KR20210080086A - Method of preparing negative electrode for lithium secondary battery, negative electrode prepared by the method, and lithium secondary battery comprising the negative electrode - Google Patents

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Abstract

The present embodiments relate to a method for manufacturing a negative electrode for a lithium secondary battery, a negative electrode and a lithium secondary battery manufactured by the method, and a negative electrode plate for a pre-lithiation process. The method for manufacturing a negative electrode for a lithium secondary battery according to an embodiment includes the steps of: (a) coating an organic material on a part or all of the uncoated area of the negative electrode plate to form an organic material layer, and applying a negative electrode active material to a holding unit of the negative electrode plate to form a negative electrode active material layer; (b) pre-lithiating the negative electrode plate manufactured in step (a) using an electrodeposition process; and (c) removing the organic layer from the negative electrode plate manufactured in step (b).

Description

리튬 이차 전지용 음극의 제조 방법과 이에 따라 제조된 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지{METHOD OF PREPARING NEGATIVE ELECTRODE FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY, NEGATIVE ELECTRODE PREPARED BY THE METHOD, AND LITHIUM SECONDARY BATTERY COMPRISING THE NEGATIVE ELECTRODE}A method for manufacturing a negative electrode for a lithium secondary battery, an anode manufactured thereby, and a lithium secondary battery including the same

본 실시예들은 리튬 이차 전지용 음극의 제조 방법과 이에 따라 제조된 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다. The present embodiments relate to a method of manufacturing a negative electrode for a lithium secondary battery, an anode manufactured according to the method, and a lithium secondary battery including the same.

고에너지밀도 리튬 이차 전지에 대한 수요의 증가에 따라, 음극 활물질로서 탄소계 물질 보다 10배 이상의 유효 용량을 가지는 규소계 및 규소산화계 물질의 사용이 증대되고 있다. 규소계 및 규소산화계 물질을 리튬 이차 전지의 음극 활물질로 사용하는 경우, 전지 조립 후 최초 충전 과정 중 초기 비가역 현상이 심하게 나타나며, 결과적으로 초기 쿨롱 효율(ICE, Initial Columb Efficiency)이 70~80% 수준으로 매우 낮은 문제가 있다.As the demand for high-energy-density lithium secondary batteries increases, the use of silicon-based and silicon-oxide-based materials having an effective capacity 10 times or more than that of carbon-based materials is increasing as a negative active material. When silicon-based and silicon-oxide-based materials are used as negative active materials for lithium secondary batteries, the initial irreversible phenomenon is severe during the initial charging process after battery assembly, and as a result, the initial columb efficiency (ICE) is 70 to 80%. with very low problems.

따라서, 고용량의 규소계 및 규소산화계 물질을 리튬 이차 전지의 음극재로 사용하기 위해서는 초기 충전 과정 중에 발생하는 리튬의 손실을 사전에 보상해 주는 것이 필수적이며 이러한 과정을 전리튬화(pre-lithiation)라고 부른다. Therefore, in order to use high-capacity silicon-based and silicon-oxide-based materials as negative electrode materials for lithium secondary batteries, it is essential to compensate for the loss of lithium occurring during the initial charging process in advance. call it

다양한 전리튬화 방법 중 하나로, 규소계 및 규소산화계 물질 등 고용량의 음극 활물질이 포함된 리튬 이차 전지용 음극을 리튬염이 용해된 전해액에 침지시킨 다음 전류를 인가하는 방법으로 상기 음극을 전리튬화하는 방법이 개발되어 있다. 그런데 이러한 전리튬화 방법에 의하면 음극 활물질이 코팅되지 않은 음극판의 무지부에 전해액의 전기화학적 반응으로 인한 부반응물 피막이 형성되며, 이로 인해 음극판의 무지부와 음극 리드간의 용접성이 저하되어 리튬 이차 전지의 제조가 어려워지는 문제가 있다. As one of various prelithiation methods, a negative electrode for a lithium secondary battery containing a high-capacity negative active material such as silicon-based and silicon-oxide-based material is immersed in an electrolyte in which lithium salt is dissolved, and then an electric current is applied to prelithiate the negative electrode. method has been developed. However, according to this prelithiation method, a side-reactant film is formed due to the electrochemical reaction of the electrolyte on the uncoated portion of the negative electrode plate on which the negative electrode active material is not coated, and as a result, the weldability between the uncoated portion of the negative electrode plate and the negative electrode lead is lowered. There is a problem that manufacturing becomes difficult.

상기한 문제점을 해결하기 위한 방법으로, 전리튬화 공정 이전에 음극의 무지부에 무기물 층을 형성하여 부반응물의 형성을 방지하는 기술이 있다 (대한민국 특허 등록번호 10-1783447). 그러나 이 방법은 전리튬화 공정 후 전지 조립 단계에서도 계속 전극의 무지부 표면에 무기물 층이 유지되며, 이에 따라 전지 내 이물질 삽입으로 인한 성능 및 안전성의 저하, 극박 전극의 초음파 용접시 무기물 입자 마찰로 인한 전극 파손, 전극 무게 증가에 따른 전지 에너지밀도 저하 등의 문제점이 있다.As a method for solving the above problems, there is a technique for preventing the formation of side reactants by forming an inorganic layer on the uncoated area of the negative electrode before the prelithiation process (Korean Patent Registration No. 10-1783447). However, in this method, the inorganic layer is still maintained on the uncoated area surface of the electrode even during the battery assembly stage after the prelithiation process, and accordingly, the performance and safety deteriorated due to the insertion of foreign substances in the battery, and the friction of inorganic particles during ultrasonic welding of the ultra-thin electrode There are problems such as damage to the electrode due to an increase in the electrode weight and a decrease in battery energy density due to an increase in electrode weight.

본 실시예에서는 전리튬화 공정 중 음극 무지부에 부반응물 피막이 형성되는 것을 방지하여 음극 무지부와 음극 리드의 용접성을 향상시키는 방법과 이에 사용되는 음극판을 제공하고자 한다. 또한 이를 이용하여, 고에너지 밀도를 구현하면서 제조가 용이하고 성능 신뢰성과 안정성이 확보된 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지를 제공하고자 한다.The present embodiment aims to provide a method for improving the weldability of a negative electrode uncoated region and a negative electrode lead by preventing the formation of a side-reactant film on the negative electrode uncoated region during the prelithiation process, and a negative electrode plate used therefor. In addition, an object of the present invention is to provide an anode that is easy to manufacture while realizing a high energy density and secures performance reliability and stability, and a lithium secondary battery including the same.

