KR20190134021A - Negative electrode for rechargeable lithium battery, and rechargeable lithium battery including same - Google Patents

Negative electrode for rechargeable lithium battery, and rechargeable lithium battery including same Download PDF

Info

Publication number
KR20190134021A
KR20190134021A KR1020180059147A KR20180059147A KR20190134021A KR 20190134021 A KR20190134021 A KR 20190134021A KR 1020180059147 A KR1020180059147 A KR 1020180059147A KR 20180059147 A KR20180059147 A KR 20180059147A KR 20190134021 A KR20190134021 A KR 20190134021A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
active material
material layer
negative electrode
binder
loading level
Prior art date
Application number
KR1020180059147A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102264699B1 (en
Inventor
김명섭
김유현
김재혁
도의송
문정기
유하나
이민주
인진혁
차정욱
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
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 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020180059147A priority Critical patent/KR102264699B1/en
Publication of KR20190134021A publication Critical patent/KR20190134021A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102264699B1 publication Critical patent/KR102264699B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362Composites
    • H01M4/364Composites as mixtures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621Binders
    • H01M4/622Binders being polymers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/027Negative electrodes
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

The present invention relates to a negative electrode for a rechargeable lithium battery and a rechargeable lithium battery including the same. The negative electrode for the rechargeable lithium battery comprises: a current collector; a first active material layer formed on the current collector and including a styrene-butadiene rubber binder and a first active material; and a second active material layer formed on the first active material layer and including an acrylic binder and a second active material.

Description

리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지{NEGATIVE ELECTRODE FOR RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY, AND RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY INCLUDING SAME} A negative electrode for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery including the same {NEGATIVE ELECTRODE FOR RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY, AND RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY INCLUDING SAME}

본 개시는 리튬 이차 전지용 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다.The present disclosure relates to an electrode for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery including the same.

최근의 휴대용 소형 전자기기의 전원으로서 각광받고 있는 리튬 이차 전지는 유기 전해액을 사용함에 따라, 기존의 알칼리 수용액을 사용한 전지보다 2배 이상의 높은 방전 전압을 나타내며, 그 결과 높은 에너지 밀도를 나타내는 전지이다.BACKGROUND ART Lithium secondary batteries, which are in the spotlight as power sources of recent portable small electronic devices, use organic electrolytes and exhibit a discharge voltage that is two times higher than that of a battery using an alkaline aqueous solution. As a result, the lithium secondary battery has a high energy density.

리튬 이차 전지의 양극 활물질로는 LiCoO2, LiMn2O4, LiNi1-xCoxO2(0 < x < 1)등과 같이 리튬 이온의 인터칼레이션이 가능한 구조를 가진 리튬과 전이 금속으로 이루어진 산화물이 주로 사용된다. 최근에는 기존의 리튬 이차 전지 기술을 더욱 발전시켜 전기자동차뿐만 아니라, 전력저장 등으로 응용 분야를 확대하기 위한 노력이 활발히 진행되고 있다.As a cathode active material of a lithium secondary battery, lithium and a transition metal having a structure capable of intercalating lithium ions such as LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , and LiNi 1-x Co x O 2 (0 <x <1) Oxides are mainly used. Recently, efforts have been actively made to further develop existing lithium secondary battery technologies to expand applications to electric vehicles as well as electric power storage.

음극 활물질로는 리튬의 삽입/탈리가 가능한 인조, 천연 흑연, 하드 카본을 포함한 다양한 형태의 탄소계 음극 활물질 또는 실리콘이나 주석계를 기반으로 하는 비탄소계 음극 활물질이 사용되고 있다. As the negative electrode active material, various types of carbon-based negative electrode active materials including artificial, natural graphite, and hard carbon capable of inserting / desorbing lithium, or non-carbon negative electrode active materials based on silicon or tin are used.

일 구현예는 균일한 충방전을 가능하게 하여, 부반응을 억제할 수 있고, 저온 충방전 및 장기 사이클 수명 특성이 우수한 리튬 이차 전지용 음극을 제공하는 것이다.One embodiment is to provide a negative electrode for a lithium secondary battery that enables uniform charge and discharge, can suppress side reactions, excellent low temperature charge and discharge and long-term cycle life characteristics.

다른 일 구현예는 상기 음극을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공하는 것이다.Another embodiment is to provide a lithium secondary battery including the negative electrode.

일 구현에는 전류 집전체 및 상기 전류 집전체에 형성되고, 스티렌-부타디엔 러버 바인더 및 제1 활물질을 포함하는 제1 활물질층; 및 상기 제1 활물질층에 형성되고, 아크릴계 바인더 및 제2 활물질을 포함하는 제2 활물질층인 리튬 이차 전지용 음극을 제공한다.One embodiment includes a first active material layer formed on the current collector and the current collector, the first active material layer comprising a styrene-butadiene rubber binder and a first active material; And a second active material layer formed on the first active material layer and including an acrylic binder and a second active material.

상기 아크릴계 바인더는 스티렌-(메트)아크릴산 에스테르 코폴리머(styrene-(meth)acrylic ester copolymer), 아크릴산(acrylic acid), 부틸 아크릴레이트(Butyl acrylate), 메틸 메타크릴레이트(Methyl methacrylate) 또는 이들의 조합일 수 있다.The acrylic binder is a styrene- (meth) acrylic acid ester copolymer (styrene- (meth) acrylic ester copolymer), acrylic acid (acrylic acid), Butyl acrylate (Butyl acrylate), methyl methacrylate (Methyl methacrylate) or a combination thereof.

상기 제1 활물질층의 로딩 레벨(L/L)은 상기 제2 활물질층의 로딩 레벨(L/L)의 75% 이하일 수 있고, 일 구현예에 따르면, 상기 제1 활물질층의 로딩 레벨(L/L)은 상기 제2 활물질층의 로딩 레벨(L/L)의 10% 내지 75%일 수 있다.The loading level (L / L) of the first active material layer may be 75% or less of the loading level (L / L) of the second active material layer, and according to one embodiment, the loading level (L) of the first active material layer / L) may be 10% to 75% of the loading level (L / L) of the second active material layer.

상기 제1 활물질층의 로딩 레벨(L/L)은 5mg/㎠ 이하일 수 있고, 1.0 mg/㎠ 내지 5.0mg/㎠일 수 있다.The loading level (L / L) of the first active material layer may be 5 mg / cm 2 or less, and 1.0 mg / cm 2 to 5.0 mg / cm 2.

상기 제2 활물질층의 로딩 레벨(L/L)은 5mg/㎠ 초과일 수 있고, 상기 제2 활물질층의 로딩 레벨(L/L)은 5mg/㎠ 초과 및 20mg/㎠ 이하일 수 있다.The loading level (L / L) of the second active material layer may be greater than 5 mg / cm 2, and the loading level (L / L) of the second active material layer may be greater than 5 mg / cm 2 and 20 mg / cm 2 or less.

상기 음극의 로딩 레벨(L/L)은 10mg/㎠ 이상일 수 있고, 상기 음극의 레벨(L/L)은 10 mg/㎠ 내지 20mg/㎠일 수 있다.The loading level (L / L) of the negative electrode may be 10 mg / cm 2 or more, and the level (L / L) of the negative electrode may be 10 mg / cm 2 to 20 mg / cm 2.

상기 제1 활물질층에서, 상기 스티렌-부타디엔 러버 바인더의 함량은 상기 제1 활물질층 전체 100 중량%에 대하여, 1.0 중량% 내지 2.0 중량%일 수 있다.In the first active material layer, the content of the styrene-butadiene rubber binder may be 1.0 wt% to 2.0 wt% with respect to 100 wt% of the first active material layer.

상기 제2 활물질층에서, 상기 아크릴계 바인더의 함량은 상기 제2 활물질층 전체 100 중량%에 대하여, 1.0 중량% 내지 2.0 중량%일 수 있다.In the second active material layer, the content of the acrylic binder may be 1.0 wt% to 2.0 wt% with respect to 100 wt% of the second active material layer.

상기 제1 활물질층의 두께는 상기 제2 활물질층 두께의 25% 내지 5%일 수 있다.The thickness of the first active material layer may be 25% to 5% of the thickness of the second active material layer.

다른 일 구현예는 상기 음극; 양극; 및 비수 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다. Another embodiment is the cathode; anode; And it provides a lithium secondary battery comprising a non-aqueous electrolyte.

기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.Other specific details of embodiments of the present invention are included in the following detailed description.

일 구현예에 따른 리튬 이차 전지용 음극은 균일한 충방전을 가능하게 하여, 부반응을 억제할 수 있고, 저온 충방전 및 장기 사이클 수명 특성이 우수한 리튬 이차 전지를 제공할 수 있다.The negative electrode for a lithium secondary battery according to one embodiment may enable uniform charge and discharge, thereby suppressing side reactions, and may provide a lithium secondary battery having excellent low temperature charge and discharge and long cycle life characteristics.

도 1은 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지의 음극 구조를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지의 구조를 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 실시예 1에서 형성된 제1 활물질층의 SEM 사진.
도 4는 실시예 1에서 형성된 제2 활물질층의 SEM 사진.
도 5는 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 음극의 직류내부저항을 다양한 SOC 조건에 따라 나타낸 그래프.
도 6은 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 음극의 임피던스를 측정하여 나타낸 그래프.
도 7은 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 음극의 저온 방전 특성을 나타낸 그래프.
도 8a는 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 음극을 이용한 전지의 상온 사이클 수명을 측정하여 나타낸 그래프.
도 8b는 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 음극을 이용한 전지의 상온 두께 변화를 측정하여 나타낸 그래프.
도 9는 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 음극을 이용한 전지의 고온 사이클 수명을 측정하여 나타낸 그래프.
도 10은 실시예 1에 따라 제조된 음극을 이용한 전지의 충방전 후, 음극의 사진.
도 11은 비교예 3에 따라 제조된 음극을 이용한 전지의 충방전 후, 음극의 사진.
1 is a view schematically showing a negative electrode structure of a lithium secondary battery according to one embodiment.
2 is a view schematically showing the structure of a lithium secondary battery according to one embodiment.
3 is a SEM photograph of the first active material layer formed in Example 1. FIG.
4 is a SEM photograph of the second active material layer formed in Example 1. FIG.
5 is a graph showing the DC internal resistance of the cathodes prepared according to Example 1 and Comparative Example 1 according to various SOC conditions.
Figure 6 is a graph showing the measurement of the impedance of the negative electrode prepared according to Example 1 and Comparative Example 1.
7 is a graph showing the low-temperature discharge characteristics of the negative electrode prepared according to Example 1 and Comparative Example 1.
Figure 8a is a graph showing the room temperature cycle life of the battery using the negative electrode prepared according to Example 1 and Comparative Example 1.
Figure 8b is a graph showing the measurement of the room temperature thickness change of the battery using a negative electrode prepared according to Example 1 and Comparative Example 1.
Figure 9 is a graph showing the measurement of the high temperature cycle life of the battery using a negative electrode prepared according to Example 1 and Comparative Example 1.
10 is a photograph of the negative electrode after the charge and discharge of the battery using a negative electrode prepared according to Example 1.
11 is a photograph of a negative electrode after charge and discharge of a battery using a negative electrode prepared according to Comparative Example 3.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, this is presented as an example, by which the present invention is not limited and the present invention is defined only by the scope of the claims to be described later.

