KR20190119508A - 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지 - Google Patents

전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지 Download PDF

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Abstract

본 개시는 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지에 관한 것으로서, 이 전극 조립체는, 두께 방향으로 중첩되어 위치하는 복수의 단위 셀, 상기 복수의 단위 셀의 최외측 제1 면에 위치하는 제1 기능성 단위 셀, 및 상기 제1 면의 반대 면 최외측인 제2 면에 위치하는 제2 기능성 단위 셀을 포함하고, 상기 제1 기능성 단위 셀 및 상기 제2 기능성 단위 셀은, 각각, 음극, 양극 및 상기 음극과 상기 양극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 외곽 단위 셀을 포함하며, 상기 양극은, 양극 집전체, 상기 양극 집전체의 적어도 일 면에 위치하고 제1 기준 전위를 갖는 양극 활물질을 포함하는 양극 활물질층, 그리고 상기 양극 활물질층 상에 위치하며, 제1 기준 전위 보다 낮은 제2 기준 전위를 갖는 제1 활물질을 포함하는 제1 기능층을 포함할 수 있다.

Description

전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지{ELECTRODE ASSEMBLY AND RECHARGEABLE BATTERY INCLUDING SAME}
본 개시는 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지에 관한 것이다.
휴대 전화, 노트북, 스마트폰 등의 이동 정보 단말기의 구동 전원으로는 높은 에너지 밀도를 가지면서도 휴대가 용이한 리튬 이차 전지가 주로 사용되고 있다.
특히, 최근에는 에너지 밀도가 높은 특성을 이용하여 리튬 이차 전지를 하이브리드 자동차나 전지 자동차의 구동용 전원 또는 전력 저장용 전원으로 사용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
이처럼 자동차 등에 적용되는 리튬 이차 전지에 대한 주요 연구 과제 중의 하나는 리튬 이차 전지의 고용화에 있다. 리튬 이차 전지의 고용량화를 위한 방안으로, 예를 들면, 전지의 두께 및/또는 크기를 증가시키는 방안이 제안되었다.
그러나 이와 같이 리튬 이차 전지의 두께가 두꺼워지거나 크기가 커지는 경우, 전지의 내/외부에서 방열 차이가 발생할 수 있고, 이 경우 리튬 이차 전지의 안전성이 크게 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 리튬 이차 전지의 안전성을 향상시킴과 동시에 고출력 및 고에너지 밀도를 확보할 수 있는 기술 개발을 위하여 다양한 연구가 진행되고 있다.
본 개시는, 우수한 수명 및 용량 특성을 가지면서도 안전성이 우수한 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지를 제공하고자 한다.
일 측면에서, 본 개시는, 두께 방향으로 중첩되어 위치하는 복수의 단위 셀; 상기 복수의 단위 셀의 최외측 제1 면에 위치하는 제1 기능성 단위 셀; 및 상기 제1 면의 반대 면 최외측인 제2 면에 위치하는 제2 기능성 단위 셀을 포함하고, 상기 제1 기능성 단위 셀 및 상기 제2 기능성 단위 셀은, 각각, 음극, 양극 및 상기 음극과 상기 양극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 외곽 단위 셀을 포함하며, 상기 양극은, 양극 집전체, 상기 양극 집전체의 적어도 일 면에 위치하고 제1 기준 전위를 갖는 양극 활물질을 포함하는 양극 활물질층, 그리고 상기 양극 활물질층 상에 위치하며, 상기 제1 기준 전위 보다 낮은 제2 기준 전위를 갖는 제1 활물질을 포함하는 제1 기능층을 포함하는 전극 조립체를 제공한다.
다른 측면에서, 본 개시는, 두께 방향으로 중첩되어 위치하는 복수의 단위 셀; 및 상기 복수의 단위 셀의 두께 방향 중앙에 위치하는 제3 기능성 단위 셀을 포함하고, 상기 제3 기능성 단위 셀은, 음극, 양극 및 상기 음극과 상기 양극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 중앙 단위 셀을 포함하며, 상기 양극은, 양극 집전체, 상기 양극 집전체의 적어도 일 면에 위치하고 제1 기준 전위를 갖는 양극 활물질을 포함하는 양극 활물질층, 그리고 상기 양극 활물질층 상에 위치하며, 상기 제1 기준 전위 보다 낮은 제3 기준 전위를 갖는 제2 활물질을 포함하는 제2 기능층을 포함하는 전극 조립체를 제공한다.
또다른 측면에서, 본 개시는, 상기 전극 조립체를 포함하는 이차 전지를 제공한다.
일 구현예에 따른 전극 조립체를 적용하는 경우 우수한 수명 특성 및 용량 특성을 가짐과 동시에 안전성을 향상된 이차 전지를 구현할 수 있다.
도 1은 본 기재의 제1 구현예에 따른 전극 조립체의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 1a는 다른 일 구현예에 따른 양극을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2은 도 1의 변형예를 도시한 것이다.
도 3은 본 기재의 제2 구현예에 따른 전극 조립체의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 기재의 제3 구현예에 따른 전극 조립체의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5는 일 구현예에 따른 원통형 이차 전지의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 구현예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
일 측면에서 본 개시는 우수한 수명 특성 및 용량 특성을 가짐과 동시에 안정성이 향상된 전극 조립체를 제공한다.
이하에서, 양극 활물질의 기준 전위는 리튬 금속을 기준(Li/Li+)으로 한 방전 평균 전위를 의미한다. 또한, 단위 셀은 양극, 세퍼레이터 및 음극이 차례로 적층된 전극군을 의미한다.
도 1에는 본 기재의 제1 구현예에 따른 전극 조립체의 구조를 개략적으로 나타내었다.
도 1을 참고하면, 제1 구현예에 따른 전극 조립체(200)는 복수의 단위 셀(10), 제1 기능성 단위 셀(110) 및 제2 기능성 단위 셀(120)을 포함한다.
상기 복수의 단위 셀(10)은 두께 방향으로 중첩되어 위치한다. 도 1에는 편의상 특정 개수의 단위 셀(10)이 적층된 모습을 도시하였으나, 적층되는 단위 셀(10)의 개수는 필요에 따라 적절하게 조절할 수 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 기능성 단위 셀(110) 및 상기 제2 기능성 단위 셀(120)은 최외곽에 위치할 수 있으며, 이에 이하 설명에서는 외곽 단위 셀이라고 칭한다.
상기 외곽 단위 셀은, 이를 확대하여 나타낸 바와 같이, 음극(4), 양극(2) 및 상기 음극과 양극 사이에 개재된 세퍼레이터(3)를 포함한다.
먼저, 상기 양극(2)은, 양극 집전체(2a) 및 상기 양극 집전체(2a)의 적어도 일 면에 위치하며 양극 활물질을 포함하는 양극 활물질층(2b), 그리고 상기 양극 활물질층(2b) 상에 위치하며, 제1 활물질을 포함하는 제1 기능층(2c)을 포함한다. 도 1에서 상기 양극(2)은 양극 활물질층이 집전체의 일면에 위치하는 구성만 나타낸 것이나, 양극 활물질은 집전체의 양면에 위치할 수 있으며, 또한, 제1 기능층이 집전체의 일면에 위치하여 세퍼레이터와 접하는 구성만 나타낸 것이나, 도 1a에 나타낸 것과 같이, 양극 활물질층(2b, 2d)이 집전체의 양면에 위치하는 경우, 양면에 위치한 양극 활물질층(2b, 2d) 상에 제1 기능층(2a, 2e)이 각각 위치하는 형태로 위치할 수도 있다.
