KR20210132303A - Lithium Secondary Battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 파우치 타입 리튬 이차 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 작동 중 발생하는 가스를 흡착하여 전지가 팽창하는 것을 방지할 수 있는 리튬 이차 전지를 제공하는 것이다.The present invention relates to a pouch-type lithium secondary battery, and more particularly, to provide a lithium secondary battery capable of preventing the battery from expanding by adsorbing gas generated during battery operation.
종래의 리튬 이차 전지는 도 1에 도시된 바와 같이 양극재와 음극재를 만드는 극판공정과, 분리막으로 양극재와 음극재를 분리막을 감싸 젤리롤 형태의 조립체로 만들어주고, 제작된 젤리롤 형태의 조립체를 파우치 상에 수납한 후 전해액을 주입하여 주는 조립 공정과, 제작된 리튬 이차 전지가 전기적 특성을 가질 수 있게 하는 화성 공정을 포함하여 이루어지고, 화성 공정은 정해진 온도와 습도에서 일정 시간 동안 제작된 리튬 이차 전지를 보관하여, 배터리 내부에 전해액을 고르게 분산시키고, 이온의 이동 경로를 최적화 하는 에이징 단계와, 충방전 과정을 반복하고, 일정 조건에서 배터리의 전압, 저항 용량을 측정하며, 불량품을 확인하는 테스트 단계를 포함하여 이루어지며, 화성 공정에서 발생하는 가스는 디가싱 공정을 통하여 파우치 외부로 배출되게 된다.In the conventional lithium secondary battery, as shown in FIG. 1 , the electrode plate process for making the positive electrode material and the negative electrode material, the positive electrode material and the negative electrode material with a separator, are wrapped around the separator to form a jelly roll assembly, It consists of an assembly process in which an electrolyte is injected after the assembly is accommodated in a pouch, and a chemical conversion process that enables the manufactured lithium secondary battery to have electrical characteristics, and the formation process is produced at a predetermined temperature and humidity for a certain time. By storing the old lithium secondary battery, the electrolyte is evenly distributed inside the battery, the aging step to optimize the ion movement path, and the charging/discharging process are repeated, the voltage and resistance capacity of the battery are measured under certain conditions, and defective products are removed. It is made including a test step to confirm, and the gas generated in the chemical conversion process is discharged to the outside of the pouch through the degassing process.
그리고, 이러한 공정을 통하여 제작된 파우치형 리튬 이차 전지(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 젤리롤 형태의 조립체가 파우치(11) 상에 수납되고, 양극재 및 음극재와 연결된 전극탭(12)이 파우치(11) 밖으로 돌출되는 구조를 가진다.In addition, as shown in FIG. 2 , in the pouch-type lithium
이러한 종래의 이차 전지는 파우치(11) 내부에서 발생하는 가스를 외부로 배출할 수 없어, 가스에 의해 파우치가 팽창하는 스웰링(swelling) 현상이 발생하는 문제점이 있으며, 스웰링 현상 발생으로 인하여 전지의 수명이 단축되고, 화재 및 폭발 사고 발생 가능성이 높아지는 문제점이 있다.Such a conventional secondary battery cannot discharge the gas generated inside the pouch 11 to the outside, so there is a problem in that the pouch expands by the gas, causing a swelling phenomenon. There is a problem in that the life of the device is shortened and the possibility of fire and explosion accidents increases.
따라서, 파우치 내부에서 발생하는 가스로 인한 스웰링 현상을 해결 가능한 새로운 이차 전지의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.Therefore, the need for a new secondary battery capable of solving the swelling caused by the gas generated inside the pouch is emerging.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 파우치 내부에서 발생하는 가스로 인한 스웰링 현상을 최소화 가능한 리튬 이차 전지를 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a lithium secondary battery capable of minimizing swelling caused by gas generated inside the pouch.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 리튬 이차 전지는, 상기 양극재와 상기 음극재 사이에 위치되는 분리막; 상기 전극과 상기 분리막이 수용되는 수납공간이 형성되는 파우치; 상기 파우치의 수납공간 상에 채워지는 전해액; 및 복수의 공극이 형성되는 다공성 구조체, 상기 다공성 구조체를 감싸며 상기 양극재와 상기 음극재 사이의 전위차가 소정 수치에 이르면 산화 또는 환원되는 쉘을 포함하는 코어 쉘 구조체; 를 포함하며, 상기 코어 쉘 구조체가 상기 분리막의 표면에 코팅되는 것을 특징으로 한다.A lithium secondary battery of the present invention for achieving the object as described above, a separator positioned between the positive electrode material and the negative electrode material; a pouch having a storage space in which the electrode and the separator are accommodated; an electrolyte filled in the storage space of the pouch; and a porous structure in which a plurality of pores are formed, a core-shell structure surrounding the porous structure and comprising a shell that is oxidized or reduced when the potential difference between the positive electrode material and the negative electrode material reaches a predetermined value; It comprises, characterized in that the core shell structure is coated on the surface of the separator.
