pellet.

상기 흑연계 입자 개질 방법에 의해 개질된 흑연계 입자의 탭 밀도는 0.9g/cc이상일 수 있으며, 구체적으로 0.91g/cc 내지 0.95g/cc일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 제조된 음극 활물질층에서 바인더와 상기 흑연계 입자의 결착력이 개선되어, 상기 흑연계 입자의 탈리가 억제될 수 있다. 상기 탭 밀도는 음극 슬러리를 워싱 처리(washing)한 뒤, 흑연계 입자를 필터링(filtering)하고 건조시킨 뒤 측정될 수 있다. The tap density of the graphite-based particles modified by the graphite-based particle modifying method may be 0.9 g / cc or more, specifically 0.91 g / cc to 0.95 g / cc. When the above-mentioned range is satisfied, the binding force between the binder and the graphite-based particles is improved in the prepared negative electrode active material layer, and desorption of the graphite-based particles can be suppressed. The tap density can be measured after washing the negative electrode slurry, filtering and drying the graphite particles.

본 발명은 흑연계 입자의 탭 밀도를 증가시키기 위해 별도의 공정을 추가하는 것이 아니라, 기존의 음극 슬러리 믹싱(교반) 방법을 변형하여, 음극 슬러리 내 입자들의 분산을 개선함과 동시에 상기 흑연계 입자를 개질시켜 탭 밀도를 증가시킬 수 있는 점이 일 특징이다. 이에 따라, 제조 공정이 간소화되며, 제조 비용의 증가를 최소화할 수 있다. 또한, 제조된 음극에 있어서, 전극 접착력이 향상될 수 있다.The present invention is not limited to adding a separate process to increase the tap density of graphite-based particles, but it is possible to improve the dispersion of particles in the negative electrode slurry by modifying a conventional negative electrode slurry mixing (stirring) method, And the tap density can be increased. This simplifies the manufacturing process and minimizes the increase in manufacturing cost. Further, in the produced negative electrode, the electrode adhesion can be improved.

본 발명의 다른 실시예에 따른 음극은 상술한 실시예의 흑연계 입자를 포함하는 음극 슬러리를 통해 제조된 음극일 수 있다. The negative electrode according to another embodiment of the present invention may be a negative electrode manufactured through the negative electrode slurry including the graphite-based particles of the above-described embodiment.

상기 음극은 집전체 및 상기 집전체 상에 배치된 음극 활물질층을 포함할 수 있다. 상기 음극 활물질층은 상술한 상기 흑연계 입자 뿐만 아니라, 바인더를 포함할 수 있으며, 경우에 따라 상기 흑연계 입자 외 다른 음극 활물질을 더 포함할 수도 있다. 또한, 경우에 따라, 상기 음극 활물질층은 상기 흑연계 입자 외 다른 도전재를 더 포함할 수도 있다.The negative electrode may include a current collector and a negative electrode active material layer disposed on the current collector. The negative electrode active material layer may include a binder as well as the graphite-based particles, and may further include an anode active material other than the graphite-based particles. In some cases, the negative electrode active material layer may further include a conductive material other than the graphite-based particles.

상기 집전체는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 되고, 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 집전체로는 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다. 구체적으로는, 구리, 니켈과 같은 탄소를 잘 흡착하는 전이 금속을 집전체로 사용할 수 있다. 상기 집전체의 두께는 6㎛ 내지 20㎛일 수 있으나, 상기 집전체의 두께가 이에 제한되는 것은 아니다.The current collector is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing a chemical change in the battery. For example, the current collector may be made of copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, or a surface of aluminum or stainless steel surface treated with carbon, nickel, titanium or silver. Specifically, a transition metal that adsorbs carbon well such as copper or nickel can be used as a current collector. The current collector may have a thickness of 6 to 20 탆, but the thickness of the current collector is not limited thereto.

상기 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, 파네스 블랙, 램프 블랙, 서멀 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 탄소 나노 튜브 등의 도전성 튜브; 플루오로카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스커; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, and examples thereof include graphite such as natural graphite and artificial graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, Ketjen black, channel black, panes black, lamp black, and thermal black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Conductive tubes such as carbon nanotubes; Metal powders such as fluorocarbon, aluminum and nickel powder; Conductive whiskers such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지는, 음극, 양극, 상기 양극 및 음극 사이에 개재된 분리막, 및 전해질을 포함할 수 있으며, 상기 음극은 상술한 음극과 동일하다. 상기 음극에 대해서는 상술하였으므로, 구체적인 설명은 생략한다.The secondary battery according to another embodiment of the present invention may include a cathode, an anode, a separator interposed between the anode and the cathode, and an electrolyte, and the cathode is the same as the cathode described above. Since the negative electrode has been described above, a detailed description thereof will be omitted.