일 실시예에서는 (a) 음극판 무지부의 일부 또는 전체에 유기물을 코팅하여 유기물 층을 형성하고, 음극판의 유지부에 음극 활물질을 도포하여 음극 활물질 층을 형성하는 단계, (b) 상기 (a) 단계에서 제조된 음극판을 전착 공정을 이용하여 전리튬화(pre-lithiation)하는 단계, 및 (c) 상기 (b) 단계에서 제조된 음극판에서 상기 유기물 층을 제거하는 단계를 포함하는 리튬 이차 전지용 음극의 제조 방법을 제공한다.In one embodiment, (a) coating an organic material on a part or all of the uncoated portion of the negative electrode plate to form an organic material layer, and applying the negative electrode active material to the holding portion of the negative electrode plate to form the negative electrode active material layer, (b) the step (a) Pre-lithiation of the negative plate prepared in step (pre-lithiation) using an electrodeposition process, and (c) removing the organic layer from the negative plate prepared in step (b) of a negative electrode for a lithium secondary battery comprising the steps of A manufacturing method is provided.

다른 실시예에서는 상기의 제조 방법으로 제조된 리튬 이차 전지용 음극을 제공하고, 상기 음극, 양극, 그리고 상기 음극 및 양극 사이에 위치하는 분리막을 포함하는 전극 조립체를 제공한다. In another embodiment, an anode for a lithium secondary battery manufactured by the above manufacturing method is provided, and an electrode assembly including the anode, the cathode, and a separator positioned between the anode and the cathode is provided.

또 다른 실시예에서는 일 실시예에 따른 전극 조립체를 적어도 둘 이상 포함하고, 상기 각 전극 조립체의 음극 무지부는 음극 리드와 용접된 것인 리튬 이차 전지를 제공한다.In another embodiment, there is provided a lithium secondary battery including at least two electrode assemblies according to an embodiment, wherein the negative electrode uncoated portion of each electrode assembly is welded to the negative electrode lead.

본 실시예들에 따르면, 전리튬화 공정을 통해 고에너지 밀도를 구현할 수 있으며, 동시에 전리튬화 공정에 의해 전극 용접성이 떨어지는 기존의 문제를 해결함으로써 통상의 전지 제조 공정을 적용하더라도 전지 성능의 신뢰성 및 안전성을 확보할 수 있다. According to the present embodiments, high energy density can be realized through the all-lithiation process, and at the same time, the reliability of the battery performance even when the conventional battery manufacturing process is applied by solving the existing problem of poor electrode weldability by the all-lithiation process. and safety.

도 1은 일 실시예에 따라 (a) 단계에서 제조된 음극판의 일부분을 개략적으로 나타낸 그림이다.
도 2는 실시예 1에서 제조한 음극판의 무지부 샘플을 30장 적층하여 평가예 1에 따라 용접한 상태를 보여주는 사진이다.
도 3은 실시예 1에서 제조한 음극판의 무지부 샘플을 30장 적층하고, 적층된 무지부들과 음극 리드를 평가예 1에 따라 용접한 상태를 나타내는 사진이다.
도 4는 비교예 1에서 제조한 음극판의 무지부 샘플을 30장 적층하고, 적층된 무지부들과 음극 리드를 평가예 1에 따라 용접한 상태를 보여주는 사진이다.
도 5는 초음파 용접 압력을 증가시켜, 비교예 1에서 제조한 음극판 무지부 샘플 30장과 음극 리드를 평가예 1에 따라 용접한 경우의 사진이다.
1 is a diagram schematically showing a portion of the negative electrode plate manufactured in step (a) according to an embodiment.
FIG. 2 is a photograph showing a state in which 30 uncoated region samples of the negative electrode plate prepared in Example 1 are laminated and welded according to Evaluation Example 1.
FIG. 3 is a photograph showing a state in which 30 samples of the uncoated region of the negative electrode plate prepared in Example 1 are laminated, and the stacked uncoated regions and the negative electrode lead are welded according to Evaluation Example 1. Referring to FIG.
4 is a photograph showing a state in which 30 samples of the uncoated region of the negative electrode plate prepared in Comparative Example 1 are laminated, and the stacked uncoated regions and the negative electrode lead are welded according to Evaluation Example 1. Referring to FIG.
FIG. 5 is a photograph when 30 sheets of uncoated negative electrode plate samples prepared in Comparative Example 1 and negative electrode leads were welded according to Evaluation Example 1 by increasing the ultrasonic welding pressure.

여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of referring to specific embodiments only, and is not intended to limit the invention. As used herein, the singular forms also include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite. The meaning of "comprising," as used herein, specifies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element and/or component, and includes the presence or absence of another characteristic, region, integer, step, operation, element and/or component. It does not exclude additions.

여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함한 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 또한 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미한다.All terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, unless otherwise specified, % means % by weight.

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

본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지용 음극의 제조 방법은 (a) 음극판 무지부의 일부 또는 전체에 유기물을 코팅하여 유기물 층을 형성하고, 음극판의 유지부에 음극 활물질을 도포하여 음극 활물질 층을 형성하는 단계, (b) 상기 (a) 단계에서 제조된 음극판을 전착 공정을 이용하여 전리튬화(pre-lithiation)하는 단계, 및 (c) 상기 (b) 단계에서 제조된 음극판에서 상기 유기물 층을 제거하는 단계를 포함한다. In the method for manufacturing a negative electrode for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention, (a) coating an organic material on a part or all of the uncoated area of the negative electrode plate to form an organic material layer, and applying the negative electrode active material to the holding part of the negative electrode plate to form a negative electrode active material layer forming, (b) pre-lithiation of the negative electrode plate prepared in step (a) using an electrodeposition process, and (c) the organic layer in the negative electrode plate prepared in step (b) including the step of removing

상기 방법에 따르면, 전리튬화하는 (b) 단계에서 음극판의 무지부에 부반응물 피막이 형성되는 것이 효과적으로 방지되고, (c) 단계 이후 무지부와 음극 리드 간의 용접성이 매우 향상된다. 이에 따라 전극 및 전지의 제조가 용이해지고, 고에너지 밀도를 구현하면서 동시에 성능 신뢰성 및 안전성이 확보된 리튬 이차 전지를 제공할 수 있다.According to the method, the formation of a side-reactant film on the uncoated region of the negative electrode plate in the prelithiation step (b) is effectively prevented, and the weldability between the uncoated region and the negative electrode lead is greatly improved after the step (c). Accordingly, it is possible to provide a lithium secondary battery that facilitates the manufacture of electrodes and batteries, realizes high energy density, and secures performance reliability and safety at the same time.

