KR20220057158A - 이차전지용 음극 및 이를 포함하는 이차전지 - Google Patents

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KR20220057158A
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secondary battery
anode
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장현중
정다빈
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Abstract

본 발명은 집전체; 상기 집전체 상에 형성되며, 제1 활물질을 함유하는 제1 음극 활물질층; 및 상기 제1 음극 활물질층 상에 형성되며, 제2 활물질을 함유하는 제2 음극 활물질층;을 포함하고, 상기 제2 활물질은, 입경이 서로 다른 소립자와 대립자로 이루어진 바이모달 (bimodal) 형태의 활물질이며, 상기 제2 활물질의 입경 (D2)은 상기 제1 활물질의 입경 (D1)보다 작고, 상기 제2 활물질의 입경은 상기 소립자 및 대립자의 평균입경인, 이차전지용 음극울 제공한다.

Description

이차전지용 음극 및 이를 포함하는 이차전지 {NEGATIVE ELECTRODE FOR BATTERY, AND SECONDARY BATTERY INCLUDING SAME}
본 발명은 이차전지용 음극 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.
최근 모바일 기기 등 전자기기의 수요가 증가함에 따라, 전자 기기의 휴대성을 높이기 위한 전기 화학 전지(이차전지)의 경량화 및 소형화 개발이 확대되고 있다. 이러한 추세와 더불어, 전세계적으로 자동차 연비 및 배기가스 관련 규제가 강화되는 추세임에 따라 전기 자동차(EV) 시장의 성장이 가속화되고 있어, 이러한 전기 자동차의 사용을 위한 고출력 대용량 전지의 개발이 요구되고 있다.
이러한 전지 중 높은 에너지 밀도와 전압을 갖고 사이클 수명이 길며, 방전율이 낮은 리튬 이차전지가 널리 사용되고 있다. 리튬 이차전지는 양극 활물질을 포함하는 양극, 음극 활물질을 포함하는 음극, 분리막 및 전해질로 구성되며, 리튬 이온의 삽입-탈리에 의해 충전 및 방전이 이루어지는 이차전지이다.
리튬 이차전지용 음극재료로 초기에는 리튬 금속을 주로 사용하였으나, 충전 및 방전 진행에 따라 금속 리튬 표면에 리튬 원자 성장에 의한 분리막 손상이 발생하여, 최근에는 탄소계 물질을 주로 사용하고 있다. 탄소계 물질 중에서도, 상대적으로 저렴한 가격 및 긴 사용수명의 장점을 가지고 있는 흑연이 가장 많이 사용되고 있다. 그러나, 흑연은 0.335 nm의 아주 작은 층간 거리를 가지고 있고, 리튬이온이 삽입될 장소(site)가 적고 흑연 basal plane 사이를 통한 확산(diffusion) 거리가 길어 용량이 372 mAh/g으로 제한적이다. 또한, 판상구조를 갖기 때문에 전극 제조 시에 낮은 충진 밀도와 양호하지 않은 입자 배향의 문제로 인해, 리튬이온이 삽입되는 속도가 느려 고출력 특성을 만족시키지는 못하는 단점을 가 지고 있다.
이에, 고용량 및 고출력을 나타내면서도 우수한 수명특성을 가지는 음극의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 음극의 전극밀도를 낮추지 않고서도, 향상된 급속충전 특성을 가지는 음극을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 급속충전 조건에서도 집전체와 음극 활물질층 간의 접착력 저하 문제 없어, 안정적인 수명특성을 가지는 음극을 제공하는 것이다.
본 발명은, 집전체;
상기 집전체 상에 형성되며, 제1 활물질을 함유하는 제1 음극 활물질층; 및
상기 제1 음극 활물질층 상에 형성되며, 제2 활물질을 함유하는 제2 음극 활물질층;을 포함하고,
상기 제2 활물질은, 입경이 서로 다른 소립자와 대립자로 이루어진 바이모달 (bimodal) 형태의 활물질이며,
상기 제2 활물질의 입경 (D2)은 상기 제1 활물질의 입경 (D1)보다 작고,
상기 제2 활물질의 입경은 상기 소립자 및 대립자의 평균입경인, 이차전지용 음극을 제공한다.
상기 소립자는 상기 대립자 입경 (D50)의 30 내지 90%의 입경(D50)을 가질 수 있다.
상기 소립자는 상기 대립자 입경(D50)의 30 내지 80%의 입경(D50)을 가질 수 있다.
상기 제2 활물질의 입경 (D2)은 제1 활물질의 입경 (D1)의 20 내지 95%일 수 있다.
