KR20220157095A - Multi-layered negative electrode and secondary battery comprising the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a multi-layered negative electrode and a secondary battery including the same. The multi-layered negative electrode according to an embodiment of the present invention includes: a current collector; a first layer formed on one side or both sides of the current collector and including a first negative electrode active material, a first binder, and a conductive material; and a second layer formed on the first layer and including a second negative electrode active material and a second binder.

Description

다층구조의 음극 및 이를 포함하는 이차전지{MULTI-LAYERED NEGATIVE ELECTRODE AND SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME}A negative electrode having a multi-layer structure and a secondary battery including the same

본 발명은 다층구조의 음극 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-layered negative electrode and a secondary battery including the negative electrode.

리튬 이차전지의 경우, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 수요가 급격히 증가하고 있고, 최근에는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV)의 동력원으로서의 사용이 실현화되고 있으며, 그리드(Grid)화를 통한 전력 보조전원 등의 용도로도 사용 영역이 확대되고 있다. 리튬 이차전지는 높은 에너지 밀도와 단시간에 큰 출력을 발휘할 수 있는 특성과 더불어, 대전류에 의한 충방전이 단시간에 반복되는 가혹한 조건 하에서 10년 이상 사용될 수 있어야 하므로, 기존의 소형 리튬 이차전지보다 월등히 우수한 안전성 및 장기 수명 특성이 필연적으로 요구된다.In the case of lithium secondary batteries, demand as an energy source is rapidly increasing as technology development and demand for mobile devices increase. Recently, use as a power source for electric vehicles (EV) and hybrid electric vehicles (HEV) has been realized. , The use area is also expanding for purposes such as power auxiliary power through gridization. Lithium secondary batteries are far superior to existing small-sized lithium secondary batteries because they must be able to be used for more than 10 years under harsh conditions in which charging and discharging by high current are repeated in a short time, along with high energy density and high output characteristics in a short time. Safety and long life properties are inevitably required.

이와 관련하여, 종래의 리튬 이차전지의 음극은 음극 활물질로 구조적, 전기적 성질을 유지하면서 가역적인 리튬이온의 삽입(intercalation) 및 탈리가 가능한 탄소계 화합물이 주로 사용되었다.In this regard, a carbon-based compound capable of reversible intercalation and deintercalation of lithium ions while maintaining structural and electrical properties as an anode active material of a conventional lithium secondary battery has been mainly used.

그러나, 탄소계 화합물은 이론적 최대 용량이 372 mAh/g으로 용량 증대에 한계가 있어 빠르게 변모하는 차세대 모바일 기기의 에너지원으로서의 충분한 역할을 감당하기는 어려운 실정이다However, carbon-based compounds have a theoretical maximum capacity of 372 mAh/g, which limits capacity increase, making it difficult to play a sufficient role as an energy source for rapidly changing next-generation mobile devices.

이에 따라, 최근에는 종래의 탄소계 음극재에서 벗어나 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 알루미늄(Al)을 이용한 Li 합금계(alloy) 반응에 의한 음극재에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.Accordingly, in recent years, there have been many studies on anode materials by Li alloy reaction using silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn), and aluminum (Al), away from conventional carbon-based anode materials. It's going on.

그러나, 이러한 합금계 음극재료의 경우에는 충방전시 발생하는 큰 부피변화로 인하여 수명 특성이 현저히 낮기 때문에, 사용에 큰 제약을 가지고 있다. 실리콘계 음극소재의 경우 높은 용량의 구현으로 인하여, 충전과 방전사이에 큰 부피변화(~270 %)를 겪게 되므로 실질적 사용에 많은 어려움을 겪는다. 이러한 부피변화로 인하여 입자간의 접촉이 불안정하게 되어 전자전달 경로가 유실되면서 탈리되어 용량을 발현할 수 없게 되고, 동시에 입자자체도 큰 힘을 받게 되므로 입자의 깨어짐이 발생하며 급격한 용량퇴화가 발생하게 된다. 이러한 부피변화에 대한 문제점을 극복하기 위한 방법으로 재료의 크기와 형상을 조절하고, 또한 전기전도성이 우수한 다른 재료와의 복합재료를 형성하는 방법, 소재의 표면처리, 새로운 바인더 등 다양한 방법을 통하여 그 수명을 개선시키는 노력이 진행되어 왔다. However, in the case of such an alloy-based anode material, since the lifespan characteristic is remarkably low due to the large volume change that occurs during charging and discharging, it has great limitations in its use. In the case of silicon-based negative electrode materials, they experience a large volume change (~270%) between charging and discharging due to the implementation of high capacity, so they experience many difficulties in practical use. Due to this volume change, the contact between the particles becomes unstable, and the electron transfer path is lost and detached, so that the capacity cannot be expressed. . As a way to overcome the problem of volume change, the size and shape of the material is adjusted, and a method of forming a composite material with other materials with excellent electrical conductivity, surface treatment of the material, and various methods such as a new binder, etc. Efforts have been made to improve longevity.

고용량을 지니는 합금계 활물질의 적용에 있어서 가장 많은 관심을 받고 있는 것은 탄소가 코팅된 실리콘 산화물(SiOx)과 나노실리콘-탄소 복합재료 이다. 실리콘 산화물의 경우 내부에 비정질 SiO와 나노 Si 클러스터, SiO2 등으로 구성되고 있는 것으로 해석되고 있으며, 실리콘 클러스터가 10 nm 수준으로 매우 작아서 수명에서 장점이 있으나, 초기에 발생하는 부반응으로 인하여 초기효율이 낮은 단점을 지니고 있다.In the application of high-capacity alloy-based active materials, the most attention has been paid to carbon-coated silicon oxide (SiO x ) and nano-silicon-carbon composites. In the case of silicon oxide, it is interpreted to be composed of amorphous SiO, nano Si clusters, and SiO 2 inside. Although the silicon cluster is very small at the level of 10 nm, it has an advantage in life, but the initial efficiency is low due to side reactions that occur in the beginning. It has low downsides.

실리콘-탄소 복합재료의 경우 효율이 상대적으로 우수하지만 나노실리콘 입도조절 및 복합재료 내에 균일한 분산에서 어려움이 있으며, 기본적으로 실리콘 크기가 수십 nm 정도로 조금 더 크기 때문에 수명특성에서는 불리한 측면이 있으나, 용량이 크고 효율이 우수한 장점을 지니고 있으며 탄소계 재료와의 복합재료를 형성시킬 수 있는 방식을 다양하게 적용이 가능하다. In the case of silicon-carbon composite materials, the efficiency is relatively excellent, but it is difficult to control the particle size of nano-silicon and uniformly disperse it within the composite material. It has the advantage of being large and has excellent efficiency, and it is possible to apply various methods of forming composite materials with carbon-based materials.

이러한 두 종류의 재료 모두 단독으로 쓰기에는 아직 성능이 부족하기 때문에 기존의 음극 활물질인 흑연에 소량을 혼합하는 방법들이 적용되고 있다. 이를 위해서는 실리콘 활물질의 형상 및 크기를 제어하는 것도 중요하며, 또한 부피변화가 큰 활물질을 적용하기 위하여, 부피변화가 큰 활물질에 적합한 새로운 바인더의 적용에 대한 연구들도 많이 진행되고 있으며, 모듈러스(modulus)가 크고, 활물질과 결착력이 강한 바인더에서 큰 성과를 보이기도 하였으나, 전극이 딱딱해지는 현상이 있어서 전극제조 및 전지조립 공정에서 치명적인 문제를 야기하므로 이에 대한 추가적인 연구들도 진행 중에 있다.Since these two types of materials are still insufficient in performance to be used alone, methods of mixing a small amount with graphite, an existing anode active material, are being applied. To this end, it is important to control the shape and size of the silicon active material, and in order to apply the active material with a large volume change, many studies are being conducted on the application of new binders suitable for active materials with a large volume change. ), and a binder with strong binding force to the active material, but there is a phenomenon in which the electrode becomes hard, which causes a fatal problem in the electrode manufacturing and battery assembly process, so additional research on this is in progress.

음극 흑연의 경우 낮은 이론용량 대비 안정적인 수명특성을 보이고, 실리콘 복합재료의 경우 높은 용량을 가지는 반면 충 방전 과정 시에 큰 부피팽창으로 급격한 수명저하의 단점이 있다. 실리콘계 재료와 기존의 흑연재료를 혼합하여 전극을 제조함에 따라 전극은 두 종류의 활물질은 균질한 형태로 혼합되고 동일한 도전재료 및 바인더가 적용되어야 하고, 동일한 조성으로 구성될 수 밖에 없다. 그러나, 실리콘계 재료는 부피변화가 크기 때문에 통상적인 흑연용 바인더를 적용하여서는 그 성능을 제대로 구현할 수 없기에, 그 성능의 한계가 있고, 실리콘계 재료의 사용량을 높일 수 없게 된다.Anode graphite shows stable life characteristics compared to low theoretical capacity, while silicon composite material has high capacity, but has the disadvantage of rapid decrease in life due to large volume expansion during charging and discharging processes. As the electrode is manufactured by mixing the silicon-based material and the conventional graphite material, the two types of active materials must be mixed in a homogeneous form, the same conductive material and binder must be applied, and the electrode must be composed of the same composition. However, since the silicon-based material has a large volume change, its performance cannot be properly realized by applying a conventional binder for graphite, so there is a limit to its performance, and the amount of silicon-based material used cannot be increased.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.The foregoing background art is technical information that the inventor possessed for derivation of the present invention or acquired during the derivation process of the present invention, and cannot necessarily be said to be known art disclosed to the general public prior to filing the present invention.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 음극 활물질의 부피팽창을 최소화하여 고용량의 전극을 제조함으로써 기계적 안정성, 동작 신뢰성 및 전극의 수명을 향상시킬 수 있는 다층구조의 음극 및 이를 포함하는 이차전지를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to manufacture a high-capacity electrode by minimizing the volume expansion of the negative electrode active material, thereby improving the mechanical stability, operation reliability, and lifespan of the electrode. And to provide a secondary battery comprising the same.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

본 발명의 일 실시예에 따른 다층구조의 음극은, 집전체; 상기 집전체 일면 또는 양면에 형성되고, 제1 음극 활물질, 제1 바인더 및 도전재를 포함하는 제1 층; 및 상기 제1 층 상에 형성되고, 제2 음극 활물질 및 제2 바인더를 포함하는 제2 층;을 포함한다.A negative electrode having a multi-layer structure according to an embodiment of the present invention includes a current collector; a first layer formed on one side or both sides of the current collector and including a first negative electrode active material, a first binder, and a conductive material; and a second layer formed on the first layer and including a second negative electrode active material and a second binder.