도 1은 상기 (a) 단계에서 제조된 음극판의 일부분을 개략적으로 나타낸 그림이다. 도 1을 참고하면, 유지부(11)는 극판(10)에서 활물질(20)이 도포되어 있는 부분, 혹은 활물질이 도포될 부분을 말하고, 무지부(12)는 극판에서 활물질이 도포되어 있지 않은 부분, 혹은 활물질이 도포되지 않을 부분을 말한다. 상기 무지부는 상기 극판의 일측 단부이거나 양측 단부일 수 있다. 예를 들어 상기 무지부는 상기 극판의 일측 또는 양측 끝단에서 수 mm 또는 수십 mm에 해당하는 부분일 수 있다. 보통 무지부의 일부분이 탭부가 되며, 탭부와 전극 리드가 용접되는 부분을 용접부라고 부른다. 상기 유기물 층(30)은 무지부의 전체에 형성될 수도 있고, 무지부의 일부에만 형성될 수도 있다. 예를 들어 상기 유기물 층은 무지부에서 탭부에 해당하는 부분에만 형성될 수도 있고, 용접부에 해당하는 부분에만 형성될 수도 있다.1 is a diagram schematically showing a portion of the negative electrode plate manufactured in step (a). Referring to FIG. 1 , the holding part 11 refers to a portion of the electrode plate 10 to which the active material 20 is applied, or a portion to which the active material is to be applied, and the uncoated portion 12 is the electrode plate to which the active material is not applied. It refers to a part, or a part where the active material is not to be applied. The uncoated part may be one end or both ends of the electrode plate. For example, the uncoated portion may be a portion corresponding to several mm or several tens of mm from one or both ends of the electrode plate. Usually, a part of the uncoated region becomes the tab part, and the part where the tab part and the electrode lead are welded is called a welding part. The organic layer 30 may be formed on the entire uncoated area or only on a part of the uncoated area. For example, the organic material layer may be formed only on the portion corresponding to the tab portion in the uncoated portion or may be formed only on the portion corresponding to the welding portion.

참고로, 본 발명에서는, 도 1의 부호 10번을 극판이라고 표현했으나 극판의 모재라고 지칭할 수도 있다. 또한 도 1의 부호 10번과 20번 및/또는 30번을 포함한 형태를 극판이라고 지칭하기도 한다. 즉, 구리 박판 등의 극판의 모재에 활물질 층 및/또는 유기물 층이 형성되어 있는 상태도 극판이라 부를 수 있다.For reference, in the present invention, although reference numeral 10 in FIG. 1 is expressed as a pole plate, it may also be referred to as a base material of the pole plate. In addition, the shape including the reference numerals 10, 20, and/or 30 of FIG. 1 is also referred to as a pole plate. That is, a state in which an active material layer and/or an organic material layer is formed on a base material of an electrode plate such as a copper thin plate may also be referred to as an electrode plate.

또한 한편으로, 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지용 음극의 제조 방법은 상기 (a) 단계 이전에, 음극판에서 음극 활물질을 도포할 유지부와 음극 활물질을 도포하지 않을 무지부를 정하는 (a') 단계를 더 포함할 수도 있다.Also, on the other hand, in the method of manufacturing a negative electrode for a lithium secondary battery according to an embodiment, before the step (a), (a') of determining the holding part to which the negative electrode active material is to be applied and the uncoated area to which the negative electrode active material is not to be applied in the negative electrode plate It may include more.

상기 리튬 이차 전지용 음극의 제조 방법에서, 상기 유기물은 전리튬화 과정 중 전해액 내 용해되지 않으면서, 음극의 무지부와 전해액의 접촉을 차단할 수 있는 물질이다. 예를 들어 상기 유기물은 전해액의 주요 성분인 카보네이트계 유기 용매 또는 에테르계 유기 용매에 대한 내화학성을 가지는 물질이다. In the method of manufacturing the negative electrode for a lithium secondary battery, the organic material is a material capable of blocking contact between the uncoated region of the negative electrode and the electrolyte without being dissolved in the electrolyte during the prelithiation process. For example, the organic material is a material having chemical resistance to a carbonate-based organic solvent or an ether-based organic solvent, which is a major component of the electrolyte.

구체적으로, 상기 유기물은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐아세테이트, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드, 폴리디메틸실록산, 폴리(메타)아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌이민, 폴리페닐렌 테레프탈아마이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리실록산, 폴리이미드, 폴리스티렌부타디엔 고무, 폴리부타디엔, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리페닐렌설파이드, 폴리시아노아크릴레이트, 폴리비닐알코올, 이들의 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. Specifically, the organic material is polypropylene, polyethylene, polyacrylonitrile, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polydimethylsiloxane, poly (meth) acrylate, polymethyl methacrylate, polyvinyl Leadene fluoride, polyvinyl chloride, polyethyleneimine, polyphenylene terephthalamide, polyethylene terephthalate, polystyrene, polytetrafluoroethylene, polysiloxane, polyimide, polystyrene butadiene rubber, polybutadiene, polyurethane, polyester, polyphenylene sulfide, polycyanoacrylate, polyvinyl alcohol, It may include at least one selected from the group consisting of copolymers thereof, and combinations thereof.