일 구현예에서, 상기 양극 활물질층에 포함되는 양극 활물질은 제1 기준 전위를 가지며, 상기 제1 기능층에 포함되는 제1 활물질은 상기 양극 활물질의 제1 기준 전위 보다 낮은 제2 기준 전위를 갖는다.
상기 제1 기준 전위는, 예를 들면, 3.3V 내지 4.3V 범위일 수 있으며, 3.5V 내지 4.0V일 수 있다.
본 명세서에서 상기 양극 활물질의 기준 전위인 제1 기준 전위는 리튬 금속을 기준(Li/Li+)으로 한 환원 평균 전위이다.
한편, 상기 양극 활물질은 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물(리티에이티드 인터칼레이션 화합물)을 포함할 수 있다. 상기 양극 활물질은, 예를 들면, 코발트, 망간, 니켈, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 금속과 리튬과의 복합 산화물 중 적어도 하나일 수 있다. 보다 구체적으로는 LiaA1-bXbD2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5); LiaA1-bXbO2-cDc(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤0.05); LiaE1-bXbO2-cDc(0.90 ≤ a ≤1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05); LiaE2-bXbO4-cDc(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤0.05); LiaNi1-b-cCobXcDα(0.90 ≤ a ≤1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 < α ≤2); LiaNi1-b-cCobXcO2-αTα(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2); LiaNi1-b-cCobXcO2-αT2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2); LiaNi1-b-cMnbXcDα(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤0.05, 0 < α ≤ 2); LiaNi1-b-cMnbXcO2-αTα(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2); LiaNi1-b-cMnbXcO2-αT2( 0.90 ≤ a ≤1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2); LiaNibEcGdO2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0.001 ≤ d ≤ 0.1); LiaNibCocMndGeO2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤0.5, 0.001 ≤ e ≤ 0.1); LiaNiGbO2(0.90 ≤ a ≤1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1) LiaCoGbO2(0.90 ≤ a ≤1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1); LiaMn1-bGbO2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1); LiaMn2GbO4(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1); QO2; QS2; LiQS2; V2O5; LiV2O5; LiZO2; LiNiVO4 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 화학식에 있어서, A는 Ni, Co, Mn, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; X는 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, 희토류 원소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; D는 O, F, S, P, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; E는 Co, Mn, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; T는 F, S, P, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; G는 Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; Q는 Ti, Mo, Mn, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; Z는 Cr, V, Fe, Sc, Y, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.
상기 양극에서, 상기 양극 활물질의 함량은 양극 활물질층 전체 중량에 대하여 90 중량% 내지 99.8 중량%일 수 있다.
필요에 따라, 상기 양극 활물질층은 바인더 및 도전재를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 바인더 및 도전재의 함량은 양극 활물질층 전체 중량에 대하여 각각 0.1 중량% 내지 5 중량%일 수 있다.
상기 바인더는 양극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 또한 양극 활물질을 전류 집전체에 잘 부착시키는 역할을 한다. 상기 바인더 대표적인 예로는 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로즈, 다이아세틸셀룰로즈, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지, 나일론 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용가능하다. 도전재의 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 탄소섬유 등의 탄소계 물질; 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유 등의 금속계 물질; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 폴리머; 또는 이들의 혼합물을 포함하는 도전성 재료를 들 수있다.
상기 양극 활물질층 상에는 제1 기능층이 위치하며, 상기 제1 기능층은, 상기 제1 기준 전위보다 낮은 제2 기준 전위를 갖는 제1 활물질을 포함한다. 예를 들면, 상기 제2 기준 전위는, 예를 들면, 1.5V 내지 3.8V 범위일 수 있고, 또는 3.0V 내지 3.5V 범위일 수 있다. 제1 활물질의 제2 기준 전위가 상기 수치 범위를 만족하면서 제 1 기준 전위보다 낮은 경우 양극 활물질 부반응을 억제하는 효과 및 안전성을 확보하는 장점이 있다.
본 명세서에서 제1 활물질의 기준 전위인 제2 기준 전위는 리튬 금속을 기준(Li/Li+)으로 한 환원 평균 전위이다.
상기 제1 활물질은 예를 들면, LiaFe1-gGgPO4(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ g ≤ 0.5); LiaMn1-gGgPO4(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ g ≤ 0.5); LiaCo1-gGgPO4(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ g ≤ 0.5); Li4-xMxTiyO12-z(0 ≤ x ≤ 3, 1 ≤ y ≤ 5, -0.3 ≤ z ≤ 0.3) 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 화학식에 있어서, G는 Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; M은 Mg, La, Tb, Gd, Ce, Pr, Nd, Sm, Ba, Sr, Ca 또는 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.
제1 활물질로 상기 활물질 중, 제 1 기준 전위보다 낮은 기준 전위를 갖는 것을 사용할 수 있다. 즉, 양극 활물질층에 포함되는 양극 활물질이 선택되면, 이 양극 활물질의 제1 기준 전위보다 낮은 제2 기준 전위를 갖는 활물질을 제1 활물질로 선택할 수 있다.
이와 같이, 제1 활물질을 상기 활물질층에 포함되는 양극 활물질 기준 전위 대비 낮은 기준 전위 값을 갖도록 선택하면, 양극의 부반응 및 안전성을 향상시킬 수 있어, 적절하다.
상기 제1 기능층은 바인더를 더욱 포함할 수 있다. 상기 제1 기능층이 바인더를 포함하는 경우, 제1 활물질의 함량은 제1 기능층 전체 중량에 대하여 90 중량% 내지 99.8 중량%일 수 있고, 상기 바인더의 함량은 제1 기능층 전체 중량에 대하여 0.2 중량% 내지 10 중량%일 수 있다. 일 구현예에 따른 상기 바인더의 함량은 1 중량% 내지 6 중량%일 수도 있다.
또한, 도 1a에 나타낸 것과 같이, 양극 활물질층이 전류 집전체의 양면에 위치하고, 상기 제1 기능층이 이 양극 활물질상에 각각 위치하는 경우, 전류 집전체의 양면에 위치하는 양극 활물질층을 각각 제1 양극 활물질층, 제2 양극 활물질층, 제1 기능층을 각각 제1a 기능층 및 제1b 기능층이라고 하면, 제1 양극 활물질층과 제2 양극 활물질층에 포함되는 양극 활물질은 제1 기준 전위를 갖는 상술한 양극 활물질 중에서, 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 상기 제1a 기능층 및 상기 제1b 기능층에 포함되는 활물질 또한 제2 기준 전위를 갖는 상술한 활물질 중에서, 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 외곽 단위 셀에서, 상기 제1 기준 전위 및 상기 제2 기준 전위의 차이는 0.01V 내지 2.0V 범위일 수 있다. 양극 활물질층에 포함되는 양극 활물질 및 제1 기능층에 포함되는 제1 활물질의 기준 전위 차이가 상기 범위를 만족하는 경우, 우수한 사이클 수명 특성 및 용량 특성을 나타낼 수 있고, 보다 우수한 안전성을 나타낼 수 있다.