일 구현예에 따른 리튬 이차 전지용 음극은 전류 집전체 및 상기 전류 집전체에 형성되고, 스티렌-부타디엔 러버 바인더 및 제1 활물질을 포함하는 제1 활물질층 및 상기 제1 활물질층에 형성되고, 아크릴계 바인더 및 제2 활물질을 포함하는 제2 활물질층을 포함한다.A negative electrode for a rechargeable lithium battery according to one embodiment is formed on a current collector and the current collector, and is formed on a first active material layer and a first active material layer including a styrene-butadiene rubber binder and a first active material, and an acrylic binder. And a second active material layer comprising a second active material.

집전체와 직접 접촉하는 제1 활물질층에 포함되는 상기 스티렌-부타디엔 러버 바인더는 상기 전류 집전체에 대한 활물질층의 우수한 접착력을 부여할 수 있으며, 음극 표면에 위치하는 제2 활물질층에 포함되는 아크릴계 바인더는 저저항 바인더로서, 이온 전도성이 우수하므로, 충방전시 리튬 이온의 이동성(mobility)을 향상시킬 수 있다. 이에, 고용량을 얻기 위하여, 제1 활물질층 및 제2 활물질층을 합한 활물질층의 두께를 두껍게 형성하더라도, 리튬 이온 이동 경로에 따른 저항을 억제하여, 리튬 이온을 효과적으로 이동시킬 수 있다.The styrene-butadiene rubber binder included in the first active material layer in direct contact with the current collector may impart excellent adhesion of the active material layer to the current collector, and may be acryl-based in the second active material layer located on the surface of the negative electrode. Since the binder is a low resistance binder and has excellent ion conductivity, it is possible to improve mobility of lithium ions during charging and discharging. Thus, in order to obtain a high capacity, even if the thickness of the active material layer in which the first active material layer and the second active material layer are formed to be thick, the resistance according to the lithium ion migration path can be suppressed, and the lithium ions can be effectively moved.

또한, 아크릴계 바인더를 사용하는 경우 전해액과의 반응으로 인하여 부풀어오르는 스웰링 문제 또는 전류 집전체로부터 탈리되는 문제를, 접착력이 우수한 스티렌-부타디엔 러버 바인더를 제1 활물질층에 사용함에 따라 효과적으로 억제할 수 있다.In addition, in the case of using the acrylic binder, the problem of swelling swelling due to the reaction with the electrolyte or detachment from the current collector can be effectively suppressed by using the styrene-butadiene rubber binder having excellent adhesion to the first active material layer. have.

만약, 제1 활물질층과 제2 활물질층의 바인더가 스티렌-부타디엔 러버 또는 아크릴계 바인더로 동일한 경우에는 리튬 이동 저항 증가 및 활물질층 박리 문제가 있을 수 있다. 또한, 제1 활물질층에 아크릴계 바인더를 사용하고, 제2 활물질층에 스티렌-부타디엔 러버 바인더를 사용하는 경우에는 전해액이 전극에 함침됨에 따른 전류 집전체와 활물질층 박리 문제가 있을 수 있다.If the binder of the first active material layer and the second active material layer is the same as a styrene-butadiene rubber or an acrylic binder, there may be a problem of increasing lithium transfer resistance and peeling of the active material layer. In addition, when an acrylic binder is used for the first active material layer and a styrene-butadiene rubber binder is used for the second active material layer, there may be a problem of peeling the current collector and the active material layer due to the electrolyte being impregnated into the electrode.

상기 아크릴계 바인더는 스티렌-(메트)아크릴산 에스테르 코폴리머, 아크릴산, 부틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트 또는 이들의 copolymer조합일 수 있다.The acrylic binder may be a styrene- (meth) acrylic acid ester copolymer, acrylic acid, butyl acrylate, methyl methacrylate or a copolymer thereof.

상기 제 1 활물질층 바인더인 스티렌-부타디엔 러버의 수평균 분자량은 25,000 내지 30,000이며, 제 2 활물질층 바인더인 아크릴계 바인더의 수평균 분자량은 20,000 내지 25,000일 수 있다. 상기 스티렌-부타디엔 러버의 수평균 분자량 및 상기 아크릴계 바인더의 수평균 분자량이 상기 범위에 포함되는 경우, 활물질층의 전류 집전체에 대한 접착력 확보와 동시에 리튬 이온 이동저항을 보다 효과적으로 감소시킬 수 있다. 특히, 이와 같이, 제1 활물질층 바인더인 스티렌-부타디엔 러버의 수평균 분자량이 제2 활물질층 바인더인 아크릴계 바인더의 수평균 분자량보다 크거나 동일한 경우, 활물질층의 전류 집전체에 대한 접착력을 보다 증가시킬 수 있어, 적절하다. 아울러, 제1 활물질층 바인더인 스티엔-부타디엔 러버의 수평균 분자량이 제2 활물질층 바인더인 아크릴계 바인더의 수평균 분자량보다 크거나, 동일하더라도, 각 바인더의 수평균 분자량이 상기 범위를 벗어나는 경우, 활물질층이 전류 집전체와 전류 집전체 박리 현상이 발생할 수 있다.The number average molecular weight of the styrene-butadiene rubber which is the first active material layer binder may be 25,000 to 30,000, and the number average molecular weight of the acrylic binder that is the second active material layer binder may be 20,000 to 25,000. When the number average molecular weight of the styrene-butadiene rubber and the number average molecular weight of the acrylic binder are included in the above range, it is possible to more effectively reduce the lithium ion transfer resistance at the same time to secure the adhesion to the current collector of the active material layer. In particular, when the number average molecular weight of the styrene-butadiene rubber as the first active material layer binder is greater than or equal to the number average molecular weight of the acrylic binder as the second active material layer binder, the adhesive force to the current collector of the active material layer is further increased. I can make it appropriate. In addition, even if the number average molecular weight of the styrene-butadiene rubber as the first active material layer binder is greater than or equal to the number average molecular weight of the acrylic binder as the second active material layer binder, when the number average molecular weight of each binder is out of the above range, The active material layer may cause a current collector and a current collector peeling phenomenon.

이하 본 명세서에서 로딩 레벨은 단면, 즉 일면의 활물질층의 로딩 레벨을 의미한다.Hereinafter, in the present specification, the loading level means the loading level of the active material layer on one surface, that is, one surface.

상기 제1 활물질층의 로딩 레벨(L/L)은 상기 제2 활물질층의 로딩 레벨(L/L)의 75% 이하일 수 있고, 일 구현예에 따르면, 상기 제1 활물질층의 로딩 레벨(L/L)은 상기 제2 활물질층의 로딩 레벨(L/L)의 10% 내지 75%일 수 있다. 상기 제1 활물질층의 로딩 레벨이 상기 제2 활물질층의 로딩 레벨의 75% 이하인 경우에는, 리튬 이동 저항을 최소화 할 수 있다는 장점을 얻을 수 있다.The loading level (L / L) of the first active material layer may be 75% or less of the loading level (L / L) of the second active material layer, and according to one embodiment, the loading level (L) of the first active material layer / L) may be 10% to 75% of the loading level (L / L) of the second active material layer. When the loading level of the first active material layer is 75% or less of the loading level of the second active material layer, the lithium transfer resistance may be minimized.

상기 제1 활물질층의 로딩 레벨(L/L)은 5mg/㎠ 이하일 수 있고, 1.0 mg/㎠ 내지 5.0mg/㎠일 수 있다. The loading level (L / L) of the first active material layer may be 5 mg / cm 2 or less, and 1.0 mg / cm 2 to 5.0 mg / cm 2.

상기 제2 활물질층의 로딩 레벨(L/L)은 5mg/㎠ 초과일 수 있고, 상기 제2 활물질층의 로딩 레벨(L/L)은 5mg/㎠ 초과, 및 20mg/㎠ 이하일 수 있으며, 다른 일 구현예에 따르면, 10mg/㎠ 내지 20mg/㎠일 수 있다.The loading level (L / L) of the second active material layer may be greater than 5 mg / cm 2, and the loading level (L / L) of the second active material layer may be greater than 5 mg / cm 2, and 20 mg / cm 2 or less, and other According to one embodiment, it may be 10mg / ㎠ to 20mg / ㎠.

이와 같이, 제1 활물질층의 로딩 레벨은 제2 활물질층의 로딩 레벨보다 작고, 특히, 제1 활물질층의 로딩 레벨은 상기 로딩 레벨 범위 내에서 제2 활물질층의 로딩 레벨에 대하여 75% 이하에 해당되므로, 활물질과 기재간의 접착력을 확보할 수 있다. 만약, 제1 활물질층의 로딩 레벨이 제2 활물질층의 로딩 레벨과 동일하거나, 보다 큰 경우에는 리튬 이온 이동 저항이 상승할 수 있는 문제가 있을 수 있다. 특히, 제1 활물질층의 로딩 레벨이 제2 활물질층의 로딩 레벨보다 작더라도, 75%를 초과하는 경우에는 리튬이온 이동 저항 개선 효과가 감소 할 수 있다. As such, the loading level of the first active material layer is smaller than the loading level of the second active material layer, and in particular, the loading level of the first active material layer is less than 75% of the loading level of the second active material layer within the loading level range. Therefore, the adhesive force between an active material and a base material can be ensured. If the loading level of the first active material layer is the same as or higher than the loading level of the second active material layer, there may be a problem that the lithium ion transfer resistance may increase. In particular, even if the loading level of the first active material layer is less than the loading level of the second active material layer, the lithium ion transfer resistance improvement effect may be reduced when it exceeds 75%.

상기 음극의 로딩 레벨(L/L)은 10mg/㎠ 이상일 수 있고, 상기 음극의 레벨(L/L)은 10 mg/㎠ 내지 20mg/㎠일 수 있다. 로딩 레벨이 10mg/㎠ 이상인 음극에, 상기 바인더 및 로딩 레벨을 갖는 제1 활물질층과 제2 활물질층을 형성하는 경우, 접착력 확보뿐만 아니라 스티렌-부타다엔 러버의 단점인 리튬 이온 이동 저항을 개선할 수 있다는 장점을 얻을 수 있다. The loading level (L / L) of the negative electrode may be 10 mg / cm 2 or more, and the level (L / L) of the negative electrode may be 10 mg / cm 2 to 20 mg / cm 2. When the first active material layer and the second active material layer having the binder and the loading level are formed on the negative electrode having a loading level of 10 mg / cm 2 or more, not only the adhesion but also the lithium ion transfer resistance, which is a disadvantage of the styrene-butadiene rubber, is improved. You can get the advantage of doing it.

상기 제1 활물질층의 두께는 상기 제2 활물질층 두께의 25% 내지 5%일 수 있다. 이와 같이, 제1 활물질층의 두께가 상기 제2 활물질층 두께에 비하여 매우 얇은, 즉 25% 내지 5%인 경우, 리튬 이온 이동 저항 감소 효과를 얻을 수 있다. The thickness of the first active material layer may be 25% to 5% of the thickness of the second active material layer. As such, when the thickness of the first active material layer is very thin compared to the thickness of the second active material layer, that is, 25% to 5%, a lithium ion migration resistance reduction effect may be obtained.