상기 유기물 층의 두께는 0.1㎛ 내지 1 mm일 수 있다. 상기 유기물 층의 두께가 너무 얇으면 상기 (c) 단계에서 유기물 층의 제거가 어렵고 일부 잔류되는 유기물 층으로 인해 전극의 용접성이 저하될 수 있다. 상기 유기물 층의 두께가 두꺼울수록 유기물 층의 제거는 용이하나, 1 mm 이상으로 두꺼운 경우에는 상기 (c) 단계 이전에 유기물 층의 일부 박리가 일어나 상기 (b) 단계의 전리튬화 공정 중 전해액이 전극 무지부에 접촉되고, 전류 인가시 부반응물 피막이 생성되어 결국 전극의 용접성이 저하될 수 있다. 상기 유기물 층의 두께는 예를 들어 0.5 ㎛ 이상, 1 ㎛ 이상, 10 ㎛ 이상, 50 ㎛ 이상, 또는 100 ㎛ 이상일 수 있고, 또한 800 ㎛ 이하, 600 ㎛ 이하, 500 ㎛ 이하, 400 ㎛ 이하, 또는 300 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 두께 범위를 만족할 경우 상기 유기물 층은 상기 (b) 단계의 전리튬화 과정에서는 박리되지 않으면서 상기 (c) 단계에서는 제거되기에 용이하다. The thickness of the organic layer may be 0.1 μm to 1 mm. If the thickness of the organic material layer is too thin, it is difficult to remove the organic material layer in step (c), and the weldability of the electrode may be deteriorated due to a part of the organic material layer remaining. The thicker the organic layer, the easier it is to remove the organic layer, but if it is thicker than 1 mm, some peeling of the organic layer occurs before step (c), so that the electrolyte solution during the pre-lithiation process of step (b) is In contact with the electrode uncoated region, a side-reactant film is formed when a current is applied, and thus the weldability of the electrode may be deteriorated. The thickness of the organic layer may be, for example, 0.5 μm or more, 1 μm or more, 10 μm or more, 50 μm or more, or 100 μm or more, and also 800 μm or less, 600 μm or less, 500 μm or less, 400 μm or less, or It may be 300 μm or less. When the thickness range is satisfied, the organic layer is not peeled off in the prelithiation process of step (b) and is easily removed in step (c).

상기 음극판의 무지부에 상기 유기물 층을 형성하는 방법으로는 일반적인 유기 소재 코팅법을 모두 적용할 수 있으며, 예를 들어 스크린프린팅, 테이프케스팅, 스프레잉 등의 방법을 사용할 수 있다.As a method of forming the organic material layer on the uncoated portion of the negative electrode plate, any general organic material coating method may be applied, and for example, a method such as screen printing, tape casting, or spraying may be used.

상기 음극 활물질은 통상의 리튬 이차 전지에 사용되는 흑연 등의 탄소계 음극재는 물론이고, 규소계, 규소산화계 등 고용량 음극재일 수도 있다. 일 실시예에서 상기 음극 활물질은 규소(Si), 규소의 합금, SiOx(x=0.5~1.2), LiSiO, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이 경우 전리튬화 과정이 가지는 초기 비가역성 개선 효과를 최대화할 수 있으며, 고에너지밀도의 음극과 전지를 구현할 수 있다. 일 예로 상기 음극 활물질은 탄소계 물질과 규소계 물질의 조합, 또는 탄소계 물질과 규소산화계 물질의 조합을 포함할 수 있다. The negative active material may be a high-capacity negative electrode material such as a silicon-based negative electrode material, as well as a carbon-based negative electrode material such as graphite used in a typical lithium secondary battery. In an embodiment, the negative active material may include silicon (Si), an alloy of silicon, SiO x (x=0.5 to 1.2), LiSiO, or a combination thereof. In this case, the effect of improving the initial irreversibility of the prelithiation process can be maximized, and a high energy density anode and battery can be realized. For example, the negative active material may include a combination of a carbon-based material and a silicon-based material, or a combination of a carbon-based material and a silicon oxide-based material.

상기 음극판의 모재는 일반적인 집전체 소재라면 상관없이 적용될 수 있고, 예를 들어 구리 박, 니켈 박, 스테인레스강 박, 티타늄 박, 니켈 발포체, 구리 발포체, 또는 전도성 금속이 코팅된 폴리머 기재 등일 수 있다. The base material of the negative electrode plate may be applied regardless of a general current collector material, and may be, for example, a copper foil, a nickel foil, a stainless steel foil, a titanium foil, a nickel foam, a copper foam, or a polymer substrate coated with a conductive metal.

상기 음극판의 유지부에 음극 활물질을 도포하는 것은 음극 활물질과 도전재, 결착제 등을 용매 중에서 혼합하여 활물질 조성물을 제조한 후 이 조성물을 상기 음극판에 도포하는 것일 수 있고, 이러한 방법은 당해 분야에 널리 알려진 내용이므로 상세한 설명은 생략한다. Applying the negative active material to the holding part of the negative electrode plate may be to prepare an active material composition by mixing the negative electrode active material, a conductive material, a binder, etc. in a solvent, and then applying the composition to the negative electrode plate, such a method is in the art. Since the content is widely known, detailed description thereof will be omitted.

상기 (b) 단계의 전리튬화는 전지의 초기 충전 과정 중에 발생하는 리튬의 손실을 사전에 보상해주는 과정이다. 일 실시예에서 상기 전리튬화는 음극을 리튬염이 용해된 전해액에 침지시키고 전류를 인가하는 방법으로 진행하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 전리튬화는 음극판 및 리튬금속판 등의 리튬 공급원을 리튬염이 용해된 전해액에 침지시킨 다음 전류를 인가하는 방식으로 진행될 수 있다. The prelithiation of step (b) is a process of pre-compensating for loss of lithium occurring during the initial charging process of the battery. In an embodiment, the prelithiation may be performed by immersing the negative electrode in an electrolyte in which a lithium salt is dissolved and applying an electric current. Specifically, the prelithiation may be performed by immersing a lithium source such as a negative electrode plate and a lithium metal plate in an electrolyte in which a lithium salt is dissolved, and then applying an electric current.

상기 전해액은 카보네이트계 용매, 에테르계 용매, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 전해액은 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 메틸 피오네이트, 에틸 프로피오네이트 등의 용매일 수 있다. The electrolyte may include a carbonate-based solvent, an ether-based solvent, or a combination thereof. For example, the electrolyte may be a solvent such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, methyl cionate, or ethyl propionate.

상기 리튬염은 예를 들어 LiCl, LiBr, LiI, LiCO3, LiNO3, LiFSI, LiTFSI, LiBF4, LiPF6, LiAsF6, LiClO4, LiN(SO2CF3)2, LiBOB 등일 수 있다.The lithium salt may be, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiCO 3 , LiNO 3 , LiFSI, LiTFSI, LiBF 4 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiN(SO 2 CF 3 ) 2 , LiBOB, and the like.