상기 제1 기능층의 두께는 0.5㎛ 내지 8㎛일 수 있으며, 일 구현예에 따르면, 2㎛ 내지 5㎛일 수도 있다. 상기 제1 기능층의 두께가 상기 범위에 포함되는 경우, 도전성을 유지하면서, 양극 활물질층을 실질적으로 잘 커버하면서, 제1 기능층을 형성함에 따른 효과를 보다 적절하게 얻을 수 있다.
이와 같이 외곽 단위 셀이 양극 활물질층 상에 위치하는 제1 기능층을 포함하고, 상기 제1 기능층에 포함되는 제1 활물질이 양극 활물질의 제1 기준 전위 보다 낮은 제2 기준 전위를 갖는 양극을 포함하는 경우, 양극 활물질층의 과전압을 예방하여 부반응을 감소시켜주고, 낮은 기준 전위를 갖는 제1 활물질을 표면에 배치하여 내부 단락 발생시 발열량을 낮춰 안전성까지확보하여 발화를 예방할 수 있다.
상기 양극 집전체로는, 예를 들면, 알루미늄 박(foil), 니켈 박 또는 이들의 조합으로 이루어진 그룹에서 선택된 것을 사용할 수 있다.
한편, 상기 음극은 음극 집전체 및 상기 음극 집전체의 적어도 일면에 위치하는 음극 활물질층을 포함한다. 상기 음극 활물질층은, 음극 활물질을 포함한다.
상기 음극 활물질로는 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수있는 물질, 리튬 금속, 리튬 금속의 합금, 리튬에 도프 및 탈도프 가능한 물질 또는 전이 금속 산화물을 사용할 수 있다.
상기 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 물질로는, 그 예로 탄소 물질, 즉리튬 이차 전지에서 일반적으로 사용되는 탄소계 음극 활물질을 들수 있다. 탄소계 음극 활물질의 대표적인 예로는 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 이들을 함께 사용할 수 있다. 상기 결정질 탄소의 예로는 무정형, 판상, 편상(flake), 구형 또는 섬유형의 천연 흑연 또는 인조 흑연과 같은 흑연을 들 수 있고, 상기 비정질 탄소의 예로는 소프트 카본(soft carbon) 또는 하드 카본(hard carbon), 메조페이스 피치 탄화물, 소성된 코크스 등을 들 수 있다.
상기 리튬 금속의 합금으로는 리튬과, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Ra, Ge, Al 및 Sn으로 이루어진 군에서 선택되는 금속의 합금이 사용될 수 있다.
상기 리튬에 도프 및 탈도프 가능한 물질로는 실리콘계 물질, 예를 들면, Si, SiOx(0<x<2), Si-Q 합금(상기 Q는알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 원소, 14족 원소, 15족원소, 16족 원소, 전이금속, 희토류 원소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소이며, Si은아님), Si-탄소 복합체, Sn, SnO2, Sn-R 합금(상기 R은알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 원소, 14족 원소, 15족원소, 16족 원소, 전이금속, 희토류 원소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소이며, Sn은 아님), Sn-탄소 복합체 등을 들 수 있고, 또한 이들 중 적어도 하나와 SiO2를 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 원소 Q 및 R로는 Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Tc, Re, Bh, Fe, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Ge, P, As, Sb, Bi, S, Se, Te, Po, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.
상기 전이 금속 산화물로는 리튬 티타늄 산화물을 사용할 수 있다.
상기 음극 활물질 층에서 음극 활물질의 함량은 음극 활물질 층 전체 중량에 대하여 95 중량% 내지 99 중량%일 수 있다.
상기 음극 활물질 층은 음극 활물질과 바인더를 포함하며, 선택적으로 도전재를 더욱 포함할 수 있다.
상기 음극 활물질 층에서 음극 활물질의 함량은 음극 활물질 층 전체 중량에 대하여 95 중량% 내지 99 중량%일 수 있다. 상기 음극 활물질 층에서 바인더의 함량은 음극 활물질 층 전체 중량에 대하여 1 중량% 내지 5 중량%일 수 있다. 또한 도전재를 더욱 포함하는 경우에는 음극 활물질을 90 중량% 내지 99.4 중량%, 바인더를 0.5 내지 5 중량%, 도전재를 0.1 중량% 내지 5 중량% 사용할 수 있다.
상기 바인더는 음극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 또한 음극 활물질을 전류 집전체에 잘 부착시키는 역할을 한다. 상기 바인더로는 비수용성 바인더, 수용성 바인더 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.
상기 비수용성 바인더로는 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드이미드, 폴리이미드또는 이들의 조합을 들 수 있다.
상기 수용성 바인더로는 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 폴리비닐알콜, 폴리아크릴산 나트륨, 프로필렌과탄소수가 2 내지 8의 올레핀 공중합체, (메타)아크릴산과 (메타)아크릴산알킬에스테르의 공중합체 또는 이들의 조합을 들 수 있다.
상기 음극 바인더로 수용성 바인더를 사용하는 경우, 점성을 부여할 수 있는 셀룰로즈 계열 화합물을 증점제로 더욱 포함할 수 있다. 이 셀룰로즈 계열 화합물로는카르복시메틸 셀룰로즈, 하이드록시프로필메틸 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 또는 이들의 알칼리 금속염 등을 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 알칼리 금속으로는 Na, K 또는 Li를 사용할 수 있다. 이러한 증점제 사용 함량은 음극 활물질 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 3 중량부일 수 있다.
상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용가능하다. 도전재의 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 덴카 블랙, 탄소섬유 등의 탄소계 물질; 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유 등의 금속계 물질; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 폴리머; 또는 이들의 혼합물을 포함하는 도전성 재료를 들 수 있다.
상기 음극 집전체로는, 예를 들면, 구리 박, 니켈 박, 스테인레스강 박, 티타늄 박, 니켈 발포체(foam), 구리 발포체, 전도성 금속이 코팅된 폴리머 기재, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹에서 선택된 것을 사용할 수 있다.
한편, 상기 세퍼레이터는 양극 및 음극을 분리하고 리튬 이온의 이동 통로를 제공하는 것으로 리튬 이차 전지에서 통상적으로 사용되는 것이라면 모두 사용 가능하다. 즉, 전해질의 이온 이동에 대하여 저저항이면서 전해액 함습 능력이 우수한 것이 사용될 수 있다. 세퍼레이터는, 예를 들면, 유리 섬유, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 이들의 조합 중에서 선택된 것일 수 있으며, 부직포 또는 직포 형태의 기재일 수 있다. 또는, 상기 기재에 내열성 또는 기계적 강도 확보를 위해 세라믹 성분 또는 고분자 물질이 포함된 조성물을 이용한 코팅층이 형성된 세퍼레이터가 사용될 수도 있으며, 선택적으로단층 또는 다층 구조로 사용될 수 있다.