상기 제1 활물질층의 두께 및 상기 제2 활물질층의 두께의 총합은 60㎛ 내지 100㎛ 두께일 수 있다. 즉, 제1 활물질층의 두께 및 제2 활물질층의 두께의 총합이 상기 범위에 포함되는 경우, 전체 활물질층이 두꺼우므로, 전지 고용량화를 얻을 수 있다. 또한, 일 구현예에 따른 음극은 제1 활물질층 및 제2 활물질층의 바인더로 각각 스티렌-부타디엔 러버 및 아크릴계 바인더를 사용하고, 로딩 레벨을 조절하였기에, 전체 활물질층을 두껍게 형성하더라도 리튬 이온을 효과적으로 이동시킬 수 있으며, 활물질층이 전류 집전체로부터 탈리되는 문제를 방지할 수 있어, 저온 충방전 및 사이클 수명 특성을 향상시킬 수 있다.The sum of the thickness of the first active material layer and the thickness of the second active material layer may be 60 μm to 100 μm thick. That is, when the sum total of the thickness of a 1st active material layer and the thickness of a 2nd active material layer is contained in the said range, since a whole active material layer is thick, battery high capacity can be obtained. In addition, the negative electrode according to the embodiment uses styrene-butadiene rubber and an acrylic binder as binders of the first active material layer and the second active material layer, respectively, and controls the loading level, thereby effectively forming lithium ions even when the entire active material layer is thickly formed. It can move, the problem that an active material layer detaches from a current collector can be prevented, and low-temperature charge-discharge and cycle life characteristics can be improved.

상기 제1 활물질층에서, 상기 스티렌-부타디엔 러버 바인더의 함량은 상기 제1 활물질층 전체 100 중량%에 대하여, 1.0 중량% 내지 2.0 중량%일 수 있다. 상기 스티렌-부타디엔 러버 바인더의 함량이 상기 범위에 포함되는 경우, 기재와 합제부의 접착력을 확보할 수 있어, 전해액 내 합제 박리 문제를 개선할 수 있다.In the first active material layer, the content of the styrene-butadiene rubber binder may be 1.0 wt% to 2.0 wt% with respect to 100 wt% of the first active material layer. When the content of the styrene-butadiene rubber binder is included in the above range, it is possible to secure the adhesive force of the base material and the mixture portion, it is possible to improve the problem of peeling the mixture in the electrolyte.

상기 제2 활물질층에서, 상기 아크릴계 바인더의 함량은 상기 제2 활물질층 전체 100 중량%에 대하여, 1.0 중량% 내지 2.0 중량%일 수 있다. 상기 아크릴계 바인더의 함량이 상기 범위에 포함되는 경우, 리튬 이온 이동 저항을 감소 시킬 수 있는 장점이 있을 수 있다.In the second active material layer, the content of the acrylic binder may be 1.0 wt% to 2.0 wt% with respect to 100 wt% of the second active material layer. When the content of the acrylic binder is included in the above range, there may be an advantage that can reduce the lithium ion transfer resistance.

상기 제1 활물질층 및 상기 제2 활물질층에서 음극 활물질은 동일할 수도 있고, 서로 상이할 수도 있다. 상기 음극 활물질로는 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 물질, 리튬 금속, 리튬 금속의 합금, 리튬에 도프 및 탈도프 가능한 물질 또는 전이 금속 산화물을 포함할 수 있다.The negative electrode active material in the first active material layer and the second active material layer may be the same or different from each other. The negative electrode active material may include a material capable of reversibly intercalating / deintercalating lithium ions, a lithium metal, an alloy of lithium metal, a material doped and undoped with lithium, or a transition metal oxide.

상기 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 물질로는, 그 예로 탄소 물질, 즉 리튬 이차 전지에서 일반적으로 사용되는 탄소계 음극 활물질을 들 수 있다. 탄소계 음극 활물질의 대표적인 예로는 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 이들을 함께 사용할 수 있다. 상기 결정질 탄소의 예로는 무정형, 판상, 린편상(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.Examples of a material capable of reversibly intercalating / deintercalating the lithium ions include carbon materials, that is, carbon-based negative electrode active materials generally used in lithium secondary batteries. Representative examples of the carbon-based negative active material may be crystalline carbon, amorphous carbon, or a combination thereof. Examples of the crystalline carbon include graphite such as amorphous, plate, flake, spherical or fibrous natural graphite or artificial graphite, and examples of the amorphous carbon include soft carbon or hard carbon ( hard carbon), mesophase pitch carbide, calcined coke, and the like.

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.Examples of the alloy of the lithium metal include lithium and Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Ra, Ge, Al, and Sn. Alloys of metals selected from can be used.

상기 리튬에 도프 및 탈도프 가능한 물질로는 Si, SiOx(0 < x < 2), Si-Q 합금(상기 Q는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 원소, 14족 원소, 15족 원소, 16족 원소, 전이금속, 희토류 원소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소이며, Si은 아님), Si-탄소 복합체, Sn, SnO2, Sn-R(상기 R은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 원소, 14족 원소, 15족 원소, 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.Examples of materials that can be doped and undoped with lithium include Si, SiO x (0 <x <2), and Si-Q alloys (wherein Q is an alkali metal, an alkaline earth metal, a Group 13 element, a Group 14 element, a Group 15 element, and 16). An element selected from the group consisting of group elements, transition metals, rare earth elements, and combinations thereof, not Si), Si-carbon composites, Sn, SnO 2 , Sn-R (wherein R is an alkali metal, an alkaline earth metal, 13 An element selected from the group consisting of group elements, group 14 elements, group 15 elements, group 16 elements, transition metals, rare earth elements, and combinations thereof, and not Sn), Sn-carbon composites, and the like. At least one of them may be used by mixing with SiO 2 . The elements Q and R include 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, and combinations thereof may be used.

상기 Si-탄소 복합체는 실리콘 입자와 결정질 탄소를 포함할 수 있다. 이 실리콘 입자의 평균 입경(D50)은 10nm 내지 200nm일 수 있다. 상기 Si-탄소 복합체는 적어도 일부분에 형성된 비정질 탄소층을 더욱 포함할 수 있다. The Si-carbon composite may include silicon particles and crystalline carbon. The average particle diameter (D50) of the silicon particles may be 10 nm to 200 nm. The Si-carbon composite may further include an amorphous carbon layer formed at least in part.

상기 제1 활물질층 및 상기 제2 활물질층은 도전재를 더욱 포함할 수도 있다. 상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를 야기하지 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.The first active material layer and the second active material layer may further include a conductive material. The conductive material is used to impart conductivity to the electrode, and any battery can be used as long as it is an electron conductive material without causing chemical change in the battery. Examples of the conductive material include carbon-based materials such as natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, denka black, and carbon fiber; Metal materials such as metal powder or metal fibers such as copper, nickel, aluminum and silver; Conductive polymers such as polyphenylene derivatives; Or a conductive material containing a mixture of these.

상기 제1 활물질층 및 상기 제2 활물질층에서, 바인더를 제외하고, 활물질 및 도전재는 각각 동일한 함량으로 사용할 수도 있고, 상이한 함량으로 사용할 수 도 있다. 상기 활물질의 함량은 상기 제1 활물질층 또는 상기 제2 활물질층의 전체 100 중량%에 대하여, 96 중량% 내지 97.7 중량%일 수 있고, 상기 도전재의 함량은 상기 제1 활물질층 또는 상기 제2 활물질층의 전체 100 중량%에 대하여, 0.5 중량% 내지 2.0 중량%일 수 있다. In the first active material layer and the second active material layer, except for the binder, the active material and the conductive material may be used in the same amount, or may be used in different amounts. The content of the active material may be 96 wt% to 97.7 wt% with respect to 100 wt% of the first active material layer or the second active material layer, and the content of the conductive material may be the first active material layer or the second active material. It can be from 0.5% to 2.0% by weight relative to the total 100% by weight of the layer.

상기 전류 집전체로는 구리 박, 니켈 박, 스테인레스강 박, 티타늄 박, 니켈 발포체(foam), 구리 발포체, 전도성 금속이 코팅된 폴리머 기재, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.The current collector may be selected from the group consisting of copper foil, nickel foil, stainless steel foil, titanium foil, nickel foam, copper foam, a polymer substrate coated with a conductive metal, and combinations thereof. .

도 1에 상기 구성을 갖는 일 구현예에 따른 음극(20)의 구조를 개략적으로 나타내었으며, 즉 음극(20)은 전류 집전체(3), 이 전류 집전체(3)에 형성된 제1 활물질층(5) 및 제1 활물질층(5)에 형성된 제2 활물질층(7)을 포함한다.1 schematically shows a structure of a negative electrode 20 according to one embodiment having the above configuration, that is, the negative electrode 20 is a current collector 3, a first active material layer formed on the current collector 3. (5) and the second active material layer 7 formed on the first active material layer 5 are included.

상기 음극은 스티렌-부타디엔 러버, 음극 활물질, 선택적으로 도전재를 제1 용매 중에서 혼합하여 제조된 제1 활물질층 조성물을 전류 집전체에 도포 및 건조하여 제1 활물질층을 형성하고, 아크릴계 바인더, 음극 활물질, 선택적으로 도전재를 제2 용매 중에서 혼합하여 제조된 제2 활물질층 조성물을 상기 제1 활물질층에 도포 및 건조하여 제2 활물질층을 형성한 후, 압연하는 공정으로 제조될 수 있다.The negative electrode is formed by applying and drying a first active material layer composition prepared by mixing a styrene-butadiene rubber, a negative electrode active material, and optionally a conductive material in a first solvent to a current collector to form a first active material layer, and an acrylic binder and a negative electrode. The second active material layer composition prepared by mixing an active material, optionally, a conductive material in a second solvent, may be applied to the first active material layer and dried to form a second active material layer, and then rolled.

상기 제1 용매로는 물을 사용할 수 있고, 상기 제2 용매로는 물, N-메틸피롤리돈 등의 유기 용매를 사용할 수 있다. Water may be used as the first solvent, and organic solvents such as water and N-methylpyrrolidone may be used as the second solvent.

다른 일 구현예는 상기 음극, 양극 활물질을 포함하는 양극 및 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.Another embodiment provides a lithium secondary battery including the anode, a cathode including an anode active material, and an electrolyte.

상기 양극은 전류 집전체 및 이 전류 집전체에 형성된 양극 활물질을 포함하는 양극 활물질층을 포함한다.The positive electrode includes a positive electrode active material layer containing a current collector and a positive electrode active material formed on the current collector.