상기 전류를 인가하는 방법은 예를 들어 전극 면적 기준으로 평균 전류 밀도가 0.1 mA/㎠ 내지 100 mA/㎠ 범위가 되도록 인가하는 것일 수 있다. The method of applying the current may be, for example, applying so that the average current density is in the range of 0.1 mA/cm 2 to 100 mA/cm 2 based on the electrode area.

상기 (c) 단계에서 유기물 층을 제거하는 것은 어느 방법이든 상관없이 적용 가능하다. 상기 유기물 층은 수작업으로도 쉽게 제거될 수 있다. 예를 들어 상기 유기물 층 위에 일반적인 접착 테이프를 붙인 후 접착 테이프와 함께 유기물 층을 떼어내는 방법으로, 상기 유기물 층을 용이하게 제거할 수 있다. Removing the organic layer in step (c) is applicable regardless of any method. The organic layer can be easily removed by hand. For example, by attaching a general adhesive tape on the organic layer and then peeling the organic layer together with the adhesive tape, the organic layer can be easily removed.

일 실시예에 따라 상기 (c) 단계에서 유기물 층을 제거한 음극판은 무지부에 전리튬화 과정에 의한 부반응물 피막이 없을 뿐만 아니라 유기물 층 등의 다른 코팅층이나 입자가 존재하기 않기 때문에, 전지 내 이물질이 삽입되어 성능과 안전성이 떨어지는 문제가 발생하지 않으며, 무지부에 음극 리드를 용접할 때 잔존 입자들로 인해 전극이 파손되는 경우를 방지할 수 있고, 전극 무게 증가에 따른 전지의 에너지 밀도 저하 등의 문제를 막을 수 있다. According to an embodiment, in the negative electrode plate from which the organic layer is removed in step (c), there is no side reaction film due to the pre-lithiation process in the uncoated part, and there is no other coating layer or particles such as an organic layer, so that foreign substances in the battery are not present. There is no problem of deterioration in performance and safety due to insertion, and it is possible to prevent the electrode from being damaged due to residual particles when welding the negative lead to the uncoated area, and to reduce the energy density of the battery due to the increase in the electrode weight. can prevent the problem.

상기 (c) 단계에서 최종적으로 제조된 음극판에서, 유지부에는 리튬 이온이 보충된 음극 활물질 층이 형성되어 있고, 무지부에는 음극 활물질 층이나 유기물 층 등의 어떠한 코팅층이나 입자도 형성되어 있지 않다. 즉, 상기 (c) 단계에서 제조된 음극판은 리튬 이온이 보충된 음극 활물질 층을 포함하는 유지부를 포함하고, 음극 활물질이 도포되어 있지 않으며 유기물 층이 형성되어 있지 않은 (또는 유기물 층이 제거된) 무지부를 포함한다고 할 수 있다.In the negative electrode plate finally manufactured in step (c), the negative electrode active material layer supplemented with lithium ions is formed in the holding portion, and no coating layer or particles such as the negative electrode active material layer or organic material layer are formed in the uncoated portion. That is, the negative plate prepared in step (c) includes a holding part including a negative electrode active material layer supplemented with lithium ions, a negative electrode active material is not applied, and an organic material layer is not formed (or an organic material layer is removed) It can be said that it includes the ignorance.

본 발명의 또다른 실시예에서는 전술한 리튬 이차 전지용 음극의 제조 방법에 따라 제조된 리튬 이차 전지용 음극을 제공한다. 이러한 리튬 이차 전지용 음극은 리튬 이온이 보충된 음극 활물질 층을 포함하는 유지부 및 음극 활물질이 도포되어 있지 않고 유기물 층이 형성되어 있지 않은 무지부를 포함하는 음극판을 포함한다. In another embodiment of the present invention, there is provided a negative electrode for a lithium secondary battery manufactured according to the above-described method for manufacturing a negative electrode for a lithium secondary battery. Such a negative electrode for a lithium secondary battery includes a negative plate including a holding portion including a negative active material layer supplemented with lithium ions and an uncoated portion on which an anode active material is not applied and an organic material layer is not formed.

본 발명의 다른 실시예에서는 전술한 방법으로 제조된 음극을 포함하고, 양극, 그리고 상기 음극 및 양극 사이에 위치하는 분리막을 포함하는 전극 조립체를 제공한다.Another embodiment of the present invention provides an electrode assembly including a negative electrode manufactured by the above method, a positive electrode, and a separator positioned between the negative electrode and the positive electrode.

이러한 전극 조립체는 와인딩되거나 접혀서 전지 용기에 수용되고, 상기 전지 용기에 전해질이 주입되고 밀봉되어 리튬 이차 전지가 완성될 수 있다. 이때, 전지 용기는 원통형, 각형, 파우치형, 코인형 등 다양한 형태를 가질 수 있다. Such an electrode assembly may be wound or folded to be accommodated in a battery container, and an electrolyte may be injected into the battery container and sealed to complete a lithium secondary battery. In this case, the battery container may have various shapes such as a cylindrical shape, a square shape, a pouch shape, and a coin shape.

상기 양극은 양극 활물질 층 및 양극 집전체을 포함할 수 있다.The positive electrode may include a positive electrode active material layer and a positive electrode current collector.

양극 활물질 층은 예를 들면, Ni, Co, Mn, Al, Cr, Fe, Mg, Sr, V, La, Ce 중 적어도 하나의 금속과 O, F, S, P, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 비금속 원소를 포함하는 Li 화합물을 포함할 수 있다. 양극 활물질 층은 대략 0.01 ㎛ 내지 200 ㎛의 크기를 갖는 활물질 입자들을 포함할 수 있으며, 전지의 요구 특성에 따라 적절히 선택될 수 있다. The positive active material layer may include, for example, at least one of Ni, Co, Mn, Al, Cr, Fe, Mg, Sr, V, La, Ce and O, F, S, P, and combinations thereof. Li compound including at least one non-metal element selected from may be included. The positive active material layer may include active material particles having a size of about 0.01 μm to 200 μm, and may be appropriately selected according to the required characteristics of the battery.