상기 양극은 양극 집전체 및 상기 양극 집전체 상에 형성되며, 상기 양극활물질을 포함하는 양극활물질층을 포함할 수 있다.The positive electrode may include a positive electrode collector and a positive electrode active material layer formed on the positive electrode collector and including the positive electrode active material.

상기 양극에 있어서, 양극 집전체는 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소 또는 알루미늄이나 스테인레스 스틸 표면에 탄소, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다. 또, 상기 양극 집전체는 통상적으로 3 내지 500㎛의 두께를 가질 수 있으며, 상기 집전체 표면 상에 미세한 요철을 형성하여 양극활물질의 접착력을 높일 수도 있다. 예를 들어 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.In the anode, the cathode current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing a chemical change in the battery, and for example, a metal such as stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, , Nickel, titanium, silver, or the like may be used. In addition, the cathode current collector may have a thickness of 3 to 500 탆, and fine unevenness may be formed on the surface of the current collector to increase the adhesive force of the cathode active material. For example, it can be used in various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric.

상기 양극 활물질은 통상적으로 사용되는 양극 활물질일 수 있다. 구체적으로, 상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; LiFe3O4 등의 리튬 철 산화물; 화학식 Li1+c1Mn2-c1O4 (0≤c1≤0.33), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-c2Mc2O2 (여기서, M은 Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 및 Ga으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나이고, 0.01≤c2≤0.3를 만족한다)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-c3Mc3O2 (여기서, M은 Co, Ni, Fe, Cr, Zn 및 Ta 으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나이고, 0.01≤c3≤0.1를 만족한다) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M은 Fe, Co, Ni, Cu 및 Zn으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나이다.)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 상기 양극은 Li-metal일 수도 있다.The cathode active material may be a commonly used cathode active material. Specifically, the cathode active material may be a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) or lithium nickel oxide (LiNiO 2 ) or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium iron oxides such as LiFe 3 O 4 ; Formula Li 1 + c1 Mn 2-c1 O 4 (0≤c1≤0.33), LiMnO 3, the lithium manganese oxide such as LiMn 2 O 3, LiMnO 2; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , V 2 O 5 and Cu 2 V 2 O 7 ; Formula LiNi 1-c2 M c2 O 2 expressed as (where, M is at least one, satisfies 0.01≤c2≤0.3 selected from the group consisting of Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B and Ga) &Lt; / RTI &gt; Ni-type lithium nickel oxide; Formula LiMn 2-c3 M c3 O 2 ( where, M is Co, Ni, Fe, Cr, Zn , and is at least one selected from the group consisting of Ta, satisfies 0.01≤c3≤0.1) or Li 2 Mn 3 MO 8 (wherein M is at least one selected from the group consisting of Fe, Co, Ni, Cu and Zn); And LiMn 2 O 4 in which a part of Li in the formula is substituted with an alkaline earth metal ion. However, the present invention is not limited to these. The anode may be Li-metal.

상기 양극활물질층은 앞서 설명한 양극 활물질과 함께, 양극 도전재 및 양극 바인더를 포함할 수 있다.The cathode active material layer may include a cathode conductive material and a cathode binder together with the cathode active material described above.

이때, 상기 양극 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성을 갖는 것이면 특별한 제한없이 사용가능하다. 구체적인 예로는 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본 블랙, 아세틸렌블랙, 케첸블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙, 탄소섬유 등의 탄소계 물질; 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 또는 폴리페닐렌 유도체 등의 전도성 고분자 등을 들 수 있으며, 이들 중 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. At this time, the positive electrode conductive material is used for imparting conductivity to the electrode, and the positive electrode conductive material can be used without particular limitation as long as it has electron conductivity without causing chemical change. Specific examples thereof include graphite such as natural graphite and artificial graphite; Carbon-based materials such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, summer black and carbon fiber; Metal powder or metal fibers such as copper, nickel, aluminum and silver; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; And polyphenylene derivatives. These may be used alone or in admixture of two or more.