상기 양극 활물질은 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물(리티에이티드 인터칼레이션 화합물)을 포함할 수 있다. 구체적으로는 코발트, 망간, 니켈, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 금속과 리튬과의 복합 산화물중 1종 이상의 것을 사용할 수 있다. 보다 구체적인 예로는 하기 화학식 중 어느 하나로 표현되는 화합물을 사용할 수 있다. 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 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05); LiaE2-bXbO4-cDc(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); LiaMn1-gGgPO4(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ g ≤ 0.5); QO2; QS2; LiQS2; V2O5; LiV2O5; LiZO2; LiNiVO4; Li(3-f)J2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); Li(3-f)Fe2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); LiaFePO4(0.90 ≤ a ≤ 1.8)The positive electrode active material may include a compound (lithiated intercalation compound) capable of reversible intercalation and deintercalation of lithium. Specifically, at least one of a complex oxide of metal and lithium selected from cobalt, manganese, nickel, and a combination thereof can be used. More specific examples may be used a compound represented by any one of the following formula. Li a A 1-b X b D 2 (0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.5); Li a A 1-b X b O 2-c D c (0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ c ≦ 0.05); Li a E 1-b X b O 2-c D c (0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ c ≦ 0.05); Li a E 2-b X b O 4-c D c (0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ c ≦ 0.05); Li a Ni 1-bc Co b X c D α (0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ c ≦ 0.5, 0 ≦ α ≦ 2); Li a Ni 1-bc Co b X c 0 2-α T α (0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ c ≦ 0.05, 0 ≦ α <2); Li a Ni 1-bc Co b X c 0 2-α T 2 (0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ c ≦ 0.05, 0 ≦ α <2); Li a Ni 1-bc Mn b X c D α (0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ c ≦ 0.05, 0 ≦ α ≦ 2); Li a Ni 1-bc Mn b X c 0 2-α T α (0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ c ≦ 0.05, 0 ≦ α ≦ 2); Li a Ni 1-bc Mn b X c 0 2-α T 2 (0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ c ≦ 0.05, 0 ≦ α ≦ 2); Li a Ni b E c G d O 2 (0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.9, 0 ≦ c ≦ 0.5, 0.001 ≦ d ≦ 0.1); Li a Ni b Co c Mn d G e O 2 (0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.9, 0 ≦ c ≦ 0.5, 0 ≦ d ≦ 0.5, 0.001 ≦ e ≦ 0.1); Li a NiG b 0 2 (0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0.001 ≦ b ≦ 0.1); Li a CoG b O 2 (0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0.001 ≦ b ≦ 0.1); Li a Mn 1-b G b O 2 (0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0.001 ≦ b ≦ 0.1); Li a Mn 2 G b O 4 (0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0.001 ≦ b ≦ 0.1); Li a Mn 1-g G g PO 4 (0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ g ≦ 0.5); QO 2 ; QS 2 ; LiQS 2 ; V 2 O 5 ; LiV 2 O 5 ; LiZO 2 ; LiNiVO 4 ; Li (3-f) J 2 (PO 4 ) 3 (0 ≦ f ≦ 2); Li (3-f) Fe 2 (PO 4 ) 3 (0 ≦ f ≦ 2); Li a FePO 4 (0.90 ≤ a ≤ 1.8)

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 선택되며; J는 V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.In the above formula, A is selected from the group consisting of Ni, Co, Mn, and combinations thereof; X is selected from the group consisting of Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, rare earth elements and combinations thereof; D is selected from the group consisting of O, F, S, P, and combinations thereof; E is selected from Co, Mn, and combinations thereof; T is selected from the group consisting of F, S, P, and combinations thereof; G is selected from the group consisting of Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V, and combinations thereof; Q is selected from the group consisting of Ti, Mo, Mn, and combinations thereof; Z is selected from the group consisting of Cr, V, Fe, Sc, Y, and combinations thereof; J is selected from the group consisting of V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, and combinations thereof.

물론 이 화합물 표면에 코팅층을 갖는 것도 사용할 수 있고, 또는 상기 화합물과 코팅층을 갖는 화합물을 혼합하여 사용할 수도 있다. 이 코팅층은 코팅 원소의 옥사이드, 코팅 원소의 하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시카보네이트 및 코팅 원소의 하이드록시카보네이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 코팅 원소 화합물을 포함할 수 있다. 이들 코팅층을 이루는 화합물은 비정질 또는 결정질일 수 있다. 상기 코팅층에 포함되는 코팅 원소로는 Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 코팅층 형성 공정은 상기 화합물에 이러한 원소들을 사용하여 양극 활물질의 물성에 악영향을 주지 않는 방법(예를 들어 스프레이 코팅, 침지법 등)으로 코팅할 수 있으면 어떠한 코팅 방법을 사용하여도 무방하며, 이에 대하여는 당해 분야에 종사하는 사람들에게 잘 이해될 수 있는 내용이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.Of course, what has a coating layer on the surface of this compound can also be used, or the compound and the compound which have a coating layer can also be used in mixture. The coating layer may include at least one coating element compound selected from the group consisting of oxides of the coating elements, hydroxides of the coating elements, oxyhydroxides of the coating elements, oxycarbonates of the coating elements and hydroxycarbonates of the coating elements. Can be. The compounds constituting these coating layers may be amorphous or crystalline. As the coating element included in the coating layer, Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr or a mixture thereof may be used. The coating layer forming process may use any coating method as long as it can be coated with the above compounds by a method that does not adversely affect the physical properties of the positive electrode active material (for example, spray coating or dipping method). Detailed descriptions thereof will be omitted since they can be understood by those skilled in the art.

상기 양극에서, 상기 양극 활물질의 함량은 양극 활물질 층 전체 중량에 대하여 90 중량% 내지 98 중량%일 수 있다.In the positive electrode, the content of the positive electrode active material may be 90% to 98% by weight based on the total weight of the positive electrode active material layer.

일 구현예에 있어서, 상기 양극 활물질 층은 바인더 및 도전재를 더욱 포함할 수 있다. 이때, 상기 바인더 및 도전재의 함량은 양극 활물질 층 전체 중량에 대하여 각각 1 중량% 내지 5 중량%일 수 있다.In one embodiment, the cathode active material layer may further include a binder and a conductive material. In this case, the content of the binder and the conductive material may be 1% by weight to 5% by weight based on the total weight of the positive electrode active material layer, respectively.

상기 바인더는 양극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 또한 양극 활물질을 전류 집전체에 잘 부착시키는 역할을 한다. 상기 바인더 대표적인 예로는 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로즈, 디아세틸셀룰로즈, 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.The binder adheres the positive electrode active material particles to each other well, and also serves to adhere the positive electrode active material to the current collector well. Representative examples of the binder include polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, diacetyl cellulose, polyvinyl chloride, carboxylated polyvinylchloride, polyvinyl fluoride, polymers including ethylene oxide, polyvinylpyrroly Don, polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, epoxy resin, nylon and the like can be used, but is not limited thereto. .

상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를 야기하지 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 수 있다.The conductive material is used to impart conductivity to the electrode, and any battery can be used as long as it is an electron conductive material without causing chemical change in the battery. Examples of the conductive material include carbon-based materials such as natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, and carbon fiber; Metal materials such as metal powder or metal fibers such as copper, nickel, aluminum and silver; Conductive polymers such as polyphenylene derivatives; Or a conductive material containing a mixture of these.

상기 전류 집전체로는 알루미늄 박, 니켈 박 또는 이들의 조합을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The current collector may be aluminum foil, nickel foil, or a combination thereof, but is not limited thereto.

상기 양극 활물질 층 및 음극 활물질 층은 음극 활물질, 바인더 및 선택적으로 도전재를 용매 중에서 혼합하여 활물질 조성물을 제조하고, 이 활물질 조성물을 전류 집전체에 도포, 압연 및 건조하여 형성한다. 이와 같은 활물질 층 형성 방법은 당해 분야에 널리 알려진 내용이므로 본 명세서에서 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 용매로는 N-메틸피롤리돈 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 상기 음극 활물질층의 바인더로 수용성 바인더를 사용하는 경우에는 용매로 물을 사용할 수 있다.The positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer are formed by mixing an anode active material, a binder, and optionally a conductive material in a solvent to prepare an active material composition, and applying the active material composition to a current collector, rolling, and drying it. Since the method of forming the active material layer is well known in the art, detailed description thereof will be omitted. N-methylpyrrolidone may be used as the solvent, but is not limited thereto. In addition, when a water-soluble binder is used as the binder of the negative electrode active material layer, water may be used as the solvent.

상기 전해질은 비수성 유기 용매 및 리튬염을 포함한다.The electrolyte includes a non-aqueous organic solvent and a lithium salt.

상기 비수성 유기용매는 전지의 전기화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 한다. The non-aqueous organic solvent serves as a medium through which ions involved in the electrochemical reaction of the battery can move.

상기 비수성 유기용매로는 카보네이트계, 에스테르계, 에테르계, 케톤계, 알코올계, 또는 비양성자성 용매를 사용할 수 있다. As the non-aqueous organic solvent, a carbonate-based, ester-based, ether-based, ketone-based, alcohol-based, or aprotic solvent may be used.

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 있다. 상기 에스테르계 용매로는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트, 디메틸아세테이트, 메틸프로피오네이트, 에틸프로피오네이트, 프로필 프로피오네이트, 데카놀라이드(decanolide), 메발로노락톤(mevalonolactone), 카프로락톤(caprolactone) 등이 사용될 수 있다. 상기 에테르계 용매로는 디부틸 에테르, 테트라글라임, 디글라임, 디메톡시에탄, 2-메틸테트라히드로퓨란, 테트라히드로퓨란 등이 사용될 수 있다. 또한, 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. Examples of the carbonate solvent include dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), methylpropyl carbonate (MPC), ethylpropyl carbonate (EPC), methylethyl carbonate (MEC), and ethylene carbonate ( EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC) and the like can be used. The ester solvent may be methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, dimethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, decanolide, mevalonolactone, Caprolactone and the like can be used. Dibutyl ether, tetraglyme, diglyme, dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydrofuran, etc. may be used as the ether solvent. In addition, cyclohexanone may be used as the ketone solvent. In addition, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, etc. may be used as the alcohol solvent, and the aprotic solvent may be R-CN (R is a straight-chain, branched, or cyclic hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms. Nitriles such as a double bond aromatic ring or ether bond), amides such as dimethylformamide, dioxolanes such as 1,3-dioxolane, sulfolane, and the like can be used. .

상기 비수성 유기 용매는 단독으로 또는 하나 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 하나 이상 혼합하여 사용하는 경우의 혼합 비율은 목적하는 전지 성능에 따라 적절하게 조절할 수 있고, 이는 당해 분야에 종사하는 사람들에게는 널리 이해될 수 있다.The non-aqueous organic solvent may be used alone or in admixture of one or more. The mixing ratio in the case of mixing more than one can be appropriately adjusted according to the desired cell performance, which can be widely understood by those skilled in the art.

또한, 상기 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. In the case of the carbonate solvent, it is preferable to use a mixture of a cyclic carbonate and a chain carbonate. In this case, the cyclic carbonate and the chain carbonate may be mixed and used in a volume ratio of 1: 1 to 1: 9, so that the performance of the electrolyte may be excellent.