또한, 양극재와 음극재를 포함하는 전극; 상기 양극재와 상기 음극재 사이에 위치되는 분리막; 상기 전극과 상기 분리막이 수용되는 수납공간이 형성되는 파우치; 상기 파우치의 수납공간 상에 채워지는 전해액; 및 복수의 공극이 형성되는 다공성 구조체, 상기 다공성 구조체를 감싸며 상기 양극재와 상기 음극재 사이의 전위차가 소정 수치에 이르면 산화 또는 환원되는 쉘을 포함하는 코어 쉘 구조체; 를 포함하며, 상기 코어 쉘 구조체가 상기 전해액에 포함되는 것을 특징으로 한다.In addition, an electrode comprising a positive electrode material and a negative electrode material; a separator positioned between the positive electrode material and the negative electrode material; a pouch having a storage space in which the electrode and the separator are accommodated; an electrolyte filled in the storage space of the pouch; and a porous structure in which a plurality of pores are formed, a core-shell structure surrounding the porous structure and comprising a shell that is oxidized or reduced when the potential difference between the positive electrode material and the negative electrode material reaches a predetermined value; It includes, and the core-shell structure is characterized in that it is included in the electrolyte.
또한, 양극재와 음극재를 포함하는 전극; 상기 양극재와 상기 음극재 사이에 위치되는 분리막; 상기 전극과 상기 분리막이 수용되는 수납공간이 형성되는 파우치; 상기 파우치의 수납공간 상에 채워지는 전해액; 및 복수의 공극이 형성되는 다공성 구조체, 상기 다공성 구조체를 감싸며 상기 양극재와 상기 음극재 사이의 전위차가 소정 수치에 이르면 산화 또는 환원되는 쉘을 포함하는 코어 쉘 구조체; 를 포함하며, 상기 코어 쉘 구조체가 상기 분리막의 표면에 코팅되고, 상기 전해액에 포함되는 것을 특징으로 한다.In addition, an electrode comprising a positive electrode material and a negative electrode material; a separator positioned between the positive electrode material and the negative electrode material; a pouch having a storage space in which the electrode and the separator are accommodated; an electrolyte filled in the storage space of the pouch; and a porous structure in which a plurality of pores are formed, a core-shell structure surrounding the porous structure and comprising a shell that is oxidized or reduced when the potential difference between the positive electrode material and the negative electrode material reaches a predetermined value; It includes, wherein the core shell structure is coated on the surface of the separator, characterized in that it is included in the electrolyte.
또한, 상기 다공성 구조체는 금속 유기 골격체(MOFs)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the porous structure is characterized in that it includes a metal organic framework (MOFs).
또한, 상기 금속 유기 골격체(MOFs)의 중심금속이 니켈 또는 코발트(Cobalt)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the central metal of the metal organic framework (MOFs) is characterized in that it contains nickel or cobalt (Cobalt).
또한, 상기 쉘은 상기 양극재와 음극재간 전압차가 0.1 내지 5V에서 산화 또는 환원되는 것을 특징으로 한다.In addition, the shell is characterized in that the voltage difference between the positive electrode material and the negative electrode material is oxidized or reduced at 0.1 to 5V.
또한, 상기 쉘은 고체 전해질 분열 간기(SEI) 형성을 촉진하는 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the shell is characterized in that it contains an additive that promotes solid electrolyte fission interphase (SEI) formation.