상기 제2 활물질의 입경 (D2)은 제1 활물질의 입경 (D1)의 30 내지 70%일 수 있다.
상기 제1 및 제2 활물질은 천연흑연, 인조흑연, 흑연화탄소 섬유, 흑연화 메조카본마이크로비드 및 비정질 탄소로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 활물질은 인조흑연일 수 있다.
상기 제1 및 제2 음극 활물질층 중 적어도 하나는 실리콘 옥사이드계 활물질 (SiOx(0<x<2)) 을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 음극 활물질층 내 실리콘 옥사이드계 활물질은 하기 관계식 1을 만족할 수 있다.
[관계식 1]
W2> 2* W1
(관계식 1에서, W1은 제1 음극 활물질층 내 실리콘 옥사이드계 활물질의 함량이며, W2는 제2 음극 활물질층 내 실리콘 옥사이드계 활물질의 함량이고, W1 0이다).
상기 제1 및 제2 음극 활물질층은 바인더를 더 포함하며, 상기 바인더는 수용성 바인더일 수 있다.
상기 바인더는 스티렌-부타디엔 고무를 포함할 수 있다.
상기 음극은 압연밀도가 1.65 내지 1.85 g/cc인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 또한,
본 발명의 일 실시예에 따른 음극; 양극; 상기 음극과 양극의 사이에 개재되는 분리막; 및 전해액을 포함하는 이차전지를 제공한다.
본 발명에 따른 이차전지용 음극은, 높은 압연밀도 (음극) 및 로딩량 (음극 활물질) 조건에서도 우수한 급속충전 특성을 나타내는 장점이 있다.
또한, 급속충전 조건에서도 집전체 및 음극 활물질층 간의 향상된 접착력을 가지는 이차전지용 음극을 제공할 수 있어, 장시간 충방전 과정에 의해 야기될 수 있는 용량 감소 등의 문제를 방지하는 효과가 있다.
본 발명의 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 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
다른 정의가 없다면 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
본 명세서에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
본 명세서에서 입경은 D50을 의미하는 것일 수 있고, 상기 D50은 레이저 산란법에 의한 입도 분포 측정에서 작은 입경부터 누적 체적이 50%가 될 때의 입자 직경을 의미한다. 여기서 D50은 KS A ISO 13320-1 규격에 따라 시료를 채취하여 Malvern社의 Mastersizer3000을 이용하여 입도 분포를 측정할 수 있다. 구체적으로, 에탄올을 용매로 하고 필요한 경우 초음파 분산기를 사용하여 분산시킨 뒤, Volume density를 측정할 수 있다.
본 발명은, 집전체; 상기 집전체 상에 형성되며, 제1 활물질을 함유하는 제1 음극 활물질층; 및 상기 제1 음극 활물질층 상에 형성되며, 제2 활물질을 함유하는 제2 음극 활물질층;을 포함하고, 상기 제2 활물질은, 입경이 서로 다른 소립자와 대립자로 이루어진 바이모달 (bimodal) 형태의 활물질이며, 상기 제2 활물질의 입경 (D2)은 상기 제1 활물질의 입경 (D1)보다 작고, 상기 제2 활물질의 입경은 상기 소립자 및 대립자의 평균입경인, 이차전지용 음극을 제공한다.
일반적으로 이차전지의 급속 충전 특성을 향상시키기 위한 방법으로, 음극 활물질의 로딩량 또는 음극의 압연밀도를 감소시켜, 이온 및/또는 전자의 이동이 원활하도록 음극의 공극율을 높여, 높은 충전 속도에서 충전이 가능하도록 할 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이, 로딩량 또는 압연밀도가 감소하게 되면 음극의 고밀도화가 어려워져, 고용량의 전지를 얻기 어려운 점은 물론, 음극 활물질층 및 집전체 사이의 접착력이 저하되어 수명 특성이 열화될 수 있다.
반면에, 본 발명에 따른 이차전지용 음극은, 바이모달 형태의 활물질을 함유하는 제2 음극 활물질층을 포함하는 다층 구조를 가짐으로써, 상술한 바와 같이 음극 활물질의 로딩량 또는 음극의 압연밀도를 감소시키지 않고서도, 2 C-rete 이상의 충전 조건에서 우수한 용량 및 용량 유지율을 나타낼 수 있는 효과가 있다. 또한, 제1 음극 활물질층 (하층) 대비 제2 음극 활물질층 (상층)에 보다 작은 입경을 가지는 활물질을 포함하는 구조를 가져, 음극 활물질층 및 집전체 간의 접착력을 현저히 향상시켜 안정적인 사이클 특성을 나타낼 수 있는 장점이 있다.