상기 비수성 유기용매를 혼합하여 사용하는 경우, 환형(cyclic) 카보네이트와 사슬형(chain) 카보네이트의 혼합 용매 환형 카보네이트와 프로피오네이트계 용매의 혼합 용매 또는 환형 카보네이트, 사슬형 카보네이트 및 프로피오네이트계 용매의 혼합 용매를 사용할 수 있다. 상기 프로피오네이트계 용매로는 메틸프로피오네이트, 에틸프로피오네이트, 프로필프로피오네이트 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.When the non-aqueous organic solvent is mixed and used, a mixed solvent of a cyclic carbonate and a chain carbonate, or a mixed solvent of a cyclic carbonate and a propionate solvent or a cyclic carbonate, a chain carbonate and a propionate system Mixed solvents of solvents may be used. As the propionate solvent, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, or a combination thereof may be used.

이때, 환형 카보네이트와 사슬형 카보네이트 또는 환형 카보네이트와 프로피오네이트계 용매를 혼합 사용하는 경우에는 1:1 내지 1:9의 부피비로 혼합하여 사용하는 것이 전해액의 성능이 우수하게 나타날 수 있다. 또한, 환형 카보네이트, 사슬형 카보네이트 및 프로피오네이트계 용매를 혼합하여 사용하는 경우에는 1:1:1 내지 3:3:4 부피비로 혼합하여 사용할 수 있다. 물론, 상기 용매들의 혼합비는 원하는 물성에 따라 적절하게 조절할 수도 있다.In this case, when the cyclic carbonate and the chain carbonate or the cyclic carbonate and the propionate solvent are mixed, the mixture may be used in a volume ratio of 1: 1 to 1: 9, and the performance of the electrolyte may be excellent. In addition, when a cyclic carbonate, a chain carbonate and a propionate solvent are used in a mixture, the mixture may be used in a volume ratio of 1: 1: 1 to 3: 3: 4. Of course, the mixing ratio of the solvent may be appropriately adjusted according to the desired physical properties.

상기 비수성 유기용매는 상기 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.The non-aqueous organic solvent may further include an aromatic hydrocarbon organic solvent in the carbonate solvent. In this case, the carbonate solvent and the aromatic hydrocarbon organic solvent may be mixed in a volume ratio of 1: 1 to 30: 1.

상기 방향족 탄화수소계 유기용매로는 하기 화학식 1의 방향족 탄화수소계 화합물이 사용될 수 있다.As the aromatic hydrocarbon-based organic solvent, an aromatic hydrocarbon compound of Formula 1 may be used.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

(상기 화학식 1에서, R1 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하며 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 할로알킬기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이다.)(In Chemical Formula 1, R 1 to R 6 are the same as or different from each other and are selected from the group consisting of hydrogen, halogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a haloalkyl group, and a combination thereof.)

상기 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.Specific examples of the aromatic hydrocarbon organic solvent include benzene, fluorobenzene, 1,2-difluorobenzene, 1,3-difluorobenzene, 1,4-difluorobenzene, 1,2,3-tri Fluorobenzene, 1,2,4-trifluorobenzene, chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,3-dichlorobenzene, 1,4-dichlorobenzene, 1,2,3-trichlorobenzene, 1 , 2,4-trichlorobenzene, iodobenzene, 1,2-dioodobenzene, 1,3-dioiobenzene, 1,4-dioiobenzene, 1,2,3-triiodobenzene, 1, 2,4-triiodobenzene, toluene, fluorotoluene, 2,3-difluorotoluene, 2,4-difluorotoluene, 2,5-difluorotoluene, 2,3,4-trifluoro Rotoluene, 2,3,5-trifluorotoluene, chlorotoluene, 2,3-dichlorotoluene, 2,4-dichlorotoluene, 2,5-dichlorotoluene, 2,3,4-trichlorotoluene, 2, 3,5-trichlorotoluene, iodotoluene, 2,3-dioodotoluene, 2,4-diaodotoluene, 2 , 5-diaodotoluene, 2,3,4-triiodotoluene, 2,3,5-triiodotoluene, xylene, and combinations thereof.

상기 전해질은 전지 수명을 향상시키기 위하여 비닐렌 카보네이트 또는 하기 화학식 2의 에틸렌 카보네이트계 화합물을 수명 향상 첨가제로 더욱 포함할 수도 있다.The electrolyte may further include vinylene carbonate or an ethylene carbonate-based compound of Formula 2 as a life improving additive to improve battery life.

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

(상기 화학식 2에서, R7 및 R8은 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 R7 및 R8이 모두 수소는 아니다.)In Formula 2, R 7 and R 8 are the same as or different from each other, and are selected from the group consisting of hydrogen, a halogen group, a cyano group (CN), a nitro group (NO 2 ), and an alkyl group having 1 to 5 fluorinated carbon atoms. R 7 and R 8 At least one is selected from the group consisting of a halogen group, a cyano group (CN), a nitro group (NO 2 ), and a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, provided that R 7 and R 8 are not all hydrogen.)

상기 에틸렌 카보네이트계 화합물의 대표적인 예로는 디플루오로 에틸렌카보네이트, 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.Representative examples of the ethylene carbonate-based compound include difluoro ethylene carbonate, chloroethylene carbonate, dichloroethylene carbonate, bromoethylene carbonate, dibromoethylene carbonate, nitroethylene carbonate, cyanoethylene carbonate or fluoroethylene carbonate. Can be. In the case of further using such life improving additives, the amount thereof can be properly adjusted.

상기 전해질은 비닐에틸렌 카보네이트, 프로판 설톤, 숙시노니트릴 또는 이들의 조합을 더욱 포함할 수 있으며, 이때 사용량은 적절하게 조절할 수 있다.The electrolyte may further include vinylethylene carbonate, propane sultone, succinonitrile, or a combination thereof, and the amount of the electrolyte may be appropriately adjusted.

상기 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 자연수이며, 예를 들면 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 0.1M 내지2.0M 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.The lithium salt is a substance that dissolves in an organic solvent and acts as a source of lithium ions in the battery to enable the operation of a basic lithium secondary battery and to promote the movement of lithium ions between the positive electrode and the negative electrode. Representative examples of such lithium salts are LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiN (SO 3 C 2 F 5 ) 2 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiClO 4 , LiAlO 2 , LiAlCl 4 , LiN (C x F 2x + 1 SO 2 ) (C y F 2y + 1 SO 2 ), where x and y are natural numbers, for example Supporting one or more selected from the group consisting of LiCl, LiI and LiB (C 2 O 4 ) 2 (lithium bis (oxalato) borate (LiBOB)); It is preferable to use the concentration of lithium salt within the range of 0.1 M to 2.0 M. When the concentration of the lithium salt is included in the above range, since the electrolyte has an appropriate conductivity and viscosity, it can exhibit excellent electrolyte performance, Lithium ions can move effectively.

리튬 이차 전지의 종류에 따라 양극과 음극 사이에 세퍼레이터가 존재할 수도 있다. 이러한 세퍼레이터로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드 또는 이들의 2층 이상의 다층막이 사용될 수 있으며, 폴리에틸렌/폴리프로필렌 2층 세퍼레이터, 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌 3층 세퍼레이터, 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 3층 세퍼레이터 등과 같은 혼합 다층막이 사용될 수 있음은 물론이다.Depending on the type of lithium secondary battery, a separator may exist between the positive electrode and the negative electrode. As the separator, polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride or two or more multilayer films thereof may be used, and polyethylene / polypropylene two-layer separator, polyethylene / polypropylene / polyethylene three-layer separator, polypropylene / polyethylene / poly It goes without saying that a mixed multilayer film such as a propylene three-layer separator can be used.

도 2에 본 발명의 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지의 분해 사시도를 나타내었다. 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지는 각형인 것을 예로 설명하지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 원통형, 파우치형 등 다양한 형태의 전지에 적용될 수 있다.2 is an exploded perspective view of a rechargeable lithium battery according to one embodiment of the present invention. Although a lithium secondary battery according to an embodiment is described as an example of being rectangular, the present invention is not limited thereto, and may be applied to various types of batteries, such as a cylindrical shape and a pouch type.

도 2를 참고하면, 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지(100)는 양극(10)과 음극(20) 사이에 세퍼레이터(30)를 개재하여 귄취된 전극 조립체(40)와, 상기 전극 조립체(40)가 내장되는 케이스(50)를 포함할 수 있다. 상기 양극(10), 상기 음극(20) 및 상기 세퍼레이터(30)는 전해액(미도시)에 함침되어 있을 수 있다.Referring to FIG. 2, the lithium secondary battery 100 according to the exemplary embodiment includes an electrode assembly 40 wound through a separator 30 between the positive electrode 10 and the negative electrode 20, and the electrode assembly 40. It may include a case 50 is built. The positive electrode 10, the negative electrode 20, and the separator 30 may be impregnated with an electrolyte (not shown).

이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러한 하기한 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, examples and comparative examples of the present invention are described. Such following examples are only examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

(실시예 1)(Example 1)

인조 흑연 음극 활물질 97.5 중량%, 카르복시메틸 셀룰로즈 1.0 중량%, 스티렌-부타디엔 러버 1.5 중량%를 물 용매 중에서 혼합하여 제1 활물질층 슬러리를 제조하였다.97.5% by weight of the artificial graphite negative electrode active material, 1.0% by weight of carboxymethyl cellulose and 1.5% by weight of styrene-butadiene rubber were mixed in a water solvent to prepare a slurry of the first active material layer.

인조 흑연 음극 활물질 97.5 중량%, 카르복시메틸 셀룰로즈 0.8 중량%, 스티렌-(메트)아크릴산 에스테르 코폴리머1.2 중량%를 물 용매중에서 혼합하여 제2 활물질층 슬러리를 제조하였다.A slurry of the second active material layer was prepared by mixing 97.5 wt% of artificial graphite negative electrode active material, 0.8 wt% of carboxymethyl cellulose, and 1.2 wt% of styrene- (meth) acrylic acid ester copolymer in a water solvent.

Cu 포일에 상기 제1 활물질층 슬러리를 도포 및 건조하여 제1 활물질층을 형성하고, 이 제1 활물질층에 상기 제2 활물질층 슬러리를 도포 및 건조하여 제2 활물질층을 형성한 후, 압연하여 음극을 제조하였다. 제조된 음극에서 제1 활물질층의 로딩 레벨은 4.5mg/㎠이었고, 제2 활물질층의 로딩 레벨은 6mg/㎠이었으며, 이에 제1 활물질층 및 제2 활물질층의 로딩 레벨의 총합은 10.5mg/㎠(단면, 양면 21mg/㎠)이었다. 또한, 제1 활물질층의 두께는 17㎛이었고, 제2 활물질층의 두께는 80㎛이었다.The first active material layer slurry is coated and dried on Cu foil to form a first active material layer, and the second active material layer slurry is coated and dried on the first active material layer to form a second active material layer, followed by rolling. A negative electrode was prepared. In the prepared anode, the loading level of the first active material layer was 4.5 mg / cm 2, and the loading level of the second active material layer was 6 mg / cm 2, so that the sum of the loading levels of the first active material layer and the second active material layer was 10.5 mg / cm 2. It was 2 cm 2 (one side, 21 mg / cm 2). In addition, the thickness of the first active material layer was 17 μm, and the thickness of the second active material layer was 80 μm.