경우에 따라, 상기 양극 활물질층에는 도전재가 첨가될 수 있다. 상기 도전재는 예를 들면, 카본 블랙 및 초미세 그라파이트 입자, 아세틸렌 블랙과 같은 파인 카본(fine carbon), 나노 금속 입자 페이스트 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In some cases, a conductive material may be added to the positive electrode active material layer. The conductive material may be, for example, carbon black, ultrafine graphite particles, fine carbon such as acetylene black, or nano metal particle paste, but is not limited thereto.

양극 집전체는 상기 양극 활물질 층을 지지하는 역할을 한다. 양극 집전체로는 예를 들면, 알루미늄 박판 (Foil), 니켈 박판 또는 이들의 조합을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The positive electrode current collector serves to support the positive electrode active material layer. As the positive electrode current collector, for example, a thin aluminum plate (Foil), a thin nickel plate, or a combination thereof may be used, but the present invention is not limited thereto.

상기 분리막은 양극과 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. 분리막은 예를 들면, 유리 섬유, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 이들의 조합물 중에서 선택된 것일 수 있으며, 부직포 또는 직포 형태일 수 있다. 한편, 상기 전해질로 고체 전해질이 사용되는 경우, 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.The separator separates the positive electrode and the negative electrode and provides a passage for lithium ions to move, and any one commonly used in lithium secondary batteries may be used. That is, one having low resistance to ion movement of the electrolyte and excellent moisture content of the electrolyte may be used. The separator may be, for example, selected from glass fiber, polyester, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, or a combination thereof, and may be in the form of a nonwoven fabric or a woven fabric. Meanwhile, when a solid electrolyte is used as the electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separator.

본 발명의 또 다른 실시예에서는 상기 전극 조립체를 적어도 둘 이상 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다. Another embodiment of the present invention provides a lithium secondary battery including at least two or more of the electrode assembly.

즉, 상기 전극 조립체를 두 개 이상 적층하고, 적층된 전극 조립체에서 각 음극의 무지부와 음극 리드를 용접함으로써 전극 단자와 전기적으로 연결되도록 한다.That is, two or more electrode assemblies are stacked, and the uncoated region of each negative electrode and the negative electrode lead are welded in the stacked electrode assembly to be electrically connected to the electrode terminal.

이때, 음극 리드는 하나일 수도 있고, 음극의 무지부와 동일한 개수일 수도 있다. 본 발명의 일 실시예와 같이 제조된 음극은 무지부에 전리튬화 과정에 의한 부반응물 피막이 없을 뿐만 아니라 유기물 층 등의 다른 코팅층 또는 입자가 없기 때문에, 상기 음극 리드를 매우 용이하게 용접할 수 있고, 용접 후에 전극과 리드가 떨어지는 불량 사례가 없으며, 용접부가 찢어지는 문제도 발생하지 않을 수 있다. 이에 따라 고용량이면서 성능 신뢰도와 안전성이 확보된 음극과 이를 포함하는 전극 조립체 및 리튬 이차 전지를 제공할 수 있다. 상기 무지부와 음극 리드를 용접하는 것은 어느 방법이든 가능하며, 일 예로 초음파 용접을 사용할 수 있다. In this case, there may be one negative lead, or the same number as the uncoated part of the negative electrode. Since the negative electrode manufactured as in the embodiment of the present invention does not have a side-reactant film by the prelithiation process on the uncoated area, and there is no other coating layer or particle such as an organic material layer, the negative electrode lead can be welded very easily and , there is no bad case of electrode and lead falling off after welding, and there may be no problem of tearing of the welded part. Accordingly, it is possible to provide an anode having a high capacity and securing performance reliability and safety, an electrode assembly including the same, and a lithium secondary battery. Any method may be used to weld the uncoated region and the negative electrode lead, and ultrasonic welding may be used as an example.

상기 리튬 이차 전지에 충진되는 전해질로는 비수계 전해액 또는 고체 전해질 등을 사용할 수 있다.As the electrolyte charged in the lithium secondary battery, a non-aqueous electrolyte or a solid electrolyte may be used.

상기 비수계 전해액은 예를 들면, 리튬 헥사플루오로 포스페이트, 리튬 퍼클로레이트 등의 리튬염과 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트 등의 용매를 포함할 수 있다. 또한 상기 고체 전해질은 예를 들면, 폴리에틸렌옥시드, 폴리아크릴로니트릴 등의 중합체 전해질에 전해액을 함침한 겔상 중합체 전해질이나, LiI, Li3N 등의 무기 고체 전해질을 사용할 수 있다.The non-aqueous electrolyte may include, for example, a lithium salt such as lithium hexafluorophosphate and lithium perchlorate and a solvent such as ethylene carbonate, propylene carbonate, or butylene carbonate. Further, as the solid electrolyte, for example, a gel polymer electrolyte obtained by impregnating an electrolyte solution in a polymer electrolyte such as polyethylene oxide or polyacrylonitrile, or an inorganic solid electrolyte such as LiI or Li 3 N may be used.

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

[실시예 1][Example 1]

(a) 단계: 전극 모재로 폭은 140 mm이고 두께가 10 ㎛인 롤 형상의 구리 박판 (Cu foil)을 사용하였으며, 구리 박판의 폭방향 양쪽 끝단 20 mm 부분을 무지부로 정하였다. 상기 구리 박판의 무지부에는 두께가 100 um 내지 300 um가 되도록 유기물 층을 스프레이 방법으로 코팅하였다. 여기서 유기물은 비닐 클로라이드/비닐 아세테이트 공중합체를 사용하였고, 아세톤, 톨루엔 등의 용재와 혼합하여 사용하였다. 스프레이 코팅 후 일정시간 건조를 통해 용재를 휘발시키는 방법으로 고상의 유기물 층을 얻었다.Step (a): A roll-shaped copper foil (Cu foil) having a width of 140 mm and a thickness of 10 μm was used as the electrode base material, and 20 mm portions of both ends in the width direction of the thin copper plate were determined as uncoated areas. An organic layer was coated on the uncoated region of the copper thin plate by a spray method so that the thickness was in the range of 100 um to 300 um. Here, as the organic material, a vinyl chloride/vinyl acetate copolymer was used and mixed with solvents such as acetone and toluene. A solid organic layer was obtained by volatilizing the solvent through drying for a certain period of time after spray coating.