다음으로, 상기 두께 방향으로 중첩되어 위치하는 복수의 단위 셀(10)에 대하여 살펴보기로한다.
상기 각 단위 셀(10)은 음극, 양극 및 상기 음극과 상기 양극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함한다.
이때, 상기 음극 및 세퍼레이터는 전술한 외곽 단위 셀의 음극 및 세퍼레이터에서 설명한 것과 동일한 바, 여기서는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
다음 상기 양극은, 양극 집전체 및 상기 양극 집전체의 적어도 일 면에 위치하며 양극 활물질을 포함하는 양극 활물질층을 포함한다. 이때, 상기 양극 집전체 및 상기 양극 활물질층에 대한 구체적인 설명은 전술한 외곽 단위 셀의 양극에서 설명한 것과 동일한 바, 여기서는 구체적인 설명을 생략하기로 한다. 즉, 각 단위 셀(10)에서 양극은, 전술한 외곽 단위 셀의 양극에서 제1 기능층을 포함하지 않는 것을 제외하고는 동일한 구조 및 특징을 갖는다.
도 2에는 도 1의 변형예를 도시하였다.
도 2를 참고하면, 본 변형예에 따른 전극 조립체(210)는 최외곽에 위치하는 제1 및 제2 기능성 단위 셀(110, 120)을 각각 복수로 포함할 수 있다.
도 2에는 편의상 제1 및 제2 기능성 단위 셀(110, 120) 각각 2개 포함되는 경우를 나타내었다. 그러나 필요에 따라, 상기 제1 및 제2 기능성 단위 셀(110, 120)의 개수는 적절하게 조절할 수 있음은 물론이다.
본 변형예에서, 제1 및 제2 기능성 단위 셀(110, 120) 각각이 복수 개로 포함되는 것을 제외한 다른 특징은 도 1을 참고하여 설명한 제1 구현예에 따른 전극 조립체와 동일한 바, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 3에는 본 기재의 제2 구현예에 따른 전극 조립체의 구조를 개략적으로 나타내었다.
도 3을 참고하면, 제2 구현예에 따른 전극 조립체(201)는, 복수의 단위 셀(10), 제1 기능성 단위 셀(110), 제2 기능성 단위 셀(120) 및 제3 기능성 단위 셀(130)을 포함한다.
상기 제3 기능성 단위 셀(130)은, 복수의 단위 셀(10)의 두께 방향 중앙에 위치하므로, 중앙 단위 셀이라 한다. 이때, 상기 전극 조립체(201)은 적어도 하나의 상기 제3 기능성 단위 셀(130)을 포함할 수 있다.
상기 중앙 단위 셀은, 음극, 양극 및 상기 음극과 상기 양극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함한다.
본 구현예에서 중앙 단위 셀의 양극은, 양극 집전체 및 상기 양극 집전체의 적어도 일 면에 위치하며 양극 활물질을 포함하는 양극 활물질층, 그리고 상기 양극 활물질층 상에 위치하는 제2 기능층을 포함한다.
상기 양극 활물질은 제1 기준 전위를 가지며, 상기 제2 기능층에 포함되는 제2 활물질은 상기 양극 활물질의 제1 기준 전위 보다 낮은 제3 기준 전위를 갖는다.
상기 제1 기준 전위는, 예를 들면, 3.3V 내지 4.3V 범위일 수 있으며, 3.5V 내지 4.0V일 수 있다.
본 구현예에서, 상기 양극 집전체, 상기 양극 활물질을 포함하는 양극 활물질층, 음극 및 세퍼레이터에 대한 구체적인 설명은 도 1을 참고하여 설명한 제1 구현예에 따른 전극 조립체에서 전술한 것과 동일한 바 여기서는 생략하기로 한다.
다음으로, 상기 양극 활물질층 상에는 제2 기능층이 위치하며, 상기 제2 기능층은, 상기 제1 기준 전위보다 낮은 제3 기준 전위를 갖는 제2 활물질을 포함한다.
상기 제3 기준 전위는, 예를 들면, 1.5V 내지 3.8V 범위일 수 있고, 또는 3.0V 내지 3.5V 범위일 수 있다. 제2 활물질의 제3 기준 전위가 상기 수치 범위를 만족하는 경우 제 1 기준 전위보다 낮은 경우 양극 활물질 부반응을 억제하는 효과 및 안전성을 확보하는 장점이 있다.
본 명세서에서 제2 활물질의 기준 전위인 제3 기준 전위는 리튬 금속을 기준(Li/Li+)으로 한 환원 평균 전위이다.
상기 제2 활물질은, 상기 제1 활물질로 예시된 활물질 중 적어도 하나일 수 있다. 제2 활물질 또한, 제1 활물질과 같이, 양극 활물질층에 포함되는 활물질보다 낮은 기준 전위를 갖는 것을 사용하는 것으로서, 즉, 양극 활물질층에 포함되는 양극 활물질이 선택되면, 이 양극 활물질의 제1 기준 전위보다 낮은 제3 기준 전위를 갖는 활물질을 제2 활물질로 선택할 수 있다.
상기 중앙 단위 셀(101)에서, 상기 제1 기준 전위 및 상기 제3 기준 전위의 차이는 0.01V 내지 2.0V 범위일 수 있다. 양극 활물질층에 포함되는 양극 활물질 및 제1 기능층에 포함되는 제1 활물질의 기준 전위 차이가 상기 범위를 만족하는 경우, 우수한 사이클 수명 특성 및 용량 특성을 나타낼 수 있고, 보다 우수한 안전성을 나타낼 수 있다.
본 구현예와 같이, 복수의 단위 셀(10)의 마주보는 최외측 제1 및 제2 면에 제1 및 제2 기능성 단위 셀(110, 120)을 포함함과 동시에 두께 방향 중앙에 위치하는 제3 기능성 단위 셀(130)을 더 포함하는 경우, 용량은 확보하면서, 관통 등의 물리적 충격이 가해지는 경우, 야기될 수 있는 열 발생을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
도 3에는 편의상 제3 기능성 단위 셀(130)이 1개 포함되는 경우를 나타내었다. 그러나 필요에 따라, 상기 제3 기능성 단위 셀(130)은, 2개 이상 포함될 수 있으며, 이는 적절하게 조절할 수 있다.
제2 구현예에서, 상기 제3 기능성 단위 셀(130)을 더 포함하는 것을 제외한 다른 구성은 도 1을 참고하여 설명한 제1 구현예에 따른 전극 조립체와 동일하다.
도 4에는 본 기재의 제3 구현예에 따른 전극 조립체의 구조를 개략적으로 나타내었다.
도 4를 참고하면, 제3 구현예에 따른 전극 조립체(202)는, 복수의 단위 셀(10) 및 제3 기능성 단위 셀(130)을 포함한다.
상기 제3 기능성 단위 셀(130)은, 복수의 단위 셀(10)의 두께 방향 중앙에 위치하므로, 중앙 단위 셀이라 한다. 이때, 상기 전극 조립체(202)는 적어도 하나의 제3 기능성 단위 셀(130)을 포함할 수 있다.