또, 상기 양극 바인더는 양극 활물질 입자들 간의 부착 및 양극 활물질과 양극 집전체와의 접착력을 향상시키는 역할을 한다. 구체적인 예로는 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF), 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리비닐알코올, 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 폴리머(EPDM), 술폰화-EPDM, 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 불소 고무, 또는 이들의 다양한 공중합체 등을 들 수 있으며, 이들 중 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.In addition, the positive electrode binder improves adhesion between the positive electrode active material particles and adhesion between the positive electrode active material and the positive electrode collector. Specific examples include polyvinylidene fluoride (PVDF), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-co-HFP), polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, carboxymethylcellulose ), Starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene polymer (EPDM), sulfonated-EPDM, styrene butadiene rubber (SBR), fluororubber, and various copolymers thereof. One kind or a mixture of two or more kinds of them may be used.

분리막으로는 음극과 양극을 분리하고 리튬 이온의 이동 통로를 제공하는 것으로, 통상 이차 전지에서 분리막으로 사용되는 것이라면 특별한 제한 없이 사용가능하며, 특히 전해질의 이온 이동에 대하여 저저항이면서 전해액 함습 능력이 우수한 것이 바람직하다. 구체적으로는 다공성 고분자 필름, 예를 들어 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체 및 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름 또는 이들의 2층 이상의 적층 구조체가 사용될 수 있다. 또 통상적인 다공성 부직포, 예를 들어 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포가 사용될 수도 있다. 또, 내열성 또는 기계적 강도 확보를 위해 세라믹 성분 또는 고분자 물질이 포함된 코팅된 분리막이 사용될 수도 있으며, 선택적으로 단층 또는 다층 구조로 사용될 수 있다.The separator separates the cathode and the anode and provides a passage for lithium ion. The separator can be used without any particular limitation as long as it is used as a separator in a secondary battery. In particular, the separator can be used with low resistance against electrolyte migration, . Specifically, porous polymer films such as porous polymer films made of polyolefin-based polymers such as ethylene homopolymers, propylene homopolymers, ethylene / butene copolymers, ethylene / hexene copolymers and ethylene / methacrylate copolymers, May be used. Further, a nonwoven fabric made of a conventional porous nonwoven fabric, for example, glass fiber of high melting point, polyethylene terephthalate fiber, or the like may be used. In order to secure heat resistance or mechanical strength, a coated separator containing a ceramic component or a polymer material may be used, and the separator may be selectively used as a single layer or a multilayer structure.

상기 전해질은 전해질로는 리튬 이차전지 제조시 사용 가능한 유기계 액체 전해질, 무기계 액체 전해질, 고체 고분자 전해질, 겔형 고분자 전해질, 고체 무기 전해질, 용융형 무기 전해질 등을 들 수 있으며, 이들로 한정되는 것은 아니다.Examples of the electrolyte include an organic liquid electrolyte, an inorganic liquid electrolyte, a solid polymer electrolyte, a gel polymer electrolyte, a solid inorganic electrolyte, and a molten inorganic electrolyte that can be used in the production of a lithium secondary battery, but are not limited thereto.

구체적으로, 상기 전해질은 비수계 유기용매와 금속염을 포함할 수 있다. Specifically, the electrolyte may include a non-aqueous organic solvent and a metal salt.

상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.Examples of the non-aqueous organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma-butylolactone, Tetrahydrofuran, tetrahydrofuran, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane, acetonitrile, nitromethane, methyl formate, Examples of the organic solvent include methyl acetate, phosphoric acid triester, trimethoxy methane, dioxolane derivatives, sulfolane, methyl sulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate derivatives, tetrahydrofuran derivatives, Propylenic organic solvents such as methylmethyl, ethylpropionate and the like can be used.

특히, 상기 카보네이트계 유기 용매 중 고리형 카보네이트인 에틸렌 카보네이트 및 프로필렌 카보네이트는 고점도의 유기 용매로서 유전율이 높아 리튬염을 잘 해리시키므로 바람직하게 사용될 수 있으며, 이러한 고리형 카보네이트에 디메틸카보네이트 및 디에틸카보네이트와 같은 저점도, 저유전율 선형 카보네이트를 적당한 비율로 혼합하여 사용하면 높은 전기 전도율을 갖는 전해질을 만들 수 있어 더욱 바람직하게 사용될 수 있다. In particular, ethylene carbonate and propylene carbonate, which are cyclic carbonates in the carbonate-based organic solvent, can be preferably used because they have high permittivity as a high viscosity organic solvent and dissociate the lithium salt well. To such a cyclic carbonate, dimethyl carbonate and diethyl carbonate When a low viscosity and a low dielectric constant linear carbonate are mixed in an appropriate ratio, an electrolyte having a high electric conductivity can be prepared, and thus it can be used more preferably.