본 발명의 다른 실시예에 따른 다층구조의 음극은, 집전체; 상기 집전체 일면 또는 양면에 형성되고, 제2 음극 활물질 및 제2 바인더를 포함하는 제2 층; 및 상기 제2 층 상에 형성되고, 제1 음극 활물질, 제1 바인더 및 도전재를 포함하는 제1 층;을 포함한다.A negative electrode having a multi-layer structure according to another embodiment of the present invention includes a current collector; a second layer formed on one side or both sides of the current collector and including a second negative electrode active material and a second binder; and a first layer formed on the second layer and including a first negative electrode active material, a first binder, and a conductive material.

일 실시형태에 있어서, 상기 제1 음극 활물질은, 실리콘, 실리콘 산화물, 탄소 코팅된 실리콘 산화물, 주석(Sn), 산화주석(SnO,SnO2), 게르마늄(Ge), 알루미늄(Al) 및 안티모니(Sb)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the first negative active material is silicon, silicon oxide, carbon-coated silicon oxide, tin (Sn), tin oxide (SnO, SnO 2 ), germanium (Ge), aluminum (Al), and antimony. It may include at least one selected from the group consisting of (Sb).

일 실시형태에 있어서, 상기 제1 바인더의 수계 바인더는, 카복시메틸 셀룰로오스(carboxymethyl cellulose; CMC), 메틸 셀룰로오스(methyl cellulose; MC), 하이드록시프로필 셀룰로오스(hydroxypropyl cellulose; HPC), 메틸 하이드록시프로필 셀룰로오스(methyl hydroxypropyl cellulose; MHPC), 에틸 하이드록시에틸 셀룰로오스(ethyl hydroxyethyl cellulose; EHEC), 메틸 에틸 하이드록시에틸 셀룰로오스(methyl ethylhydroxyethyl cellulose; MEHEC), 셀룰로오스 검(cellulose gum), PAA (polyacrylic acid), A-PAA (alkali-acrylate, A는 알칼리 원소임), PVA (polyvinyl alcohol), 알긴산(alginic acid) 및 알기네이트(alginate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것이고, 상기 제1 바인더의 유기계 바인더는, 카복시메틸 셀룰로오스(carboxymethyl cellulose; CMC), PAA (polyacrylic acid) 및 알긴산(alginic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the aqueous binder of the first binder, carboxymethyl cellulose (CMC), methyl cellulose (MC), hydroxypropyl cellulose (HPC), methyl hydroxypropyl cellulose (methyl hydroxypropyl cellulose; MHPC), ethyl hydroxyethyl cellulose (EHEC), methyl ethylhydroxyethyl cellulose (MEHEC), cellulose gum, polyacrylic acid (PAA), A- It includes at least one selected from the group consisting of PAA (alkali-acrylate, A is an alkali element), PVA (polyvinyl alcohol), alginic acid, and alginate, and is an organic type of the first binder. The binder may include at least one selected from the group consisting of carboxymethyl cellulose (CMC), polyacrylic acid (PAA), and alginic acid.

일 실시형태에 있어서, 상기 제1 음극 활물질 : 제1 바인더 : 도전재의 중량 비율은 50 내지 95 : 2.5 내지 30 : 2.5 내지 20인 것일 수 있다.In one embodiment, the weight ratio of the first negative active material: the first binder: the conductive material may be 50 to 95:2.5 to 30:2.5 to 20.

일 실시형태에 있어서, 상기 제2 음극 활물질은, 인조흑연, 천연흑연, 하드카본, 소프트카본 및 Li4Ti5O12로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the second negative electrode active material may include at least one selected from the group consisting of artificial graphite, natural graphite, hard carbon, soft carbon, and Li 4 Ti 5 O 12 .

일 실시형태에 있어서, 상기 제2 바인더의 수계 바인더는, SBR(styrene-butadiene rubber), CMC(carboxymethyl cellulose) 또는 이 둘을 포함하고, 상기 제2 바인더의 유기계 바인더는, PVdF(polyvinylidene fluoride), PVdF 공중합체 또는 이 둘을 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the aqueous binder of the second binder includes styrene-butadiene rubber (SBR), carboxymethyl cellulose (CMC), or both, and the organic binder of the second binder includes polyvinylidene fluoride (PVdF), It may include a PVdF copolymer or both.

일 실시형태에 있어서, 상기 제2 음극 활물질 : 제2 바인더의 중량 비율은 80 내지 98 : 1 내지 10인 것일 수 있다.In one embodiment, the weight ratio of the second negative electrode active material to the second binder may be 80 to 98:1 to 10.

일 실시형태에 있어서, 상기 제2 층은 도전재를 더 포함하고, 상기 제2 음극 활물질 : 제2 바인더 : 도전재의 중량 비율은 80 내지 98 : 1 내지 10 : 1 내지 10인 것일 수 있다.In one embodiment, the second layer may further include a conductive material, and the weight ratio of the second negative electrode active material: the second binder: the conductive material may be 80 to 98:1 to 10:1 to 10.

일 실시형태에 있어서, 상기 제1 층의 도전재 및 상기 제2 층의 도전재는, 각각, 흑연, 카본 블랙, 그래핀, 탄소나노튜브, 탄소섬유 및 탄소나노섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 탄소계열 도전재; 및 주석, 산화주석, 산화티타늄, LaSrCoO3 및 LaSrMnO3로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 페로브스카이트(perovskite) 물질을 포함하는 금속 계열 도전재;를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the conductive material of the first layer and the conductive material of the second layer are at least one selected from the group consisting of graphite, carbon black, graphene, carbon nanotubes, carbon fibers, and carbon nanofibers, respectively. one carbon-based conductive material; and a metal-based conductive material including at least one perovskite material selected from the group consisting of tin, tin oxide, titanium oxide, LaSrCoO 3 and LaSrMnO 3 .

일 실시형태에 있어서, 상기 집전체는, 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께를 가지고, 상기 제1 층은 5 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께를 가지고, 상기 제2 층은 5 ㎛ 내지 300 ㎛의 두께를 가지는 것일 수 있다.In one embodiment, the current collector has a thickness of 1 μm to 100 μm, the first layer has a thickness of 5 μm to 100 μm, and the second layer has a thickness of 5 μm to 300 μm it could be

일 실시형태에 있어서, 상기 제1 층 또는 제2 층 상에, 제1 층/제2 층; 또는 제2 층;을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, on the first layer or the second layer, a first layer/second layer; or a second layer; may further include.

일 실시형태에 있어서, 상기 다층구조의 음극은, 상기 제1 층 및 제2 층의 총 합이 2층 내지 10층인 것일 수 있다.In one embodiment, the multi-layered negative electrode may have 2 to 10 layers in total of the first layer and the second layer.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지는, 본 발명의 일 실시예에 따른 다층구조의 음극 또는 다른 실시예에 따른 다층구조의 음극; 상기 음극 상에 형성된 분리막; 및 상기 분리막 상에 형성된 양극;을 포함한다.A secondary battery according to another embodiment of the present invention includes a multi-layered negative electrode according to one embodiment or a multi-layered negative electrode according to another embodiment; a separator formed on the cathode; and an anode formed on the separator.

본 발명의 일 실시예에 따른 다층구조 음극은, 종래 실리콘계 재료와 흑연계 재료를 혼합하여 제조하는 경우와 달리 각각의 활물질에 최적화된 바인더의 사용과 전극 조성을 적용하고, 겹층(bi-layer) 또는 다층 구조의 형태로 구성함으로써 음극 활물질의 부피팽창을 최소화하여 고용량의 전극을 제조함으로써 이차전지의 기계적 안정성, 동작 신뢰성 및 사이클 성능을 극대화시킬 수 있다.Unlike the conventional case of manufacturing a mixture of a silicon-based material and a graphite-based material, the multi-layer negative electrode according to an embodiment of the present invention applies the use of a binder and electrode composition optimized for each active material, and a bi-layer or By configuring in the form of a multi-layered structure, it is possible to maximize mechanical stability, operational reliability, and cycle performance of a secondary battery by manufacturing a high-capacity electrode by minimizing volumetric expansion of the negative electrode active material.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층구조의 음극의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층구조의 음극의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 비교예 1 내지 4, 실시예 1 및 2의 각각의 전극 구성을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 사용된 인조흑연 및 c-SiO의 주사전자현미경 사진이다.
도 5는 본 발명의 비교예 1 내지 4, 실시예 1 및 2, 각각의 전극의 주사전자현미경 사진이다.
도 6은 본 발명의 (a) 비교예 1 및 (b) 비교예 2의 전극을 이용하여 제조된 코인셀의 따른 충방전 곡선이다.
도 7은 본 발명의 비교예 3, 비교예 4, 실시예 1 및 실시예 2의 전극을 이용하여 제조된 코인셀의 충방전 곡선이다.
도 8은 본 발명의 비교예 1 및 비교예 2의 전극을 이용하여 제조된 코인셀의 사이클 특성을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 비교예 3, 비교예 4, 실시예 1 및 실시예 2의 전극을 이용하여 제조된 코인셀의 사이클 특성을 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 비교예 1 및 비교예 2의 전극을 이용하여 제조된 코인셀의 충방전 전/후의 전자현미경 사진이다.
도 11은 본 발명의 비교예 4, 실시예 1 및 실시예 2의 전극을 이용하여 제조된 코인셀의 충방전 전/후의 전자현미경 사진이다.
도 12는 본 발명의 비교예 4, 실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 전극을 음극으로 사용한 코인풀셀의 사이클 특성을 나타낸 그래프이다 (0.2 C 전류)
도 13은 본 발명의 비교예 4, 실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 전극을 음극으로 사용한 코인풀셀의 사이클 특성을 나타낸 그래프이다 (1.0 C 전류).
1 is a cross-sectional view of a multi-layered cathode according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a multi-layered cathode according to another embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing the respective electrode configurations of Comparative Examples 1 to 4 and Examples 1 and 2 of the present invention.
4 is a scanning electron micrograph of artificial graphite and c-SiO used in the present invention.
5 is a scanning electron micrograph of each electrode of Comparative Examples 1 to 4 and Examples 1 and 2 of the present invention.
6 is charge/discharge curves of coin cells manufactured using electrodes of (a) Comparative Example 1 and (b) Comparative Example 2 of the present invention.
7 is charge/discharge curves of coin cells manufactured using the electrodes of Comparative Example 3, Comparative Example 4, Example 1 and Example 2 of the present invention.
8 is a graph showing cycle characteristics of coin cells manufactured using electrodes of Comparative Examples 1 and 2 of the present invention.
9 is a graph showing cycle characteristics of coin cells manufactured using the electrodes of Comparative Example 3, Comparative Example 4, Example 1 and Example 2 of the present invention.
10 is electron micrographs of coin cells manufactured using the electrodes of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 of the present invention before and after charging and discharging.
11 is electron micrographs before/after charging and discharging of coin cells manufactured using the electrodes of Comparative Example 4, Example 1, and Example 2 of the present invention.
12 is a graph showing cycle characteristics (0.2 C current) of coin full cells using electrodes prepared in Comparative Example 4, Example 1, and Example 2 of the present invention as negative electrodes.
13 is a graph showing cycle characteristics (1.0 C current) of coin full cells using the electrodes prepared in Comparative Example 4, Example 1, and Example 2 of the present invention as a negative electrode.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes can be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all changes, equivalents or substitutes to the embodiments are included within the scope of rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the examples are used only for descriptive purposes and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same components regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description will be omitted.