또한, 상기 첨가제는 Lithium difluoro bis-oxalato phosphate, LiPO2F2, VC(Vinylene Carbonate), VEC(Vinyl Ethylene Carbonate), FEC(FluoroEthylene Carbonate), PRS(Propensulton), LiBOB(Lithium bis(oxalato)borate), PS(Propane sultone), ESA(Ethylene sulfate), LiTFSi(Lithiumbis(trifluoromethane)sulfonamide), LiFSI(Lithiumbis(fluorosulfonyl)imide) 및 LiBF4(Lithium Tetrafluoroborate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the additive is lithium difluoro bis-oxalato phosphate, LiPO2F2, VC (Vinylene Carbonate), VEC (Vinyl Ethylene Carbonate), FEC (FluoroEthylene Carbonate), PRS (Propensulton), LiBOB (Lithium bis (oxalato) borate), PS ( Propane sultone), ESA (Ethylene sulfate), LiTFSi (Lithiumbis (trifluoromethane) sulfonamide), LiFSI (Lithiumbis (fluorosulfonyl) imide) and LiBF4 (Lithium Tetrafluoroborate) characterized in that it contains at least one selected from the group consisting of.
본 발명인 리튬 이차 전지는 분리막에 코팅되거나 전해액 상에 첨가된 다공성 구조체를 이용하여 가스를 흡착 가능하므로, 조립공정 이후 발생하는 가스로 인해 스웰링 현상을 최소화 가능하여, 전지의 수명을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 스웰링 현상에 의해 발생하는 화재 및 폭발사고 또한 방지 가능한 장점이 있다.The lithium secondary battery of the present invention can adsorb gas by using a porous structure coated on a separator or added to an electrolyte, so it is possible to minimize swelling due to gas generated after the assembly process, thereby improving battery life. In addition, there is an advantage that can prevent fire and explosion accidents caused by swelling phenomenon.
그리고, 다공성 구조체의 표면을 전압이 인가되면 분해되는 특성을 가지는 쉘로 코팅하여, 화성공정에서 금속 유기 골격체가 가스를 흡착하여 금속 유기 골격체의 가스 흡착 능력이 저하되는 문제를 해결 가능한 장점이 있다.In addition, by coating the surface of the porous structure with a shell having a property of being decomposed when a voltage is applied, the metal-organic framework adsorbs gas in the chemical conversion process, thereby solving the problem that the gas adsorption capacity of the metal-organic framework is lowered.
도 1은 리튬 이차 전지 제조 공정을 나타낸 순서도.
도 2는 리튬 이차 전지 제조 공정을 통하여 제조된 파우치 타임 리튬 이차 전지를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 리튬 이차 전지를 나타낸 개념도.
도 4는 본 발명의 코어 쉘 구조체를 나타낸 개념도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 리튬 이차 전지를 나타낸 개념도.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 리튬 이차 전지를 나타낸 개념도.1 is a flowchart illustrating a lithium secondary battery manufacturing process.
2 is a perspective view illustrating a pouch-time lithium secondary battery manufactured through a lithium secondary battery manufacturing process.
3 is a conceptual diagram illustrating a lithium secondary battery according to a first embodiment of the present invention.
Figure 4 is a conceptual view showing the core shell structure of the present invention.
5 is a conceptual diagram illustrating a lithium secondary battery according to a second embodiment of the present invention.
6 is a conceptual diagram illustrating a lithium secondary battery according to a third embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of embodiments of the present invention, and methods of achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in an embodiment of the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 리튬 이차 전지(1000)에 관하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a lithium
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 리튬 이차 전지(1000)를 나타낸 개념도이고, 도 4는 본 발명에서 사용되는 코어 쉘 구조체를 나타낸 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating a lithium
