KR20220092558A - 이차 전지 및 이차 전지를 포함하는 장치 - Google Patents

이차 전지 및 이차 전지를 포함하는 장치 Download PDF

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KR20220092558A
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루이 셴
리빙 헤
바오지안 주
레이 첸
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Abstract

본원은 이차 전지 및 이차 전지를 포함하는 장치를 개시한다. 이차 전지는 정극 시트 및 부극 시트를 포함하고, 상기 정극 시트는 정극 집전체 및 상기 정극 집전체의 적어도 일면에 배치되고 또한 정극 활성 재료를 포함하는 정극 필름을 포함하며, 상기 부극 시트는 부극 집전체 및 상기 부극 집전체의 적어도 일면에 배치되고 또한 부극 활성 재료를 포함하는 부극 필름을 포함하며, 그 중, 상기 부극 활성 재료는 제1 재료 및 제2 재료를 포함하고, 상기 제1 재료는 인조 흑연을 포함하며, 상기 제2 재료는 천연 흑연을 포함하며; 상기 정극 활성 재료는 층상 리튬 전이 금속 산화물 및 이의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함하고, 또한 상기 부극 시트의 저항 R는 6.0mΩ≤R≤12.0mΩ을 충족하며; 또는, 상기 정극 활성 재료는 올리빈 구조의 리튬 함유 인산염 및 이의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함하고, 또한 상기 부극 시트의 저항 R는 3.0mΩ≤R≤7.0mΩ을 충족한다.

Description

이차 전지 및 이차 전지를 포함하는 장치
본원은 에너지 저장 장치 기술 분야에 속하며, 특히 이차 전지 및 이차 전지를 포함하는 장치에 관한 것이다.
이차 전지는 작동 성능이 신뢰되고, 오염이 적으며, 메모리 효과가 없는 등 장점이 있어 널리 사용된다. 예를 들어, 환경 보호 문제에 대한 관심이 갈수록 높아지고, 신에너지 자동차의 보급이 높아짐에 따라, 동력형 이차 전지에 대한 수요가 폭발적으로 증가할 것이다. 하지만, 이차 전지의 적용 범위가 점점 넓어짐에 따라 이차 전지의 저온 전력 성능 및 에너지 밀도에 대한 요구가 높아지고 있다. 이차 전지는 저온 전력 성능이 낮아, 저온 환경에서의 사용에 영향을 미친다. 에너지 밀도는 전지의 항속 성능, 즉 1회 충전 후 사용 시간에 영향을 미친다. 따라서, 어떻게 하여 이차 전지가 높은 에너지 밀도를 갖는 전제 하에 저온 전력 성능을 향상시킬 것인가가 시급히 해결해야 할 기술적 과제로 되고 있다.
본원의 제1 양태는 이차 전지를 제공하는 바, 상기 이차 전지는 정극 시트 및 부극 시트를 포함하고, 상기 정극 시트는 정극 집전체 및 상기 정극 집전체의 적어도 일면에 배치되고 또한 정극 활성 재료를 포함하는 정극 필름을 포함하며, 상기 부극 시트는 부극 집전체 및 상기 부극 집전체의 적어도 일면에 배치되고 또한 부극 활성 재료를 포함하는 부극 필름을 포함하며, 그 중, 상기 부극 활성 재료는 제1 재료 및 제2 재료를 포함하고, 상기 제1 재료는 인조 흑연을 포함하며, 상기 제2 재료는 천연 흑연을 포함하며; 상기 정극 활성 재료는 층상 리튬 전이 금속 산화물 및 이의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함하고; 상기 부극 시트의 저항 R는 6.0mΩ≤R≤12.0mΩ을 충족한다.
본원의 제2 양태는 이차 전지를 제공하는 바, 상기 이차 전지는 정극 시트 및 부극 시트를 포함하고, 상기 정극 시트는 정극 집전체 및 상기 정극 집전체의 적어도 일면에 배치되고 또한 정극 활성 재료를 포함하는 정극 필름을 포함하며, 부극 시트는 부극 집전체 및 상기 부극 집전체의 적어도 일면에 배치되고 또한 부극 활성 재료를 포함하는 부극 필름을 포함하며, 그 중, 상기 정극 활성 재료는 올리빈 구조의 리튬 함유 인산염 및 이의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함하고; 상기 부극 활성 재료는 제1 재료 및 제2 재료를 포함하며, 상기 제1 재료는 인조 흑연을 포함하고, 상기 제2 재료는 천연 흑연을 포함하며; 상기 부극 시트의 저항 R는 3.0mΩ≤R≤7.0mΩ을 충족한다.
본원의 제3 양태는 본원의 제1 양태 및/또는 제2 양태의 이차 전지를 포함하는 장치를 제공한다.
놀랍게도, 본원의 이차 전지의 정극 필름이 특정 정극 활성 재료를 사용하고, 부극 필름의 부극 활성 재료가 인조 흑연과 천연 흑연을 동시에 포함하며, 또한 부극 시트의 저항을 특정 범위 내로 제어할 경우, 부극 시트는 높은 에너지 밀도를 가질 수 있고, 동시에 부극 시트의 활성 이온 수송 성능 및 전자 전도 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있으므로, 이차 전지가 높은 에너지 밀도를 갖는 것을 전제로, 비교적 높은 저온 전력 성능을 얻을 수 있다는 것을 발견하였다. 더욱 바람직하게는, 이차 전지는 또한 낮은 고온 사이클 팽창 및 높은 고온 저장 성능을 동시에 가질 수 있다. 본원의 장치는 본원의 이차 전지를 포함하므로, 적어도 상기 이차 전지와 동일한 장점을 갖는다.
이하에서는 본원 실시예의 기술적 해결 수단을 보다 명확하게 설명하기 위해, 본원의 실시예에서 필요한 도면을 간략하게 설명하며, 물론 이하에서 설명되는 도면은 본원의 일부 실시예일 뿐이며, 당업자라면 창의적인 노력이 없이도 이러한 도면을 기반으로 다른 도면을 얻을 수 있다.
도 1은 이차 전지의 일 실시형태의 개략도이다.
도 2는 도 1의 분해도이다.
도 3은 전지 모듈의 일 실시형태의 개략도이다.
도 4는 전지 팩의 일 실시형태의 개략도이다.
도 5는 도 4의 분해도이다.
도 6은 이차 전지를 전원으로서 사용하는 장치의 일 실시형태의 개략도이다.
본원의 발명의 목적, 기술적 해결수단 및 유익한 기술적 효과를 보다 명확하게 하기 위해, 이하에서는 실시예와 함께 본원을 더욱 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시예는 단지 본원을 설명하기 위한 것일 뿐, 본원을 제한하기 위한 것이 아님은 이해해야 할 바이다.
간결함을 위해, 본 명세서에서는 일부 수치 범위 만을 명확하게 개시한다. 하지만, 임의의 하한은 임의의 상한과 함께 명기되지 않는 범위를 형성할 수 있으며, 임의의 하한은 다른 하한과 함께 명기되지 않는 범위를 형성할 수 있으며, 마찬가지로 임의의 상한은 임의의 다른 상한과 함께 명기되지 않는 범위를 형성할 수 있다. 또한, 명기되지는 않지만, 범위의 끝점 사이의 각 점 또는 단일 값은 그 범위에 포함된다. 따라서 각 점 또는 단일 값은 그 자체의 하한 또는 상한으로 되어, 임의의 다른 점 또는 단일 값과 함께 또는 다른 하한 또는 상한과 함께 명기하지 않는 범위를 형성할 수도 있다.
본 명세서의 설명에서, 특별히 설명하지 않는 한, "이상" 및 "이하"는 대상이 되는 숫자를 포함하고, "한 종류 또는 여러 종류" 중 "여러 종류"는 2 종류 또는 2 종류 이상을 의미하는 것에 유의해야 한다.
본원의 상술한 발명의 내용은 본원에 개시된 각 실시형태 또는 각 구현형태를 설명하고자 하는 것은 아니다. 이하의 설명은 예시적인 실시형태를 보다 구체적으로 예시하고 설명한다. 본원의 전반에 걸쳐, 다양한 조합의 형태로 사용될 수 있는 일련의 실시예에 의해 지침이 제공된다. 각 실시예에서, 열거는 대표적인 그룹으로만 하고 있으며 포괄적인 것으로 해석되어서는 안된다.
이차 전지
본원의 제1 양태는 이차 전지를 제공한다. 이차 전지는 정극 시트, 부극 시트 및 전해질을 포함한다. 전지 충방전 과정에서, 활성 이온은 정극 시트와 부극 시트 사이에서 삽입 및 탈리를 왕복한다. 전해질은 정극 시트와 부극 시트 사이에서 이온을 전도하는 역할을 발휘한다.