또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term.

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components having common functions will be described using the same names in other embodiments. Unless stated to the contrary, descriptions described in one embodiment may be applied to other embodiments, and detailed descriptions will be omitted to the extent of overlap.

이하, 본 발명의 다층구조의 음극 및 이를 포함하는 이차전지에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, a multi-layer structured negative electrode and a secondary battery including the negative electrode of the present invention will be described in detail with reference to examples and drawings. However, the present invention is not limited to these examples and drawings.

본 발명의 일 실시예에 따른 다층구조의 음극은, 집전체; 상기 집전체 일면 또는 양면에 형성되고, 제1 음극 활물질, 제1 바인더 및 도전재를 포함하는 제1 층; 및 상기 제1 층 상에 형성되고, 제2 음극 활물질 및 제2 바인더를 포함하는 제2 층;을 포함한다.A negative electrode having a multi-layer structure according to an embodiment of the present invention includes a current collector; a first layer formed on one side or both sides of the current collector and including a first negative electrode active material, a first binder, and a conductive material; and a second layer formed on the first layer and including a second negative electrode active material and a second binder.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층구조의 음극의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a multi-layered cathode according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다층구조의 음극(100)은, 집전체(110), 제1 층(120) 및 제2 층(130)을 포함한다.Referring to FIG. 1 , a negative electrode 100 having a multilayer structure according to an embodiment of the present invention includes a current collector 110 , a first layer 120 and a second layer 130 .

본 발명의 다른 실시예에 따른 다층구조의 음극은, 집전체; 상기 집전체 일면 또는 양면에 형성되고, 제2 음극 활물질 및 제2 바인더를 포함하는 제2 층; 및 상기 제2 층 상에 형성되고, 제1 음극 활물질, 제1 바인더 및 도전재를 포함하는 제1 층;을 포함한다.A negative electrode having a multi-layer structure according to another embodiment of the present invention includes a current collector; a second layer formed on one side or both sides of the current collector and including a second negative electrode active material and a second binder; and a first layer formed on the second layer and including a first negative electrode active material, a first binder, and a conductive material.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층구조의 음극의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a multi-layered cathode according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층구조의 음극(100a)은, 집전체(110), 제2 층(130) 및 제1 층(120)을 포함한다.Referring to FIG. 2 , a negative electrode 100a having a multilayer structure according to another embodiment of the present invention includes a current collector 110 , a second layer 130 and a first layer 120 .

도 1의 다층구조의 음극(100) 및 도 2의 다층구조의 음극(100a)은 제1 층(120) 및 제2 층(130)의 순서만 변경되어 있고, 나머지 부분은 동일하다.In the multi-layered cathode 100 of FIG. 1 and the multi-layered cathode 100a of FIG. 2 , only the order of the first layer 120 and the second layer 130 is changed, and the rest is the same.

일 실시형태에 있어서, 상기 집전체(110)는, 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 및 금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 바람직하게는 구리 또는 구리 합금을 포함할 수 있다.In one embodiment, the current collector 110 is selected from the group consisting of copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, carbon, nickel, titanium, silver and gold on the surface of copper or stainless steel. It may contain at least any one. It may preferably contain copper or a copper alloy.

일 실시형태에 있어서, 상기 집전체(110)는, 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께를 가질 수 있다.In one embodiment, the current collector 110 may have a thickness of 1 μm to 100 μm.

일 실시형태에 있어서, 상기 제1 층(120)은 집전체 일면 또는 양면에 형성되고, 제1 음극 활물질, 제1 바인더 및 도전재를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the first layer 120 may be formed on one or both surfaces of the current collector and include a first negative active material, a first binder, and a conductive material.

일 실시형태에 있어서, 상기 제1 음극 활물질은, 고용량을 지니며, 충방전 중에 큰 부피변화를 가지는 물질인 것일 수 있다.In one embodiment, the first negative active material may have a high capacity and a large volume change during charging and discharging.

일 실시형태에 있어서상기 제1 음극 활물질은, 실리콘, 실리콘 산화물, 탄소 코팅된 실리콘 산화물, 주석(Sn), 산화주석(SnO,SnO2), 게르마늄(Ge), 알루미늄(Al) 및 안티모니(Sb)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the first negative active material is silicon, silicon oxide, carbon-coated silicon oxide, tin (Sn), tin oxide (SnO, SnO 2 ), germanium (Ge), aluminum (Al) and antimony ( Sb) may include at least one selected from the group consisting of.

일 실시형태에 있어서, 상기 제1 음극 활물질은, Si을 포함하는 물질이라면 한정되지 아니한다.In one embodiment, the first negative electrode active material is not limited as long as it is a material containing Si.

일 실시형태에 있어서, 상기 제1 음극 활물질은, 예를 들어, Si-C 복합체, SiOx(0<x<2), 금속이 도핑된 SiOx (0<x<2), 금속 산화물이 코팅된 SiOx(0<x<2), C-SiOx(0<x<2), 순수 Si(pure Si) 및 Si 합금(Si-alloy)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 더욱 상세하게, x는 0.1≤x≤1.2일 수 있으며, 가장 상세하게는 x=1일 수 있다.In one embodiment, the first negative active material is, for example, a Si—C composite, SiO x (0<x<2), metal-doped SiO x (0<x<2), or a metal oxide coating. To include at least one selected from the group consisting of SiO x (0 <x <2), C-SiO x (0 <x <2), pure Si (pure Si) and Si alloy (Si-alloy) can More specifically, x may be 0.1≤x≤1.2, and most specifically, x=1.

일 실시형태에 있어서, 실리콘계 산화물은, 인조 흑연과 비교하여 저항을 미비하게 증가시키지만, 상기 함량 범위로 제1 음극 활물질층에 포함됨으로써, 실리콘계 산화물이 함유하는 세라믹 소재인 Si의 적용으로 열적 안정성을 개선하고, 충방전시에는 SiO가 인조 흑연보다 먼저 반응에 참여하게 됨으로써 급속 충전 특성을 향상시킬 수 있어, 우수한 전지 성능을 나타낸다. 상기 C-Si 복합체는, 예를 들어, 탄소가 실리콘 또는 실리콘 산화물 입자와 결합한 상태에서 열처리(firing)됨으로써 탄소 물질이 입자 표면에 코팅된 구성, 또는 실리콘 입자 내부에 탄소가 원자 상태로 분산되어 있는 구성일 수도 있으며, 탄소와 실리콘 물질이 복합체를 이루는 구성이라면 한정되지 아니하고 가능하다. 상기 C-SiOx(0<x<2)는, 실리콘 산화물과, 탄소의 복합체, 또는 코팅된 구성을 포함한다.In one embodiment, silicon-based oxide slightly increases resistance compared to artificial graphite, but is included in the first negative electrode active material layer in the above content range, thereby improving thermal stability by applying Si, which is a ceramic material containing silicon-based oxide. In addition, during charging and discharging, SiO participates in the reaction before artificial graphite, so that rapid charging characteristics can be improved, resulting in excellent battery performance. The C-Si composite is, for example, a configuration in which carbon material is coated on the surface of the particle by heating in a state in which carbon is bonded to silicon or silicon oxide particles, or carbon is dispersed in an atomic state inside the silicon particle It may be a configuration, and it is possible without being limited as long as it is a configuration in which carbon and silicon materials form a composite. The C-SiO x (0<x<2) includes a composite or coated structure of silicon oxide and carbon.

일 실시형태에 있어서, 상기 금속이 도핑된 SiOx(0<x<2)는, Li, Mg, Al, Ca, Fe, 및 Ti 로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 금속이 도핑된 rjt일 수 있다. 상기와 같이 도핑되는 경우, SiOx 소재의 비가역인 SiO2 상을 환원시키거나, 전기화학적으로 비활성인 금속-실리케이트(metal-silicate) 상으로 변환 시켜 SiOx 소재의 초기 효율을 높일 수 있는 바, 더욱 바람직하다.In one embodiment, the metal-doped SiO x (0<x<2) is rjt doped with at least one metal selected from the group consisting of Li, Mg, Al, Ca, Fe, and Ti. can When doped as described above, the initial efficiency of the SiO x material can be increased by reducing the irreversible SiO 2 phase of the SiO x material or converting it into an electrochemically inactive metal-silicate phase, more preferable

일 실시형태에 있어서, 상기 금속 산화물이 코팅된 SiOx(0<x<2)는, 예를 들어, Al2O3, 또는, TiO2 등이 코팅된 구성일 수 있다.In one embodiment, the metal oxide-coated SiO x (0<x<2) may be, for example, Al 2 O 3 or TiO 2 coated.

일 실시형태에 있어서, 상기 Si합금(Si-alloy)은, Si이 Zn, Al, Mn, Ti, Fe 및 Sn 로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 금속과 합금된 것으로, 이들과의 고용체, 금속간화합물, 공정합금 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.In one embodiment, the Si alloy (Si-alloy) is that Si is alloyed with a metal containing at least one selected from the group consisting of Zn, Al, Mn, Ti, Fe and Sn, and Solid solutions, intermetallic compounds, eutectic alloys, and the like may be cited, but are not limited thereto.