상기 중앙 단위 셀은, 음극, 양극 및 상기 음극과 상기 양극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함한다.
본 구현예에서 중앙 단위 셀(101)의 양극은, 양극 집전체 및 상기 양극 집전체의 적어도 일 면에 위치하며 양극 활물질을 포함하는 양극 활물질층, 그리고 상기 양극 활물질층 상에 위치하는 제2 기능층을 포함한다.
상기 양극 활물질은 제1 기준 전위를 가지며, 상기 제2 기능층에 포함되는 제2 활물질은 상기 양극 활물질의 제1 기준 전위 보다 낮은 제3 기준 전위를 갖는다.
상기 제1 기준 전위는, 예를 들면, 3.3V 내지 4.3V 범위일 수 있으며, 3.5V 내지 4.0V일 수 있다.
본 구현예에서, 상기 양극 집전체, 상기 양극 활물질을 포함하는 양극 활물질층, 음극 및 세퍼레이터에 대한 구체적인 설명은 도 1을 참고하여 설명한 제1 구현예에 따른 전극 조립체에서 전술한 것과 동일한 바 여기서는 생략하기로 한다.
다음으로, 상기 양극 활물질층 상에는 제2 기능층이 위치하며, 상기 제2 기능층은, 상기 제1 기준 전위보다 낮은 제3 기준 전위를 갖는 제2 활물질을 포함한다.
상기 제2 기능층에 대한 구체적인 설명은 도 3을 참고하여 설명한 제2 구현예에 따른 전극 조립체에서 전술한 것과 동일한 바 여기서는 생략하기로 한다.
본 구현예와 같이 복수의 단위 셀(10) 두께 방향 중앙에 중앙 단위 셀(130)이 위치하고, 상기 중앙 단위 셀(130)이 양극 활물질층 상에 위치하는 제2 기능층을 포함하고, 상기 제2 기능층에 포함되는 제2 활물질이 양극 활물질의 제1 기준 전위 보다 낮은 제3 기준 전위를 갖는 양극을 포함하는 경우, 전극 조립체의 중심부분까지 관통되는 등의 물리적인 충격이 가해지는 경우, 중심부에서발생되는 열을 감소시킬 수 있어, 안전성을 보다 향상시킬 수 있다.
도 4에는 편의상 제3 기능성 단위 셀(130) 1개의 중앙 단위 셀(101)을 포함하는 경우를 나타내었다. 그러나 필요에 따라, 상기 제3 기능성 단위 셀(130)은, 2개 이상의 중앙 단위 셀을 포함할 수 있으며, 이는 적절하게 조절할 수 있다.
제3 구현예에서, 제1 기능성 단위 셀 및 제2 기능성 단위 셀을 포함하지 않고 상기 제3 기능성 단위 셀(130)을 포함하는 것을 제외한 다른 구성은 도 1을 참고하여 설명한 제1 구현예에 따른 전극 조립체와 동일하다.
한편, 다른 측면에서 본 개시는 전술한 구현예들 중 하나에 따른 전극 조립체를 포함하는 이차 전지를 제공한다.
일 구현예에 따른 이차 전지는, 전술한 구현예들 및 변형예에 따른 전극 조립체 및 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스를 포함한다.
전극 조립체에 관한 구체적인 설명은 전술한 것과 동일한 바 여기서는 생략하기로 한다.
전술한 전극 조립체들에서 각 단위 셀, 외곽 단위 셀 및 중앙 단위 셀에 포함되는 양극, 음극 및 세퍼레이터는 전해액에 함침되어 있을 수 있다.
상기 전해액은 비수성 유기 용매와 리튬염을 포함한다.
비수성 유기 용매는 전지의 전기화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 한다.
비수성 유기용매로는 카보네이트계, 에스테르계, 에테르계, 케톤계, 알코올계, 또는 비양성자성 용매를 사용할 수 있다. 상기 카보네이트계 용매로는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 메틸에틸 카보네이트(MEC), 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC) 등이 사용될 수 있으며, 상기 에스테르계 용매로는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트, 디메틸아세테이트, 메틸프로피오네이트, 에틸프로피오네이트, γ-부티로락톤, 데카놀라이드(decanolide), 발레로락톤, 메발로노락톤(mevalonolactone), 카프로락톤(caprolactone), 등이 사용될 수 있다. 상기 에테르계 용매로는 디부틸 에테르, 테트라글라임, 디글라임, 디메톡시에탄, 2-메틸테트라히드로퓨란, 테트라히드로퓨란 등이 사용될 수 있으며, 상기 케톤계 용매로는 시클로헥사논 등이 사용될 수 있다. 또한 상기 알코올계 용매로는 에틸알코올, 이소프로필 알코올 등이 사용될 수 있으며, 상기 비양성자성 용매로는 R-CN(R은 탄소수 2 내지 20의 직쇄상, 분지상, 또는 환 구조의 탄화수소기이며, 이중결합 방향 환 또는 에테르 결합을 포함할 수 있다) 등의 니트릴류, 디메틸포름아미드 등의 아미드류, 1,3-디옥솔란 등의 디옥솔란류, 설포란(sulfolane)류 등이 사용될 수 있다.
비수성 유기 용매는 단독으로 또는 하나 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 하나 이상 혼합하여 사용하는 경우의 혼합 비율은 목적하는 전지 성능에 따라 적절하게 조절할 수 있고, 이는 당해 분야에 종사하는 사람들에게는 널리 이해될 수 있다.
또한, 카보네이트계 용매의 경우 환형(cyclic) 카보네이트와 사슬형(chain) 카보네이트를 혼합하여 사용하는 것이 좋다. 이 경우 환형 카보네이트와 사슬형 카보네이트는 1:1 내지 1:9의 부피비로 혼합하여 사용하는 것이 전해액의 성능이 우수하게 나타날 수 있다.
본기재의 비수성 유기용매는 카보네이트계 용매에 방향족 탄화수소계 유기용매를 더 포함할 수도 있다. 이때 상기 카보네이트계 용매와 방향족 탄화수소계 유기용매는 1:1 내지 30:1의 부피비로 혼합될 수 있다.
방향족 탄화수소계 유기용매로는 하기 화학식 1의 방향족 탄화수소계 화합물이 사용될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
화학식 1에서, R1 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하며 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 할로알킬기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이다.
방향족 탄화수소계 유기용매의 구체적인 예로는 벤젠, 플루오로벤젠, 1,2-디플루오로벤젠, 1,3-디플루오로벤젠, 1,4-디플루오로벤젠, 1,2,3-트리플루오로벤젠, 1,2,4-트리플루오로벤젠, 클로로벤젠, 1,2-디클로로벤젠, 1,3-디클로로벤젠, 1,4-디클로로벤젠, 1,2,3-트리클로로벤젠, 1,2,4-트리클로로벤젠, 아이오도벤젠, 1,2-디아이오도벤젠, 1,3-디아이오도벤젠, 1,4-디아이오도벤젠, 1,2,3-트리아이오도벤젠, 1,2,4-트리아이오도벤젠, 톨루엔, 플루오로톨루엔, 2,3-디플루오로톨루엔, 2,4-디플루오로톨루엔, 2,5-디플루오로톨루엔, 2,3,4-트리플루오로톨루엔, 2,3,5-트리플루오로톨루엔, 클로로톨루엔, 2,3-디클로로톨루엔, 2,4-디클로로톨루엔, 2,5-디클로로톨루엔, 2,3,4-트리클로로톨루엔, 2,3,5-트리클로로톨루엔, 아이오도톨루엔, 2,3-디아이오도톨루엔, 2,4-디아이오도톨루엔, 2,5-디아이오도톨루엔, 2,3,4-트리아이오도톨루엔, 2,3,5-트리아이오도톨루엔, 자일렌, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이다.