도 3을 참조하면 본 발명의 제1 실시예에 따른 리튬 이차 전지(1000)는 양극재(110)와 음극재(120)를 포함하는 전극(100)과, 양극재(110)와 음극재(120)가 직접 접촉하는 것을 제한하는 분리막(200)과, 전극(100)과 분리막(200)이 수용되는 수납공간(310)이 형성되는 파우치(300)와, 파우치(300)의 수납공간(310) 상에 채워지는 전해액(400)과, 상기 분리막(200) 상에 코팅되거나 상기 전해액(400) 상에 포함되어 파우치(300) 내부에서 발생하는 가스를 흡착하는 코어 쉘 구조체(500)를 포함하며, 상기 코어 쉘 구조체(500)는 도 4에 도시된 바와 같이 가스를 흡착하는 다공성 구조체(510)과, 상기 다공성 구조체를 감싸며 상기 양극재와 상기 음극재 사이의 전위차가 소정 수치에 이르면 산화/환원되는 쉘(520)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the lithium
상세히 설명하면, 리튬 이차 전지는 상기 양극재(110)와 상기 음극재(120) 간의 산화환원 반응으로 발생하는 전자의 이동을 이용하여 전기를 발생시키는 장치로, 전자는 상기 전해액(400)을 통하여 이동하게 되고, 상기 분리막(200)은 양극재(110)와 음극재(120) 사이에 위치되어 양극재(110)와 음극재(120)가 서로 직접 접촉하는 것을 제한하되 전자가 이동 가능한 홀이 형성된 구조를 가지며, 충방전이 반복될 경우 수납공간(310) 상에서 가스가 발생하여 파우치(300)가 부풀어 오르는 스웰링 현상이 발생한다. In detail, the lithium secondary battery is a device that generates electricity using the movement of electrons generated by the redox reaction between the
그리고, 이러한 스웰링 현상은 파우치(300)의 변형을 야기할 뿐만 아니라 외부로 가스 및 전해액이 누출되는 문제로 이어질 수 있으므로, 파우치(300)가 일정 이상 부풀어 오를 경우 전지의 교체가 요구된다. 즉, 가스 및 전해액 누출로 인한 화재와 폭발 발생을 방지하기 위하여, 스웰링 현상 발생으로 파우치(300)가 일정 이상 부풀어 오를 경우 전지 수명이 다한 것으로 판단하고 전지를 교체했던 것이다.In addition, this swelling phenomenon not only causes deformation of the
결국, 가스 발생으로 인한 파우치(300)의 팽창은 배터리 수명을 줄이는 원인으로 작용하므로, 본 발명에서는 가스를 흡착 가능한 상기 코어 쉘 구조체(500)를 이용하여 가스 발생으로 파우치(300)가 팽창하는 문제를 해결 한 것이다.After all, since the expansion of the
이때, 상기 코어 쉘 구조체(500)는 도 4에 도시된 바와 같이 다공성 구조체(510)과, 쉘(520)을 포함하며, 상기 다공성 구조체(510)은 가스를 흡착 가능한 다공성 구조를 가지는 금속 유기 골격체(MOFs)가 모여 이루어질 수 있고, 상기 쉘(520)은 상기 다공성 구조체(510)의 표면에 코팅되어 전지 제조 과정에서 다공성 구조체(510)이 가스를 흡착하는 것을 방지하는 것을 권장한다.At this time, the core-
상세히 설명하면, 위에서 설명한 바와 같이 리튬 이차 전지는 화성 공정에서 충방전을 반복하게 되며, 다공성 구조체(510)이 화성 공정 과정에서 발생하는 가스에 노출될 경우, 금속 유기 골격체(MOFs)가 화성 공정에서 발생하는 다량의 가스를 흡수하여 가스 흡착 능력 급격히 저하되는 문제점이 있으므로, 본 발명에서는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 쉘(520)으로 다공성 구조체(510)을 감싸 코어 쉘 구조체(500)를 형성하고, 제조공정 이후 전지가 사용되는 과정에서 발생하는 양극재와 음극재의 전위차에 의해 쉘(520)이 분해되며 다공성 구조체(510)이 전해액에 노출될 수 있다. In detail, as described above, the lithium secondary battery repeats charging and discharging in the formation process, and when the
이때, 상기 쉘(520)이 분해되는 전압은 상기 양극재(110)와 상기 음극재(120)의 전위차에 의해 발생하는 약 0.1V 내지 5.0V일 수 있다. At this time, the voltage at which the
쉘의 산화/환원 반응이 물리적 및 화학적으로 양극의 영향을 더 많이 받는다면 5V 인근의 높은 전압범위에서 산화될 수 있고, 음극의 영향을 더 많이 받는다면 0.1V 인근의 낮은 전압범위에서 환원될 수 있다.쉘(520)의 두께를 조절하여 쉘(520)이 분해되고 다공성 구조체(510)가 노출되며 가스를 흡착하는 시기를 조절 가능함은 물론이다.If the oxidation/reduction reaction of the shell is physically and chemically affected more by the anode, it can be oxidized in a high voltage range around 5V, and if it is more affected by the cathode, it can be reduced in a low voltage range around 0.1V. Of course, by adjusting the thickness of the
그리고, 가스를 흡착 가능한 다공성 구조를 가지는 금속 유기 골격체(MOFs)의 중간 금속 이온은 활물질에 영향을 끼치지 않는 니켈, 코발트(Cobalt)가 사용되는 것을 권장하며, 니켈과 또는 코발트를 금속 유기 골격체의 중심금속으로 사용하게 되면, 금속 유기 골격체가 보다 견고해 지므로, 중심금속이 파우치 내부의 활물질에 영향을 끼칠 경우 발생하는 다양한 부작용을 해결 가능한 장점이 있다.In addition, it is recommended that nickel and cobalt, which do not affect the active material, be used as intermediate metal ions of metal-organic frameworks (MOFs) having a porous structure capable of adsorbing gas, and nickel and/or cobalt are used as metal-organic frameworks. When used as the central metal of the sieve, since the metal-organic framework becomes more robust, there is an advantage that can solve various side effects that occur when the central metal affects the active material inside the pouch.