상기 제1 및 제2 활물질은 통상적으로 이차전지용 음극에 사용되는 활물질이면 제한 없이 사용될 수 있으나, 구체적으로, 천연흑연, 인조흑연, 흑연화탄소 섬유, 흑연화 메조카본마이크로비드 및 비정질 탄소로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이차전지용 음극은, 상기 제2 활물질의 입경 (D2)이 상기 제1 활물질의 입경 (D1)보다 작은 것을 특징으로 할 수 있다. 이때, D1은 제1 활물질의 입경 (D50)을 지칭하며, D2는 상기 바이모달 형태의 활물질 중 소립자 및 대립자의 평균입경을 지칭하며, 구체적으로, 상기 소립자의 입경 (D50); 대립자의 입경 (D50); 및 소립자와 대립자의 혼합 중량비; 를 조절하여 얻은 값을 지칭 할 수 있다. 구체적인 예로, 입경이 D2-1인 소립자 A 중량부; 및 입경이 D2-2인 대립자 B 중량부를 혼합하여 제2 활물질을 제조한 경우, 상기 제2 활물질의 입경 (D2)는 (A*D2-1 + B*D2-2)/(A+B)일 수 있다. 따라서, 제2 활물질의 입경 (D2)는 소립자의 입경, 대립자의 입경 및 소립자와 대립자의 혼합비에 의해 조절될 수 있다.
상기 제2 활물질의 입경 (D2)은 제1 활물질의 입경 (D1)의 20 내지 95%, 좋게는 30 내지 70%일 수 있다. 이때, 상기 제1 활물질의 입경 (D1)은 10 내지 26 ㎛, 좋게는 10 내지 24 ㎛, 더욱 좋게는 12 내지 24 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서, 제1 활물질의 거친 표면에 존재하는 홈에 바인더 입자들이 삽입되어, 유효 (effective) 바인더의 함량이 감소되는 문제를 방지할 수 있다. 이에 따라, 음극 활물질층 (제1 음극 활물질층) 및 집전체 간의 접착력을 향상시켜 장시간 충방전 과정 중에도 안정적인 성능을 나타내는 효과가 있다. 상기 유효 바인더의 함량을 극대화하며, 높은 전류에서의 급속 충전 특성을 향상시키기 위한 측면에서, 상기 제1 및 제2 활물질은 인조흑연일 수 있다.
상기 제2 활물질의 입경 (D2)은 5 내지 18 ㎛, 좋게는 6 내지 17 ㎛, 더욱 좋게는 6 내지 15 ㎛일 수 있다. 이때, 상기 제2 활물질을 구성하는 바이모달 활물질 중, 상기 소립자는 상기 대립자 입경 (D50)의 30 내지 90%의 입경(D50)을 가질 수 있다. 상기 조건을 만족하는 제2 활물질을 제2 음극 활물질층에 포함하는 경우, 1.65 내지 1.85 g/cc의 높은 압연밀도 및 10 mg/cm2 이상의 음극 활물질 로딩량이 가능한 음극을 얻을 수 있어, 고밀도 음극에 따른 용량증가는 물론, 급속 충전 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 50% 이하의 낮은 SOC 상태에서도 2 C rete 이상으로 급속충전이 가능한 측면에서, 상기 소립자는 상기 대립자 입경(D50)의 30 내지 80%의 입경(D50)을 가질 수 있다. 이때, 상기 대립자의 입경 (D50)은 10 내지 24 ㎛, 좋게는 12 내지 24 ㎛일 수 있다.
상기 제1 및 제2 음극 활물질층 중 적어도 하나는 실리콘 옥사이드계 활물질 (SiOx(0<x<2)) 을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 음극 활물질층 내 실리콘 옥사이드계 활물질은 하기 관계식 1을 만족할 수 있다.
[관계식 1]
W2> 2* W1
(관계식 1에서, W1은 제1 음극 활물질층 내 실리콘 옥사이드계 활물질의 함량이며, W2는 제2 음극 활물질층 내 실리콘 옥사이드계 활물질의 함량이고, W1 0이다).
즉, 상층 (제2 음극 활물질층) 내 실리콘 옥사이드계 활물질의 함량을 하층 (제1 음극 활물질층)내 함량 대비 2배 초과로 포함할 경우, 상기 실리콘 옥사이드계 활물질의 3차원 방향으로 리튬을 충전 가능한 특성을 극대화할 수 있어, 고용량 효과를 얻을 수 있으며, 특히 급속충전 조건에서도 우수한 사이클 수명을 나타낸다.