비수성 전해질은 전지 수명을 향상시키기 위하여 비닐렌 카보네이트 또는 하기 화학식 2의 에틸렌 카보네이트계 화합물을 더욱 포함할 수도 있다.
[화학식 2]
Figure pat00002
화학식 2에서, R7 및 R8는 서로 동일하거나 상이하며, 수소, 할로겐기, 시아노기(CN), 니트로기(NO2) 및 불소화된 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 R7과 R8 중 적어도 하나는 할로겐기, 시아노기(CN), 니트로기(NO2) 및 불소화된 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되나, 단 R7과 R8이 모두 수소는 아니다.
에틸렌 카보네이트계 화합물의 대표적인 예로는 디플루오로에틸렌카보네이트, 클로로에틸렌 카보네이트, 디클로로에틸렌 카보네이트, 브로모에틸렌 카보네이트, 디브로모에틸렌 카보네이트, 니트로에틸렌 카보네이트, 시아노에틸렌 카보네이트 또는 플루오로에틸렌 카보네이트 등을 들 수 있다. 이러한 수명 향상 첨가제를 더욱 사용하는 경우 그 사용량은 적절하게 조절할 수 있다.
리튬염은 유기 용매에 용해되어, 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬 이차 전지의 작동을 가능하게 하고, 양극과 음극 사이의 리튬 이온의 이동을 촉진하는 역할을 하는 물질이다. 이러한 리튬염의 대표적인 예로는 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiN(SO2C2F5)2, Li(CF3SO2)2N, LiN(SO3C2F5)2, LiC4F9SO3, LiClO4, LiAlO2, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수이고, 1 내지 20의 정수임), LiCl, LiI 및 LiB(C2O4)2(리튬 비스옥살레이트 보레이트(lithium bis(oxalato) borate; LiBOB)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 지지(supporting) 전해염으로 포함한다. 리튬염의 농도는 0.1 내지 2.0M 범위 내에서 사용하는 것이 좋다. 리튬염의 농도가 상기 범위에 포함되면, 전해질이 적절한 전도도 및 점도를 가지므로 우수한 전해질 성능을 나타낼 수 있고, 리튬 이온이 효과적으로 이동할 수 있다.
상기 케이스는 전극 조립체의 형태에 따라 파우치형, 각형 또는 원통형일 수 있다. 각 케이스에 대해서는 당해 기술 분야에 일반적으로 사용되는 것을 제한 없이 이용할 수 있는 바, 본 명세서에서 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 일 구현예에 따른 이차 전지는 상기 전극 조립체 형상을 유지하며, 일반적으로 파우치형에 해당하는 스택형일 수도 있고, 또는 상기 전극 조립체가 권취된 권취형 또는 젤리롤형일 수 있으며, 예를 들어, 원통형 또는 각형일 수 있다. 도 5는 일 구현예에 따른 원통형 이차 전지의 단면을 나타낸 것이며, 이 전지(1)는 양극(2)과, 음극(4) 사이에 세퍼레이터(3)을 개재하여 귄취된 전극 조립체와, 상기 전극 조립체가 내장되는 케이스(5)와, 케이스(5)를 봉입하는 봉입 부재(6)을 포함할 수 있다. 상기 양극(10), 상기 음극(20) 및 상기 세퍼레이터(30)는 전해액(미도시)에 함침되어 있을 수 있다. 도 5에 나타낸 양극(2)은 제1 기능층(2c)이 상기 양극 집전체(2a)의 일 면에 위치하며 양극 활물질을 포함하는 양극 활물질층(2b) 상에 위치하는 일 구현예를 나타낸 것이나, 앞서 설명한 바와 같이, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 일 구현예에 따른 이차 전지는 이를 하나 이상 포함하는 장치에 제공될 수 있다. 이러한 장치로는, 예를 들면, 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 파워 툴, 웨어러블 전자기기, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장 장치로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다. 이와 같이 이차 전지를 적용하는 장치들은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 구체적인 설명을 생략한다.
이하 실시예를 통하여 본 기재를 구체적으로 살펴보기로한다.
실시예 1
(1) 단위 셀의 제조
LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 양극 활물질 94 중량%, 폴리비닐리덴 플루오라이드 바인더 3 중량% 및 케첸 블랙 도전재 3 중량%를 N-메틸피롤리돈 용매 중에서 혼합하여 양극 활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 활물질 슬러리를 알루미늄 집전체의 양면에 도포, 건조 및 압연하여, 양극 활물질층이 형성된 양극을 제조하였다.
흑연 98 중량%, 카르복시메틸 셀룰로즈 0.8 중량% 및 스티렌-부타디엔 러버 1.2 중량%를 순수 중에서 혼합하여 음극 활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 음극 활물질 슬러리를 구리 집전체의 양면에 도포, 건조 및 압연하여 음극 활물질층이형성된 음극을 제조하였다.
상기 음극, 폴리에틸렌및 폴리프로필렌의 다층 기재로 구성된 세퍼레이터, 상기 양극을 순서대로 적층하여 단위 셀을 제조하였다.
(2) 외곽 단위 셀의 제조
LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 조성이며, 기준 전위(리튬 금속을 기준(Li/Li+)으로 한 환원 평균 전위)가 3.67V인 양극 활물질 94 중량%, 폴리비닐리덴 플루오라이드 바인더 3 중량% 및 케첸 블랙 도전재 3 중량%를 N-메틸피롤리돈 용매 중에서 혼합하여 양극 활물질 슬러리를 제조하였다.
LiFePO4 조성이며, 기준 전위가 3.15V인 제1 활물질 95 중량% 및 폴리비닐리덴 플루오라이드 바인더 5 중량%를 N-메틸피롤리돈 용매 중에서 혼합하여 제1 기능층 형성 조성물을 제조하였다.
상기 양극 활물질 슬러리를 알루미늄 집전체의 양면에 도포, 건조 및 압연하여, 양극 활물질층을 형성한 후, 상기 양극 활물질층 상에 상기 제1 기능층 형성 조성물을 도포, 건조 및 압연하여 제1 기능층을 형성하였다. 이에 따라, 양극 활물질층 상에 제1 기능층이 형성된 양극을 제조하였다.
상기 (1)과 동일한 방법으로 음극을 제조하였다.
상기 음극, 폴리에틸렌및 폴리프로필렌의 다층 기재로 구성된 세퍼레이터, (2)에서 제조한 양극을 순서대로 적층하여 외곽 단위 셀을 제조하였다.