도 5은 본 발명의 제2 실시예에 따른 리튬 이차 전지(1000)를 나타낸 개념도이고 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 리튬 이차 전지(1000)를 나타낸 개념도이다.5 is a conceptual diagram illustrating a lithium
본 발명에서 상기 코어 쉘 구조체(500)는 상기 파우치(300) 내부에 다양한 형태로 배치될 수 있고, 구체화된 실시예는 도 3에 도시된 바와 같이 코어 쉘 구조체(500)가 상기 분리막(200)을 감싸 코팅하고 있는 형태와, 도 5에 도시된 바와 같이 코어 쉘 구조체(500)가 전해액(400) 상에 첨가되어 있는 형태와, 도 6에 도시된 바와 같이 일부가 분리막(200)의 표면에 코팅되고, 나머지 일부가 전해액(400) 상에 첨가되어 있는 형태일 수 있으며, 이 외에도 다양한 배치 형태를 가질 수 있으므로 한정하지 않는다.In the present invention, the
아울러, 본 발명에서 상기 쉘(520)은 분해 시 상기 전해액(400)에 혼합되어 양극재와 음극재에 고체 전해질 분열 간기(SEI) 형성을 촉진하는 첨가제를 포함할 수 있다.In addition, in the present invention, the
상세히 설명하면, SEI는 충전 시 리튬이온이 음극으로 넘어가고, 음극전해액 내의 첨가물이 부반응을 일으켜서 넘어온 리튬이온과 반응하여 만들어진 얇은 고체 막으로, 분리막과 동일한 역할을 하여 전지의 안전성을 높이므로, 본 발명에서는 상기 쉘(520)을 첨가제로 형성하거나, 쉘(520)에 첨가제를 혼합하여, 전지 사용 시 발생하는 전압에 의해 쉘(520)이 분해되면, 쉘(520)을 구성하는 첨가제가 전해액(400)에 혼합되어 전해질 분열 간기(SEI) 형성을 촉진 가능하도록 한 것이다.To be more specific, SEI is a thin solid film made by reacting lithium ions to the negative electrode during charging, and an additive in the negative electrode electrolyte reacts with lithium ions that have passed through a side reaction. In the present invention, when the
이때, 상기 쉘(520)에 포함될 수 있는 첨가제는 양극재 표면의 SEI 형성을 보조하는 제1 첨가제와, 음극재 표면의 SEI층 형성을 보조하는 제2 첨가제를 포함할 수 있다. 그리고, 제 1 첨가제와 제2 첨가제의의 구체적인 예 및 각 첨가제에 따른 효과는 아래에 기재된 바와 같을 수 있다.In this case, the additives that may be included in the
i) 제1 첨가제i) first additive
Lithium difluoro bis-oxalato phosphate : 양극 피막 형성, 고율 충방전 개선Lithium difluoro bis-oxalato phosphate: Anode film formation, high rate charge/discharge improvement
LiPO2F2 : 양극 피막형성, 고율 충방전 개선LiPO2F2: Anode film formation, high rate charge/discharge improvement
ii) 제2 첨가제ii) second additive
VC(Vinylene Carbonate) : 음극 피막형성, 수명 특성 개선VC (Vinylene Carbonate): Forms anode film, improves lifespan characteristics
VEC(Vinyl Ethylene Carbonate) : 음극 피막형성, 고온 특성 개선VEC (Vinyl Ethylene Carbonate) : Cathode film formation, improvement of high temperature characteristics
FEC(FluoroEthylene Carbonate) : 음극 피막형성, 수명 개선FEC (FluoroEthylene Carbonate): Anode film formation, life improvement
PRS(Propensulton) : 음극 피막형성, 고온 특성 개선PRS (Propensulton): Cathode film formation, improved high-temperature characteristics
LiBOB(Lithium bis(oxalato)borate) : 음극 피막형성, 스웰링 특성 개선LiBOB (Lithium bis(oxalato)borate) : Cathode film formation and swelling properties improvement
PS(Propane sultone) : 음극 피막형성, 고온 특성 개선PS (Propane sultone): Cathode film formation, improved high-temperature characteristics
ESA(Ethylene sulfate) : 음극 피막형성, 저항 특성 개선ESA (Ethylene sulfate): Cathode film formation, resistance improvement
LiTFSi(Lithiumbis(trifluoromethane)sulfonamide) : 음극 피막형성, 고전압 특성 개선LiTFSi(Lithiumbis(trifluoromethane)sulfonamide) : Cathode film formation, high voltage characteristic improvement