상기 제1 및 제2 음극 활물질층은 바인더를 더 포함하며, 상기 바인더는 수용성 바인더일 수 있다. 구체적으로 스티렌-부타디엔 고무, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 고무, 폴리비닐알콜, 폴리아크릴산 나트륨, 프로필렌과 탄소수가 2 내지 8의 올레핀 공중합체, 폴리아크릴아마이드, (메타)아크릴산과 (메타)아크릴산알킬에스테르의 공중합체, 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 수용성 바인더를 이용할 경우, 수용성 바인더는 슬러리의 점도에 영향을 주지 않으면서도, 전극 활물질을 집전체에 잘 결착시킬 수 있어 좋으나, 미립자인 전극 활물질 및 도전재로 인해 슬러리가 쉽게 겔화될 수 있음에 따라, 슬러리에 점성을 부여하여 안정된 슬러리를 만들기 위한 증점제를 더 포함할 수 있다. 일예로, 상기 증점제는 셀룰로오스 계열 화합물, 구체적으로 카르복시메틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 또는 이들의 알칼리 금속염 등을 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 알칼리 금속으로는 Na, K 또는 Li를 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바인더는 높은 전류에서의 안정적인 접착력 부여를 위한 측면에서, 스티렌-부타디엔 고무를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 음극 활물질층은 도전재를 더 포함할 수 있다. 도전재는 음극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 전지 내 화학변화를 야기하지 않는 종래의 전자 전도성 재료라면 특별히 제한되지 않는다. 일예로, 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌블랙, 케첸블랙, 탄소섬유, 탄소나노튜브 및 이들의 조합일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 집전체는 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 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명은 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 음극; 양극; 상기 음극과 양극의 사이에 개재되는 분리막; 및 전해액을 포함하는 이차전지를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음극을 포함하는 이차전지는 향상된 급속충전 특성은 물론, 개선된 장기 안정성을 가질 수 있어 좋다.
양극은 집전체 및 상기 집전체 상에 위치하는 양극 활물질 층을 포함할 수 있다. 집전체로는 알루미늄 또는 구리 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
양극 활물질은 일반적으로 사용되는 양극 활물질이라면 제한 없이 사용할 수 있다. 일예로, 코발트, 망간, 니켈 및 이들의 조합으로부터 선택되는 금속과 리튬과의 복합 산화물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
분리막은 해당 기술분야의 공지된 분리막이라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 유리 섬유, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 이들의 조합물 중에서 선택된 것일 수 있으며, 부직포 또는 직포 형태일 수 있고, 선택적으로 단층 또는 다층 구조로 사용될 수 있다.
전해액은 전해액은 비수계 유기용매와 전해염을 포함한다. 상기 비수계 유기용매는 에틸렌 카본네이트(EC), 프로필렌 카본네이트(PC), 디메틸 카본네이트(DMC), 디에틸 카본네이트(DEC), 에틸메틸 카본 네이트(EMC), 1,2-디메톡시에텐(DME), γ-부티로락톤(BL), 테트라하이드로퓨란(THF), 1,3-디옥솔레인(DOL), 디에틸이써(DEE), 메틸 포르메이트(MF), 메틸프로피오네이트(MP), 술폴레인(S), 디메틸설폭사이드(DMSO), 아세토니트릴(AN) 또는 이들의 혼합물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 전해염은 비수계 유기용매에 용해되어, 전지 내에서 전해 금속 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 이차 전지의 작동을 가능하게 하고, 양극과 음극 사이의 전해 금속 이온의 이동을 촉진시키는 물질이다. 비한정적인 일예를 들어, 상기 전해 금속이 리튬인 경우, 전해염은 LiPF6, LiBF4, LiTFSI, LiSbF6, LiAsF6, LiClO4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiSbF6, LiAlO4, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(단, x, y는 자연수), LiCl, LiI 또는 이들의 혼합물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 상기 전해염은 공지된 물질을 목적에 맞는 농도로 사용할 수 있으며, 필요에 따라 충방전 특성, 난연성 특성 등의 개선을 위하여 공지된 용매 또는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
실시예
실시예 1
단계 1: 제1 음극 슬러리 제조
입경 (D50) 18㎛인 인조흑연 93.4 중량%, 카본블랙 도전제 3.0 중량%, SBR 바인더 2.4 중량%, CMC 1.2 중량%에 물을 첨가하여 상온에서 120분간 혼합하여 제 1음극 슬러리 (고형분 50 중량%)를 제조하였다.