(3) 이차 전지의 제조
(1)에서 제조된 단위 셀 (13)개가 두께 방향으로 중첩된 적층체를 제조하였다. (2)에서 제조된 외곽 단위 셀을 상기 적층체의 최외측 제1 및 제2 면에 각각 적층하여 도 1과 같은 구조의 전극 조립체를 제조한 후 케이스에 수납하고 전해액을 주입하여 이차 전지를 제조하였다.
상기 전해액으로는 1.0M LiPF6가 용해된 에틸렌 카보네이트(EC) 및 디에틸 카보네이트(DEC)의 혼합 용매(50 : 50 부피비)를 사용하였다.
실시예 2
(1) 단위 셀의 제조
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 단위 셀을 제조하였다.
(2) 외곽 단위 셀의 제조
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 외곽 단위 셀을 제조하였다.
(3) 중앙 단위 셀의 제조
LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 조성이며, 기준 방전 평균 전위가 3.67V인 양극 활물질 94 중량%, 폴리비닐리덴 플루오라이드 바인더 3 중량% 및 케첸 블랙 도전재 3 중량%를 N-메틸피롤리돈 용매 중에서 혼합하여 양극 활물질 슬러리를 제조하였다.
LiFePO4 조성이며, 기준 전위가 3.15V인 제1 활물질 95 중량% 및 폴리비닐리덴 플루오라이드 바인더 5 중량%를 N-메틸피롤리돈 용매 중에서 혼합하여 제1 기능층 형성 조성물을 제조하였다.
상기 양극 활물질 슬러리를 알루미늄 집전체의 양면에 도포, 건조 및 압연하여, 양극 활물질층을 형성한 후, 상기 양극 활물질층 상에 상기 제1 기능층 형성 조성물을 도포, 건조 및 압연하여 제1 기능층을 형성하였다. 이에 따라, 양극 활물질층 상에 제1 기능층이 형성된 양극을 제조하였다.
상기 (1)과 동일한 방법으로 음극을 제조하였다.
상기 음극, 폴리에틸렌및 폴리프로필렌의 다층 기재로 구성된 세퍼레이터, (2)에서 제조한 양극을 순서대로 적층하여 중앙 단위 셀을 제조하였다.
(4) 이차 전지의 제조
실시예 2의 (1)에서 제조된 단위 셀 13개가 두께 방향으로 중첩된 적층체를 제조하였다. 실시예 2의 (2)에서 제조된 외곽 단위 셀을 상기 적층체의 최외측 제1 및 제2 면에 각각 적층하고, 실시예 2의 (3)에서 제조된 중앙 단위 셀을 상기 적층체의 두께 방향 중앙에 배치하여 도 3과 같은 구조의 전극 조립체를 제조한 후 케이스에 수납하고 전해액을 주입하여 이차 전지를 제조하였다.
상기 전해액으로는1.0M LiPF6가 용해된 에틸렌 카보네이트(EC) 및 디에틸 카보네이트(DEC)의 혼합 용매(50 : 50 부피비)를 사용하였다.
실시예 3
(1) 단위 셀의 제조
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 단위 셀을 제조하였다.
(2) 중앙 단위 셀의 제조
상기 실시예 2와 동일한 방법으로 중앙 단위 셀을 제조하였다.
(3) 이차 전지의 제조
실시예 3의 (1)에서 제조된 단위 셀 13개가 두께 방향으로 중첩된 적층체를 제조하였다. 상기 실시예 3의 (2)에서 제조된 중앙 단위 셀을 상기 적층체의 두께 방향 중앙에 배치하여 도 4와 같은 구조의 전극 조립체를 제조한 후 케이스에 수납하고 전해액을 주입하여 이차 전지를 제조하였다.
상기 전해액으로는1.0M LiPF6가 용해된 에틸렌 카보네이트(EC) 및 디에틸 카보네이트(DEC)의 혼합 용매(50 : 50 부피비)를 사용하였다.
비교예 1
(1) 단위 셀의 제조
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 단위 셀을 제조하였다.
(2) 이차 전지의 제조
(1)에서 제조된 단위 셀 13개가 두께 방향으로 중첩된 전극 조립체를 제조하였다. 상기 전극 조립체를 케이스에 수납하고 전해액을 주입하여 이차 전지를 제조하였다.
상기 전해액으로는1.0M LiPF6가 용해된 에틸렌 카보네이트(EC) 및 디에틸 카보네이트(DEC)의 혼합 용매(50 : 50 부피비)를 사용하였다.
비교예 2
(1) 단위 셀의 제조
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 단위 셀을 제조하였다.
(2) 외곽 단위 셀의 제조
LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 조성이며, 기준 전위가 3.67V인 양극 활물질 94 중량%, 폴리비닐리덴 플루오라이드 바인더 3 중량% 및 케첸 블랙 도전재 3 중량%를 N-메틸피롤리돈 용매 중에서 혼합하여 양극 활물질 슬러리를 제조하였다.
LiCoO2 조성이며, 기준 전위가 3.85V인 제1 활물질 94 중량%, 폴리비닐리덴 플루오라이드 바인더 3 중량% 및 케첸 블랙 도전재 3 중량%를 N-메틸피롤리돈 용매 중에서 혼합하여 제1 기능층 형성 조성물을 제조하였다.
상기 양극 활물질 슬러리를 알루미늄 집전체의 양면에 도포, 건조 및 압연하여, 양극 활물질층을 형성한 후, 상기 양극 활물질층 상에 상기 제1 기능층 형성 조성물을 도포, 건조 및 압연하여 제1 기능층을 형성하였다. 이에 따라, 양극 활물질층 상에 제1 기능층이 형성된 양극을 제조하였다.
상기 (1)과 동일한 방법으로 음극을 제조하였다.
상기 음극, 폴리에틸렌및 폴리프로필렌의 다층 기재로 구성된 세퍼레이터, (2)에서 제조한 양극을 순서대로 적층하여 외곽 단위 셀을 제조하였다.
(3) 이차 전지의 제조
(1)에서 제조된 단위 셀 13개가 두께 방향으로 중첩된 적층체를 제조하였다. (2)에서 제조된 외곽 단위 셀을 상기 적층체의 최외측 제1 및 제2 면에 각각 적층하여 도 1과 같은 구조의 전극 조립체를 제조한 후 케이스에 수납하고 전해액을 주입하여 이차 전지를 제조하였다.
상기 전해액으로는1.0M LiPF6가 용해된 에틸렌 카보네이트(EC) 및 디에틸 카보네이트(DEC)의 혼합 용매(50 : 50 부피비)를 사용하였다.