LiCoO2 양극 활물질 97.35 중량%, 케첸 블랙 도전재 1.5 중량% 및 폴리비닐리덴 플루오라이드 바인더 1.15 중량%를 N-메틸 피롤리돈 용매 중에서 혼합하여 양극 활물질 슬러리를 제조하였다. 이 양극 활물질 슬러리를 Al 포일에 도포, 건조 및 압연하여 양극을 제조하였다. A positive electrode active material slurry was prepared by mixing 97.35 wt% of LiCoO 2 positive electrode active material, 1.5 wt% of Ketjen black conductive material, and 1.15 wt% of polyvinylidene fluoride binder in N-methyl pyrrolidone solvent. The positive electrode active material slurry was applied to an Al foil, dried, and rolled to prepare a positive electrode.

상기 음극, 상기 양극 및 전해질을 이용하여 통상의 방법으로 이차 전지를 제조하였다.A secondary battery was manufactured by a conventional method using the negative electrode, the positive electrode, and the electrolyte.

상기 전해질로는1.2M LiPF6가 용해된 에틸렌 카보네이트 및 디메틸 카보네이트의 혼합 용매(50 : 50 부피비)를 사용하였다.As the electrolyte, a mixed solvent (50:50 by volume) of ethylene carbonate and dimethyl carbonate in which 1.2 M LiPF 6 was dissolved was used.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

인조 흑연 음극 활물질 97.5 중량%, 카르복시메틸 셀룰로즈 1.0 중량%, 스티렌-부타디엔 러버 1.5 중량%를 물 용매 중에서 혼합하여 활물질층 슬러리를 제조하였다.97.5% by weight of the artificial graphite anode active material, 1.0% by weight of carboxymethyl cellulose, and 1.5% by weight of styrene-butadiene rubber were mixed in a water solvent to prepare an active material layer slurry.

Cu 포일에 상기 활물질층 슬러리를 도포, 건조 및 압연하여, 68.5㎛ (양면 137㎛)두께를 갖는 활물질층이 형성된, 로딩 레벨이 10.5mg/㎠인 (양면 21mg/㎠) 음극을 제조하였다. The active material layer slurry was coated, dried and rolled onto Cu foil to prepare a negative electrode having a loading level of 10.5 mg / cm 2 (both sides 21 mg / cm 2) in which an active material layer having a thickness of 68.5 μm (both sides 137 μm) was formed.

상기 음극을 이용하여, 실시예 1에서 제조된 양극 및 전해질을 이용하여 통상의 방법으로 이차 전지를 제조하였다.Using the negative electrode, a secondary battery was manufactured by a conventional method using the positive electrode and the electrolyte prepared in Example 1.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

인조 흑연 음극 활물질 97.5 중량%, 카르복시메틸 셀룰로즈 1.0 중량%, 스티렌-부타디엔 러버 1.5 중량%를 물 용매 중에서 혼합하여 제1 활물질층 슬러리를 제조하였다.97.5% by weight of the artificial graphite negative electrode active material, 1.0% by weight of carboxymethyl cellulose and 1.5% by weight of styrene-butadiene rubber were mixed in a water solvent to prepare a slurry of the first active material layer.

인조 흑연 음극 활물질 97.5 중량%, 카르복시메틸 셀룰로즈 0.8 중량%, 스티렌-부타디엔 러버 1.2 중량%를 물 용매 중에서 혼합하여 제2 활물질층 슬러리를 제조하였다.97.5% by weight of the artificial graphite anode active material, 0.8% by weight of carboxymethyl cellulose, and 1.2% by weight of styrene-butadiene rubber were mixed in a water solvent to prepare a second active material layer slurry.

Cu 포일에 상기 제1 활물질층 슬러리를 도포 및 건조하여 제1 활물질층을 형성하고, 이 제1 활물질층에 상기 제2 활물질층 슬러리를 도포 및 건조하여 제2 활물질층을 형성한 후, 압연하여 음극을 제조하였다. 제조된 음극에서 제1 활물질층의 로딩 레벨은 4.5mg/㎠이었고, 제2 활물질층의 로딩 레벨은 6mg/㎠이었으며, 이에 제1 활물질층 및 제2 활물질층의 로딩 레벨의 총합은 10.5mg/㎠이었다. 또한, 제1 활물질층의 두께는 17㎛이었고, 제2 활물질층의 두께는 51㎛이었다.The first active material layer slurry is coated and dried on Cu foil to form a first active material layer, and the second active material layer slurry is coated and dried on the first active material layer to form a second active material layer, followed by rolling. A negative electrode was prepared. In the prepared anode, the loading level of the first active material layer was 4.5 mg / cm 2, and the loading level of the second active material layer was 6 mg / cm 2, so that the sum of the loading levels of the first active material layer and the second active material layer was 10.5 mg / cm 2. Cm 2. In addition, the thickness of the first active material layer was 17 μm, and the thickness of the second active material layer was 51 μm.

상기 음극을 이용하여, 실시예 1에서 제조된 양극 및 전해질을 이용하여 통상의 방법으로 이차 전지를 제조하였다.Using the negative electrode, a secondary battery was manufactured by a conventional method using the positive electrode and the electrolyte prepared in Example 1.

(비교예 3)(Comparative Example 3)

인조 흑연 음극 활물질 97.5 중량%, 카르복시메틸 셀룰로즈 0.8 중량%, 스티렌-(메트)아크릴산 에스테르 코폴리머 1.2 중량%를 물용매 중에서 혼합하여 제1 활물질층 슬러리를 제조하였다. A slurry of the first active material layer was prepared by mixing 97.5% by weight of the artificial graphite negative electrode active material, 0.8% by weight of carboxymethyl cellulose, and 1.2% by weight of styrene- (meth) acrylic acid ester copolymer in a water solvent.

인조 흑연 음극 활물질 97.5 중량%, 카르복시메틸 셀룰로즈 1.0 중량%, 스티렌-부타디엔 러버 1.5 중량%를 물 용매 중에서 혼합하여 제2 활물질층 슬러리를 제조하였다.97.5% by weight of the artificial graphite anode active material, 1.0% by weight of carboxymethyl cellulose, and 1.5% by weight of styrene-butadiene rubber were mixed in a water solvent to prepare a second active material layer slurry.

Cu 포일에 상기 제1 활물질층 슬러리를 도포 및 건조하여 제1 활물질층을 형성하고, 이 제1 활물질층에 상기 제2 활물질층 슬러리를 도포 및 건조하여 제2 활물질층을 형성한 후, 압연하여 음극을 제조하였다. 제조된 음극에서 제1 활물질층의 로딩 레벨은 4.5mg/㎠이었고, 제2 활물질층의 로딩 레벨은 6mg/㎠이었으며, 이에 제1 활물질층 및 제2 활물질층의 로딩 레벨의 총합은 10.5mg/㎠이었다. 또한, 제1 활물질층의 두께는 17㎛이었고, 제2 활물질층의 두께는 51㎛이었다.The first active material layer slurry is coated and dried on Cu foil to form a first active material layer, and the second active material layer slurry is coated and dried on the first active material layer to form a second active material layer, followed by rolling. A negative electrode was prepared. In the prepared anode, the loading level of the first active material layer was 4.5 mg / cm 2, and the loading level of the second active material layer was 6 mg / cm 2, so that the sum of the loading levels of the first active material layer and the second active material layer was 10.5 mg / cm 2. Cm 2. In addition, the thickness of the first active material layer was 17 μm, and the thickness of the second active material layer was 51 μm.

상기 음극을 이용하여, 실시예 1에서 제조된 양극 및 전해질을 이용하여 통상의 방법으로 이차 전지를 제조하였다.Using the negative electrode, a secondary battery was manufactured by a conventional method using the positive electrode and the electrolyte prepared in Example 1.

* SEM 사진* SEM photo

상기 실시예 1에서 제조된 음극 중, 제1 활물질층을 형성한 후의 SEM 사진을 도 3에 나타내었으며, 제2 활물질층을 형성한 후의 SEM 사진을 도 4에 나타내었다.The SEM photograph after the formation of the first active material layer is shown in FIG. 3, and the SEM photograph after the formation of the second active material layer is shown in FIG. 4.

도 3에 나타낸 것과 같이, 제1 활물질층에 포함된 스티렌-부타디엔 러버 바인더는 활물질 표면에 응집되어 존재함을 알 수 있고, 도 4에 나타낸 것과 같이, 제2 활물질층에 포함된 아크릴계 바인더는 활물질 표면에 균일하게 분포함을 알 수 있다. 이와 같이, 제2 활물질층에 포함된 아크릴계 바인더가 활물질 표면에 균일하게 분포함에 따라, 충방전시 리튬 이온 이동이 효과적으로 일어날 수 있을 것임을 예측할 수 있다.As shown in FIG. 3, it can be seen that the styrene-butadiene rubber binder included in the first active material layer aggregates on the surface of the active material, and as shown in FIG. 4, the acrylic binder included in the second active material layer is an active material. It can be seen that it is evenly distributed on the surface. As such, as the acrylic binder included in the second active material layer is uniformly distributed on the surface of the active material, it may be predicted that lithium ion migration may effectively occur during charge and discharge.

* 직류 내부 저항(DC-IR: Direct current internal resistance) 측정* Direct current internal resistance (DC-IR) measurement

상기 실시예 1 및 상기 비교예 1에 따른 전지를 0.7 C-rate로 충방전을 하였으며, 이때 SOC조건을, SOC70(전지 전체 충전 용량을 100%로 하였을 때, 70% 충전 용량이 되도록 충전한 상태이며, 이는 방전중 상태로 보면 방전을 30% 시킨 상태를 의미함), SOC20(전지 전체 충전 용량을 100%로 하였을 때, 20% 충전 용량이 되도록 충전한 상태이며, 이는 방전중 상태로 보면 방전을 80%시킨 상태를 의미함) 및 SOC10(전지 전체 충전 용량을 100%로 하였을 때, 10% 충전 용량이 되도록 충전한 상태이며, 이는 방전 중 상태로 보면 방전을 90% 시킨 상태를 의미함)에서 0.7C로 600초간 전류를 흘려주면서 발생하는 전압 하강(voltage drop, V)를 측정하여, 직류 내부저항(DC-IR)을 측정하였다. 그 결과를 도 5에 나타내었다.The battery according to Example 1 and Comparative Example 1 was charged and discharged at 0.7 C-rate, and at this time, the SOC condition was charged to be 70% charge capacity when SOC70 (when the total charge capacity of the battery was 100%). This means that the battery is discharged at 30% when the battery is discharged.SoC20 (when the battery is 100% charged, the battery is charged at 20% charge capacity.) Means 80%) and SOC10 (when the total charge capacity of the battery is 100%, it is charged to have 10% charge capacity, which means that the battery is discharged when 90% is discharged) The voltage drop (V) generated while flowing a current for 600 seconds at 0.7C was measured, and the DC internal resistance (DC-IR) was measured. The results are shown in FIG.

도 5에 나타낸 것과 같이, 실시예 1의 전지가 모든 SOC 조건에서 비교예 1에 비하여, 직류 내부 저항이 낮음을 알 수 있다.As shown in FIG. 5, it can be seen that the battery of Example 1 has a lower DC internal resistance than that of Comparative Example 1 in all SOC conditions.