[정극 시트]
정극 시트는 정극 집전체 및 상기 정극 집전체의 적어도 일면에 배치되는 정극 필름을 구비한다. 일례로서, 정극 집전체는 두께 방향에서 대향하는 2개의 표면을 가지며, 정극 필름은 정극 집전체의 상기 2개의 표면 중 임의의 일면 또는 양면에 적층 설치된다.
정극 집전체는 양호한 도전성 및 기계적 강도를 갖는 재질을 사용하여 도전 및 집전 역할을 발휘할 수 있다. 일부 실시예에서, 정극 집전체는 알루미늄박을 사용할 수 있다.
정극 필름은 정극 활성 재료를 포함한다. 정극 활성 재료는 본 분야에서 주지된 이차 전지용 정극 활성 재료를 사용할 수 있다. 일부 실시예에서, 정극 활성 재료는 층상 리튬 전이 금속 산화물, 올리빈 구조의 리튬 함유 인산염 및 이들의 개질 화합물 등 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함할 수 있다.
"개질 화합물" 중의 "개질"은 재료에 대한 도핑 개질 및/또는 표면 코팅 개질일 수 있다.
일부 실시예에서, 정극 활성 재료는 층상 리튬 전이 금속 산화물 및 이의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함한다. 구체적인 예로서, 층상 리튬 전이 금속 산화물은 리튬 코발트 산화물, 리튬 니켈 산화물, 리튬 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 산화물, 리튬 망간 코발트 산화물, 리튬 니켈 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물 및 이들의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 바람직하게는, 층상 리튬 전이 금속 산화물은 리튬 니켈 코발트 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물 및 이들의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함한다.
일부 바람직한 실시예에서, 정극 활성 재료는 LiaNibCocMdM'eOfAg 및 적어도 일부 표면에 코팅층을 갖는 LiaNibCocMdM'eOfAg 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함한다. 여기서, 0.8≤a≤1.2, 0.5≤b<1, 0<c<1, 0<d<1, 0≤e≤0.1, 1≤f≤2, 0≤g≤1이고; M는 Mn 및 Al 중 한 종류 또는 여러 종류에서 선택되고; M'는 Zr, Al, Zn, Cu, Cr, Mg, Fe, V, Ti 및 B 중 한 종류 또는 여러 종류에서 선택되며; A는 N, F, S 및 Cl 중 한 종류 또는 여러 종류에서 선택된다.
일부 실시예에서, M는 Mn에서 선택되고, M'는 Zr, Al, Zn, Cu, Cr, Mg, Fe, V, Ti 및 B 중 한 종류 또는 여러 종류에서 선택되며, 바람직하게는 Zr, Al, Zn 및 B 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함한다. 또는, M는 Al에서 선택되고, M'는 Zr, Zn, Cu, Cr, Mg, Fe, V, Ti 및 B 중 한 종류 또는 여러 종류에서 선택되며, 바람직하게는 Zr, Zn 및 B 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함한다.
정극 활성 재료는 고니켈 3원계 정극 활성 재료를 포함함으로써, 더 높은 그램당 용량을 가질 수 있어, 전지의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.
일부 바람직한 실시예에서, LiaNibCocMdM'eOfAg 재료의 80%~100% 표면에 코팅층을 가질 수 있다. 또한, LiaNibCocMdM'eOfAg 재료의 90%~100% 표면에 코팅층을 가질 수 있다.
다른 일부 실시예에 있어서, 정극 활성 재료는 올리빈 구조의 리튬 함유 인산염 및 이의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함한다. 구체적인 예로서, 올리빈 구조의 리튬 함유 인산염은 인산 철 리튬, 인산 철 리튬과 탄소의 복합 재료, 인산 망간 리튬, 인산 망간 리튬과 탄소의 복합 재료 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 바람직하게는, 올리빈 구조의 리튬 함유 인산염은 인산 철 리튬 및 인산 철 리튬과 탄소의 복합 재료 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함한다.
인산 철 리튬과 탄소의 복합 재료는 코팅형 복합 재료 및 삽입형 복합 재료 중 한 종류 또는 여러 종류일 수 있다. 코팅형 복합 재료는 인산 철 리튬 입자의 적어도 일부 표면에 탄소 코팅층을 갖는다. 예를 들어, 탄소 코팅층은 인산 철 리튬 입자의 80%~100%(예컨대 90%~100%) 표면에 코팅된다. 탄소 코팅층은 흑연, 하드 카본, 소프트 카본, 카본 블랙, 코크스 등 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함할 수 있다. 삽입형 복합 재료는 인산 철 리튬이 카본 담체 중에 분산된다. 카본 담체는 흑연, 하드 카본, 소프트 카본, 카본 블랙, 코크스 등 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함할 수 있다.
인산 망간 리튬과 탄소의 복합 재료는 코팅형 복합 재료 및 삽입형 복합 재료 중 한 종류 또는 여러 종류일 수 있다. 코팅형 복합 재료는 인산 망간 리튬 입자의 적어도 일부 표면에 탄소 코팅층을 갖는다. 예를 들어, 탄소 코팅층은 인산 망간 리튬 입자의 80%~100%(예컨대 90%~100%) 표면에 코팅된다. 탄소 코팅층은 흑연, 하드 카본, 소프트 카본, 카본 블랙, 코크스 등 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함할 수 있다. 삽입형 복합 재료는 인산 망간 리튬이 카본 담체 중에 분산된다. 카본 담체는 흑연, 하드 카본, 소프트 카본, 카본 블랙, 코크스 등 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 정극 필름은 바인더를 선택적으로 더 포함한다. 바인더의 종류는 특별히 제한되지 않고, 당업자라면 실제 수요에 따라 선택할 수 있다. 예를 들어,정극 필름용 바인더는 폴리 불화 비닐리덴(PVDF) 및 폴리 테트라 플루오로 에틸렌(PTFE) 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 정극 필름은 도전제를 선택적으로 더 포함한다. 도전제의 종류는 특별히 제한되지 않고, 당업자라면 실제 수요에 따라 선택할 수 있다. 일례로서, 정극 필름용 도전제는 흑연, 초전도 카본, 아세틸렌 블랙, 카본 블랙, 케첸 블랙, 카본 도트, 카본 나노 튜브, 그래핀 및 카본 나노 섬유 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함할 수 있다.
[부극 시트]
부극 시트는 부극 집전체 및 부극 집전체의 적어도 일면에 배치되는 부극 필름을 포함한다. 일례로서, 부극 집전체는 두께 방향에서 대향하는 2개의 표면을 갖고, 부극 필름은 부극 집전체의 상기 2개의 표면 중 임의의 일면 또는 양면에 적층 설치된다.
부극 집전체는 양호한 도전성 및 기계적 강도를 가지는 재질을 이용하여 도전과 집전 역할을 발휘할 수 있다. 일부 실시예에서, 부극 집전체는 구리박을 사용할 수 있다.
부극 필름은 부극 활성 재료를 포함하고, 부극 활성 재료는 제1 재료 및 제2 재료를 포함하며, 상기 제1 재료는 인조 흑연을 포함하고, 상기 제2 재료는 천연 흑연을 포함하며 놀랍게도 동시에 부극 시트의 저항 R를 특정 범위 내로 제어할 경우, 부극 시트는 높은 에너지 밀도를 가질 수 있고, 동시에 부극 시트의 활성 이온 수송 성능을 향상시킬 수 있으므로, 이차 전지가 높은 에너지 밀도를 갖는 것을 전제로, 저온 전력 성능을 향상시킬 수 있다는 것을 발견하였다. 더욱 바람직하게는, 이차 전지는 또한 낮은 고온 사이클 팽창 및 높은 고온 저장 성능도 동시에 가질 수 있다.
발명자들은 심도있는 연구를 통해, 정극 시트의 정극 활성 재료가 층상 리튬 전이 금속 산화물 및 이의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함할 경우, 부극 시트의 저항 R가 6.0mΩ≤R≤12.0mΩ을 충족한다는 것을 발견하였다.
정극 활성 재료가 층상 리튬 전이 금속 산화물 및 이의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함하고, 부극 활성 재료가 인조 흑연 및 천연 흑연을 동시에 포함하며, 또한 부극 시트의 저항 R가 6.0mΩ≤R≤12.0mΩ을 충족할 경우, 정극 활성 재료와 부극 활성 재료 사이에 효과적인 배합을 형성시켜, 양자의 장점의 시너지 효과를 충분히 발휘시켜, 부극 시트가 높은 에너지 밀도를 갖는 것을 전제로, 부극 시트의 응집력 및 접착력을 향상시킬 수 있으며, 전지 사이클 과정에서 부극의 팽창을 감소시키고, 부극에서의 활성 이온의 고체상 확산 성능도 향상시킬 수 있으므로, 정극과 부극 사이의 활성 이온 수송 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 부극 활성 재료 입자 사이가 긴밀히 접촉되는 동시에, 전해액 침윤에 적합한 기공 네트워크도 형성되어, 활성 이온 수송 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 이에 의해, 전지의 동력학 성능이 크게 향상되고, 저온 환경에서도 부극은 정극으로부터의 활성 이온을 빠르게 수용할 수 있어, 이차 전지의 저온 전력 성능을 향상시킨다. 또한, 이차 전지는 높은 배율의 충방전에 적합하며, 높은 배율로 충전할 시 부극에 리튬이 석출될 확률이 현저히 감소하는 동시에 이차 전지가 높은 안전 성능을 가질 수 있다.