일 실시형태에 있어서, 상기 제1 바인더는, 수계 공정을 사용하는 경우에는 수계 바인더를 사용하는 것일 수 있고, 모듈러스(modulus)가 큰 고분자 물질을 사용하는 것일 수 있다.In one embodiment, the first binder may be a water-based binder in the case of using a water-based process, or may be a polymer material having a high modulus.

일 실시형태에 있어서, 상기 제1 바인더의 수계 바인더는, 카복시메틸 셀룰로오스(carboxymethyl cellulose; CMC), 메틸 셀룰로오스(methyl cellulose; MC), 하이드록시프로필 셀룰로오스(hydroxypropyl cellulose; HPC), 메틸 하이드록시프로필 셀룰로오스(methyl hydroxypropyl cellulose; MHPC), 에틸 하이드록시에틸 셀룰로오스(ethyl hydroxyethyl cellulose; EHEC), 메틸 에틸 하이드록시에틸 셀룰로오스(methyl ethylhydroxyethyl cellulose; MEHEC), 셀룰로오스 검(cellulose gum), PAA (polyacrylic acid), A-PAA (alkali-acrylate, A는 Li, Na, K 등의 알칼리 원소임), PVA (polyvinyl alcohol), 알긴산(alginic acid) 및 알기네이트(alginate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the aqueous binder of the first binder, carboxymethyl cellulose (CMC), methyl cellulose (MC), hydroxypropyl cellulose (HPC), methyl hydroxypropyl cellulose (methyl hydroxypropyl cellulose; MHPC), ethyl hydroxyethyl cellulose (EHEC), methyl ethylhydroxyethyl cellulose (MEHEC), cellulose gum, polyacrylic acid (PAA), A- PAA (alkali-acrylate, A is an alkali element such as Li, Na, K), PVA (polyvinyl alcohol), alginic acid (alginic acid) and alginate (alginate) containing at least one selected from the group consisting of can

일 실시형태에 있어서, 상기 제1 바인더가 유기계인 경우에는 유기용매에 녹으면서도 모듈러스 가 큰 바인더를 사용하는 것일 수 있다.In one embodiment, when the first binder is organic, a binder having a high modulus while being soluble in an organic solvent may be used.

일 실시형태에 있어서, 상기 제1 바인더의 유기계 바인더는, 카복시메틸 셀룰로오스(carboxymethyl cellulose; CMC), PAA (polyacrylic acid) 및 알긴산(alginic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the organic binder of the first binder may include at least one selected from the group consisting of carboxymethyl cellulose (CMC), polyacrylic acid (PAA), and alginic acid. have.

일 실시형태에 있어서, 상기 제1 바인더는, 이외에도, 제1 음극 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분이라면 한정되지 아니한다.In one embodiment, the first binder is not limited as long as it is a component that assists in the bonding of the first negative electrode active material and the conductive material and the bonding to the current collector.

일 실시형태에 있어서, 상기 제1 음극 활물질 : 제1 바인더 : 도전재의 중량 비율은 50 내지 95 : 2.5 내지 30 : 2.5 내지 20인 것일 수 있다. In one embodiment, the weight ratio of the first negative active material: the first binder: the conductive material may be 50 to 95:2.5 to 30:2.5 to 20.

일 실시형태에 있어서, 상기 제1 층은 5 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께를 가지는 것일 수 있다.In one embodiment, the first layer may have a thickness of 5 μm to 100 μm.

일 실시형태에 있어서, 상기 제2 층(130)은 상기 제1 층(120) 상에 형성되고, 제2 음극 활물질 및 제2 바인더를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the second layer 130 may be formed on the first layer 120 and include a second negative electrode active material and a second binder.

일 실시형태에 있어서, 상기 제2 음극 활물질은, 충방전 중 부피변화가 작은 물질을 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the second negative electrode active material may include a material with a small volume change during charging and discharging.

일 실시형태에 있어서, 상기 제2 음극 활물질은, 인조흑연, 천연흑연, 하드카본, 소프트카본 및 Li4Ti5O12로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the second negative electrode active material may include at least one selected from the group consisting of artificial graphite, natural graphite, hard carbon, soft carbon, and Li 4 Ti 5 O 12 .

바람직하게는, 상기 제2 음극 활물질은, 인조 흑연을 포함할 수 있다. 인조 흑연은 상대적으로 수명 특성이 천연 흑연 대비 우수하며, 이에 따라 상기 제1 음극 활물질로서 실리콘계 활물질 사용에 따른 전극 수명, 안정성 저하를 보충할 수 있다.Preferably, the second negative electrode active material may include artificial graphite. Artificial graphite has relatively superior lifespan characteristics compared to natural graphite, and thus, it is possible to compensate for deterioration in electrode lifespan and stability due to the use of a silicon-based active material as the first anode active material.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 음극 활물질이 인조 흑연 및 천연 흑연을 함께 포함하는 경우, 천연 흑연 : 인조 흑연의 중량 비율은 약 20 : 80 내지 80 : 20 범위일 수 있다. 상기 범위 내에서 인조 흑연을 통한 음극 또는 이차 전지의 기계적 안정성을 향상시키면서 천연 흑연을 통한 추가적 용량/출력 향상을 확보할 수 있다. 바람직하게는, 음극의 기계적, 화학적 안정성 향상을 위해 인조 흑연이 보다 다량으로 포함될 수 있다.In one embodiment, when the second negative active material includes both artificial graphite and natural graphite, the natural graphite:artificial graphite weight ratio may be in the range of about 20:80 to 80:20. Within the above range, it is possible to secure additional capacity/output improvement through natural graphite while improving mechanical stability of an anode or secondary battery through artificial graphite. Preferably, a larger amount of artificial graphite may be included to improve the mechanical and chemical stability of the anode.

일 실시형태에 있어서, 상기 제2 바인더의 수계 바인더는, SBR(styrene-butadiene rubber), CMC(carboxymethyl cellulose) 또는 이 둘을 포함하고, 상기 제2 바인더의 유기계 바인더는, PVdF(polyvinylidene fluoride), PVdF 공중합체 또는 이 둘을 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the aqueous binder of the second binder includes styrene-butadiene rubber (SBR), carboxymethyl cellulose (CMC), or both, and the organic binder of the second binder includes polyvinylidene fluoride (PVdF), It may include a PVdF copolymer or both.

일 실시형태에 있어서, 상기 제2 층은 도전재를 더 포함할 수 있다. 이 때 사용하더라도 그 양을 최소한만 사용한다.In one embodiment, the second layer may further include a conductive material. Even if you use it at this time, use the minimum amount.

일 실시형태에 있어서, 상기 제1 층의 도전재 및 상기 제2 층의 도전재는, 각각, 흑연, 카본 블랙, 그래핀, 탄소나노튜브, 탄소섬유 및 탄소나노섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 탄소계열 도전재; 및 주석, 산화주석, 산화티타늄, LaSrCoO3 및 LaSrMnO3로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 페로브스카이트(perovskite) 물질을 포함하는 금속 계열 도전재;를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the conductive material of the first layer and the conductive material of the second layer are at least one selected from the group consisting of graphite, carbon black, graphene, carbon nanotubes, carbon fibers, and carbon nanofibers, respectively. one carbon-based conductive material; and a metal-based conductive material including at least one perovskite material selected from the group consisting of tin, tin oxide, titanium oxide, LaSrCoO 3 and LaSrMnO 3 .

일 실시형태에 있어서, 상기 제2 음극 활물질 : 제2 바인더의 중량 비율은 80 내지 95 : 1 내지 10인 것일 수 있다. 상기 범위를 벗어나 바인더의 함량이 증가하면 전지의 에너지 밀도가 낮아지고 전자의 흐름을 방해하여 전지의 속도특성이 낮아질 수 있다. 바인더의 함량이 낮아지게 되면 전극의 결착력이 감소하여 전극이 집전체 및 제1전극으로부터 박리될 수 있으며, 활물질 및 도전재 입자들이 탈리되어 분진이 발생되어 불량이 발생할 수 있다.In one embodiment, the weight ratio of the second negative electrode active material to the second binder may be 80 to 95:1 to 10. If the content of the binder increases beyond the above range, the energy density of the battery is lowered and the flow of electrons is hindered, so that the speed characteristics of the battery may be lowered. When the content of the binder is reduced, the binding force of the electrode is reduced, and the electrode may be separated from the current collector and the first electrode, and active material and conductive material particles may be separated to generate dust, which may cause defects.

일 실시형태에 있어서, 상기 제2 음극 활물질 : 제2 바인더 : 도전재의 중량 비율은 80 내지 95 : 1 내지 10 : 1 내지 10인 것일 수 있다. 상기 범위를 벗어나 도전재의 함량이 많아지면 전지의 에너지 밀도가 낮아지게 되며 도전재의 중량이 감소하게 되면 전기전도성이 낮아져서 속도특성이 불리할 수 있다. 바인더의 함량이 증가하면 전지의 에너지 밀도가 낮아지고 전자의 흐름을 방해하여 전지의 속도특성이 낮아질 수 있다. 바인더의 함량이 낮아지게 되면 전극의 결착력이 감소하여 전극이 집전체 및 제1 음극으로부터 박리될 수 있으며, 활물질 및 도전재 입자들이 탈리되어 분진이 발생되어 불량이 발생할 수 있다.In one embodiment, the weight ratio of the second negative electrode active material: the second binder: the conductive material may be 80 to 95:1 to 10:1 to 10. If the content of the conductive material exceeds the above range, the energy density of the battery is lowered, and when the weight of the conductive material is reduced, the electrical conductivity is lowered, resulting in unfavorable rate characteristics. If the content of the binder is increased, the energy density of the battery is lowered and the flow of electrons is hindered, so that the speed characteristics of the battery may be lowered. When the content of the binder decreases, the binding force of the electrode decreases, and the electrode may be separated from the current collector and the first negative electrode, and active material and conductive material particles may be separated to generate dust, which may cause defects.