* 임피던스(impedance) 측정Impedance Measurement

상기 실시예 1 및 비교예 1에 따른 이차 전지를 각각 2개씩 제조하여, 이 전지들을 0.7C, 4.4V 컷-오프 및 SOC100 조건하에 충방전을 실시하여, EIS(electrochemical impedance spectroscopy)법으로 임피던스를 측정하여 그 결과를 도 6에 나타내었다. 도 6에 나타낸 것과 같이, 스티렌-부타디엔 러버 바인더를 포함하는 제1 활물질층 및 아크릴계 바인더를 포함하는 제2 활물질층을 갖는 실시예 1의 전지가, 스티렌-부타디엔 러버 바인더만을 포함하는 비교예 1의 전지에 비하여 저항이 낮음을 알 수 있다.Two secondary batteries according to Example 1 and Comparative Example 1 were prepared, and the batteries were charged and discharged under 0.7C, 4.4V cut-off and SOC100 conditions. The impedance was measured by electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and the results are shown in FIG. 6. As shown in FIG. 6, the battery of Example 1 having a first active material layer containing a styrene-butadiene rubber binder and a second active material layer containing an acrylic binder includes a styrene-butadiene rubber binder of Comparative Example 1 It can be seen that the resistance is lower than that of the battery.

* 저온 방전 특성 측정* Low temperature discharge characteristic measurement

상기 실시예 1 및 비교예 1에 이차 전지를 각각 2개씩 제조하여, 이 전지들을 상온(20℃)에서 0.5C 충전하고, -15℃에서, 0.5C, 3V 컷-오프 조건으로 방전을 실시하였다. 상온 충전 용량 대비, 저온 방전 용량의 용량 유지율을 구하여, 그 결과를 도 7에 나타내었다.Two secondary batteries were prepared in Example 1 and Comparative Example 1, respectively, and the batteries were charged at room temperature (20 ° C.) at 0.5 C, and discharged at −15 ° C. under 0.5 C and 3 V cut-off conditions. . The capacity retention rate of the low-temperature discharge capacity was obtained compared to the normal temperature charge capacity, and the results are shown in FIG. 7.

도 7에 나타낸 것과 같이, 실시예 1의 저온 방전 특성이 비교예 1보다 우수함을 알 수 있다.As shown in FIG. 7, it can be seen that the low-temperature discharge characteristics of Example 1 are superior to Comparative Example 1.

* 상온 사이클 수명 특성 * Temperature cycle life characteristics

상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에 따른 이차 전지를 각각 2개씩 제조하여, 이 전지들을 상온(25℃) 및 고온(45℃)에서 각각 0.7C 충전 0.7C 충전, 1C 방전으로 충방전을450회 실시하였다. 충방전 1회 사이클에 대한 450회 사이클에 대한 상온 용량 유지율을 구하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 하기 표 1의 결과는 2개씩 제조된 전지로부터 얻어진 상온 용량 유지율의 평균을 나타낸 것이다.Two secondary batteries according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 were prepared, respectively, and the batteries were charged and discharged at 0.7C charge, 0.7C charge, and 1C discharge at room temperature (25 ° C) and high temperature (45 ° C), respectively. 450 times was performed. The room temperature capacity retention rate for 450 cycles for one charge / discharge cycle was obtained, and the results are shown in Table 1 below. The results in Table 1 below show the average of the room temperature capacity retention rates obtained from two batteries.

제1 활물질층의 바인더Binder of First Active Material Layer 제2 활물질층의 바인더Binder of Second Active Material Layer 용량 유지율(%)Capacity retention rate (%) 실시예 1Example 1 스티렌-부타디엔 러버Styrene-butadiene rubber 스티렌-(메트)아크릴산 에스테르 코폴리머Styrene- (meth) acrylic acid ester copolymer 89.589.5 비교예 1Comparative Example 1 스티렌-부타디엔 러버Styrene-butadiene rubber 제2 활물질층없음.No second active material layer. 84.184.1 비교예 2Comparative Example 2 스티렌-부타디엔 러버Styrene-butadiene rubber 스티렌-부타디엔 러버Styrene-butadiene rubber 84.384.3 비교예 3Comparative Example 3 스티렌-(메트)아크릴산 에스테르 코폴리머Styrene- (meth) acrylic acid ester copolymer 스티렌-부타디엔 러버Styrene-butadiene rubber 외관불량Visual defects

또한, 그 결과 중, 실시예 1 및 비교예 1의 결과를 도 8a에 나타내었다. Moreover, the result of Example 1 and the comparative example 1 is shown in FIG. 8A among the results.

상기 표 1 및 도 8a에 나타낸 바와 같이, 제1 활물질층의 바인더로 스티렌-부타디엔 러버를 사용하고, 제2 활물질층의 바인더로 스티렌-(메트)아크릴산 에스테르 코폴리머를 사용한 실시예 1의 상온 용량 유지율이 비교예 1 내지 2보다 우수함을 알 수 있다. 또한, 실시예 1과 반대로, 제1 활물질층의 바인더로 스티렌-(메트)아크릴산 에스테르 코폴리머를 사용하고, 제2 활물질층의 바인더로 스티렌-부타디엔 러버를 사용한 비교예 3의 경우에는 외관이 불량하고, 사이클 수명 특성 측정이 불가능하였다.As shown in Table 1 and FIG. 8A, the room temperature capacity of Example 1 using styrene-butadiene rubber as the binder of the first active material layer and styrene- (meth) acrylic acid ester copolymer as the binder of the second active material layer It can be seen that the retention rate is superior to Comparative Examples 1 and 2. In contrast to Example 1, in the case of Comparative Example 3 in which a styrene- (meth) acrylic acid ester copolymer was used as the binder of the first active material layer and styrene-butadiene rubber was used as the binder of the second active material layer, the appearance was poor. In addition, it was impossible to measure cycle life characteristics.

* 상온 두께 증가율 * Thickness increase at room temperature

상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에 따른 이차 전지를 각각 2개씩 제조하여, 이 전지들을 상온(25℃) 및 고온(45℃)에서 각각 0.7C 충전 0.7C 충전, 1C 방전으로 충방전을450회 실시하였다. 충방전 전 및 450회 충방전 후의 전지 두께를 상온 및 고온에서 각각 측정하여, 450회 충방전 후의 상온 두께 증가값을 구하여, 그 결과를 도 8b에 나타내었다. 도 8b에 나타낸 것과 같이, 비교예 1의 전지는 약 200회 충방전 사이클 및 350회 충방전 사이클에서 전지 두께가 현저하게 증가함을 알 수 있다. 반면에, 실시예 1의 전지는 450회 충방전을 실시하더라도 두께 증가율이 급격하게 증가하지 않았으며, 비교예 1에 비하여 매우 작은 두께 증가율이 얻어짐을 알 수 있다.Two secondary batteries according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 were prepared, respectively, and the batteries were charged and discharged at 0.7C charge, 0.7C charge, and 1C discharge at room temperature (25 ° C) and high temperature (45 ° C), respectively. 450 times was performed. The battery thicknesses before charge and discharge and after 450 charge and discharge were measured at room temperature and high temperature, respectively, to obtain room temperature thickness increase values after 450 charge and discharge, and the results are shown in FIG. 8B. As shown in FIG. 8B, it can be seen that the battery of Comparative Example 1 significantly increased the battery thickness at about 200 charge / discharge cycles and 350 charge / discharge cycles. On the other hand, in the battery of Example 1, the thickness increase rate did not increase rapidly even after 450 charge and discharge cycles, and it can be seen that a very small thickness increase rate was obtained compared to Comparative Example 1.

* 고온 사이클 수명 특성* High temperature cycle life characteristics

상기 실시예 1 및 비교예 1에 따른 이차 전지를 각각 2개씩 제조하여, 이 전지들을 고온(45℃)에서 0.7C 충전 0.7C 충전, 1C 방전으로 충방전을 450회 실시하였다. 이때, 각 사이클에 대한 고온 방전 용량을 구하여, 그 결과를 도 9에 나타내었다. Two secondary batteries according to Example 1 and Comparative Example 1 were manufactured, respectively, and the batteries were charged and discharged at a high temperature (45 ° C.) at 0.7C charge, 0.7C charge, and 1C discharge for 450 times. At this time, the high temperature discharge capacity for each cycle was obtained and the results are shown in FIG. 9.

도 9에 나타낸 것과 같이, 실시예 1에 따른 전지의 고온 방전 용량이 비교예 1보다 우수함을 알 수 있다.As shown in Figure 9, it can be seen that the high temperature discharge capacity of the battery according to Example 1 is superior to Comparative Example 1.

결과적으로, 도 8a 및 도 9에 나타낸 것과 같이, 실시예 1의 전지가 상온 및 고온에서 비교예 1의 전지에 비하여 우수한 사이클 수명 특성을 나타냄을 알 수 있고, 또한, 도 8b에 나타낸 것과 같이, 비교예 1의 전지는 450회 충방전 사이클 후 두께 증가가 상온에서 실시예 1보다 큼을 알 수 있다.As a result, as shown in Figures 8a and 9, it can be seen that the battery of Example 1 exhibits excellent cycle life characteristics compared to the battery of Comparative Example 1 at room temperature and high temperature, and, as shown in Figure 8b, In the battery of Comparative Example 1, it can be seen that the thickness increase after 450 charge / discharge cycles is greater than that of Example 1 at room temperature.

* 충방전 후, 전지 사진* After charging and discharging, battery picture

실시예 1 및 비교예 3에 따라 제조된 음극을 포함한 전지를 0.7C, 4.4V 충전 및1.0C, 3.0V 컷-오프 방전 조건으로 충방전을 실시한 후, 전지를 분해하여, 음극 상태를 나타내는 사진을 도 10 및 도 11에 각각 나타내었다. 도 10에 나타낸 것과 같이, 제1 활물질층 바인더로 스티렌-부타디엔 러버 바인더를 사용하고, 제2 활물질층 바인더로 아크릴계 바인더를 사용한 실시예 1의 경우, 활물질층 박리가 일어나지 않고, 활물질층이 집전체에 잘 부착되어 있음을 알 수 있다.After charging and discharging the battery including the negative electrode prepared according to Example 1 and Comparative Example 3 under the conditions of 0.7C, 4.4V charge and 1.0C, 3.0V cut-off discharge, the battery is disassembled, the photo showing the state of the negative electrode Are shown in FIGS. 10 and 11, respectively. As shown in FIG. 10, in the case of Example 1 in which a styrene-butadiene rubber binder is used as the first active material layer binder and an acrylic binder is used as the second active material layer binder, no active material layer peeling occurs, and the active material layer is a current collector. It can be seen that it is attached well to.