상기 금속염은 리튬염을 사용할 수 있고, 상기 리튬염은 상기 비수 전해액에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, 상기 리튬염의 음이온으로는 F-, Cl-, 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- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.The metal salt may be a lithium salt, and the lithium salt may be soluble in the non-aqueous electrolyte. Examples of the anion of the lithium salt include F - , Cl - , I - , NO 3 - , N ) 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 - , CF 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 -, CF 3 (CF 2) 7 SO 3 -, CF 3 CO 2 -, CH 3 At least one selected from the group consisting of CO 2 - , SCN - and (CF 3 CF 2 SO 2 ) 2 N - can be used.

상기 전해질에는 상기 전해질 구성 성분들 외에도 전지의 수명특성 향상, 전지 용량 감소 억제, 전지의 방전 용량 향상 등을 목적으로 예를 들어, 디플루오로 에틸렌카보네이트 등과 같은 할로알킬렌카보네이트계 화합물, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사인산 트리아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올 또는 삼염화 알루미늄 등의 첨가제가 1종 이상 더 포함될 수도 있다.In addition to the electrolyte components, the electrolyte may contain, for example, a haloalkylene carbonate-based compound such as difluoroethylene carbonate or the like, pyridine, triethanolamine, or the like for the purpose of improving lifetime characteristics of the battery, Ethyl phosphite, triethanol amine, cyclic ether, ethylenediamine, glyme, hexametriamide, nitrobenzene derivatives, sulfur, quinone imine dyes, N-substituted oxazolidinones, N, At least one additive such as benzyl alcohol, benzyl alcohol, benzyl alcohol, benzyl alcohol, benzyl alcohol, benzyl alcohol, benzyl alcohol, benzyl alcohol, benzyl alcohol,

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 이차 전지를 단위 셀로 포함하는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 제공한다. 상기 전지 모듈 및 전지 팩은 고용량, 높은 율속 특성 및 사이틀 특성을 갖는 상기 이차 전지를 포함하므로, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차 및 전력 저장용 시스템으로 이루어진 군에서 선택되는 중대형 디바이스의 전원으로 이용될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a battery module including the secondary battery as a unit cell and a battery pack including the same. Since the battery module and the battery pack include the secondary battery having a high capacity, high speed-rate characteristics, and a cycling characteristic, the battery module and the battery pack can be suitably used as a middle- or large-sized device selected from the group consisting of electric vehicles, hybrid electric vehicles, plug- As shown in FIG.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 상기 실시예는 본 기재를 예시하는 것일 뿐 본 기재의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것은 당연한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the appended claims. Such variations and modifications are intended to be within the scope of the appended claims.