일 실시형태에 있어서, 상기 제2 층은 5 ㎛ 내지 300 ㎛의 두께를 가지는 것일 수 있다. 상기 흑연을 포함하는 제2 음극 활물질층은 집전체와 활물질간의 일정부분 접착력을 향상시키는 효과를 발휘하면 되므로 너무 두껍게 형성될 필요가 없고, 전체 음극 활물질층에서 흑연의 함량이 많아지면, 오히려 출력 특성, 용량, 수명 특성에 대한 이차전지의 전반적인 성능이 저하될 수 있는 바 바람직하지 않다.In one embodiment, the second layer may have a thickness of 5 μm to 300 μm. The second negative active material layer including the graphite does not need to be formed too thick because it only needs to exhibit an effect of improving a certain portion of the adhesion between the current collector and the active material, and when the content of graphite in the entire negative active material layer increases, output characteristics rather However, the overall performance of the secondary battery in terms of capacity and lifespan characteristics may be deteriorated, which is undesirable.

일 실시형태에 있어서, 상기 제1 층(120) 또는 제2 층(130) 상에, 제1 층/제2 층; 또는 제2 층;을 더 포함할 수 있다. 상기 도 1의 다층구조 음극(100)에서는 제2 층(130) 상에 제1 층/제2 층; 또는 제2 층;을 포함할 수 있고, 상기 도 2의 다층구조 음극(100a)에서는 제1 층(120) 상에 제1 층/제2 층; 또는 제2 층;을 포함할 수 있다.In one embodiment, on the first layer 120 or the second layer 130, the first layer / second layer; or a second layer; may further include. In the multi-layer structure cathode 100 of FIG. 1, the first layer/second layer on the second layer 130; or a second layer; and, in the multi-layered cathode 100a of FIG. 2, the first layer/second layer on the first layer 120; Or a second layer; may include.

바람직하게는, 상기 제2 층(130) 상에 제1 층/제2 층; 또는 제2 층;을 더 포함할 수 있으며, 가장 외부에는 충 방전 과정 시 음극 활물질의 부피팽창을 최소화시킬 수 있는 제2 층을 포함하는 것일 수 있다.Preferably, a first layer/second layer on the second layer 130; or a second layer; and may further include a second layer capable of minimizing volume expansion of the negative electrode active material during charging and discharging processes at the outermost part.

일 실시형태에 있어서, 상기 다층구조의 음극은, 상기 제1 층 및 제2 층의 총 합이 2층 내지 10층인 것일 수 있다. 상기 총 합이 2층 미만인 경우 다층이 아닌 단층이 되어 본 발명의 효과가 나타날 수 없으며, 10층 초과인 경우 공정이 복잡하여 전극을 제조하기 어렵고 공정비용이 증가하게 된다.In one embodiment, the multi-layered negative electrode may have 2 to 10 layers in total of the first layer and the second layer. If the total is less than two layers, it becomes a single layer rather than a multilayer, and the effect of the present invention cannot be exhibited.

본 발명의 일 실시예에 따른 다층구조 음극은, 종래 실리콘계 재료와 흑연계 재료를 혼합하여 제조하는 경우와 달리 각각의 활물질에 최적화된 바인더의 사용과 전극 조성을 적용하여 겹층(bi-layer) 또는 다층 구조의 형태로 구성함으로써 이차전지의 사이클 성능을 극대화시킬 수 있다.Unlike the conventional case of mixing a silicon-based material and a graphite-based material, the multi-layer negative electrode according to an embodiment of the present invention uses a binder optimized for each active material and applies an electrode composition to form a bi-layer or multi-layer structure. By configuring in the form of a structure, it is possible to maximize the cycle performance of the secondary battery.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지는, 본 발명의 일 실시예에 따른 다층구조의 음극 또는 다른 실시예에 따른 다층구조의 음극; 상기 음극 상에 형성된 분리막; 및 상기 분리막 상에 형성된 양극;을 포함한다.A secondary battery according to another embodiment of the present invention includes a multi-layered negative electrode according to one embodiment or a multi-layered negative electrode according to another embodiment; a separator formed on the cathode; and an anode formed on the separator.

일 실시형태에 있어서, 이차전지는 상기 음극, 양극 및 분리막을 포함하는 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.In one embodiment, the secondary battery may have a structure in which an electrode assembly including the negative electrode, the positive electrode, and the separator is embedded in a battery case together with an electrolyte solution.

일 실시형태에 있어서, 상기 양극은 예를 들어, 양극 집전체에 양극 활물질을 및 바인더가 혼합된 양극 합제를 도포하여 제조될 수 있고, 필요에 따라서는 상기 음극에서 설명한 바와 같이 도전재, 및 충진제를 더 첨가할 수 있다.In one embodiment, the positive electrode may be manufactured by, for example, applying a positive electrode mixture in which a positive electrode active material and a binder are mixed to a positive electrode current collector, and, if necessary, a conductive material and a filler as described in the negative electrode. can be added more.

일 실시형태에 있어서, 상기 양극 집전체는 일반적으로 3 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께로 제조되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티타늄, 및 알루미늄이나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티타늄 또는 은으로 표면처리 한 것 중에서 선택되는 하나를 사용할 수 있고, 상세하게는 알루미늄이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 점착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.In one embodiment, the cathode current collector is generally manufactured to a thickness of 3 μm to 100 μm, and is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical change to the battery. For example, stainless One selected from among steel, aluminum, nickel, titanium, and aluminum or stainless steel surface-treated with carbon, nickel, titanium, or silver may be used, and in detail, aluminum may be used. The current collector may form fine irregularities on its surface to increase the adhesion of the positive electrode active material, and may have various forms such as film, sheet, foil, net, porous material, foam, and non-woven fabric.

일 실시형태에 있어서, 상기 양극 활물질은, 예를 들어, 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4, LiNi0.5Mn1.5O4, LiNixCoyMnzO2 (x+y+z=1), LiNixCoyAlzO2 (x+y+z=1), LiNixCoyMnzAlaO2 (x+y+z+a=1) 및 xLi2MnO3-(1-x)LiMO2 (0<x<1, M=Mn, Ni, Co 중 적어도 하나를 포함), LiFePO4, LiMnPO4, LiMn1-xFexO4 (0<x<1), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiV3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x =0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.In one embodiment, the cathode active material may include, for example, a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) or lithium nickel oxide (LiNiO 2 ) or a compound substituted with one or more metals; Formula Li 1+x Mn 2-x O 4 (where x is 0 to 0.33), LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 , LiNi x Co y Mn z O 2 (x +y+z=1), LiNi x Co y Al z O 2 (x+y+z=1), LiNi x Co y Mn z Al a O 2 (x+y+z+a=1) and xLi 2 MnO 3 -(1-x)LiMO 2 (0<x<1, M=including at least one of Mn, Ni, and Co), LiFePO 4 , LiMnPO 4 , LiMn 1-x Fe x O 4 (0<x< 1), lithium manganese oxides such as LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , and LiMnO 2 ; lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiV 3 O 4 , V 2 O 5 , and Cu 2 V 2 O 7 ; Ni site type lithium nickel oxide represented by the formula LiNi 1-x MxO 2 , where M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga, and x = 0.01 to 0.3; Formula LiMn 2-x MxO 2 where M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn or Ta and x =0.01 to 0.1 or Li 2 Mn 3 MO 8 where M = Fe, Co, Ni, a lithium manganese composite oxide represented by Cu or Zn; LiMn 2 O 4 in which Li part of the formula is substituted with an alkaline earth metal ion; disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 etc. are mentioned, but it is not limited only to these.

일 실시형태에 있어서, 상기 바인더, 도전재, 충진제, 증점제 등의 예는 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 다층구조 음극에서 설명한 바와 같다.In one embodiment, examples of the binder, the conductive material, the filler, the thickener, and the like are the same as described in the multi-layered negative electrode according to an embodiment of the present invention.

일 실시형태에 있어서, 상기 분리막은, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ㎛ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ㎛ 내지 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리테레프탈레이트, 폴리이미드, 셀룰로오스 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할수도 있다. 또는, 올리핀계 폴리머의 적어도 일면에 무기물 입자와 바인더의 혼합물이 코팅되어 있는 형태의 SRS 분리막(Safety Reinforced Separator)을 사용할 수 있다. In one embodiment, the separator is an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength. The pore diameter of the separator is generally 0.01 μm to 10 μm, and the thickness is generally 5 μm to 300 μm. Examples of such a separator include olefin-based polymers such as chemical-resistant and hydrophobic polyethylene and polypropylene; A sheet or non-woven fabric made of glass fiber, polyterephthalate, polyimide, cellulose, or the like is used. When a solid electrolyte such as a polymer is used as the electrolyte, the solid electrolyte may serve as a separation membrane. Alternatively, an SRS safety reinforced separator in which a mixture of inorganic particles and a binder is coated on at least one surface of an olefin-based polymer may be used.

일 실시형태에 있어서, 상기 전해액은 리튬염 함유 비수 전해질일 수 있고, 상기 리튬염 함유 비수 전해질은 비수 전해액과 리튬염으로 이루어져 있으며, 상기 비수 전해액으로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용되지만 이들만으로 한정되는 것은 아니다.In one embodiment, the electrolyte may be a lithium salt-containing non-aqueous electrolyte, the lithium salt-containing non-aqueous electrolyte is composed of a non-aqueous electrolyte and a lithium salt, and the non-aqueous electrolyte includes a non-aqueous organic solvent, an organic solid electrolyte, and an inorganic solid. Electrolytes and the like are used, but are not limited to these.

일 실시형태에 있어서, 상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, 에틸 메틸 카르보네이트, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시푸란, 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸 및 프로피온산 에틸로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.In one embodiment, the non-aqueous organic solvent includes, for example, ethyl methyl carbonate, N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, Dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma-butylolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyl tetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxorane, form Amides, dimethylformamide, dioxolane, acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, phosphoric acid triesters, trimethoxy methane, dioxorane derivatives, sulfolane, methyl sulfolane, 1,3-dimethyl-2 -At least one aprotic organic solvent selected from the group consisting of imidazolidinone, propylene carbonate derivative, tetrahydrofuran derivative, ether, methyl propionate and ethyl propionate may be used.

일 실시형태에 있어서, 상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 설파이드, 폴리비닐알코올, 폴리 불화 비닐리덴 및 이온성 해리기를 포함하는 중합제로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the organic solid electrolyte includes, for example, polyethylene derivatives, polyethylene oxide derivatives, polypropylene oxide derivatives, phosphoric acid ester polymers, poly agitation lysine, polyester sulfide, polyvinyl alcohol, It may include at least one selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride and a polymerization agent containing an ionic dissociation group.