단계 2: 제2 음극 슬러리 제조
소립자 인조흑연 (D50: 7.5㎛) 및 -대립자 인조흑연(D50: 18㎛)을 7:3 중량비로 혼합하여 얻은 평균입경 10.7 ㎛인 인조흑연 95.2 중량%, 카본블랙 도전제 3.0 중량%, SBR 바인더 0.6 중량%, CMC 1.2중량%에 물을 첨가하여 상온에서 120분간 혼합하여 제 2음극 슬러리 (고형분 50 중량%)를 제조하였다.
단계 3: 음극 제조
상기 단계 1에서 제조된 제 1 음극 슬러리 및 상기 단계 2에서 제조된 제 2음극 슬러리를 동시에 상/하층에 코팅할 수 있는 듀얼 슬롯다이 코터를 사용하여 Cu-foil (두께6㎛) 상에 도포하여 예비 제1, 제2 음극 활물질층을 형성하였다.
상기 Cu foil 위에 형성된 예비 제1, 제2 음극 활물질층은 130
Figure pat00001
의 열풍으로 가열되는 건조로 내에서 2분간 건조하여 집전체/제1 음극 활물질층/제2 음극 활물질층의 구조를 가지며, 압연 공정을 통하여 양면의 최종 두께가 120 ㎛인 음극을 제조하였다.
단계 4: 파우치 셀의 제조
제조된 음극, 상대 전극으로는 NCM811을 양극재로 하는 양극을 사용하였으며, 음극 및 양극 사이에 PE 분리막을 개제하여 반복적으로 stacking 후 전해액을 주입하여 에너지밀도 590Wh/L의 파우치 셀을 제작하였다. 이 때 전해액은 리튬염 1.0M LiPF6을 유기용매 (EC:EMC= 3:7 Vol%)에 혼합하고, 비닐렌 카보네이트(VC) 1.5 wt%, 1,3-프로펜설톤(PRS) 0.5wt% 를 첨가한 것을 사용하였다. 이후, 0.25C에 해당하는 전류(2.5A)로 36분 동안 Pre-charging을 실시하였다. 1시간 후에 Degasing을 하고 24시간 이상 에이징한 후, 화성충방전을 실시하였다(충전조건 CC-CV 0.2C 4.2V 0.05C CUT-OFF, 방전조건 CC 0.2C 2.5V CUT-OFF). 그 후, 표준충방전을 실시하였다(충전조건 CC-CV 1/3 C 4.2V 0.05C CUT-OFF, 방전조건 CC 0.5C 2.5V CUT-OFF).
단계 5: 삼전극 셀의 제조
상기 단계 4와 동일한 방법으로 양극/분리막/음극이 stacking된 상태의 젤리 롤에 LTO 기준전극을 삽입한 후, 파우치 실링하여 삼전극 셀을 제작하였다. 다음, 상기 단계 4와 동일한 방법으로, Pre-charging →degasing → aging 과정을 거쳤다. 이때, LTO 기준전극은 절연코팅이 된 Cu foil의 끝부분을 제거한 후, LTO 슬러리 (LTO 97 wt% Super P 2 wt%, PVDF 1 wt%)를 코팅하여 제조하였으며, 전해액은 상기 단계 4와 동일한 전해액을 사용하였다.
평가예
평가예 1: 음극 활물질층과 집전체 간 계면 접착력 평가(Adhesion)
(비교예 1 내지 2)
실시예 1의 단계 1에서, 전극 활물질의 입경을 하기 표 1에 기재된 것으로 하고, 단계 2에서, 입경 (D50)18 ㎛의 인조흑연을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 진행하여 음극을 제조하였다.
(비교예 3)
실시예 1의 단계 2에서, 입경 (D50) 10.7 ㎛의 인조흑연을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 진행하여 음극을 제조하였다.
실시예 1 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 음극을 가로 18 mm / 세로 150 mm로 자르고, 음극의 foil층에 18 mm 폭의 tape를 부착한 후, 2 kg의 하중을 갖는 roller로 충분히 접착할 수 있도록 했다. 인장검사기의 한쪽에 양면 tape를 이용하여 음극의 활물질층을 붙혔다. 인장검사기의 반대쪽에 foil에 부착한 tape를 체결하고, 접착력 측정을 진행하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 여기서 음극 활물질층은 제1 및 제2 음극 활물질층을 지칭한다.