LiFSI(Lithiumbis(fluorosulfonyl)imide) : 음극 피막형성, 고전압 특성 개선LiFSI (Lithiumbis(fluorosulfonyl)imide) : Cathode film formation, high voltage characteristic improvement
LiBF4(Lithium Tetrafluoroborate) : 음극 피막형성, 수명 특성 개선LiBF4 (Lithium Tetrafluoroborate): Cathode film formation, improved lifespan characteristics
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application is varied, and anyone with ordinary knowledge in the field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims It goes without saying that various modifications are possible.
100 : 전극
110 : 양극재
120 : 음극재
200 : 분리막
300 : 파우치
400 : 전해액
500 : 코어 쉘 구조체
510 : 다공성 구조체
520 : 쉘100: electrode 110: cathode material
120: anode material
200: separator
300: pouch
400: electrolyte
500: core shell structure
510: porous structure
520: shell
Claims (8)
상기 양극재와 상기 음극재 사이에 위치되는 분리막;
상기 전극과 상기 분리막을 수용하는 수납공간을 형성하는 파우치;
상기 파우치의 수납공간 상에 채워지는 전해액; 및
복수의 공극을 포함하는 다공성 구조체, 및 상기 다공성 구조체를 감싸고, 상기 양극재와 상기 음극재 사이의 전위차가 소정 수치에 이르면 산화 또는 환원되는 쉘을 포함하는 코어 쉘 구조체;를 포함하며,
상기 코어 쉘 구조체가 상기 분리막의 표면에 코팅된, 리튬 이차 전지.
an electrode comprising a positive electrode material and a negative electrode material;
a separator positioned between the positive electrode material and the negative electrode material;
a pouch forming a storage space for accommodating the electrode and the separator;
an electrolyte filled in the storage space of the pouch; and
A porous structure including a plurality of pores, and a core-shell structure including a shell that surrounds the porous structure and is oxidized or reduced when the potential difference between the positive electrode material and the negative electrode material reaches a predetermined value;
The core shell structure is coated on the surface of the separator, a lithium secondary battery.
상기 양극재와 상기 음극재 사이에 위치되는 분리막;
상기 전극과 상기 분리막을 수용하는 수납공간을 형성하는 파우치;
상기 파우치의 수납공간 상에 채워지는 전해액; 및
복수의 공극을 포함하는 다공성 구조체, 및 상기 다공성 구조체를 감싸고, 상기 양극재와 상기 음극재 사이의 전위차가 소정 수치에 이르면 산화 또는 환원되는 쉘을 포함하는 코어 쉘 구조체;를 포함하며,
상기 코어 쉘 구조체가 상기 전해액에 포함된, 리튬 이차 전지.
an electrode comprising a positive electrode material and a negative electrode material;
a separator positioned between the positive electrode material and the negative electrode material;
a pouch forming a storage space for accommodating the electrode and the separator;
an electrolyte filled in the storage space of the pouch; and
A porous structure including a plurality of pores, and a core-shell structure including a shell that surrounds the porous structure and is oxidized or reduced when the potential difference between the positive electrode material and the negative electrode material reaches a predetermined value;
The core-shell structure is included in the electrolyte solution, a lithium secondary battery.