또한, 정극 활성 재료는 층상 리튬 전이 금속 산화물 및 이의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함하여, 정극 시트가 높은 면밀도(예컨대 14mg/cm2~20mg/cm2) 및 압밀도(예컨대 3.3g/cm3~3.5g/cm3)를 갖도록 하므로, 전지가 더 높은 에너지 밀도를 갖도록 된다.
이러한 실시예에서, 바람직하게는 7.0mΩ≤R≤11.0mΩ이다. 보다 바람직하게는 8.0mΩ≤R≤10.0mΩ이다. 예를 들어, 부극 시트의 저항 R는 8mΩ, 8.5mΩ, 9mΩ, 9.5mΩ, 9.8mΩ, 10mΩ, 10.5mΩ, 11mΩ 또는 12mΩ일 수 있다. 부극 시트의 저항 R가 적절한 범위 내에 있으면, 전지의 고온 사이클 팽창을 더욱 감소시키고 전지의 저온 전력 성능을 향상시킬 수 있다.
이러한 실시예에서, 바람직하게는, 정극 활성 재료는 리튬 니켈 코발트 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물 및 이들의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함한다. 이에 의해, 상술한 효과를 더 잘 발휘할 수 있다.
발명자들은 추가 연구를 통해, 정극 활성 재료가 리튬 니켈 코발트 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물 및 이들의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함하고, 부극 활성 재료가 인조 흑연 및 천연 흑연을 동시에 포함하며, 또한 부극 시트의 저항 R가 6.0mΩ≤R≤12.0mΩ을 충족할 경우, 부극 활성 재료가 하기 조건 중 하나 또는 여러 개를 충족하면, 전지의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다는 것을 발견하였다.
일부 바람직한 실시예에서, 부극 활성 재료 중 천연 흑연의 질량 점유율은 10%~50%이고, 바람직하게는 15%~30%이며, 보다 바람직하게는 15%~25%이고, 특히 바람직하게는 18%~22%일 수 있으며, 예를 들어 19%, 20%, 21%이다. 부극 활성 재료가 적당량의 천연 흑연을 함유하면, 부극 활성 재료는 높은 그램당 용량을 가질 수 있고, 특히 부극 활성 재료 입자 사이 및 부극 활성 재료와 부극 집전체 사이의 접착력을 향상시킬 수 있어, 부극 시트가 높은 응집력과 접착력을 갖게 하는 동시에 부극 표면의 부반응을 감소시키므로, 전지의 사이클 팽창을 더욱 감소시킨다. 전지의 고온 사이클 성능 및 안전 성능도 더욱 향상된다.
일부 바람직한 실시예에서, 8MPa 압력 하에서 천연 흑연의 분말 저항률은 10mΩ·cm~14mΩ·cm이고, 바람직하게는 11mΩ·cm~13mΩ·cm이며, 예를 들어 10.5mΩ·cm, 11.5mΩ·cm, 12.0mΩ·cm, 12.5mΩ·cm, 13.0mΩ·cm, 13.5mΩ·cm 또는 13.8mΩ·cm이다. 천연 흑연의 분말 저항률이 적절한 범위 내에 있으면, 충방전 과정에서의 부극 시트의 활성 이온 수송 성능과 전자 전도 성능을 더욱 향상시켜, 전지의 전력 성능, 에너지 밀도 및 사이클 성능을 향상시킬 수 있다.
일부 바람직한 실시예에서, 8MPa 압력 하에서 인조 흑연의 분말 저항률은 11mΩ·cm~16mΩ·cm이고, 더욱 바람직하게는 13mΩ·cm~15mΩ·cm이며, 예를 들어, 12.0mΩ·cm, 13.0mΩ·cm, 13.5mΩ·cm, 14.0mΩ·cm, 14.3mΩ·cm 또는 14.6mΩ·cm 이다. 인조 흑연의 분말 저항률이 적절한 범위 내에 있으면, 충방전 과정에서의 부극 시트의 활성 이온 수송 성능과 전자 전도 성능을 더욱 향상시켜, 전지의 전력 성능, 에너지 밀도 및 사이클 성능을 향상시킬 수 있다.
일부 바람직한 실시예에 있어서, 부극 활성 재료의 체적 평균 입경 Dv50은 10㎛~18㎛이고, 바람직하게는 11㎛~15㎛이며, 보다 바람직하게는 12㎛~14㎛일 수 있다. 부극 활성 재료의 Dv50이 작을수록, 분말 저항률이 작고, 부극 시트의 저항을 더 낮출 수 있다. 또한, 부극 활성 재료의 Dv50이 작을수록, 부극 시트 내 이온의 이동 속도를 향상시킬 수 있다. 부극 활성 재료의 Dv50이 적절할 경우, 분말 저항률이 낮고 이온 이동 속도가 높으며, 동시에 부극 활성 재료의 그램당 용량을 향상시키고 재료 표면에서의 전해액의 부반응을 감소시킬 수 있으므로, 전지는 높은 높은 전력 성능, 사이클 성능 및 에너지 밀도를 겸비할 수 있다.
발명자들은 또한, 정극 활성 재료가 리튬 니켈 코발트 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물 및 이들의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함하고, 부극 활성 재료가 인조 흑연 및 천연 흑연을 포함하며, 부극 시트의 저항 R가 특정 범위 내이며, 또한 부극 활성 재료의 Dv50이 상술한 범위 내일 경우, 전지는 고온 저장 과정에서 높은 용량 유지율을 가질 수도 있으며, 고온 저장 성능을 향상시킬 수 있다는 것을 발견하였다.
부극 활성 재료의 Dv50을 상술한 주어진 범위 내로 하기 위해, 일부 실시예에서, 천연 흑연의 체적 평균 입경 Dv50은 10㎛~16㎛일 수 있고, 바람직하게는 10㎛~14㎛이며, 보다 바람직하게는 11㎛~13㎛이다. 인조 흑연의 체적 평균 입경 Dv50은 12㎛~19㎛일 수 있고, 바람직하게는 12㎛~16㎛이며, 보다 바람직하게는 13㎛~15㎛이다.
일부 바람직한 실시예에서, 부극 활성 재료의 흑연화도는 92%~96%일 수 있고, 바람직하게는 93%~95%이다. 부극 활성 재료의 흑연화도가 적절한 범위 내에 있으면, 분말 저항률을 작게 할 수 있고, 부극 시트의 저항을 낮추는 동시에 이온 삽입 및 탈리에 적합한 층간격을 가질 수 있어, 전지의 전력 성능을 더욱 향상시킨다. 또한, 상기 부극 활성 재료를 사용하는 부극 시트는 높은 응집력 및 접착력을 가질 수 있어, 전지의 저사이클 팽창 성능을 향상시킬 수 있다.
발명자들은 또한, 정극 활성 재료가 리튬 니켈 코발트 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물 및 이들의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함하고, 부극 활성 재료가 인조 흑연 및 천연 흑연을 포함하며, 부극 시트의 저항 R가 특정 범위 내이며, 또한 부극 활성 재료의 흑연화도가 상술한 범위 내일 경우, 전지의 고온 저장 성능도 향상시킬 수 있다는 것을 발견하였다.
부극 활성 재료의 흑연화도를 상술한 주어진 범위 내로 하기 위해, 일부 실시예에서, 천연 흑연의 흑연화도는 95%~98.5%일 수 있고, 바람직하게는 96%~98%이며, 보다 바람직하게는 96.5%~97.6%이다. 인조 흑연의 흑연화도는 90%~97.5%일 수 있고, 바람직하게는 91%~95%이며, 보다 바람직하게는 92%~93.5%이다.