일 실시형태에 있어서, 상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 인화물, 황화물 및 황산염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the inorganic solid electrolyte is, for example, Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH, Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 At least one selected from the group consisting of nitrides, halides, phosphides, sulfides and sulfates of Li may include

일 실시형태에 있어서, 상기 리튬염은 상기 비수 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, LiB(C2O4)2, LiB(C2O4)F2, (FSO2)2NLi, CH3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬 및 이미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the lithium salt is a material soluble in the nonaqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4 , LiBF 4 , LiB 10 Cl 10 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF3CO 2 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , LiB(C 2 O 4 ) 2 , LiB(C 2 O 4 )F 2 , (FSO 2 ) 2 NLi, CH 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2 ) 2 It may include at least one selected from the group consisting of NLi, lithium chloroborane, lithium lower aliphatic carbonate, lithium 4-phenyl borate, and imide.

일 실시형태에 있어서, 비수 전해질에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene Carbonate), PRS(Propene sultone), VC(vinylene carbonate), VEC(vinyl ethylene carbonate) 및 PS(propane sultone)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, in the non-aqueous electrolyte, for the purpose of improving charge and discharge characteristics, flame retardancy, etc., for example, pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylene diamine, n-glyme, hexa Triamides of phosphoric acid, nitrobenzene derivatives, sulfur, quinone imine dyes, N-substituted oxazolidinones, N,N-substituted imidazolidines, ethylene glycol dialkyl ethers, ammonium salts, pyrroles, 2-methoxyethanol, aluminum trichloride, etc. may be added. In some cases, halogen-containing solvents such as carbon tetrachloride and trifluoride ethylene may be further included to impart incombustibility, and carbon dioxide gas may be further included to improve high-temperature storage characteristics, and FEC (Fluoro-Ethylene carbonate), propene sultone (PRS), vinylene carbonate (VC), vinyl ethylene carbonate (VEC), and propane sultone (PS).

예를 들어, LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiN(SO2CF3)2 등의 리튬염을, 고유전성 용매인 EC 또는 PC의 환형 카보네이트와 저점도 용매인 DEC, DMC 또는 EMC의 선형 카보네이트의 혼합 용매에 첨가하여 리튬염 함유 비수 전해질을 제조할 수 있다.For example, lithium salts such as LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiN(SO 2 CF 3 ) 2 are combined with cyclic carbonates of EC or PC, which are high dielectric solvents, and linear carbonates of DEC, DMC, or EMC, which are low-viscosity solvents. A lithium salt-containing non-aqueous electrolyte may be prepared by adding to a mixed solvent of

일 실시형태에 있어서, 상기 리튬 이차전지는 단위체가 디바이스의 전원으로서 포함될 수 있으며, 또는 상기 리튬 이차전지를 단위전지로 포함하는 전지모듈, 및 상기 전지모듈을 포함하는 전지팩, 및 상기 전지팩이 전원으로 포함될 수도 있다.In one embodiment, the lithium secondary battery unit may be included as a power source of the device, or a battery module including the lithium secondary battery as a unit cell, a battery pack including the battery module, and the battery pack It can also be included as a power source.

일 실시형태에 있어서, 상기 디바이스는, 예를 들어, 노트북 컴퓨터, 넷북, 태블릿 PC, 휴대폰, MP3, 웨어러블 전자기기, 파워 툴(power tool), 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV), 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter), 전기 골프 카트(electric golf cart), 또는 전력저장용 시스템일 수 있지만, 이들만으로 한정되지 않는다.In one embodiment, the device is, for example, a notebook computer, a netbook, a tablet PC, a mobile phone, an MP3 player, a wearable electronic device, a power tool, an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle ( Hybrid Electric Vehicle (HEV), Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV), E-bike, E-scooter, electric golf cart; or It may be a power storage system, but is not limited thereto.

이러한 전지모듈, 전지팩, 및 디바이스의 구조 및 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.Since the structures and manufacturing methods of these battery modules, battery packs, and devices are well known in the art, a detailed description thereof is omitted in the present specification.

이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the content of the present invention is not limited to the following examples.

[비교예 1][Comparative Example 1]

인조흑연(artificial graphite; AG)을 사용하여 음극을 제조하였다. 전극의 조성은 인조흑연 : 도전재(카본블랙) : 바인더(PVdF) = 93 : 1 : 6의 비율로 구성하였으며, 전극의 로딩레벨은 활물질 기준으로 5.4 mg/cm2으로 제조하였다. 바인더는 흑연재료에 적합한 PVdF를 사용하였고 용매는 NMP (N-methyl-2- pyrrolidinone)를 사용하여 슬러리를 제조한 후 집전체인 구리 호일에 코팅하여 120 ℃ 오븐에서 건조하였다.An anode was prepared using artificial graphite (AG). The composition of the electrode was composed of artificial graphite: conductive material (carbon black): binder (PVdF) = 93: 1: 6 ratio, and the loading level of the electrode was 5.4 mg / cm 2 based on the active material. PVdF suitable for graphite materials was used as a binder and NMP (N-methyl-2-pyrrolidinone) was used as a solvent to prepare a slurry, which was then coated on copper foil as a current collector and dried in an oven at 120 °C.

[비교예 2][Comparative Example 2]

탄소가 코팅된 실리콘 일산화물(carbon coated silicon monoxide, c-SiO)를 사용하여 음극을 제조하였다. 전극의 조성은 c-SiO : 도전재(카본블랙) : 바인더(CMC) = 60 : 30 : 10의 비율로 구성하였으며, 전극의 로딩레벨은 활물질 기준으로 0.9 mg/cm2 으로 제조하였다. 바인더는 실리콘계 재료에 적합한 CMC를 사용하였고, 용매는 증류수를 사용하여 슬러리를 제조한 후에 집전체인 구리호일에 코팅하여 120 ℃ 오븐에서 건조하였다. An anode was manufactured using carbon coated silicon monoxide (c-SiO). The composition of the electrode was composed of a ratio of c-SiO : conductive material (carbon black) : binder (CMC) = 60 : 30 : 10, and the loading level of the electrode was prepared at 0.9 mg/cm2 based on the active material. As a binder, CMC suitable for silicon-based materials was used, and as a solvent, a slurry was prepared using distilled water, and then coated on copper foil as a current collector and dried in an oven at 120 ° C.

[비교예 3][Comparative Example 3]

비교예 1과 비교예 2에서 얻어진 결과를 합하여 나타낸 결과이다. 비교예 1과 비교예 2의 전극이 함께 구성되는 경우에 대한 결과를 사용하였다. 흑연과 c-SiO의 비율은 질량비로 5 : 1 로 구성하였다. 활물질 중 c-SiO 비율을 약 17%로 조정하였다.It is a result shown by combining the results obtained in Comparative Example 1 and Comparative Example 2. The results for the case where the electrodes of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 were configured together were used. The ratio of graphite and c-SiO was configured as 5:1 in terms of mass ratio. The c-SiO ratio in the active material was adjusted to about 17%.

[비교예 4][Comparative Example 4]

인조흑연과 탄소가 코팅된 실리콘 일산화물 (c-SiO)를 함께 혼합하여 음극을 제조하였다. 전극의 조성은 인조흑연 : c-SiO : 도전재(카본블랙) : 바인더(PVdF) = 77.5 : 15.5 : 1 : 6 의 비율로 구성하였으며, 전극의 로딩레벨은 6 mg/cm2 으로 제조하였다. 바인더는 흑연재료에 적합한 PVdF를 사용하였고 용매는 NMP (N-methyl-2- pyrrolidinone)를 사용하여 슬러리를 제조한 후 집전체인 구리 호일에 코팅하여 120 ℃ 오븐에서 건조하였다.An anode was prepared by mixing artificial graphite and carbon-coated silicon monoxide (c-SiO) together. The composition of the electrode was composed of artificial graphite: c-SiO: conductive material (carbon black): binder (PVdF) = 77.5: 15.5: 1: 6 ratio, and the loading level of the electrode was prepared at 6 mg / cm2. PVdF suitable for graphite materials was used as a binder and NMP (N-methyl-2-pyrrolidinone) was used as a solvent to prepare a slurry, which was then coated on copper foil as a current collector and dried in an oven at 120 °C.

[실시예 1][Example 1]

비교예 1의 전극을 제조한 후에, 그 위에 비교예 2의 전극을 다시 코팅하여 전극을 제조하였다. 전극은 2개의 층으로 구성된 겹층(bi-layer)으로 구성되었으며, 아래층에는 흑연이 PVdF 바인더로 제조되었으며, 윗층에는 c-SiO가 CMC 바인더로 제조되어 겹층전극으로 구성하였다.After preparing the electrode of Comparative Example 1, the electrode of Comparative Example 2 was coated again thereon to prepare an electrode. The electrode was composed of a bi-layer composed of two layers, graphite was made of a PVdF binder on the lower layer, and c-SiO was made of a CMC binder on the upper layer to form a bi-layer electrode.

[실시예 2][Example 2]

비교예 2의 전극을 제조한 후에, 그 위에 비교예 1의 전극을 다시 코팅하여 전극을 제조하였다. 전극은 2개의 층으로 구성된 겹층(bi-layer)으로 구성되었으며, 아래층에는 c-SiO가 CMC 바인더로 제조되었으며, 윗층에는 흑연이 PVdF 바인더로 제조되어 겹층전극이 구성되었다.After preparing the electrode of Comparative Example 2, the electrode of Comparative Example 1 was coated again thereon to prepare an electrode. The electrode was composed of a bi-layer composed of two layers, c-SiO was made of CMC binder on the bottom layer, and graphite was made of PVdF binder on the top layer to form a bi-layer electrode.

도 3은 본 발명의 비교예 1 내지 4, 실시예 1 및 2의 각각의 전극 구성을 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing the respective electrode configurations of Comparative Examples 1 to 4 and Examples 1 and 2 of the present invention.

도 4는 본 발명에 사용된 인조흑연 및 c-SiO의 주사전자현미경 사진이고, 도 5는 본 발명의 비교예 1 내지 4, 실시예 1 및 2, 각각의 전극의 주사전자현미경 사진이다.4 is a scanning electron micrograph of artificial graphite and c-SiO used in the present invention, and FIG. 5 is a scanning electron micrograph of each electrode of Comparative Examples 1 to 4 and Examples 1 and 2 of the present invention.