실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples

실시예 1: 음극의 제조Example 1: Preparation of negative electrode

(1) 음극 슬러리의 제조(1) Preparation of negative electrode slurry

평균 입경(D50)이 6.4㎛이며 탭 밀도가 0.39g/cc인 블록형 인조흑연 및 평균 입경(D50)이 22㎛이며 탭 밀도가 0.87g/cc인 분체형 인조흑연의 혼합물(1:18)을 흑연계 입자로 사용하였으며, 상기 흑연계 입자의 탭 밀도는 0.83g/cc였다. 또한, 카르복시메틸 셀룰로오스(Carboxylmethyl cellulose, CMC) 및 스티렌 부타디엔 고무(Styrene butadiene rubber, SBR)를 바인더로 사용하였다. 상기 블록형 인조흑연, 상기 분체형 인조흑연 및 CMC를 부피 용량이 100ml인 사발에 투입한 뒤, 막자를 통해 1kg/cm2의 압력으로 교반하였다. 이 후, 상기 사발에 CMC를 추가로 투입하고 동일 압력으로 교반하였다. 이어서, 상기 사발에 SBR을 투입하고 동일 압력으로 교반하였다. 교반된 혼합물에서, 상기 블록형 인조흑연, 상기 분체형 인조흑연, CMC, SBR의 중량비는 5:90:2:3이었다. 상기 혼합물 18g에 탈이온수를 2g 첨가하고 동일 압력으로 교반하여 음극 슬러리를 제조하였다. 총 교반 시간은 0.2시간이었다. 이 후 Tapdenser KYT-4000(SEISHIN 社)를 사용하여(1000회 tapping) 측정된 흑연계 입자의 탭 밀도는 0.92g/cc였다. A mixture of graphite artificial graphite having an average particle diameter (D 50 ) of 6.4 μm and a tap density of 0.39 g / cc and powdery artificial graphite having an average particle diameter (D 50 ) of 22 μm and a tap density of 0.87 g / 18) was used as graphite particles, and the graphite-based particles had a tap density of 0.83 g / cc. Further, Carboxyl methyl cellulose (CMC) and Styrene butadiene rubber (SBR) were used as binders. The block-type artificial graphite, the powdered artificial graphite, and CMC were put into a bowl having a volume capacity of 100 ml, and then stirred at a pressure of 1 kg / cm 2 through a pestle. Thereafter, CMC was further added to the bowl and stirred at the same pressure. SBR was then added to the bowl and stirred at the same pressure. In the agitated mixture, the weight ratio of the block type artificial graphite, the powder type artificial graphite, CMC and SBR was 5: 90: 2: 3. To 18 g of the mixture, 2 g of deionized water was added and stirred at the same pressure to prepare an anode slurry. The total stirring time was 0.2 hours. Thereafter, the tap density of the graphite-based particles measured using Tapdenser KYT-4000 (SEISHIN) (1,000 tapping) was 0.92 g / cc.

(2) 음극 슬러리 도포 및 건조(2) Application and drying of the negative electrode slurry

상기 교반된 음극 슬러리를 두께가 20㎛인 음극 집전체인 구리(Cu) 금속 박막에 도포, 건조하였다. 이때 순환되는 공기의 온도는 60℃였다. 이어서, 압연(roll press)하고 130℃의 진공 오븐에서 24시간 동안 건조한 뒤, 폭 2cm, 길이 12cm의 형태로 타발하여 음극 활물질층을 포함하는 음극을 제조하였다. 제조된 음극의 음극 활물질층 밀도는 1.6g/cc였다.The agitated negative electrode slurry was applied to a copper (Cu) metal thin film as an anode current collector having a thickness of 20 mu m and dried. The temperature of the circulated air was 60 ° C. Subsequently, the sheet was rolled and dried in a vacuum oven at 130 DEG C for 24 hours, and then was applied in the form of a sheet having a width of 2 cm and a length of 12 cm to produce a negative electrode including a negative active material layer. The prepared anode active material layer density was 1.6 g / cc.

실시예 2: 음극의 제조Example 2: Preparation of negative electrode

(1) 음극 슬러리의 제조(1) Preparation of negative electrode slurry

평균 입경(D50)이 3.01㎛이며 탭 밀도가 0.31g/cc인 블록형 인조흑연 및 평균 입경(D50)이 22㎛이며 탭 밀도가 0.87g/cc인 분체형 인조흑연의 혼합물(1:18)을 흑연계 입자로 사용하였으며, 상기 흑연계 입자의 탭 밀도는 0.82g/cc였다. 또한, 카르복시메틸 셀룰로오스(Carboxylmethyl cellulose, CMC) 및 스티렌 부타디엔 고무(Styrene butadiene rubber, SBR)를 바인더로 사용하였다. 상기 블록형 인조흑연, 상기 분체형 인조흑연 및 CMC를 부피 용량이 100ml인 사발에 투입한 뒤, 막자를 통해 1kg/cm2의 압력으로 교반하였다. 이 후, 상기 사발에 CMC를 추가로 투입하고 동일 압력으로 교반하였다. 이어서, 상기 사발에 SBR을 투입하고 동일 압력으로 교반하였다. 교반된 혼합물에서, 상기 블록형 인조흑연, 상기 분체형 인조흑연, CMC, SBR의 중량비는 5:90:2:3이었다. 상기 혼합물 18g에 탈이온수를 2g 첨가하고 동일 압력으로 교반하여 음극 슬러리를 제조하였다. 총 교반 시간은 0.2시간이었다. 이 후 Tapdenser KYT-4000(SEISHIN 社)를 사용하여(1000회 tapping) 측정된 흑연계 입자의 탭 밀도는 0.91g/cc였다.A mixture of block-type artificial graphite having an average particle diameter (D 50 ) of 3.01 μm and a tap density of 0.31 g / cc and powder-like artificial graphite having an average particle diameter (D 50 ) of 22 μm and a tap density of 0.87 g / 18) was used as graphite particles, and the graphite-based particles had a tap density of 0.82 g / cc. Further, Carboxyl methyl cellulose (CMC) and Styrene butadiene rubber (SBR) were used as binders. The block-type artificial graphite, the powdered artificial graphite, and CMC were put into a bowl having a volume capacity of 100 ml, and then stirred at a pressure of 1 kg / cm 2 through a pestle. Thereafter, CMC was further added to the bowl and stirred at the same pressure. SBR was then added to the bowl and stirred at the same pressure. In the agitated mixture, the weight ratio of the block type artificial graphite, the powder type artificial graphite, CMC and SBR was 5: 90: 2: 3. To 18 g of the mixture, 2 g of deionized water was added and stirred at the same pressure to prepare an anode slurry. The total stirring time was 0.2 hours. Thereafter, the tap density of the graphite-based particles measured using a Tapdenser KYT-4000 (SEISHIN Co., Ltd.) (1,000 tapping) was 0.91 g / cc.