일부 바람직한 실시예에서, 부극 필름의 면밀도는 10mg/cm2~13mg/cm2일 수 있고, 바람직하게는 10.5mg/cm2~11.5mg/cm2이다. 정극 재료가 리튬 니켈 코발트 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물 및 이들의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함하고, 부극 활성 재료가 인조 흑연 및 천연 흑연을 포함하며, 부극 시트의 저항 R가 특정 범위 내에 있으며, 또한 부극 필름의 면밀도가 주어진 범위 내에 있을 경우, 전지는 높은 에너지 밀도를 가질 수 있으며, 동시에 전지는 양호한 활성 이온 및 전자 수송 성능을 가지므로, 전지 동력학 성능을 더욱 향상시킨다. 또한, 전지가 상술한 설계를 충족할 경우, 분극 및 부반응을 감소시킬 수 있어, 전지의 사이클 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
일부 바람직한 실시예에서, 부극 필름의 압밀도는 1.6g/cm3~1.8g/cm3일 수 있고, 바람직하게는 1.65g/cm3~1.75g/cm3이며, 특히 바람직하게는 1.68g/cm3~1.73g/cm3이다. 리튬 니켈 코발트 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물 및 이들의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류이고, 부극 활성 재료가 인조 흑연 및 천연 흑연을 포함하며, 부극 시트의 저항 R가 특정 범위 내이며, 또한 부극 필름의 압밀도가 주어진 범위 내에 있을 경우, 전지가 높은 에너지 밀도를 갖도록 보장할 수 있으며, 동시에 부극 활성 재료 입자 사이의 긴밀한 접촉은 부극 필름의 저항을 효과적으로 감소시킬 수 있어, 전지의 전력 성능을 더욱 향상시킨다. 또한, 적절한 압밀도는 또한 부극 활성 재료의 입자 구조의 무결성을 보호할 수 있으며, 이는 부극 시트의 응집력 및 접착력을 개선하고, 전지 사이클 과정에서 팽창 및 부반응을 줄이는데 유리하므로, 전지 사이클 수명 및 안전 성능을 더욱 향상시킨다.
발명자들은 또한, 정극 시트의 정극 활성 재료가 올리빈 구조의 리튬 함유 인산염 및 이의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함하는 경우, 부극 시트의 저항 R가 3.0mΩ≤R≤7.0mΩ을 충족한다는 것을 발견하였다.
정극 활성 재료가 올리빈 구조의 리튬 함유 인산염 및 이의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함하고, 상기 부극 활성 재료가 인조 흑연 및 천연 흑연을 동시에 포함하며, 저항 R가 3.0mΩ≤R≤7.0mΩ을 충족할 경우, 정극 활성 재료와 부극 활성 재료 사이에 효과적인 배합을 형성시켜, 양자의 장점의 시너지 효과를 충분히 발휘시켜, 전지가 높은 에너지 밀도를 갖도록 보장하는 전제 하에, 부극 시트의 응집력과 접착력을 향상시킬 수 있으며, 전지 사이클 과정에서 부극의 팽창을 감소시키고, 동시에 부극에서의 활성 이온의 고체상 확산 능력도 향상시키며, 정극과 부극 사이의 활성 이온 수송 성능을 더욱 향상시킨다. 이에 의해, 전지의 동력학 성능이 크게 향상되고, 부극이 저온 환경에서도 정극으로부터 활성 이온을 빠르게 수용할 수 있어, 이차 전지의 저온 전력 성능을 향상시킨다. 또한, 이차 전지는 높은 배율의 충방전에 적합하며, 높은 배율로 충전할 시 부극에서의 리튬 석출 확률이 현저히 감소된다.
이러한 실시예에서, 바람직하게는, 4.0mΩ≤R≤6.0mΩ이고, 예를 들어 R는 4.2mΩ, 4.5mΩ, 4.6mΩ, 4.7mΩ, 4.8mΩ, 5.0mΩ, 5.3mΩ, 5.5mΩ이다. 부극 시트의 저항 R가 적절한 범위 내에 있으면, 전지의 저온 전력 성능 및 고온 사이클 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
이러한 실시예에 있어서, 바람직하게는, 정극 활성 재료는 인산 철 리튬, 인산 철 리튬과 탄소의 복합 재료 및 이들의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함한다. 이에 의해 상술한 효과를 더 잘 발휘할 수 있다.
발명자들은 추가 연구를 통해, 정극 활성 재료가 인산 철 리튬, 인산 철 리튬과 탄소의 복합 재료 및 이들의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함하고, 부극 활성 재료가 인조 흑연 및 천연 흑연을 동시에 포함하며, 부극 시트의 저항 R가 3.0mΩ≤R≤7.0mΩ을 충족할 경우, 부극 활성 재료가 또한 하기 조건 중 하나 또는 여러 개를 충족하면, 전지의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다는 것을 발견하였다.
일부 바람직한 실시예에서, 부극 활성 재료 중 천연 흑연의 질량 점유율은 10%~50%일 수 있고, 바람직하게는 15%~50%이며, 보다 바람직하게는 35%~50%이고, 예를 들어 20%, 30%, 35%, 40%, 42%, 45%, 48% 또는 50%이다. 부극 활성 재료 중 적당량의 천연 흑연을 함유하면, 부극 시트의 필름 저항을 감소시킬 수 있으므로, 전지 코어 내부 저항을 개선시킬 수 있다. 동시에, 부극 시트의 이온 수송 성능과 에너지 밀도를 더욱 향상시킨다. 따라서 전지는 높은 저온 전력 성능, 에너지 밀도 및 고온 사이클 성능을 동시에 겸비할 수 있다.
일부 바람직한 실시예에서, 8MPa 압력 하에서 천연 흑연의 분말 저항률은 8mΩ·cm~12mΩ·cm일 수 있고, 바람직하게는 9.0mΩ·cm~11mΩ·cm이다. 천연 흑연의 분말 저항률이 적절한 범위 내에 있으면, 충방전 과정에서의 부극 시트의 활성 이온 수송 성능과 전자 전도 성능을 더욱 향상시켜, 전지의 전력 성능, 에너지 밀도 및 사이클 성능을 향상시킬 수 있다.
일부 바람직한 실시예에서, 8MPa 압력 하에서 인조 흑연의 분말 저항률은 15mΩ·cm~20mΩ·cm일 수 있고, 바람직하게는 16mΩ·cm~18mΩ·cm이다. 인조 흑연의 분말 저항률이 적절한 범위 내에 있으면, 충방전 과정에서 부극 시트의 활성 이온 수송 성능과 전자 전도 성능을 더욱 향상시켜, 전지의 전력 성능, 에너지 밀도 및 사이클 성능을 향상시킬 수 있다.
일부 바람직한 실시예에 있어서, 부극 활성 재료의 체적 평균 입경 Dv50은 15㎛~19㎛일 수 있고, 바람직하게는 16㎛~18㎛이다. 부극 활성 재료의 Dv50이 적절하면, 낮은 분말 저항 및 높은 리튬 이온 이동 속도를 갖도록 하는 동시에, 부극 활성 재료의 그램당 용량을 향상시키고, 재료 표면에서의 전해액의 부반응을 감소시킬 수 있으므로, 전지의 전력 성능, 사이클 성능 및 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.
발명자들은 또한, 정극 활성 재료가 인산 철 리튬, 인산 철 리튬과 탄소의 복합 재료 및 이들의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함하고, 부극 활성 재료가 인조 흑연과 천연 흑연을 동시에 포함하며, 부극 시트의 저항 R가 특정 범위 내이며, 또한 부극 활성 재료의 Dv50이 상술한 범위 내인 경우, 전지가 고온 저장 시 더 높은 용량 유지율을 가질 수 있고, 고온 저장 성능을 향상시킬 수 있다는 것을 발견하였다.
부극 활성 재료의 Dv50을 상술한 주어진 범위 내로 하기 위해, 일부 실시예에서, 천연 흑연의 체적 평균 입자 크기 Dv50은 15㎛~20㎛일 수 있고, 바람직하게는 15㎛~19㎛이며, 보다 바람직하게는 16㎛~18㎛이다. 인조 흑연의 체적 평균 입경 Dv50은 14㎛~19㎛일 수 있고, 바람직하게는 14㎛~18㎛이며, 보다 바람직하게는 15㎛~17㎛이다.
일부 바람직한 실시예에서, 부극 활성 재료의 흑연화도는 92%~95%이고, 바람직하게는 93%~94%이다. 부극 활성 재료의 흑연화도가 적절한 범위 내인 경우, 적절한 분말 저항률을 갖도록 할 수 있으므로, 부극 시트의 저항이 본원에서 주어진 범위 내로 제어하는데 유리하고, 동시에 활성 이온의 삽입 및 탈리에 적절한 층간 간격을 갖도록 하여, 전지의 전력 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 상기 부극 활성 재료를 사용하는 부극 시트는 또한 높은 응집력과 접착력을 가질 수 있고, 사이클 과정에서의 전지의 팽창을 감소시킬 수 있으므로, 전지의 사이클 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
발명자들은 또한, 정극 활성 재료가 인산 철 리튬, 인산 철 리튬과 탄소의 복합 재료 및 이들의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함하고, 부극 활성 재료가 인조 흑연 및 천연 흑연을 동시에 포함하며, 부극 시트의 저항 R가 특정 범위 내이며, 또한 부극 활성 재료의 흑연화도가 상술한 범위 내인 경우, 전지의 고온 저장 성능도 향상시킬 수 있다는 것을 발견하였다.
부극 활성 재료의 흑연화도를 상술한 주어진 범위 내로 하기 위해, 일부 실시예에서, 천연 흑연의 흑연화도는 95%~98.5%일 수 있고, 바람직하게는 95%~98%이며, 보다 바람직하게는 96%~97%이다. 인조 흑연의 흑연화도는 89%~95%일 수 있고, 바람직하게는 90%~95%이며, 보다 바람직하게는 91%~93%이다.