실험예 1 : 충방전 특성 및 수명 특성 측정
실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 2에 따라 제조된 이차 전지를 정전류 및 정전압으로0.1C, 4.3V, 0.05C 컷-오프 충전하고, 10분간 휴지한 후, 정전류로 0.1C, 2.7V 컷-오프 방전하고, 10분간 휴지하는 충방전 사이클을 1회 실시한 후 충방전 용량을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
다음, 동일한 조건의 충방전을 500회 실시하고, 방전 용량을 측정하였다. 1회 방전 용량에 대한 500회 사이클에서의 용량 유지율을 구하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
충전용량 방전용량 용량 유지율
(Retention)(%)
실시예 1 5058 mAh 4403 mAh 87
실시예 2 5073 mAh 4412 mAh 86
실시예 3 5053 mAh 4398 mAh 86
비교예 1 5062 mAh 4405 mAh 83
비교예 2 5012 mAh 4380 mAh 76
상기 표 1에 나타낸 것과 같이, 활물질층에 포함되는 활물질의 기준 전위보다 낮은 기준 전위를 갖는 활물질을 포함하는 기능층을 갖는 실시예 1 내지 3의 이차 전지가, 이러한 기능층을 갖지 않거나, 활물질층에 포함되는 활물질의 기준 전위보다 높은 기준 전위를 갖는 활물질을 포함하는 기능층을 포함하는 비교예 1 및 2에 비하여 우수한 용량 유지율이 나타냄을 알 수 있다.
실험예 2: 안전성 측정
실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 2에 따라 이차 전지를 각각 10개씩 제조하여 관통 실험을 실시하였다.
관통 실험은 리튬 이차 전지를 0.5C로4.3V, 0.05C 컷-오프 충전한 후, 약 1시간 후, 직경 3mm의 못(pin)을 사용하여, 속도 80mm/sec로 전지의 중심부를 완전히 관통하여 실시하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 하기 표 2에서, 숫자는 미발화, 연기 발생 및 발화가 일어난 전지 개수를 의미한다.
구분 미발화 연기 발생 발화
실시예 1 7 3 0
실시예 2 8 2 0
실시예 3 5 2 3
비교예 1 0 0 10
비교예 2 0 0 10
상기 표 2에 나타낸 것과 같이, 활물질층에 포함되는 활물질의 기준 전위보다 낮은 기준 전위를 갖는 활물질을 포함하는 기능층을 갖는 실시예 1 내지 3의 전지가 이러한 기능층을 갖지 않거나, 활물질층에 포함되는 활물질의 기준 전위보다 높은 기준 전위를 갖는 활물질을 포함하는 기능층을 포함하는 비교예 1 및 2의 전지에 비하여 안전성이 우수함을 알 수있다.
이상으로 도면을 참조하여 본 기재에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 기재는 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 기재의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
200, 201, 202, 210: 전극 조립체
10: 단위 셀
110: 제1 기능성 단위 셀
120: 제2 기능성 단위 셀
130: 제3 기능성 단위 셀

Claims (13)

  1. 두께 방향으로 중첩되어 위치하는 복수의 단위 셀;
    상기 복수의 단위 셀의 최외측 제1 면에 위치하는 제1 기능성 단위 셀; 및
    상기 제1 면의 반대 면 최외측인 제2 면에 위치하는 제2 기능성 단위 셀을 포함하고,
    상기 제1 기능성 단위 셀 및 상기 제2 기능성 단위 셀은, 각각,
    음극, 양극 및 상기 음극과 상기 양극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 외곽 단위 셀을 포함하며,
    상기 양극은,
    양극 집전체,
    상기 양극 집전체의 적어도 일 면에 위치하고 제1 기준 전위를 갖는 양극 활물질을 포함하는 양극 활물질층, 그리고
    상기 양극 활물질층 상에 위치하며, 제1 기준 전위 보다 낮은 제2 기준 전위를 갖는 제1 활물질을 포함하는 제1 기능층을 포함하는 전극 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기준 전위는 3.3V 내지 4.3V 범위인 전극 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 기준 전위는 1.5V 내지 3.8V 범위인 전극 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기준 전위 및 상기 제2 기준 전위의 차이는 0.01V 내지 2.0V 범위인 전극 조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 단위 셀은, 상기 복수의 단위 셀의 두께 방향 중앙에 위치하는 제3 기능성 단위 셀을 더 포함하고,
    상기 제3 기능성 단위 셀은,
    음극, 양극 및 상기 음극과 상기 양극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 중앙 단위 셀을 포함하며,
    상기 양극은,
    양극 집전체,
    상기 양극 집전체의 적어도 일 면에 위치하고 제1 기준 전위를 갖는 양극 활물질을 포함하는 양극 활물질층, 그리고
    상기 양극 활물질층 상에 위치하며, 제1 기준 전위 보다 낮은 제3 기준 전위를 갖는 제2 활물질을 포함하는 제2 기능층을 포함하는 전극 조립체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제3 기준 전위는 1.5V 내지 3.8V 범위인 전극 조립체.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 기준 전위 및 상기 제3 기준 전위의 차이는 0.01V 내지 2.0V 범위인 전극 조립체.
  8. 두께 방향으로 중첩되어 위치하는 복수의 단위 셀 및
    상기 복수의 단위 셀의 두께 방향 중앙에 위치하는 제3 기능성 단위 셀을 포함하고,
    상기 제3 기능성 단위 셀은,
    음극, 양극 및 상기 음극과 상기 양극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 중앙 단위 셀을 포함하며,
    상기 양극은,
    양극 집전체,
    상기 양극 집전체의 적어도 일 면에 위치하고 제1 기준 전위를 갖는 양극 활물질을 포함하는 양극 활물질층, 그리고
    상기 양극 활물질층 상에 위치하며, 제1 기준 전위 보다 낮은 제3 기준 전위를 갖는 제2 활물질을 포함하는 제2 기능층을 포함하는 전극 조립체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 기준 전위는 3.3V 내지 4.3V 범위인 전극 조립체.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제3 기준 전위는 1.5V 내지 3.8V 범위인 전극 조립체.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 기준 전위 및 상기 제3 기준 전위의 차이는 0.01V 내지 2.0V 범위인 전극 조립체.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 전극 조립체를 포함하는 이차 전지.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 이차 전지는 스택형 이차 전지, 권취형 이차 전지 또는 젤리롤형 이차 전지인 이차 전지.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113113568A (zh) * 2020-08-07 2021-07-13 昆山宝创新能源科技有限公司 梯度电势分布的负电极、锂离子电池及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060099495A1 (en) * 2004-11-08 2006-05-11 Hiroyuki Suzuki Cathode and battery
KR20120034060A (ko) * 2010-09-30 2012-04-09 주식회사 엘지화학 리튬 이차전지용 양극 및 이를 구비한 리튬 이차전지
KR20140032833A (ko) * 2012-09-07 2014-03-17 주식회사 엘지화학 안전성 향상을 위한 양극재 및 이를 포함하는 리튬이차전지

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060099495A1 (en) * 2004-11-08 2006-05-11 Hiroyuki Suzuki Cathode and battery
KR20060052499A (ko) * 2004-11-08 2006-05-19 소니 가부시끼 가이샤 정극 및 전지
KR20120034060A (ko) * 2010-09-30 2012-04-09 주식회사 엘지화학 리튬 이차전지용 양극 및 이를 구비한 리튬 이차전지
KR20140032833A (ko) * 2012-09-07 2014-03-17 주식회사 엘지화학 안전성 향상을 위한 양극재 및 이를 포함하는 리튬이차전지

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113113568A (zh) * 2020-08-07 2021-07-13 昆山宝创新能源科技有限公司 梯度电势分布的负电极、锂离子电池及其制备方法和应用

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