평가예 1-2: 음극 활물질층 간 결착력 평가 (Cohesion)
상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 음극에 대해, SAICAS(surface and interfacial characterizing analysis system)을 사용하여 전극 상층에서의 음극 활물질 간 접착력을 측정하였다. 구체적으로, 1.0mm의 diamond cutter blade를 사용하여, 수평 속도 10um/sec 및 수직 속도 1 um/sec 조건에서 음극 활물질층 전체 두께의 20%에 해당하는 깊이로 상기 blade를 삽입한 후, 긁어내는데 드는 힘을 측정하여, 하기 표 1에 나타내었다.
Figure pat00002
(표1에서, D2는 상층 인조흑연 내, 소립자 및 대립자의 평균입경을 의미하며, D1은 하층 인조흑연의 D50을 의미함)
표 1에서 볼 수 있듯이, 하층 인조흑연의 입경 (D1)이 상대적으로 큰 경우 (실시예 1, 비교예1, 비교예3), 하층 인조흑연의 입경이 작은 경우 (비교예 2)보다 높은 접착력(Adhesion)을 나타낸 것을 확인할 수 있다. 또한, 상층의 활물질 간 접착력을 의미하는 결착력(cohesion)면에서도 이러한 경향은 동일하게 유지 되지만, 상층에 바이모달(Bimodal)을 적용하는 경우 (실시예1), 비교예 1 및 2 대비 작은 입경을 가짐에도, 높은 결착력을 갖는 것을 알 수 있다. 즉, 하층 인조흑연의 입경이 (D1)이 상층 인조흑연의 입경(D2)보다 크고, 상층에는 바이모달 형태를 적용하는 경우 (실시예 1), Adhesion과 cohesion 모두 우수한 것을 확인할 수 있다.
이러한 결과는 바인딩 능력을 부여하는 유효 (effective) 바인더의 함량 감소에 따라 접착력이 저하됨을 시사한다. 구체적으로, 입경이 작은 인조흑연을 하층에 포함하는 경우, 크기가 작은 바인더 입자들이 인조흑연 (활물질)의 거친 표면에 존재하는 홈에 삽입되는 현상이 발생되고, 이에 따라 유효 바인더의 함량이 감소되는 것으로 분석된다. 따라서, 집전체와의 높은 접착력을 부여하기 위해서는, 집전체가 직접 접촉하는 하층 인조흑연의 입경을 크게 조절하고, 상층에는 bimodal을 적용하여, 유효 바인더의 함량을 증가시키는 것이 중요한 것으로 판단된다.
평가예 2: 제1 및 제2 활물질의 입경 크기에 따른 수명특성 평가
(실시예 2 내지 3)
실시예 1의 단계 2에서, 각 전극 활물질의 입경을 하기 표2에 기재된 것으로 한 것을 제외하고는 동일하게 진행하여 음극을 제조하였다. 이때, 단계 2에서, 대립자의 입경은 유지하되, 소립자의 입경을 변경하여 소립자/대립자 입경비를 조절하였으며, 소립자 및 대립자의 혼합 중량비는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
(실시예 4)
실시예 1의 단계 2에서, 각 전극 활물질의 입경을 하기 표2에 기재된 것으로 한 것을 제외하고는 동일하게 진행하여 음극을 제조하였다. 이때, 단계 2에서, 대립자 및 소립자의 입경을 변경하여, 소립자/대립자의 입경비를 0.72로 조절하였으며, 소립자 및 대립자의 혼합 중량비는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
(평가방법)
* 급속 충전 사이클 수명특성 평가
실시예 1 내지 4및 비교예 1내지 2에서 제조된 삼전극 셀을 이용하여 충전시 음극의 전위를 확인하였다.
구체적으로, 상기 삼전극 셀을 1.25 내지 3.0C 범위의 C-rate로 4.2V까지 CC 충전하면서 각 C-rate 별 음극의 CCV값이 0V 이하에서 일정해 지는 SOC 지점을 찾고, 이 지점을 충전한계로 지정하여 비교예와 실시예의 step-charging protocol을 구성하였다.
상기 삼전극 셀을 이용하여 제작한 step charging protocol로 비교예와 실시예의 충전 시간을 계산하였으며, 각각의 step charging protocol을 상기 단계 4에서 제조된 파우치 셀에 적용하여 300 cycle 동안 각 셀의 급속충전과 1/3C 방전을 반복하여 용량유지율(%)을 계산하여 하기 표2에 정리하였다.