상기 양극재와 상기 음극재 사이에 위치되는 분리막;
상기 전극과 상기 분리막을 수용하는 수납공간을 형성하는 파우치;
상기 파우치의 수납공간 상에 채워지는 전해액; 및
복수의 공극을 포함하는 다공성 구조체, 및 상기 다공성 구조체를 감싸고, 상기 양극재와 상기 음극재 사이의 전위차가 소정 수치에 이르면 산화 또는 환원되는 쉘을 포함하는 코어 쉘 구조체;를 포함하며,
상기 코어 쉘 구조체가 상기 분리막의 표면에 코팅되고, 상기 전해액에 포함된, 리튬 이차 전지.
an electrode comprising a positive electrode material and a negative electrode material;
a separator positioned between the positive electrode material and the negative electrode material;
a pouch forming a storage space for accommodating the electrode and the separator;
an electrolyte filled in the storage space of the pouch; and
A porous structure including a plurality of pores, and a core-shell structure including a shell that surrounds the porous structure and is oxidized or reduced when the potential difference between the positive electrode material and the negative electrode material reaches a predetermined value;
The core shell structure is coated on the surface of the separator, and contained in the electrolyte, a lithium secondary battery.
상기 다공성 구조체는 금속 유기 골격체(metal-organic frameworks, MOFs)를 포함하는, 리튬 이차 전지.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The porous structure includes metal-organic frameworks (MOFs), a lithium secondary battery.
상기 금속 유기 골격체(MOFs)의 중심 금속이 니켈 또는 코발트(Cobalt)를 포함하는, 리튬 이차 전지.
5. The method of claim 4,
A lithium secondary battery, wherein the central metal of the metal organic framework (MOFs) includes nickel or cobalt.
상기 쉘은 상기 양극재와 음극재간 전압차가 0.1 내지 5V에서 산화 또는 환원되는, 리튬 이차 전지.
The method of claim 1,
The shell is oxidized or reduced in a voltage difference between the positive electrode material and the negative electrode material at 0.1 to 5V, a lithium secondary battery.
상기 쉘은 고체 전해질 분열 간기(SEI) 형성을 촉진하는 첨가제를 포함하는, 리튬 이차 전지.
The method of claim 1,
The shell comprises an additive that promotes solid electrolyte fission interphase (SEI) formation.
상기 첨가제는 Lithium difluoro bis-oxalato phosphate, LiPO2F2, VC(Vinylene Carbonate), VEC(Vinyl Ethylene Carbonate), FEC(FluoroEthylene Carbonate), PRS(Propensulton), LiBOB(Lithium bis(oxalato)borate), PS(Propane sultone), ESA(Ethylene sulfate), LiTFSi(Lithiumbis(trifluoromethane)sulfonamide), LiFSI(Lithiumbis(fluorosulfonyl)imide) 및 LiBF4(Lithium Tetrafluoroborate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상을 포함하는, 리튬 이차 전지.
8. The method of claim 7,
The additive is Lithium difluoro bis-oxalato phosphate, LiPO2F2, VC (Vinylene Carbonate), VEC (Vinyl Ethylene Carbonate), FEC (FluoroEthylene Carbonate), PRS (Propensulton), LiBOB (Lithium bis (oxalato) borate), PS (Propane sultone) ), ESA (Ethylene sulfate), LiTFSi (Lithiumbis (trifluoromethane) sulfonamide), LiFSI (Lithiumbis (fluorosulfonyl) imide) and LiBF4 (Lithium Tetrafluoroborate) containing at least one selected from the group consisting of, a lithium secondary battery.
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| KR1020200050505A KR20210132303A (en) | 2020-04-27 | 2020-04-27 | Lithium Secondary Battery |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114388983A (en) * | 2022-01-07 | 2022-04-22 | 湖南立方新能源科技有限责任公司 | Composite diaphragm and preparation method thereof, secondary battery and preparation method |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200020279A (en) | 2018-08-17 | 2020-02-26 | 에스케이이노베이션 주식회사 | Secondary battery with improved storage characteristics and method for prevnting storage characteristics |
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2020
- 2020-04-27 KR KR1020200050505A patent/KR20210132303A/en unknown
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| CN114388983A (en) * | 2022-01-07 | 2022-04-22 | 湖南立方新能源科技有限责任公司 | Composite diaphragm and preparation method thereof, secondary battery and preparation method |
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