또한, 상기 구리 박판의 무지부를 제외한 유지부에는 무게비 30%의 규소 산화계 물질과 70%의 흑연으로 이루어진 용량 700 mAh/g인 복합음극재를 구리 박판 양면에 각각 70 ㎛씩 도포하였다. In addition, a composite negative electrode material having a capacity of 700 mAh/g composed of a silicon oxide-based material having a weight ratio of 30% and graphite having a weight ratio of 70% was applied to both surfaces of the thin copper plate by 70 μm on both sides of the copper thin plate except for the uncoated part of the copper plate.

(b) 단계: 상기 (a)단계에서 제조된 음극판을 리튬염이 용해된 전해액에 침지시킨 다음 전류를 인가하는 방법으로 상기 음극판을 전리튬화하였다. 전리튬화에 사용된 전해액은 EC/EMC=30/70의 용매에 1M농도의 LiPF6를 용해하여 제조하였다. 리튬 공급원으로는 순도 99.9%인 500 ㎛ 두께의 리튬 금속 판을 가로 20 cm, 세로 20 cm의 크기의 구리 집전판 (Cu plate)에 압착하여 사용하였다. 이후 전원공급장치를 이용하여 리튬 금속 전극과 상기 (a) 단계의 음극판을 각각 (+)와 (-) 전극으로 하여 2 mA/㎠의 전류를 1시간동안 흘려줌으로써, 2.0 mAh/㎠ 용량에 해당하는 리튬을 음극 활물질 층 내부에 삽입하였다.Step (b): The negative electrode plate prepared in step (a) was immersed in an electrolyte in which lithium salt was dissolved, and then the negative electrode plate was prelithiated by applying an electric current. The electrolyte used for prelithiation was prepared by dissolving 1M concentration of LiPF 6 in a solvent of EC/EMC=30/70. As a lithium source, a lithium metal plate having a purity of 99.9% and a thickness of 500 μm was used by pressing it onto a copper current collector plate having a size of 20 cm in width and 20 cm in length. Then, using the power supply, a current of 2 mA/cm 2 was flowed for 1 hour using the lithium metal electrode and the negative plate of step (a) as (+) and (-) electrodes, respectively, corresponding to 2.0 mAh/cm 2 lithium was inserted into the anode active material layer.

(c) 단계: 상기 (b)단계에서 제조된 음극판에서 무지부에 코팅된 유기물 층을 접착 테이프를 이용하여 제거하였다. 이후 음극판을 세척 건조하고, 무지부만 절단하여 샘플을 채취하였다. Step (c): From the negative plate prepared in step (b), the organic material layer coated on the uncoated area was removed using an adhesive tape. Thereafter, the negative plate was washed and dried, and only the uncoated region was cut to collect a sample.

[비교예 1][Comparative Example 1]

상기 실시예 1의 (a) 단계에서 음극 무지부에 상기 유기물 층을 코팅하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 음극을 제조하고 무지부에서 샘플을 채취하였다. A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 1, except that the organic material layer was not coated on the negative electrode uncoated area in step (a) of Example 1, and a sample was collected from the uncoated area.

[평가예 1: 용접성 평가][Evaluation Example 1: Weldability Evaluation]

상기 실시예 1과 비교예 1에서 제조한 음극판의 무지부 용접성 평가를 위하여 현재 리튬 이차 전지 제작에 적용되고 있는 초음파 용접기(에코소닉, 모델명: ECM35-50)와 용접 조건(Amplitue: 70%, Welding time: 0.3s, Hold time: 0.2s, 압력: 0.18MPa)을 사용하였다. 음극판의 무지부 샘플을 30장 적층하고 음극 리드와 함께 용접하는 방법으로 용접성을 평가하였다.For evaluation of uncoated area weldability of the negative electrode plates prepared in Example 1 and Comparative Example 1, an ultrasonic welding machine (Ecosonic, model name: ECM35-50) currently applied to the production of lithium secondary batteries and welding conditions (Amplitue: 70%, Welding) time: 0.3 s, Hold time: 0.2 s, pressure: 0.18 MPa) was used. Weldability was evaluated by laminating 30 uncoated region samples of the negative electrode plate and welding together with the negative electrode lead.

도 2는 실시예 1에서 제조한 음극판의 무지부 샘플을 30장 적층하여 용접한 상태의 사진이다. 도 3은 실시예 1에서 제조한 음극판의 무지부 샘플을 30장 적층하고 음극 리드와 함께 용접한 상태의 앞면과 뒷면을 보여주는 사진이다.2 is a photograph of a state in which 30 sheets of uncoated region samples of the negative electrode plate prepared in Example 1 are laminated and welded. 3 is a photograph showing the front and back sides of the negative electrode plate prepared in Example 1 in a state in which 30 uncoated region samples are laminated and welded together with the negative electrode lead.

도 2 및 도 3을 참고하면, 실시예 1의 경우 통상의 초음파 용접 장비 및 용접 조건을 사용하여도 음극판들간의 용접, 그리고 음극판들과 음극 리드간의 초음파 용접이 매우 우수하게 이루어졌고 용접부 불량은 발견되지 않았다. 이는 본 발명의 일 실시예에 따른 음극의 제조 공정 중 상기 (b) 단계의 전리튬화 단계에서 본 발명의 유기물 층이 음극 무지부 표면에서 전해액의 전기화학적 부반응이 발생하는 것을 효과적으로 방지하였기 때문이다. 이에 따라 전극과 전극 리드의 용접성을 향상시키고 전지의 제조를 용이하게 할 수 있으며, 고용량 고에너지밀도의 전지를 구현하면서 전지 성능 신뢰도와 안전성을 확보할 수 있다. 2 and 3, in the case of Example 1, welding between the negative electrodes and ultrasonic welding between the negative electrode plates and the negative electrode lead were performed very well even using conventional ultrasonic welding equipment and welding conditions, and welding defects were found. It didn't happen. This is because the organic layer of the present invention effectively prevented the electrochemical side reaction of the electrolyte from occurring on the surface of the negative electrode uncoated region in the prelithiation step of step (b) during the manufacturing process of the negative electrode according to an embodiment of the present invention. . Accordingly, it is possible to improve the weldability of the electrode and the electrode lead, to facilitate the manufacture of the battery, and to secure battery performance reliability and safety while realizing a battery having a high capacity and high energy density.