일부 바람직한 실시예에서, 부극 필름의 면밀도는 7mg/cm2~10mg/cm2일 수 있고, 바람직하게는 7mg/cm2~8mg/cm2이다. 정극 재료가 인산 철 리튬, 인산 철 리튬과 탄소의 복합 재료 및 이들의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함하고, 부극 활성 재료가 인조 흑연 및 천연 흑연을 동시에 포함하며, 부극 시트의 저항 R가 특정 범위 내이며, 또한 부극 필름의 면밀도가 주어진 범위 내일 경우, 전지는 높은 에너지 밀도를 가질 수 있다. 동시에 전지는 또한 양호한 활성 이온 및 전자 수송 특성을 가지고 있어, 전지의 전력 성능을 더욱 향상시킨다. 또한, 전지가 상술한 설계를 충족할 경우, 분극 및 부반응을 감소시킬 수 있어, 전지의 사이클 성능을 더욱 개선시킬 수 있다.
일부 바람직한 실시예에서, 부극 필름의 압밀도는 1.5g/cm3~1.7g/cm3일 수 있고, 바람직하게는 1.55g/cm3~1.65g/cm3이며, 더욱 바람직하게는 1.55g/cm3~1.6g/cm3이다. 정극 재료가 인산 철 리튬, 인산 철 리튬과 탄소의 복합 재료 및 이들의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함하고, 부극 활성 재료가 인조 흑연 및 천연 흑연을 동시에 포함하며, 부극 시트의 저항 R가 특정 범위 내이며, 부극 필름의 압밀도가 주어진 범위 내일 경우, 전지가 높은 에너지 밀도를 갖도록 보장할 수 있다. 동시에, 부극 활성 재료 입자 사이의 긴밀한 접촉은 부극 필름의 저항을 효과적으로 감소시켜, 전지의 전력 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 적절한 압밀도는 또한 부극 활성 재료의 입자 구조 무결성을 보호할 수 있으며, 이는 부극 시트의 응집력 및 접착력을 개선하고, 전지 사이클 과정에서 팽창 및 부반응을 줄이는데 유리하여, 전지 사이클 수명 및 안전 성능을 더욱 향상시킨다.
본원에서, 저항 R를 충족하는 부극 시트는, 부극 집전체의 적어도 일면에 부극 필름이 형성되어 있는 부극 시트를 지칭하며, 특히 부극 집전체의 대향하는 2개의 면에 부극 필름이 설치되어 있는 부극 시트를 지칭한다. 제1 재료의 선택 타입, 제2 재료의 선택 타입, 제1 재료와 제2 재료의 비율, 천연 흑연의 점유율, 부극 필름의 압밀도, 도전제의 종류 및 도전제의 함량 중 한 종류 또는 여러 종류를 조정하여, 부극 시트의 저항 R를 원하는 범위 내로 할 수 있다. 제1 재료 및 제2 재료의 선택 타입은 각각 독립적으로 이들의 조성, 분말 저항률, 흑연화도, 입경 분포, 표면 코팅 개질 등 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함할 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.
본원의 임의의 부극 시트에 있어서, 선택적으로, 상기 부극 활성 재료는 하드 카본, 소프트 카본, 규소계 재료 및 주석계 재료 중 한 종류 또는 여러 종류를 더 포함할 수 있다. 규소계 재료는 규소 단체, 규소 산소 화합물, 규소 탄소 복합체 및 규소 합금 중 한 종류 또는 여러 종류에서 선택될 수 있다. 주석계 재료는 주석 단체, 주석 산소 화합물 및 주석 합금 중 한 종류 또는 여러 종류에서 선택될 수 있다.
본원의 임의의 부극 시트에서, 바람직하게는, 부극 시트 상의 동일한 면적을 갖는 임의의 2개의 원형 영역을 각각 제1 영역 및 제2 영역으로 결정하고, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 중심 거리는 20cm이며, 상기 제1 영역의 전극 시트 저항 R1과 상기 제2 영역의 전극 시트 저항 R2는
Figure pct00001
을 충족한다. 부극 시트 상의 동일한 면적이고 중심 거리가 20cm인 2개의 원형 영역 사이의 저항 차이가 작으면, 부극 시트의 저항 변동이 작음을 나타낸다. 즉, 부극 필름 중 제1 재료 및 제2 재료의 분산 균일성이 양호하다. 부극 시트의 각 위치에서 압밀도, 사이클 안정성 및 전해액 분포의 균일성이 모두 향상될 수 있으므로, 부극 시트 중 상이한 위치에서의 활성 이온 수송 성능과 전자 전도 성능이 기본적으로 동일한 수준에 있게 된다. 따라서, 부극 시트의 각 위치의 용량 발휘, 사이클과 저장 수명 및 동력학 성능이 모두 향상된다. 부극 시트의 전체적인 일관성이 양호하여, 이차 전지의 에너지 밀도, 고온 성능 및 저온 전력 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 바람직하게는,
Figure pct00002
이다.
일부 실시예에서, 부극 필름은 바인더를 더 포함할 수 있다. 일례로서, 부극 필름의 바인더는 폴리 아크릴산(PAA), 폴리 아크릴산 나트륨(PAAS), 폴리 아크릴 아미드(PAM), 폴리 비닐 알코올(PVA), 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 알긴산 나트륨(SA), 폴리 메타 크릴산(PMAA) 및 카르복시 메틸 키토산(CMCS) 중 한 종류 또는 여러 종류에서 선택할 수 있다.
일부 실시예에서, 부극 필름은 증점제를 선택적으로 더 포함한다. 일례로서, 증점제는 카르복시 메틸 셀룰로오스 나트륨(CMC-Na)일 수 있다.
일부 실시예에서, 부극 필름은 도전제를 선택적으로 더 포함한다. 일례로서, 부극 필름용 도전제는 초전도 카본, 아세틸렌 블랙, 카본 블랙, 케첸 블랙, 카본 도트, 카본 나노 튜브, 그래핀 및 카본 나노 섬유 중 한 종류 또는 여러 종류 중에서 선택할 수 있다.
본원에서, 부극 시트의 저항 R는 본 분야에서 주지된 의미를 가지며, 본 분야에서 주지된 방법에 의해 측정할 수 있다. 예를 들어, BER1300 다기능 전극 시트 저항계를 사용하여 측정한다. 먼저, 부극 시트를 일정한 크기의 시험용 샘플로 절단하고, 저항계, 압력 표시기 전원 및 컴퓨터를 켜고, 가스 밸브를 열고 알코올이 함침된 먼지 없는 종이로 상부 및 하부 구리 프로브를 청결한다. 컴퓨터 소프트웨어를 클릭하여 포트, 압력 및 측정 모드를 선택하고, 단자 측정 면적 154.02mm2를 입력하고, 시험용 전극 시트를 2개의 프로브 사이에 놓고, 소프트웨어의 실행 버튼을 클릭하여 측정을 시작한다. 측정 후 측정 결과를 기록하며, 측정 결과의 정확성을 보장하기 위해, 5군의 피검 샘플을 동시에 취하고, 5군의 피검 샘플의 평균값을 계산할 수 있다 .
저항 R 시험 방법을 참조하여 부극 시트 상에서 동일한 면적의 중심 거리가 20cm인 2개의 원형 영역의 각각의 저항 R1 및 R2를 측정하여, 저항 차이값
Figure pct00003
를 계산한다.
8MPa 압력 하에서 천연 흑연 및 인조 흑연의 분말 저항률은 본 분야에서 주지된 의미를 가지며, 본 분야에서 주지된 방법으로 시험할 수 있다. 예를 들어, PRCD1100 분말 저항계를 사용하여 측정하며, 국가 표준 GB/T30835-2014를 참조한다.
부극 필름의 면밀도는 본 분야에서 주지된 의미를 가지며, 본 분야에서 주지된 방법으로 측정할 수 있다. 예를 들어, 단면이 코팅되고 냉간 압연된 부극 시트(양면이 코팅된 전극 시트인 경우, 먼저 그 중 일면의 부극 필름을 제거함)를 취하여, 면적이 S1인 작은 원형 시트로 펀칭하고, 중량을 칭량하여, M1로 기록한다. 그 다음, 상술한 칭량 후의 부극 시트의 부극 필름을 제거하고, 부극 집전체의 중량을 측정하여, M0으로 기록한다. 부극 필름 면밀도=(부극 시트의 중량 M1-부극 집전체의 중량 M0)/S1이다.
부극 필름의 압밀도는 본 분야에서 주지된 의미를 가지며, 본 분야에서 주지된 방법으로 측정할 수 있다. 예를 들어 단면 코팅 및 냉간 압연 후의 부극 시트(양면이 코팅된 전극 시트인 경우, 먼저 그 중 일면의 부극 필름을 제거함)를 취하여, 부극 필름의 두께를 측정하고,또한 상술한 방법에 따라, 부극 필름의 면밀도를 측정하면, 부극 필름의 압밀도=부극 필름의 면밀도/부극 필름의 두께이다.