(2) 음극 슬러리 도포 및 건조(2) Application and drying of the negative electrode slurry

실시예 1과 동일한 방법으로 상기 음극 슬러리를 집전체에 도포 및 건조하여 실시예 2의 음극을 제조하였다.The negative electrode slurry was applied to a current collector in the same manner as in Example 1 and dried to prepare the negative electrode of Example 2. [

비교예 1: 음극의 제조Comparative Example 1: Preparation of negative electrode

(1) 음극 슬러리의 제조(1) Preparation of negative electrode slurry

실시예 1과 동일하되, 막자와 사발을 이용하여 혼합물 및 슬러리를 교반한 것이 아니라, 플래네터리 블레이드(Planetary blade)(TK-mixer)를 통해 70rpm으로 교반한 점에서 차이가 있다. 이 때, 총 교반 시간은 0.5시간이었다. 이 후 Tapdenser KYT-4000(SEISHIN 社)를 사용하여(1000회 tapping) 측정된 흑연계 입자의 탭 밀도는 0.87g/cc였다.Same as Example 1, except that the mixture and slurry were not agitated using a mortar and a bowl but agitated at 70 rpm through a planetary blade (TK-mixer). At this time, the total stirring time was 0.5 hour. Thereafter, the tap density of the graphite-based particles measured by using Tapdenser KYT-4000 (SEISHIN) (1,000 tapping) was 0.87 g / cc.

(2) 음극 슬러리 도포 및 건조(2) Application and drying of the negative electrode slurry

실시예 1과 동일한 방법으로 상기 음극 슬러리를 집전체에 도포 및 건조하여 비교예 1의 음극을 제조하였다.The negative electrode slurry was coated on a current collector and dried in the same manner as in Example 1 to prepare a negative electrode of Comparative Example 1. [

비교예 2: 음극의 제조Comparative Example 2: Preparation of negative electrode

(1) 음극 슬러리의 제조(1) Preparation of negative electrode slurry

실시예 2와 동일하되, 막자와 사발을 이용하여 혼합물 및 슬러리를 교반한 것이 아니라, 플래네터리 블레이드(Planetary blade)(TK-mixer)를 통해 70rpm으로 교반한 점에서 차이가 있다. 이 때, 총 교반 시간은 0.5시간이었다. 이 후 Tapdenser KYT-4000(SEISHIN 社)를 사용하여(1000회 tapping) 측정된 흑연계 입자의 탭 밀도는 0.88g/cc였다.Same as in Example 2 except that the mixture and slurry were not agitated using a mortar and a bowl but agitated at 70 rpm through a planetary blade (TK-mixer). At this time, the total stirring time was 0.5 hour. Thereafter, the tap density of the graphite-based particles measured using Tapdenser KYT-4000 (SEISHIN) (1,000 tapping) was 0.88 g / cc.