도 4는 비교예 1에서 제조한 음극판의 무지부 샘플을 30장 적층하고 음극 리드와 함께 용접한 상태의 사진이다. 도 4를 참고하면, 비교예 1의 경우 음극의 무지부에 전리튬화 공정 중에 생긴 부반응물 피막이 형성되었고, 이로 인해 음극판과 음극판, 그리고 음극판들과 음극 리드 간의 융착이 제대로 일어나지 않아 용접부가 대부분 분리되었다.4 is a photograph of a state in which 30 uncoated samples of the negative electrode plate prepared in Comparative Example 1 are stacked and welded together with the negative electrode lead. Referring to FIG. 4 , in the case of Comparative Example 1, a side reaction film formed during the prelithiation process was formed on the uncoated region of the negative electrode, and as a result, fusion between the negative electrode plate and the negative electrode plate, and between the negative electrode plates and the negative electrode lead did not occur properly, so that most of the welding part was separated. became

도 5는 비교예 1에서 제조한 샘플의 용접 접합력 향상을 위해 초음파 용접 조건 중 압력 조건을 0.25MPa로 증가시켜, 음극판 무지부 샘플 30장과 음극 리드를 용접한 경우의 사진이다. 도 5를 참고하면, 비교예 1에서 용접 접합력 향상을 위해 초음파 용접 압력을 증가시킨 경우, 음극판들과 음극 리드 간의 접합부가 찢어지는 문제가 발생하였음을 확인할 수 있다. 5 is a photograph of 30 sheets of uncoated negative electrode plate samples and negative electrode leads by increasing the pressure condition among ultrasonic welding conditions to 0.25 MPa in order to improve the welding bonding strength of the sample prepared in Comparative Example 1. Referring to FIG. Referring to FIG. 5 , it can be confirmed that, in Comparative Example 1, when the ultrasonic welding pressure is increased to improve welding bonding strength, a problem in which the joint between the negative electrode plates and the negative electrode lead is torn occurs.

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 can be manufactured in a variety of different forms, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can take other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It will be understood that it can be implemented as Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

10: 극판
11: 유지부
12: 무지부
20: 활물질 층
30: 유기물 층
10: electrode plate
11: maintenance department
12: Muzibu
20: active material layer
30: organic layer

Claims (8)

(a) 음극판 무지부의 일부 또는 전체에 유기물을 코팅하여 유기물 층을 형성하고, 음극판의 유지부에 음극 활물질을 도포하여 음극 활물질 층을 형성하는 단계,
(b) 상기 (a) 단계에서 제조된 음극판을 전착 공정을 이용하여 전리튬화(pre-lithiation)하는 단계, 및
(c) 상기 (b) 단계에서 제조된 음극판에서 상기 유기물 층을 제거하는 단계를 포함하는 리튬 이차 전지용 음극의 제조 방법.
(a) forming an organic material layer by coating part or all of the uncoated portion of the negative electrode plate, and coating the negative electrode active material on the holding portion of the negative electrode plate to form a negative electrode active material layer;
(b) pre-lithiation of the negative plate prepared in step (a) using an electrodeposition process, and
(c) a method of manufacturing a negative electrode for a lithium secondary battery comprising the step of removing the organic material layer from the negative electrode plate prepared in step (b).
제1항에 있어서,
상기 유기물은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐아세테이트, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드, 폴리디메틸실록산, 폴리(메타)아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌이민, 폴리페닐렌 테레프탈아마이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리실록산, 폴리이미드, 폴리스티렌부타디엔 고무, 폴리부타디엔, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리페닐렌설파이드, 폴리시아노아크릴레이트, 폴리비닐알코올, 이들의 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 리튬 이차 전지용 음극의 제조 방법.
According to claim 1,
The organic material is polypropylene, polyethylene, polyacrylonitrile, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polydimethylsiloxane, poly (meth) acrylate, polymethyl methacrylate, polyvinylidene fluoride , polyvinyl chloride, polyethyleneimine, polyphenylene terephthalamide, polyethylene terephthalate, polystyrene, polytetrafluoroethylene, polysiloxane, polyimide, polystyrenebutadiene rubber, polybutadiene, polyurethane, polyester, polyphenylenesulfide, polish Anoacrylate, polyvinyl alcohol, A method of manufacturing a negative electrode for a lithium secondary battery comprising at least one selected from the group consisting of copolymers thereof, and combinations thereof.
제1항에 있어서,
상기 유기물 층의 두께는 0.1 um 내지 1 mm인 리튬 이차 전지용 음극의 제조 방법.
According to claim 1,
The thickness of the organic material layer is 0.1 um to 1 mm method of manufacturing a negative electrode for a lithium secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 음극 활물질은 규소(Si), 규소의 합금, SiOx(x=0.5~1.2), LiSiO, 또는 이들의 조합을 포함하는 리튬 이차 전지용 음극의 제조 방법.
According to claim 1,
The negative active material is a method of manufacturing a negative electrode for a lithium secondary battery comprising silicon (Si), an alloy of silicon, SiO x (x = 0.5 to 1.2), LiSiO, or a combination thereof.
제1항에 있어서,
상기 전리튬화는 상기 음극판을 리튬염이 용해된 전해액에 침지시키고 전류를 인가하여 진행하는 것인 리튬 이차 전지용 음극의 제조 방법.
According to claim 1,
The pre-lithiation is a method of manufacturing a negative electrode for a lithium secondary battery that is performed by immersing the negative electrode plate in an electrolyte solution in which lithium salt is dissolved and applying an electric current.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조된 리튬 이차 전지용 음극.A negative electrode for a lithium secondary battery prepared according to any one of claims 1 to 5. 제6항의 음극;
양극; 그리고
상기 음극 및 양극 사이에 위치하는 분리막을 포함하는 전극 조립체.
The negative electrode of claim 6;
anode; And
An electrode assembly comprising a separator positioned between the cathode and the anode.
제7항의 전극 조립체를 둘 이상 포함하고,
상기 각 전극 조립체의 음극 무지부는 음극 리드와 용접된 것인 리튬 이차 전지.
It comprises two or more of the electrode assembly of claim 7,
A lithium secondary battery wherein the negative electrode uncoated portion of each electrode assembly is welded to the negative electrode lead.
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