도 4 및 도 5를 참조하면, 비교예 1 및 2는 흑연입자와 흑연보다 작은 c-SiO 입자가 포함된 전극이 나타난다. 비교예 4의 경우는 흑연과 c-SiO가 함께 나타났으며, 실시예 1과 실시예 2는 겹층에서 윗층에 해당하는 c-SiO와 흑연전극의 형상이 각각 관찰되었다.Referring to FIGS. 4 and 5 , Comparative Examples 1 and 2 show electrodes including graphite particles and c-SiO particles smaller than graphite. In the case of Comparative Example 4, graphite and c-SiO appeared together, and in Examples 1 and 2, c-SiO corresponding to the upper layer and the shape of the graphite electrode were observed in each layer.

[제조예][Production Example]

건조된 전극을 롤프레스를 이용하여 압착한 후, 필요한 크기로 절단하여 120 ℃의 진공오븐에서 8시간 이상 건조시켜서 수분을 제거하였다. 이와 같이 만들어진 전극을 사용하여 2032 사이즈의 코인 셀을 아르곤 분위기의 글러브 박스 내부에서 제작하였다. 이 때 반대전극으로는 리튬 금속 호일을 사용하였으며, 전해질로서는 1 몰 농도의 LiPF6/에틸렌카보네이트 (EC): 에틸메틸카보네이트 (EMC) (부피비 3:7)에 FEC (fluoroethylene carbonate)를 5질량% 추가하여 제조하였고, 이를 사용하여 전기화학 셀을 제조하였다. 분리막은 PP 분리막을 사용하였다.After pressing the dried electrode using a roll press, it was cut into a required size and dried in a vacuum oven at 120 °C for 8 hours or more to remove moisture. A 2032-size coin cell was fabricated inside an argon atmosphere glove box using the electrode thus prepared. At this time, lithium metal foil was used as the counter electrode, and as the electrolyte, 1 mol of LiPF 6 /ethylene carbonate (EC): ethyl methyl carbonate (EMC) (volume ratio of 3: 7) was mixed with 5% by mass of FEC (fluoroethylene carbonate). It was prepared by adding, and an electrochemical cell was prepared using this. A PP separator was used as the separator.

[평가예 1][Evaluation Example 1]

상기의 비교예 1 내지 4 및 실시예 1 내지 2에서 제조된 전극을 이용하여 제조된 코인셀로 충방전 실험을 수행하였다. 정전류 방식으로 충방전을 진행하여 전지의 반응전압 및 용량을 측정하였다. 정전류 충전 시 활물질의 무게를 기준으로 100 mA/g 크기의 전류를 사용하여 0.0 에서 1.5 V (vs. Li/Li+) 전압영역까지 수행하였다. 이를 50회 반복하여 50사이클 실험을 실시하였다.A charge/discharge experiment was performed with a coin cell manufactured using the electrodes prepared in Comparative Examples 1 to 4 and Examples 1 to 2. Charging and discharging were performed in a constant current method to measure the reaction voltage and capacity of the battery. Constant current charging was performed from 0.0 to 1.5 V (vs. Li/Li + ) voltage range using a current of 100 mA/g based on the weight of the active material. This was repeated 50 times to conduct a 50 cycle experiment.

도 6은 본 발명의 (a) 비교예 1 및 (b) 비교예 2의 전극을 이용하여 제조된 코인셀의 따른 충방전 곡선이다.6 is charge/discharge curves of coin cells manufactured using electrodes of (a) Comparative Example 1 and (b) Comparative Example 2 of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 비교예 1인 흑연의 경우 약 330 mAh/g의 용량을 나타내었으며, c-SiO는 1650 mAh/g의 높은 가역용량을 나타내었다. As shown in FIG. 6, graphite of Comparative Example 1 exhibited a capacity of about 330 mAh/g, and c-SiO exhibited a high reversible capacity of 1650 mAh/g.

도 7은 본 발명의 비교예 3, 비교예 4, 실시예 1 및 실시예 2의 전극을 이용하여 제조된 코인셀의 충방전 곡선이다.7 is charge/discharge curves of coin cells manufactured using the electrodes of Comparative Example 3, Comparative Example 4, Example 1 and Example 2 of the present invention.

도 7을 참조하면, 흑연과 c-SiO 활물질 비율은 모두 5 : 1 에 맞추었기 때문에 모두 약 520 mAh/g 부근의 용량이 나타났다.Referring to FIG. 7, since the graphite and c-SiO active material ratios were all set to 5:1, all capacities were around 520 mAh/g.

도 8은 본 발명의 비교예 1 및 비교예 2의 전극을 이용하여 제조된 코인셀의 사이클 특성을 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing cycle characteristics of coin cells manufactured using electrodes of Comparative Examples 1 and 2 of the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 비교예 1 및 비교예 2의 전극을 이용하여 제조된 코인셀의 사이클 특성 결과를 기준혼합비율인 6 : 1 로 제조되는 경우를 바탕으로 비교예 3의 사이클을 계산하였다.As shown in FIG. 8, the cycle of Comparative Example 3 is calculated based on the case where the cycle characteristics of the coin cells manufactured using the electrodes of Comparative Examples 1 and 2 are manufactured at a standard mixing ratio of 6:1. did

도 9는 본 발명의 비교예 3, 비교예 4, 실시예 1 및 실시예 2의 전극을 이용하여 제조된 코인셀의 사이클 특성을 나타낸 그래프이다. 9 is a graph showing cycle characteristics of coin cells manufactured using the electrodes of Comparative Example 3, Comparative Example 4, Example 1 and Example 2 of the present invention.

도 9를 참조하면, 혼합전극인 비교예 4의 경우는 급격히 성능히 감소되었으며, 실시예 1 및 2는 크게 개선된 성능을 나타내었다. 실시예 1의 경우는 각각의 단층 전극의 합으로 구성된 비교예 3과 동등한 성능을 나타내었으며, 실시예 2의 경우는 이보다 더욱 향상된 성능을 나타내었다. 이는 다층전극의 구성에도 각각의 전극이 가지는 성능이 어느 정도 유지되는 것으로 나타났으며, 열화가 빠른 c-SiO가 윗층에 있는 경우는 각각 단층전극으로 제조되는 경우들과 동등한 성능을 나타내었다. 또한, 부피변화가 작은 흑연전극이 위쪽에 위치하는 경우인 실시예 2에서 더욱 우수한 사이클 성능을 얻을 수 있었다.Referring to FIG. 9 , the performance of Comparative Example 4, which is a mixed electrode, was rapidly reduced, and Examples 1 and 2 showed greatly improved performance. In the case of Example 1, the performance was equivalent to that of Comparative Example 3 composed of the sum of the individual single-layer electrodes, and in the case of Example 2, the performance was further improved. This shows that the performance of each electrode is maintained to some extent even in the configuration of the multi-layer electrode, and the case where c-SiO, which deteriorates quickly, is in the upper layer shows equivalent performance to the case of each single-layer electrode. In addition, in Example 2, in which the graphite electrode having a small volume change is located on the upper side, more excellent cycle performance was obtained.

도 10은 본 발명의 비교예 1 및 비교예 2의 전극을 이용하여 제조된 코인셀의 충방전 전/후의 전자현미경 사진이고, 도 11은 본 발명의 비교예 4, 실시예 1 및 실시예 2의 전극을 이용하여 제조된 코인셀의 충방전 전/후의 전자현미경 사진이다.10 is electron micrographs before and after charging and discharging of coin cells manufactured using electrodes of Comparative Examples 1 and 2 of the present invention, and FIG. 11 is Comparative Example 4, Example 1 and Example 2 of the present invention It is an electron microscope picture before/after charging and discharging of a coin cell manufactured using the electrode of .

도 10을 참조하면, 비교예 1의 흑연은 50 사이클 이후에도 특별한 변화가 나타나지 않았으며, 비교예 2의 경우는 50 사이클 이후에 크랙이 관찰되었으며 그 틈새는 수 마이크로 크기로 발생하였다. Referring to FIG. 10, the graphite of Comparative Example 1 showed no particular change even after 50 cycles, and in the case of Comparative Example 2, cracks were observed after 50 cycles, and the gaps were several microns in size.

도 11을 참조하면, PVdF 바인더를 사용한 혼합전극인 비교예 4의 경우에는 전극의 크게 손상되고 갈라짐이 발생하였으며, 이로 인하여 성능이 급격히 저하하는 것으로 파악되었다. 실시예 1의 경우 윗층에 c-SiO 전극이 위치하고 있으며, 이의 갈라짐은 비교예 2와 유사한 수준이었다. 실시예 2의 경우는 윗층에 흑연층이 위치하고 있기 때문에 크랙은 관찰되지 않았다. 이를 통하여 윗층의 흑연이 전극의 손상을 완화시키고 있음을 예상할 수 있다. Referring to FIG. 11, in the case of Comparative Example 4, which is a mixed electrode using a PVdF binder, the electrode was greatly damaged and cracked, and as a result, it was found that the performance rapidly deteriorated. In the case of Example 1, the c-SiO electrode was located on the upper layer, and its cracking was similar to that of Comparative Example 2. In the case of Example 2, cracks were not observed because the graphite layer was located on the upper layer. Through this, it can be expected that the graphite of the upper layer alleviates the damage of the electrode.

[평가예 2][Evaluation example 2]

상기의 비교예 4, 실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 전극을 음극으로 사용하여 코인풀셀을 제조하고 이를 평가하였다. 양극의 경우는 NMC622 (LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2)를 사용하여 도전재 및 바인더인 PVdF와 90 : 5 : 5의 비율로 혼합한 후에 NP비율을 110 %로 하여 전극을 제조하였다. 양극은 직경 11 mm 지름으로 펀칭하고, 음극은 직경 13 mm지름으로 펀??한 후에 평가예 1과 동일한 전해액과 분리막을 사용하여 coin full cell을 제조하였다. 이를 정전류 방식으로 충방전을 진행하여 전지의 반응전압 및 용량을 측정하였다. 정전류 충전 시 활물질의 무게를 기준으로 약 0.2 C에 해당하는 30 mA/g 또는 1.0 C에 해당하는 150 mA/g 크기의 전류를 사용하여 3.0 에서 4.3 V 내지 2.5 V 전압영역까지 수행하였다. A coin full cell was manufactured using the electrode prepared in Comparative Example 4, Example 1 and Example 2 as a negative electrode and evaluated. In the case of the anode, NMC622 (LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 ) was mixed with PVdF, a conductive material and binder, in a ratio of 90: 5: 5, and then an electrode was prepared with an NP ratio of 110%. After punching the anode to a diameter of 11 mm and the cathode to a diameter of 13 mm, a coin full cell was manufactured using the same electrolyte and separator as in Evaluation Example 1. This was charged and discharged in a constant current method to measure the reaction voltage and capacity of the battery. Constant current charging was performed from 3.0 to 4.3 V to 2.5 V using a current of 30 mA/g corresponding to about 0.2 C or 150 mA/g corresponding to 1.0 C based on the weight of the active material.