부극 활성 재료의 Dv50은 본 분야에서 주지된 의미를 가지며, 본 분야에서 주지된 방법으로 측정할 수 있다. 예를 들어, 표준 GB/T 19077.1-2016을 참조하여, 레이저 입경 분석기(예컨대 Malvern Master Size 3000)를 사용하여 측정할 수 있다. 여기서, Dv50의 물리적 정의는 재료의 누적 체적 분포 백분율이 50%에 도달할 때에 대응하는 입경이다.
부극 활성 재료의 흑연화도는 본 분야에서 주지된 의미를 가지며, 본 분야에서 주지된 방법으로 측정할 수 있다. 예를 들어, X선 회절계(예컨대 Bruker D8 Discover)를 사용하여 측정할 수 있다. 측정은 JIS K 0131-1996, JB/T 4220-2011을 참조하여 d002 크기를 측정한 후, 공식 G=(0.344-d002)/(0.344-0.3354)×100%에 따라, 흑연화도를 계산할 수 있으며, 그 중, d002는 nm로 계산된 흑연 결정 구조 중의 층간격이다. X선 회절 분석 시험에서, CuKα방사선을 방사선원으로 하고 방사선 파장 λ=1.5418Å이며, 주사 2θ 각도 범위가 20°~80°이고, 주사 속도가 4°/min이다.
[전해질]
전해질은 정극 시트와 부극 시트 사이에서 이온을 전도하는 역할을 한다. 본원은 전해질의 유형에 대해 구체적인 제한이 없으며 요구에 따라 선택할 수 있다. 예를 들어, 전해질은 고체 전해질 및 액체 전해질(즉 전해질) 중 적어도 하나에서 선택될 수 있다.
일부 실시예에서, 전해질은 전해액을 사용한다. 전해액은 전해질염과 용매를 포함한다.
일부 실시예에서, 전해질염은 LiPF6(헥사 플루오로 인산 리튬), LiBF4(테트라 플루오로 붕산 리튬), LiClO4(과염소산 리튬), LiAsF6(헥사 플루오로 비산 리튬), LiFSI(디 플루오로 술포닐 이미드 리튬), LiTFSI(비스(트리 플루오로 메탄 설포닐) 이미드 리튬), LiTFS(트리 플루오로 메탄 술폰산기 리튬), LiDFOB(디 플루오로 옥살산 붕산 리튬), LiBOB(디 옥살산 붕산 리튬 ), LiPO2F2(디 플루오로 인산 리튬), LiDFOP(디 플루오로 디 옥살산 인산 리튬) 및 LiTFOP(테트라 플루오로 옥살산 인산 리튬) 중 한 종류 또는 여러 종류에서 선택할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 용매는 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸 메틸 카보네이트(EMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디메틸 카보네이트(DMC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸 프로필 카보네이트(MPC), 에틸 프로필 카보네이트(EPC), 부틸렌 카보네이트(BC), 플루오르 에틸렌 카보네이트(FEC), 포름산 메틸(MF), 메틸 아세테이트(MA), 에틸 아세테이트(EA), 초산 프로필(PA), 프로피온산 메틸(MP), 프로피온산 에틸(EP), 프로피온산 프로필(PP), 낙산 메틸(MB), 낙산 에틸(EB), 1,4-부티로 락톤(GBL), 설포란(SF), 디메틸 설폰(MSM), 메틸 에틸 케톤(EMS) 및 디에틸 설폰(ESE) 중 한 종류 또는 여러 종류에서 선택할 수 있다.
일부 실시형태에 있어서, 전해액은 첨가제를 선택적으로 더 포함한다. 예를 들어, 첨가제는 부극 성막용 첨가제를 포함할 수도 있고, 정극 성막용 첨가제를 포함할 수도 있고, 전지의 특정의 성능을 개선할 수 있는 첨가제를 포함할 수도 있는 바, 예를 들면, 전지의 과충전 성능을 향상시키는 첨가제, 전지의 고온 성능을 개선하는 첨가제, 전지의 저온 성능을 개선하는 첨가제 등을 포함할 수 있다.
[세퍼레이터]
전해액을 사용하는 이차 전지 및 고체 전해질을 사용하는 일부 이차 전지는 세퍼레이터를 더 포함한다. 세퍼레이터는 정극 시트와 부극 시트 사이에 배치되어 격리 역할을 발휘한다. 본원은 세퍼레이터의 종류를 특별히 제한하지 않으며, 화학적 안정성 및 기계적 안정성이 양호한 임의의 주지된 다공성 구조의 세퍼레이터를 선택할 수 있다. 일부 실시예에서, 세퍼레이터의 재질은 유리 섬유, 부직포, 폴리 에틸렌, 폴리 프로필렌 및 폴리 불화 비닐리덴 중 한 종류 또는 여러 종류로부터 선택될 수 있다. 세퍼레이터는 단층 필름 또는 다층 복합 필름일 수 있다. 세퍼레이터가 다층 복합 필름인 경우, 각 층의 재료는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.
본원에서 이차 전지의 형상은 특별히 제한되지 않으며, 원통형, 사각형 또는 다른 임의의 형상일 수 있다. 도 1은 일례로서의 사각형 구조의 이차 전지(5)이다.
일부 실시예에 있어서, 이차 전지는 외포장을 포함할 수 있다. 상기 외포장은 정극 시트, 부극 시트 및 전해질을 밀봉하는데 사용된다.
일부 실시예에 있어서, 이차 전지의 외포장은 소프트 팩일수 있는 바, 예를 들어, 봉투형 소프트 팩일 수 있다.소프트 팩의 재질은 플라스틱일 수 있는 바, 예를 들어, 폴리 프로필렌(PP), 폴리 부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리 부틸렌 숙시네이트(PBS) 등 중 한 종류 또는 여러 종류일 수도 있다. 이차 전지의 외포장은 경질 케이스일 수도 있는 바, 예를 들어, 경질 플라스틱 케이스, 알루미늄 케이스, 스틸 케이스 등 일 수도 있다.
일부 실시예에서, 도 2를 참조하면, 외포장은 케이스(51) 및 커버 플레이트(53)를 포함한다. 그 중, 케이스(51)는 밑판과 밑판에 접속된 측판을 구비하고, 밑판 및 측판에 의해 둘러싸여 수용실을 형성한다. 케이스(51)는 수용실에 연통하는 개구를 갖고, 커버 플레이트(53)는 상기 수용실을 밀폐하도록 개구를 커버한다.
정극 시트, 부극 시트 및 세퍼레이터는 권취 공정 또는 적층 공정을 거쳐 전극 어셈블리(52)를 형성할 수 있다. 전극 어셈블리(52)는 상기 수용실 내에 밀봉된다. 전해질은 전해액을 사용할 수 있고, 전해액은 전극 어셈블리(52) 내에 침윤된다. 이차 전지(5)에 포함되는 전극 어셈블리(52)의 수량은 하나 또는 여러 개일 수 있으며, 수요에 따라 조정할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 이차 전지는 전지 모듈로 조립될 수 있고, 전지 모듈에 포함되는 이차 전지의 수량은 여러 개일 수도 있는 바, 구체적인 수량은 전지 모듈의 용도 및 용량에 따라 조정할 수 있다.
도 3은 일례로서의 전지 모듈(4)을 도시한다. 도 3을 참조하면, 전지 모듈(4)에서, 복수의 이차 전지(5)는 전지 모듈(4)의 길이 방향을 따라 순차적으로 배열될 수 있다. 물론, 임의의 다른 방식으로 배열될 수도 있다. 또한, 복수의 이차 전지(5)는 패스너에 의해 고정될 수 있다.
선택적으로, 전지 모듈(4)은 수용 공간을 더 포함하는 하우징을 포함하고, 복수의 이차 전지(5)는 수용 공간 내에 수용된다.
일부 실시예에 있어서, 상기 전지 모듈이 조립되어 전지 팩을 형성할 수 있고, 전지 팩에 포함된 전지 모듈의 수량은 전지 팩의 용도 및 용량에 따라 조정될 수 있다.
도 4 및 도 5는 일례로서의 전지 팩(1)이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 전지 팩(1)은 전지 박스와 전지 박스 내에 배치되는 복수의 전지 모듈(4)을 포함할 수 있다. 전지 박스는 상부 박스바디(2) 및 하부 박스바디(3)을 포함하고, 상부 박스바디(2)는 하부 박스바디(3)를 커버하도록 배치되어 전지 모듈(4)을 수용하는 밀폐 공간을 형성할 수 있다. 복수의 전지 모듈(4)은 임의의 방식으로 전지 박스 내에 배치될 수 있다.
발명자들은 추가 연구를 통해, 전지에 사용되는 정극 활성 재료와 조합하여 부극 시트를 협조 설계하면, 이차 전지가 더 나은 성능을 발휘할 수 있다는 것을 발견하였다.