반면에 도 11에 나타낸 것과 같이, 제1 활물질층 바인더로 아크릴계 바인더를 사용하고, 제2 활물질층 바인더로 스티렌-부타디엔 러버 바인더를 사용한 비교예 3의 경우, 활물질층의 일부가 전류 집전체로부터 박리 현상이 발생함을 알 수 있고, 이에, 전극에서 활물질층이 균일한 두께를 유지하지 못하고, 불균일하게 존재함을 알 수 있다. 이 결과로부터 비교예 3의 전지는 전지 두께가 불량해지는 문제가 발생함을 알 수 있고, 이와 같이, 활물질층 박리가 발생하였기에, 추가적인 사이클 수명 특성 평가를 측정할 수 없었다.On the other hand, as shown in FIG. 11, in Comparative Example 3 using an acrylic binder as the first active material layer binder and a styrene-butadiene rubber binder as the second active material layer binder, a part of the active material layer is separated from the current collector. It can be seen that the phenomenon occurs, and thus, the active material layer does not maintain a uniform thickness in the electrode, it can be seen that the non-uniform. From this result, it can be seen that the battery of Comparative Example 3 has a problem that the battery thickness is poor. Thus, since the active material layer peeling occurred, additional cycle life characteristics evaluation could not be measured.

본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. The present invention is not limited to the above embodiments, but may be manufactured in various forms, and a person skilled in the art to which the present invention pertains has another specific form without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It will be appreciated that the present invention may be practiced as. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

Claims (14)

전류 집전체;
상기 전류 집전체에 형성되고, 스티렌-부타디엔 러버 바인더 및 제1 활물질을 포함하는 제1 활물질층; 및
상기 제1 활물질층에 형성되고, 아크릴계 바인더 및 제2 활물질을 포함하는 제2 활물질층
을 포함하는 리튬 이차 전지용 음극.
Current collectors;
A first active material layer formed on the current collector and including a styrene-butadiene rubber binder and a first active material; And
A second active material layer formed on the first active material layer and including an acrylic binder and a second active material;
A negative electrode for a lithium secondary battery comprising a.
제1항에 있어서,
상기 아크릴계 바인더는 스티렌-(메트)아크릴산 에스테르 코폴리머, 아크릴산 부틸 아크릴레이트(Butyl acrylate), 메틸 메타크릴레이트(Methyl methacrylate) 또는 이들의 조합인 리튬 이차 전지용 음극.
The method of claim 1,
The acrylic binder is a styrene- (meth) acrylic acid ester copolymer, butyl acrylate (Butyl acrylate), methyl methacrylate (Methyl methacrylate) or a combination thereof.
제1항에 있어서,
상기 제1 활물질층의 로딩 레벨(L/L)은 상기 제2 활물질층의 로딩 레벨(L/L)의 75% 이하의 값을 갖는 것인 리튬 이차 전지용 음극.
The method of claim 1,
The loading level (L / L) of the first active material layer has a value of 75% or less of the loading level (L / L) of the second active material layer.
제3항에 있어서,
상기 제1 활물질층의 로딩 레벨(L/L)은 상기 제2 활물질층의 로딩 레벨(L/L)의 10% 내지 75%값을 갖는 것인 리튬 이차 전지용 음극.
The method of claim 3,
The loading level (L / L) of the first active material layer has a value of 10% to 75% of the loading level (L / L) of the second active material layer.
제1항에 있어서,
상기 제1 활물질층의 로딩 레벨(L/L)은 5mg/㎠ 이하인 리튬 이차 전지용 음극.
The method of claim 1,
A loading level (L / L) of the first active material layer is 5 mg / cm 2 or less.
제5항에 있어서,
상기 제1 활물질층의 로딩 레벨(L/L)은 1.0mg/㎠ 내지 5.0mg/㎠인 리튬 이차 전지용 음극.
The method of claim 5,
The loading level (L / L) of the first active material layer is 1.0 mg / cm 2 to 5.0 mg / cm 2 negative electrode for a lithium secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 제2 활물질층의 로딩 레벨(L/L)은 5mg/㎠ 초과인 리튬 이차 전지용 음극.
The method of claim 1,
The loading level (L / L) of the second active material layer is greater than 5 mg / cm 2 negative electrode for a lithium secondary battery.
제7항에 있어서,
상기 제2 활물질층의 로딩 레벨(L/L)은 5mg/㎠ 초과, 및 20mg/㎠ 이하인 리튬 이차 전지용 음극.
The method of claim 7, wherein
The loading level (L / L) of the second active material layer is greater than 5 mg / cm 2 and 20 mg / cm 2 or less.
제1항에 있어서,
상기 음극의 로딩 레벨(L/L)은 10mg/㎠ 이상인 리튬 이차 전지용 음극.
The method of claim 1,
The loading level (L / L) of the negative electrode is a lithium secondary battery negative electrode of more than 10mg / ㎠.
제9항에 있어서,
상기 음극의 레벨(L/L)은 10 mg/㎠ 내지 20mg/㎠인 리튬 이차 전지용 음극.
The method of claim 9,
Level (L / L) of the negative electrode is a lithium secondary battery negative electrode of 10 mg / ㎠ to 20 mg / ㎠.
제1항에 있어서,
상기 제1 활물질층에서, 상기 스티렌-부타디엔 러버 바인더의 함량은 상기 제1 활물질층 전체 100 중량%에 대하여, 1.0 중량% 내지 2.0 중량%인 리튬 이차 전지용 음극.
The method of claim 1,
In the first active material layer, the content of the styrene-butadiene rubber binder is 1.0% by weight to 2.0% by weight with respect to 100% by weight of the total of the first active material layer.
제1항에 있어서,
상기 제2 활물질층에서, 상기 아크릴계 바인더의 함량은 상기 제2 활물질층 전체 100 중량%에 대하여, 1.0 중량% 내지 2.0 중량%인 리튬 이차 전지용 음극.
The method of claim 1,
In the second active material layer, the content of the acrylic binder is 1.0% by weight to 2.0% by weight based on 100% by weight of the total of the second active material layer negative electrode for a lithium secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 제1 활물질층의 두께는 상기 제2 활물질층 두께에 대하여 5% 내지 25% 값을 갖는 것인 리튬 이차 전지용 음극.
The method of claim 1,
The thickness of the first active material layer is a negative electrode for a lithium secondary battery having a value of 5% to 25% with respect to the thickness of the second active material layer.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 음극;
양극; 및
비수 전해질을 포함하는
리튬 이차 전지.
The cathode of any one of claims 1 to 13;
anode; And
Containing non-aqueous electrolyte
Lithium secondary battery.
KR1020180059147A 2018-05-24 2018-05-24 Negative electrode for rechargeable lithium battery, and rechargeable lithium battery including same KR102264699B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180059147A KR102264699B1 (en) 2018-05-24 2018-05-24 Negative electrode for rechargeable lithium battery, and rechargeable lithium battery including same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180059147A KR102264699B1 (en) 2018-05-24 2018-05-24 Negative electrode for rechargeable lithium battery, and rechargeable lithium battery including same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190134021A true KR20190134021A (en) 2019-12-04
KR102264699B1 KR102264699B1 (en) 2021-06-11

Family

ID=69004380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180059147A KR102264699B1 (en) 2018-05-24 2018-05-24 Negative electrode for rechargeable lithium battery, and rechargeable lithium battery including same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102264699B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022098098A1 (en) * 2020-11-03 2022-05-12 주식회사 엘지에너지솔루션 Electrode including active material layer in bilayer structure, manufacturing method therefor, and secondary battery comprising same
WO2022145993A1 (en) * 2020-12-28 2022-07-07 주식회사 엘지에너지솔루션 Anode and manufacturing method therefor
EP4224547A1 (en) * 2022-01-19 2023-08-09 SK On Co., Ltd. Negative electrode, method of manufacturing negative electrode, and secondary battery including negative electrode

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140139845A (en) * 2013-05-28 2014-12-08 삼성에스디아이 주식회사 Electrode for rechargable lithium battery, and recharable lithium battery including the electrode
KR20160040817A (en) * 2014-10-06 2016-04-15 주식회사 엘지화학 Electrode with Improved Adhesion Property for Lithium Secondary Battery
KR20170111743A (en) * 2016-03-29 2017-10-12 주식회사 엘지화학 Negative electrode for secondary battery and secondary battery comprising the same
KR20180028984A (en) * 2016-09-09 2018-03-19 주식회사 엘지화학 Method of making electrodes for lithium secondary battery and Electrodes manufactured therefrom

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140139845A (en) * 2013-05-28 2014-12-08 삼성에스디아이 주식회사 Electrode for rechargable lithium battery, and recharable lithium battery including the electrode
KR20160040817A (en) * 2014-10-06 2016-04-15 주식회사 엘지화학 Electrode with Improved Adhesion Property for Lithium Secondary Battery
KR20170111743A (en) * 2016-03-29 2017-10-12 주식회사 엘지화학 Negative electrode for secondary battery and secondary battery comprising the same
KR20180028984A (en) * 2016-09-09 2018-03-19 주식회사 엘지화학 Method of making electrodes for lithium secondary battery and Electrodes manufactured therefrom

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022098098A1 (en) * 2020-11-03 2022-05-12 주식회사 엘지에너지솔루션 Electrode including active material layer in bilayer structure, manufacturing method therefor, and secondary battery comprising same
WO2022145993A1 (en) * 2020-12-28 2022-07-07 주식회사 엘지에너지솔루션 Anode and manufacturing method therefor
EP4224547A1 (en) * 2022-01-19 2023-08-09 SK On Co., Ltd. Negative electrode, method of manufacturing negative electrode, and secondary battery including negative electrode

Also Published As

Publication number Publication date
KR102264699B1 (en) 2021-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5374339B2 (en) ELECTROLYTE SOLUTION FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND LITHIUM SECONDARY BATTERY CONTAINING THE SAME
KR102557446B1 (en) Negative electrode for rechargeable lithium battery, and rechargeable lithium battery including same
KR102383073B1 (en) Electrolyte of rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same
KR20180049986A (en) Positive electrode for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same
KR101256065B1 (en) Positive electrode for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same
KR102221634B1 (en) Negative electrode for rechargeable lithium battery, and rechargeable lithium battery including same
KR20140095810A (en) Positive active material for lithium secondary battery and lithium secondary battery
KR20190132026A (en) Negative active material for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same
KR20200072182A (en) Electrode for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same
KR102272820B1 (en) Negative electrode for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including the same
KR101711987B1 (en) Positive active material for lithium secondary battery and lithium secondary battery
KR102264699B1 (en) Negative electrode for rechargeable lithium battery, and rechargeable lithium battery including same
KR102258090B1 (en) Electrode for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same
KR20190096649A (en) Negative electrode for rechargeable lithium battery, and rechargeable lithium battery including same
KR101147200B1 (en) Negative electrode for rechargeable lithium battery, and rechargeable lithium battery
KR102290316B1 (en) Rechargeable lithium battery
KR20210119144A (en) Rechargeable lithium battery including same
KR102546827B1 (en) Negative active material for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same
KR102152305B1 (en) Electrolyte of rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same
KR102287331B1 (en) Negative active material for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same
KR102211172B1 (en) Electrolyte of rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same
KR20130122284A (en) Positive electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery
KR20180039460A (en) Positive electrode for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same
KR20190132031A (en) Negative electrode for rechargeable lithium battery, and rechargeable lithium battery including same
KR20190122437A (en) Negative electrode for rechargeable lithium battery, and rechargeable lithium battery including same

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