도 12는 본 발명의 비교예 4, 실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 전극을 음극으로 사용한 코인풀셀의 사이클 특성을 나타낸 그래프이고 (0.2 C 전류), 도 13은 본 발명의 비교예 4, 실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 전극을 음극으로 사용한 코인풀셀의 사이클 특성을 나타낸 그래프이다 (1.0 C 전류).12 is a graph showing cycle characteristics (0.2 C current) of a coin full cell using the electrode prepared in Comparative Example 4, Example 1 and Example 2 of the present invention as a negative electrode, and FIG. 13 is Comparative Example 4 of the present invention, It is a graph showing cycle characteristics (1.0 C current) of coin full cells using the electrodes prepared in Examples 1 and 2 as cathodes.

반쪽전지의 경우와 마찬가지로 0.2 C 전류에서 비교예 4는 급격한 사이클 저하를 나타내었으나, 실시예 1과 실시예 2는 150 사이클 이상까지 안정적인 사이클 특성을 나타내었다. 실시예 2의 경우 200 사이클 까지 70 %의 용량을 유지하였다.As in the case of the half-cell, Comparative Example 4 exhibited rapid cycle degradation at a current of 0.2 C, but Examples 1 and 2 exhibited stable cycle characteristics up to 150 cycles or more. In the case of Example 2, 70% capacity was maintained up to 200 cycles.

좀 더 큰 전류인 1.0 C의 전류에서도 동일한 결과를 나타내었으나, 실시예 2의 경우가 실시예 1보다 우수한 성능을 나타내었다.The same result was shown even at a current of 1.0 C, which is a larger current, but the case of Example 2 showed better performance than Example 1.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.

100, 100a: 다층구조의 음극
110: 집전체
120: 제1 층
130: 제2 층
100, 100a: multi-layer cathode
110: entire collector
120: first layer
130: second layer

Claims (14)

집전체;
상기 집전체 일면 또는 양면에 형성되고, 제1 음극 활물질, 제1 바인더 및 도전재를 포함하는 제1 층; 및
상기 제1 층 상에 형성되고, 제2 음극 활물질 및 제2 바인더를 포함하는 제2 층;
을 포함하는,
다층구조의 음극.
current collector;
a first layer formed on one side or both sides of the current collector and including a first negative electrode active material, a first binder, and a conductive material; and
a second layer formed on the first layer and including a second negative electrode active material and a second binder;
including,
A cathode with a multi-layer structure.
집전체;
상기 집전체 일면 또는 양면에 형성되고, 제2 음극 활물질 및 제2 바인더를 포함하는 제2 층; 및
상기 제2 층 상에 형성되고, 제1 음극 활물질, 제1 바인더 및 도전재를 포함하는 제1 층;
을 포함하는,
다층구조의 음극.
current collector;
a second layer formed on one side or both sides of the current collector and including a second negative electrode active material and a second binder; and
a first layer formed on the second layer and including a first negative electrode active material, a first binder, and a conductive material;
including,
A cathode with a multi-layer structure.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 음극 활물질은, 실리콘, 실리콘 산화물, 탄소 코팅된 실리콘 산화물, 주석(Sn), 산화주석(SnO,SnO2), 게르마늄(Ge), 알루미늄(Al) 및 안티모니(Sb)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
다층구조의 음극.
According to claim 1 or 2,
The first negative active material is a group consisting of silicon, silicon oxide, carbon-coated silicon oxide, tin (Sn), tin oxide (SnO, SnO 2 ), germanium (Ge), aluminum (Al), and antimony (Sb). Which includes at least one selected from
A cathode with a multi-layer structure.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 바인더의 수계 바인더는, 카복시메틸 셀룰로오스(carboxymethyl cellulose; CMC), 메틸 셀룰로오스(methyl cellulose; MC), 하이드록시프로필 셀룰로오스(hydroxypropyl cellulose; HPC), 메틸 하이드록시프로필 셀룰로오스(methyl hydroxypropyl cellulose; MHPC), 에틸 하이드록시에틸 셀룰로오스(ethyl hydroxyethyl cellulose; EHEC), 메틸 에틸 하이드록시에틸 셀룰로오스(methyl ethylhydroxyethyl cellulose; MEHEC), 셀룰로오스 검(cellulose gum), PAA (polyacrylic acid), A-PAA (alkali-acrylate, A는 알칼리 원소임), PVA (polyvinyl alcohol), 알긴산(alginic acid) 및 알기네이트(alginate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것이고,
상기 제1 바인더의 유기계 바인더는, 카복시메틸 셀룰로오스(carboxymethyl cellulose; CMC), PAA (polyacrylic acid) 및 알긴산(alginic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
다층구조의 음극.
According to claim 1 or 2,
The aqueous binder of the first binder is carboxymethyl cellulose (CMC), methyl cellulose (MC), hydroxypropyl cellulose (HPC), methyl hydroxypropyl cellulose (MHPC) ), ethyl hydroxyethyl cellulose (EHEC), methyl ethylhydroxyethyl cellulose (MEHEC), cellulose gum, PAA (polyacrylic acid), A-PAA (alkali-acrylate, A is an alkali element), PVA (polyvinyl alcohol), alginic acid (alginic acid), and at least one selected from the group consisting of alginate (alginate),
The organic binder of the first binder includes at least one selected from the group consisting of carboxymethyl cellulose (CMC), polyacrylic acid (PAA), and alginic acid,
A cathode with a multi-layer structure.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 음극 활물질 : 제1 바인더 : 도전재의 중량 비율은 55 내지 80 : 10 내지 40 : 5 내지 15인 것인,
다층구조의 음극.
According to claim 1 or 2,
The weight ratio of the first negative active material: first binder: conductive material is 55 to 80: 10 to 40: 5 to 15,
A cathode with a multi-layer structure.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 음극 활물질은, 인조흑연, 천연흑연, 하드카본, 소프트카본 및 Li4Ti5O12로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
다층구조의 음극.
According to claim 1 or 2,
The second negative active material includes at least one selected from the group consisting of artificial graphite, natural graphite, hard carbon, soft carbon, and Li 4 Ti 5 O 12 ,
A cathode with a multi-layer structure.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 바인더의 수계 바인더는, SBR(styrene-butadiene rubber), CMC(carboxymethyl cellulose) 또는 이 둘을 포함하고,
상기 제2 바인더의 유기계 바인더는, PVdF(polyvinylidene fluoride), PVdF 공중합체 또는 이 둘을 포함하는 것인,
다층구조의 음극.
According to claim 1 or 2,
The aqueous binder of the second binder includes styrene-butadiene rubber (SBR), carboxymethyl cellulose (CMC) or both,
The organic binder of the second binder includes polyvinylidene fluoride (PVdF), a PVdF copolymer, or both,
A cathode with a multi-layer structure.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 음극 활물질 : 제2 바인더의 중량 비율은 80 내지 95 : 1 내지 10인 것인,
다층구조의 음극.
According to claim 1 or 2,
The weight ratio of the second negative electrode active material: the second binder is 80 to 95: 1 to 10,
A cathode with a multi-layer structure.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 층은 도전재를 더 포함하고,
상기 제2 음극 활물질 : 제2 바인더 : 도전재의 중량 비율은 80 내지 95 : 1 내지 10 : 1 내지 10인 것인,
다층구조의 음극.
According to claim 1 or 2,
The second layer further includes a conductive material,
The weight ratio of the second negative active material: second binder: conductive material is 80 to 95: 1 to 10: 1 to 10,
A cathode with a multi-layer structure.
제9항에 있어서,
상기 제1 층의 도전재 및 상기 제2 층의 도전재는, 각각, 흑연, 카본 블랙, 그래핀 및 탄소나노튜브로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 탄소계열 도전재; 및
주석, 산화주석, 산화티타늄, LaSrCoO3 및 LaSrMnO3로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 페로브스카이트(perovskite) 물질을 포함하는 금속 계열 도전재;
를 포함하는 것인,
다층구조의 음극.
According to claim 9,
The conductive material of the first layer and the conductive material of the second layer may include at least one carbon-based conductive material selected from the group consisting of graphite, carbon black, graphene, and carbon nanotubes; and
a metal-based conductive material including at least one perovskite material selected from the group consisting of tin, tin oxide, titanium oxide, LaSrCoO 3 and LaSrMnO 3 ;
Which includes,
A cathode with a multi-layer structure.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 집전체는, 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께를 가지고,
상기 제1 층은 5 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께를 가지고,
상기 제2 층은 5 ㎛ 내지 300 ㎛의 두께를 가지는 것인,
다층구조의 음극.
According to claim 1 or 2,
The current collector has a thickness of 1 μm to 100 μm,
The first layer has a thickness of 5 μm to 100 μm,
Wherein the second layer has a thickness of 5 μm to 300 μm,
A cathode with a multi-layer structure.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 층 또는 제2 층 상에, 제1 층/제2 층; 또는 제2 층;을 더 포함하는,
다층구조의 음극.
According to claim 1 or 2,
on the first layer or the second layer, a first layer/second layer; Or a second layer; further comprising,
A cathode with a multi-layer structure.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 다층구조의 음극은, 상기 제1 층 및 제2 층의 총 합이 2층 내지 10층인 것인,
다층구조의 음극.
According to claim 1 or 2,
In the multi-layered cathode, the total sum of the first layer and the second layer is 2 to 10 layers,
A cathode with a multi-layer structure.
제1항 또는 제2항의 다층구조의 음극;
상기 음극 상에 형성된 분리막; 및
상기 분리막 상에 형성된 양극;
을 포함하는,
이차전지.
Claim 1 or claim 2 of the multi-layer structure of the negative electrode;
a separator formed on the cathode; and
an anode formed on the separator;
including,
secondary battery.
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