[제조 방법]
이차 전지의 제조 방법은 부극 시트, 정극 시트 및 전해질을 조립하여 이차 전지를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 정극 시트, 세퍼레이터 및 부극 시트는 순차적으로 권취되거나 적층되어, 세퍼레이터가 정극 시트와 부극 시트 사이에서 격리 역할을 발휘하도록 함으로써 전극 어셈블리(즉 전지 코어)를 얻는다. 전지 코어를 외포장 내에 배치하고, 전해액을 주입하고, 밀봉하여 이차 전지를 얻는다.
일부 실시예에서, 이차 전지의 제조는 정극 시트를 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일례로서, 정극 활성 재료, 도전제 및 바인더를 용매(예컨대 N-메틸 피롤리돈, NMP로 약칭) 중에 분산시켜 균일한 정극 슬러리를 형성할 수 있다. 정극 슬러리를 정극 집전체에 코팅하고, 건조, 냉간 압연 등 공정을 거친 후, 정극 시트를 얻는다.
일부 실시예에서, 이차 전지의 제조는 부극 시트를 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일례로서, 부극 활성 재료, 바인더, 및 선택적인 증점제 및 도전제를 용매 중에 분산시켜 균일한 부극 슬러리를 형성할 수 있고, 용매는 탈이온수일 수 있다. 부극 슬러리를 부극 집전체에 코팅하고, 건조, 냉간 압연 등 공정을 거친 후, 부극 시트를 얻는다.
장치
본원의 제2 양태는 본원 제1 양태의 이차 전지를 포함하는 장치를 제공한다. 상기 이차 전지는 상기 장치의 전원으로 사용될 수 있고, 상기 장치의 에너지 저장 유닛으로서 사용될 수 있다. 상기 장치는, 모바일 기기(예를 들어, 휴대 전화, 노트북 컴퓨터 등), 전기 차량(예를 들면, 순수 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 플러그인 하이브리드 전기 자동차, 전동 자전거, 전동 스쿠터, 전동 골프 카트, 전동 트럭 등) , 전기 기차, 선박 및 위성, 에너지 저장 시스템 등일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 장치는 사용 요구에 따라 이차 전지, 전지 모듈 또는 전지 팩을 선택할 수 있다.
도 6은 일례로서의 장치이다. 상기 장치는 순수 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 플러그인 하이브리드 전기 자동차 등이다. 이차 전지의 고전력 및 고 에너지 밀도에 대한 장치의 요구를 충족시키기 위해 전지 팩 또는 전지 모듈을 사용할 수 있다.
다른 예로서의 장치는 휴대 전화, 태블릿, 노트북 컴퓨터 등일 수 있다. 해당 장치는 일반적으로 경량화 및 박형화를 필요로 하므로, 전원으로서 이차 전지를 사용할 수 있다.
실시예
하기 실시예는 본원의 개시 내용을 보다 구체적으로 설명하는 것으로, 본원의 개시 범위 내에서 각종 수정과 변경이 가능한 것은 당업자에게 자명하기에 이들 실시예는 단지 설명적 용도로만 사용한다. 별도의 설명이 없는 한, 아래의 실시예에서 언급된 모든 부, 백분율, 비율은 모두 중량 기준이며, 실시예에서 사용하는 모든 시약은 시판용 또는 통상적인 방법에 따라 합성된 것으로서, 추가 처리 없이 직접 사용할 수 있으며, 실시예에서 사용하는 기기는 모두 시판되는 것이다.
실시예 1
부극 시트
부극 활성 재료(75중량%의 인조 흑연 및 25중량%의천연 흑연), 도전제인 Super P, 바인더인 SBR 및 증점제인 CMC-Na를 96.2:0.8:1.8:1.2 중량비로 혼합하고, 적당량의 탈이온수 중에서 충분히 교반하여, 균일한 부극 슬러리를 형성한다. 부극 슬러리를 부극 집전체인 구리박의 양면에 코팅하고, 건조 및 냉간 압연을 거쳐 부극 시트를 얻는다.
정극 시트
정극 활성 재료인 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811로 약기), 도전제인 Super-P 및 바인더인 PVDF를 96.5:1.5:2 중량비로 적당량의 NMP 중에서 충분히 교반하고 혼합하여, 균일한 정극 슬러리를 형성한다. 정극 슬러리를 정극 집전체인 알루미늄박의 양면에 코팅하고, 건조 및 냉간 압연을 거쳐 정극 시트를 얻는다.
세퍼레이터
PP/PE 복합 세퍼레이터를 사용한다.
전해액의 제조
에틸렌 카보네이트(EC), 에틸 메틸 카보네이트(EMC) 및 디에틸 카보네이트(DEC)를 1:1:1 체적비로 혼합한 다음, 상술한 용액 중에 LiPF6을 균일하게 용해시켜 전해액을 얻는다. 전해액에서, LiPF6의 농도는 1mol/L이다.
이차 전지의 제조
상술한 정극 시트, 세퍼레이터, 부극 시트를 순차적으로 적층하고 권취하여, 전극 어셈블리를 얻는다. 전극 어셈블리를 외포장 내에 배치하고, 상술한 제조된 전해액을 주입하고, 밀봉, 방치, 화성, 에이징 등 공정을 거친 후, 이차 전지를 얻는다.
실시예 2~25 및 비교예 1~12
제조 방법은 실시예 1과 유사하며, 상이점은, 부극 시트 제조 단계에서 관련 매개변수를 조정하여, 상응한 이차 전지를 얻는 것이며, 구체적인 내용은 표 1 및 표 2와 같다. 표 1의 실시예 1~12 및 비교예 1~6의 전지는 모두 정극 활성 재료로 NCM811을 사용하고; 표 2의 실시예 13~25 및 비교예 7~12의 전지는 모두 정극 활성 재료로 인산 철 리튬(LFP로 약기)을 사용한다.
시험 부분
다음 시험에서, 정극 활성 재료가 리튬 니켈 코발트 망간 산화물인 경우, 방전 차단 전압은 2.8V이고, 충전 차단 전압은 4.2V이다. 정극 활성 재료가 인산 철 리튬인 경우, 방전 차단 전압은 2.5V이고, 충전 차단 전압은 3.65V이다.
1) 부극 시트의 고온 사이클 팽창율 시험
부극 시트의 초기 두께를 H0로 기록한다. 25℃환경에서 전지에 대해 충방전 시험을 수행하고, 1.0C(즉 1시간 내에 이론 용량을 완전히 방전하는 전류값) 전류로 방전 차단 전압까지 정전류 방전시킨 후, 1.0C의 전류로 방전 차단 전압까지 정전류 방전시키며, 전류가 0.05C가 될 때까지 계속하여 정전압 충전시키며, 이 시점의 전지는 만충전 상태 즉 100%SOC(State of Charge, 충전 상태)이다. 만충전된 전지를 5분간 방치한 후, 1.0C 전류로 방전 차단 전압까지 정전류 방전하며, 이 시점의 방전 용량은 1.0C일 때의 전지의 실제 용량으로서 C0으로 기록한다. 45℃에서, 이차 전지는 Neware 충방전 시험기에서 100%DOD(100% 방전 깊이, 즉 만충전 후 완전히 방전시킴)의 1C0/1C0 충방전 사이클을 수행한다. 사이클 횟수가 600회에 도달하면 사이클을 중지한다. 다음, 이차 전지를 100%SOC로 충전하고, 이차 전지를 분해하여 대응되는 부극 시트의 두께를 측정하여 H1로 기록한다. 전지에 대해 45℃에서 1C0/1C0사이클을 600회 수행한 후의 부극 시트의 팽창률은 (H1/H0-1)×100%이다.
2) 전지의 저온 리튬 석출 성능 시험
먼저 1)의 방법에 따라 전지의 1.0C에서의 실제 용량 C0을 측정한다. 그 다음 전지를 -10℃의 환경에 배치하고, xC0 정전류로 충전 차단 전압까지 충전한 다음, 전류가 0.05C0이 될 때까지 정전압 충전하고, 5분간 방치하며, 전지 코어를 분해하여, 계면의 리튬 석출 상황을 관찰한다. 부극 표면에 리튬이 석출되어 있지 않은 경우, 부극 표면에 리튬이 석출될때까지 충전 배율을 증대시켜 다시 시험을 수행한다. 부극 표면에 리튬이 석출되지 않는 최대 충전 배율을 기록하여, 저온 리튬 석출 배율을 결정한다.
3) 전지의 고온 저장 성능 시험
먼저 1)의 방법에 따라 전지의 1.0C에서의 실제 용량 C0을 측정한다. 그 다음 25℃에서 전지를 1C0 충전 전류로 차단 전압까지 정전류 충전하고, 전류가 0.05C가 될 때까지 계속하여 정전압 충전하며, 이 시점의 전지는 만충전 상태이다. 만충전 상태의 전지를 60℃환경에서 30일 방치한 후 꺼내서 25℃에서 남은 용량 C1을 측정하며, 이것이 하나의 저장 주기이며, 이 시점의 방전 용량은 제1회 저장 후 방전 용량이다. 방전 용량이 CO의 90%에 도달할 때까지 제1회 저장 시험 프로세스를 반복하며, 이 시점의 저장 시간을 기록한다.