(2) 음극 슬러리 도포 및 건조(2) Application and drying of the negative electrode slurry

실시예 2와 동일한 방법으로 상기 음극 슬러리를 집전체에 도포 및 건조하여 비교예 2의 음극을 제조하였다.The negative electrode slurry was coated on a current collector and dried in the same manner as in Example 2 to prepare a negative electrode of Comparative Example 2. [

실험예 1: 전극 접착력의 평가Experimental Example 1: Evaluation of electrode adhesion

실시예 1, 2및 비교예 1, 2의 음극 각각에 대하여, 상기 음극을 26mm×76mm 슬라이드 글라스 중앙부에 테이프를 사용하여 고정시킨 후, UTM을 사용하여 20m/min의 속도로 집전체를 벗겨 내면서 90도 벗김 강도를 측정하였다. 평가는 4회의 벗김 강도를 측정하여 평균값으로 정하였다. 이를 도 5에 나타내었다.For each of the negative electrodes of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, the negative electrode was fixed to a central portion of a 26 mm x 76 mm slide glass using a tape, and the collector was peeled off at a rate of 20 m / min using a UTM The 90 degree peel strength was measured. The peeling strength was measured four times and the average value was determined. This is shown in FIG.

상기 도 5를 참조하면, 실시예 1이 비교예 1에 비해, 실시예 2가 비교예 2에 비해 전극 접착력이 50% 내지 150% 개선되었음을 알 수 있다. Referring to FIG. 5, it can be seen that the electrode adhesion of Example 1 was improved by 50% to 150% as compared with Comparative Example 1, and that of Example 2 was improved compared to Comparative Example 2.

실시예 1 및 2의 흑연계 입자의 탭 밀도가 비교예 1 및 2의 흑연계 입자의 탭 밀도보다 높은 것을 고려할 때, 플래네터리 블레이드 등을 이용한 기존 믹싱 방법에 비하여 본 발명의 방법에 따를 시, 흑연계 입자의 탭 밀도가 더욱 향상될 수 있음을 알 수 있다. 나아가, 이와 같은 결과가 전극 접착력 개선으로 이어질 수 있음을 확인할 수 있다.Considering that the tap density of the graphite-based particles of Examples 1 and 2 is higher than the tap density of the graphite-based particles of Comparative Examples 1 and 2, in comparison with the conventional mixing method using a planetary blade or the like, , It can be seen that the tap density of the graphite particles can be further improved. Further, it can be confirmed that such a result can lead to improvement of the electrode adhesion.

Claims (7)

흑연계 입자 및 바인더를 포함하는 음극 슬러리를 사발에 투입하고, 막자를 이용하여 상기 음극 슬러리를 교반하는 단계를 포함하는 흑연계 입자 개질 방법.
Adding a negative electrode slurry containing graphite particles and a binder to a bowl, and stirring the negative electrode slurry using a pestle.
청구항 1에 있어서,
상기 사발에 투입되는 음극 슬러리 내 흑연계 입자는 블록형 인조흑연, 분체형 인조흑연, 인편상 천연흑연 및 구형화 천연흑연으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나인 흑연계 입자 개질 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the graphite particles in the negative electrode slurry injected into the bowl are at least one selected from the group consisting of block-type artificial graphite, powder-type artificial graphite, scaly natural graphite, and spherical natural graphite.
청구항 1에 있어서,
상기 사발에 투입되는 음극 슬러리 내 흑연계 입자의 평균 입경(D50)은 3㎛ 내지 10㎛인 흑연계 입자 개질 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the average particle diameter (D 50 ) of the graphite particles in the negative electrode slurry charged into the bowl is 3 탆 to 10 탆.
청구항 1에 있어서,
상기 사발에 투입되는 음극 슬러리 내 흑연계 입자의 탭 밀도는 0.84g/cc미만인 흑연계 입자 개질 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the tap density of the graphite particles in the negative electrode slurry injected into the bowl is less than 0.84 g / cc.
청구항 1에 있어서,
상기 막자에 의해 상기 음극 슬러리에 가해지는 압력은 0.5kg/cm2 내지 2kg/cm2인 흑연계 입자 개질 방법.
The method according to claim 1,
And the pressure applied to the negative electrode slurry by the pestle is 0.5 kg / cm 2 to 2 kg / cm 2 .
청구항 1에 있어서,
상기 흑연계 입자 개질 방법에 의해 개질된 흑연계 입자의 탭 밀도는 0.9g/cc이상인 흑연계 입자 개질 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the tap density of the graphite-based particles modified by the graphite-based particle modifying method is 0.9 g / cc or more.
청구항 1에 있어서,
상기 음극 슬러리는 음극 활물질을 더 포함하는 흑연계 입자 개질 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the negative electrode slurry further comprises a negative electrode active material.
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