Figure pat00003
표 2에서 볼 수 있듯이, 상층 제2 활물질의 입경 (D2)이 하층 제1 활물질의 입경 (D1) 보다 작은 경우 (실시예 1 내지 4), 급속충전 시간은 모두 21분 이하를 나타냈으며, 300 사이클에서의 용량 유지율 또한 모두 88% 이상으로, 우수한 수명 특성을 나타내었다. 이때, 상기 제2 활물질의 입경 (D2)은 소립자 및 대립자의 평균입경을 지칭한다.
반면, 상기 D2가 D1과 동일하거나, D1보다 큰 경우 (비교예 1 및 2), 초기 에너지 밀도는 실시예와 동일한 값을 나타냈으나, 급속충전 시간이 상대적으로 길며, 86% 이하의 낮은 용량 유지율을 나타내었다. 이러한 결과는, 하층 대비 상층에 큰 입경을 가지는 인조흑연을 포함함에 따라, 전해액 및 상층 내 전극 활물질의 접촉면적이 감소되어, 높은 전류에서의 충전 성능 및 사이클에 따른 용량이 감소된 것으로 판단된다.
한편, 실시예 1 내지 4로부터, 바람직한 상층 제2활물질의 입경 (D2)은 6 내지 17 ㎛임을 알 수 있다.
또한, 실시예 1 내지 4의 급속 충전 시간 및 용량 유지율을 종합적으로 고려하였을 때, 상층 제2 활물질 내 바람직한 제2-1 활물질/제2-2 활물질의 입경 비 (D2-1/ D2-2)는 0.3 내지 0.9, 더욱 좋게는 0.3 내지 0.8임을 알 수 있다. 구체적으로, D2-1/ D2-2 값이 지나치게 높을 경우, 본 발명의 효과가 현저하게 감소하며, 저항 증가에 따른 수명특성 감소 문제가 발생하게 된다. 반면, 상기 값이 지나치게 낮을 경우, 상층 활물질과 및 전해질과의 접촉면적 증가에 의해, 가스 발생 등 부반응이 발생하여 사이클 수명특성이 감소되는 것으로 판단된다.
평가예 3: 전극 활물질 종류에 따른 수명특성 평가
(실시예 5 내지 7)
실시예 1의 단계 1 및 2에서, 전극 활물질을 하기 표 3에 기재된 것으로 한 것을 제외하고는 동일하게 진행하여 음극을 제조하였다.
(평가방법)
* 사이클 수명특성 평가
상기 평가예 2와 동일한 방법으로 수명특성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3에 정리하였다.
Figure pat00004
표 3에서 볼 수 있듯이, 상층 및 하층 활물질로 모두 인조흑연을 사용한 실시예 1 대비, 실시예 5 내지 7은 모두 낮은 성능을 나타내었다.
구체적으로, 상층 또는 하층에 천연흑연을 포함한 실시예 5및 6인 경우, 천연흑연 입자의 불규칙한 구조로 인한 입자 edge 면 노출에 따른 전해질의 침투 또는 분해반응으로 인해, 성능 저하 문제가 심각하게 발생하여, 용량 유지율이 감소된 것으로 판단된다. 특히 상층에 천연흑연을 사용한 실시예 6인 경우, 상술한 문제가 더욱 심각하게 발생하여, 수명특성을 감소시킨 것으로 판단된다.
따라서, 본 발명에 따른 전극 설계에 있어서, 전극 활물질로 인조흑연을 사용하는 것이 더 바람직 한 것을 알 수 있다.
평가예 4: 제1 및 제2 음극 활물질층 내 실리콘 옥사이드계 활물질 함량에 따른 수명특성 평가
(실시예 8 내지 11)
실시예 1의 단계 1 및 2에서, 각 전극 활물질의 종류 및 함량을 하기 표4에 기재된 것으로 한 것을 제외하고는 동일하게 진행하여 음극을 제조하였다. 이때, 단계 1 및 2에서 각 슬러리 내 음극 활물질 (인조흑연 및 SiO)의 총 함량은 93.4 중량%를 유지하도록 하였다.
(평가방법)
* 사이클 수명특성 평가
상기 평가예 2와 동일한 방법으로 수명특성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 4에 정리하였다.
Figure pat00005
표 4에서 볼 수 있듯이, 음극 활물질로 규소산화물 및 인조흑연을 동시에 사용하는 실시예 8 내지 11인 경우, 인조흑연만을 사용한 실시예 1 대비 현저히 짧은 급속충전 시간 및 높은 에너지 밀도를 나타냈다. 특히, 상층 내 SiO의 함량이 하층 내 SiO 함량의 2배보다 많은 실시예 8 및 9인 경우, 실시예 10 및 11 대비 높은 용량 유지율을 나타내었다.