[표 1]
Figure pct00004
[표 2]
Figure pct00005
실시예 1~12와 비교예 1~6의 비교 결과로부터 알 수 있다시피, 정극 시트가 층상 리튬 전이 금속 산화물 및 이의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함하고, 부극 시트가 인공 흑연 및 천연 흑연을 동시에 포함하며, 또한 저항 R가 6.0mΩ≤R≤12.0mΩ을 충족하며, 특히 8.0mΩ≤R≤10.0mΩ을 충족할 경우, 부극 시트가 충방전 과정에서 낮은 사이클 팽창을 갖도록 할 수 있으며, 동시에 부극 시트의 리튬 이온 수송 성능을 효과적으로 향상시켜, 이차 전지가 높은 에너지 밀도를 갖는 것을 전제로, 이차 전지의 저사이클 팽창 성능 및 저온 전력 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 전지의 고온 저장 과정에서의 용량 유지율도 크게 향상되었다.
실시예 13~25와 비교예 7~12의 비교 결과로부터 알 수 있다시피, 정극 시트가 올리빈 구조의 리튬 함유 인산염 및 이의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함하고, 부극 시트가 인공 흑연 및 천연 흑연을 동시에 포함하며, 또한 저항 R가 3.0mΩ≤R≤7.0mΩ을 충족하며, 특히 4.0mΩ≤R≤6.0mΩ을 충족할 경우, 부극 시트가 충방전 과정에서 낮은 사이클 팽창을 갖도록 할 수 있으며, 동시에 부극 시트의 리튬 이온 수송 성능을 효과적으로 향상시켜, 이차 전지가 높은 에너지 밀도를 갖는 것을 전제로, 이차 전지의 저사이클 팽창 성능 및 저온 전력 성능을 향상시킬 수 있다. 더욱 바람직하게는, 전지의 고온 저장 과정에서의 용량 유지율도 크게 향상되었다.
또한, 실시예 6~8 및 실시예 18~21의 결과로부터 알 수 있다시피, 정극 시트가 특정 정극 활성 재료를 사용하고, 부극 시트가 인조 흑연과 천연 흑연을 동시에 포함하며, 또한 부극 활성 재료 중 천연 흑연의 질량 점유율이 특정 범위 내일 경우, 전지의 저사이클 팽창 성능, 저온 전력 성능 및 고온 저장 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
실시예 9~12 및 실시예 22~25의 결과로부터 알 수 있다시피, 정극 시트가 특정 정극 활성 재료를 사용하고, 부극 시트가 인조 흑연과 천연 흑연을 모두 포함하며, 또한 부극 필름의 압밀도 및/또는 면밀도가 특정 범위 내일 경우, 전지의 저사이클 팽창 성능, 저온 전력 성능 및 고온 저장 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
상술한 설명은 단지 본원의 특정 실시형태에 불과하며, 본원의 보호 범위는 이에 제한되지 않고, 본 기술 분야에 대해 익숙한 당업자라면 본원에 개시된 기술 범위 내에서 다양한 균등한 수정 또는 대체를 쉽게 생각할 수 있으며, 이러한 수정 또는 대체는 모두 본원의 보호 범위 내에 포함된다. 따라서 본원의 보호 범위는 첨부된 특허청구범위를 기준으로 해야 한다.

Claims (16)

  1. 정극 시트 및 부극 시트를 포함하고, 상기 정극 시트가 정극 집전체 및 상기 정극 집전체의 적어도 일면에 배치되고 또한 정극 활성 재료를 포함하는 정극 필름을 포함하며, 상기 부극 시트가 부극 집전체 및 상기 부극 집전체의 적어도 일면에 배치되고 또한 부극 활성 재료를 포함하는 부극 필름을 포함하는 이차 전지에 있어서,
    상기 정극 활성 재료는 층상 리튬 전이 금속 산화물 및 이의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함하고;
    상기 부극 활성 재료는 제1 재료 및 제2 재료를 포함하며, 상기 제1 재료는 인조 흑연을 포함하고, 상기 제2 재료는 천연 흑연을 포함하며;
    상기 부극 시트의 저항 R는 6.0mΩ≤R≤12.0mΩ을 충족하고, 바람직하게는 8.0mΩ≤R≤10.0mΩ을 충족하는, 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부극 활성 재료 중 상기 천연 흑연의 질량 점유율은 10%~50%이고, 바람직하게는 15%~30%인, 이차 전지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    8MPa 압력하에서, 상기 천연 흑연의 분말 저항률은 10.0mΩ·cm~14.0mΩ·cm이고, 바람직하게는 11.0mΩ·cm~13.0mΩ·cm이며; 및/또는,
    8MPa 압력하에서, 상기 인조 흑연의 분말 저항률은 11.0mΩ·cm~16.0mΩ·cm이고, 바람직하게는 13.0mΩ·cm~15.0mΩ·cm인, 이차 전지.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부극 활성 재료의 체적 평균 입경 Dv50은 11㎛~15㎛이고, 바람직하게는 12㎛~14㎛인, 이차 전지.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부극 활성 재료의 흑연화도는 92%~96%이고, 바람직하게는 93%~95%인, 이차 전지.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부극 필름의 면밀도는 10mg/cm2~13mg/cm2이고, 바람직하게는 10.5mg/cm2~11.5mg/cm2이며; 및/또는,
    상기 부극 필름의 압밀도는 1.6g/cm3~1.8g/cm3이고, 바람직하게는 1.65g/cm3~1.75g/cm3인, 이차 전지.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 층상 리튬 전이 금속 산화물은 리튬 니켈 코발트 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물 및 이들의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함하는, 이차 전지.
  8. 정극 시트 및 부극 시트를 포함하고, 상기 정극 시트가 정극 집전체 및 상기 정극 집전체의 적어도 일면에 배치되고 또한 정극 활성 재료를 포함하는 정극 필름을 포함하며, 상기 부극 시트가 부극 집전체 및 상기 부극 집전체의 적어도 일면에 배치되고 또한 부극 활성 재료를 포함하는 부극 필름을 포함하는 이차 전지에 있어서,
    상기 정극 활성 재료는 올리빈 구조의 리튬 함유 인산염 및 이의 개질 화합물 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함하고;
    상기 부극 활성 재료는 제1 재료 및 제2 재료를 포함하며, 상기 제1 재료는 인조 흑연을 포함하고, 상기 제2 재료는 천연 흑연을 포함하며;
    상기 부극 시트의 저항 R는 3.0mΩ≤R≤7.0mΩ을 충족하고, 바람직하게는 4.0mΩ≤R≤6.0mΩ을 충족하는, 이차 전지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 부극 활성 재료 중 상기 천연 흑연의 질량 점유율은 10%~50%이고, 바람직하게는 35%~50%인, 이차 전지.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    8MPa 압력하에서, 상기 천연 흑연의 분말 저항률은 8.0mΩ·cm~12.0mΩ·cm이고, 바람직하게는 9.0mΩ·cm~11.0mΩ·cm이며; 및/또는,
    8MPa 압력하에서, 상기 인조 흑연의 분말 저항률은 15mΩ·cm~20mΩ·cm이고, 바람직하게는 16mΩ·cm~18mΩ·cm인, 이차 전지.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부극 활성 재료의 체적 평균 입경 Dv50은 15㎛~19㎛이고, 바람직하게는 16㎛~18㎛인, 이차 전지.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부극 활성 재료의 흑연화도는 92%~95%이고, 바람직하게는 93%~94%인, 이차 전지.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부극 필름의 면밀도는 7mg/cm2~10mg/cm2이고, 바람직하게는 7mg/cm2~8mg/cm2이며; 및/또는,
    상기 부극 필름의 압밀도는 1.5g/cm3~1.7g/cm3이고, 바람직하게는 1.55g/cm3~1.65g/cm3인, 이차 전지.
  14. 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 올리빈 구조의 리튬 함유 인산염은 인산 철 리튬, 인산 철 리튬과 탄소의 복합 재료 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함하는, 이차 전지.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부극 시트 상의 동일한 면적을 갖는 임의의 2개의 원형 영역을 각각 제1 영역 및 제2 영역으로 기록하고, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 중심 거리는 20cm이며, 상기 제1 영역의 저항 R1과 상기 제2 영역의 저항 R2는
    Figure pct00006
    를 충족하고, 바람직하게는
    Figure pct00007
    를 충족하는, 이차 전지.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 이차 전지를 포함하는, 장치.
KR1020227018082A 2020-03-27 2020-03-27 이차 전지 및 이차 전지를 포함하는 장치 KR20220092558A (ko)

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