구체적으로, 음극 활물질로 SiO 및 인조흑연을 동시에 사용함에 따라 높은 초기 에너지 밀도를 나타냈으며, 하층 내 SiO 함량의 2배보다 많은 SiO를 상층에 포함함에 따라, 낮은 SOC 영역에서도, 높은 C-rate의 전류에 의한 급속 충방전이 가능하여, 급속충전 시간이 단축되고, 용량 유지율 또는 높은 것으로 판단된다.

Claims (13)

  1. 집전체;
    상기 집전체 상에 형성되며, 제1 활물질을 함유하는 제1 음극 활물질층; 및
    상기 제1 음극 활물질층 상에 형성되며, 제2 활물질을 함유하는 제2 음극 활물질층;을 포함하고,
    상기 제2 활물질은, 입경이 서로 다른 소립자와 대립자로 이루어진 바이모달 (bimodal) 형태의 활물질이며,
    상기 제2 활물질의 입경 (D2)은 상기 제1 활물질의 입경 (D1)보다 작고,
    상기 제2 활물질의 입경은 상기 소립자 및 대립자의 평균입경인, 이차전지용 음극.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소립자는 상기 대립자 입경 (D50)의 30 내지 90%의 입경(D50)을 가지는, 이차전지용 음극.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 소립자는 상기 대립자 입경(D50)의 30 내지 80%의 입경(D50)을 가지는, 이차전지용 음극.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 활물질의 입경 (D2)은 제1 활물질의 입경 (D1)의 20 내지 95%인, 이차전지용 음극.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 활물질의 입경 (D2)은 제1 활물질의 입경 (D1)의 30 내지 70%인, 이차전지용 음극.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 활물질은 천연흑연, 인조흑연, 흑연화탄소 섬유, 흑연화 메조카본마이크로비드 및 비정질 탄소로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는, 이차전지용 음극.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 활물질은 인조흑연인, 이차전지용 음극.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 음극 활물질층 중 적어도 하나는 실리콘 옥사이드계 활물질 (SiOx(0<x<2)) 을 더 포함하는, 이차전지용 음극.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 음극 활물질층 내 실리콘 옥사이드계 활물질은 하기 관계식 1을 만족하는, 이차전지용 음극:
    [관계식 1]
    W2> 2* W1
    (관계식 1에서, W1은 제1 음극 활물질층 내 실리콘 옥사이드계 활물질의 함량이며, W2는 제2 음극 활물질층 내 실리콘 옥사이드계 활물질의 함량이고, W1 0이다).
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 음극 활물질층은 바인더를 더 포함하며, 상기 바인더는 수용성 바인더인, 이차전지용 음극.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 바인더는 스티렌-부타디엔 고무를 포함하는, 이차전지용 음극.
  12. 제1항에 있어서,
    압연밀도가 1.65 내지 1.85 g/cc인 것을 특징으로 하는 음극
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 음극; 양극; 상기 음극과 양극의 사이에 개재되는 분리막; 및 전해액을 포함하는 이차전지.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022140902A1 (zh) * 2020-12-28 2022-07-07 宁德时代新能源科技股份有限公司 负极极片及其制备方法、二次电池、电池模块、电池包和装置
CN115911259A (zh) * 2022-11-21 2023-04-04 江苏正力新能电池技术有限公司 一种电池极组及二次电池

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4580949B2 (ja) * 2006-06-02 2010-11-17 株式会社東芝 非水電解質電池、電池パック及び充電式掃除機
WO2014128946A1 (ja) * 2013-02-25 2014-08-28 株式会社 日立製作所 リチウムイオン二次電池負極、リチウムイオン二次電池負極を用いたリチウムイオン二次電池、および、それらの製造方法
KR102053063B1 (ko) * 2016-10-12 2019-12-06 주식회사 엘지화학 각 층의 바인더의 함량과 활물질 입경이 상이한 다층 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
JP7029921B2 (ja) * 2017-10-10 2022-03-04 日産自動車株式会社 非水電解質二次電池用電極
CN110651386B (zh) * 2017-10-30 2022-05-13 株式会社Lg新能源 电化学装置用负极活性材料、包含所述负极活性材料的负极和包含所述负极的电化学装置
US20200243848A1 (en) * 2017-12-01 2020-07-30 Lg Chem, Ltd. Negative electrode and secondary battery including the same
WO2020071814A1 (ko) * 2018-10-02 2020-04-09 주식회사 엘지화학 실리콘계 화합물을 포함하는 다층 구조 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지

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