KR20230149256A - 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물 - Google Patents

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진홍열
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Abstract

본 발명은 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 양극용 활물질, 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리를 혼합하여 제조되되, 상기 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리는 탄소나노튜브, 바인더 및 분산제를 용매에 넣고 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물은 최종 고형분의 함량이 기존의 양극용 슬러리 조성물에 비해 높으며, 고형분 함량에 비해 높은 흐름성과 경시 안정성을 가지는 효과가 있다.

Description

리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물{Slurry composition for positive electrode of lithium secondary battery}
본 발명은 높은 고형분 함량을 가지면서, 경시 안정성이 개선된 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물에 관한 것이다.
전기화학적 에너지를 이용하는 전기화학 소자의 대표적인 예로 이차 전지를 들 수 있으며, 점점 더 그 사용 영역이 확대되고 있는 추세이다. 최근에는 휴대용 컴퓨터, 휴대용 전화기, 카메라 등의 휴대용 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차 전지 중 높은 에너지 밀도, 즉 고용량의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해져 왔고, 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.
일반적으로 이차 전지는 양극, 음극, 전해질 및 분리막으로 구성된다. 양극 및 음극은 일반적으로 전극 집전체와, 전극 집전체 상에 형성된 전극 활물질층으로 이루어지며, 상기 전극 활물질층은 전극 활물질, 도전재, 바인더 등을 포함하는 전극 슬러리 조성물을 전극 집전체 상에 도포, 건조한 후 압연하는 방식으로 제조된다.
한편, 종래에는 이차 전지용 도전재로 카본 블랙과 같은 점형 도전재가 주로 사용되었으나, 이러한 점형 도전재의 경우 전기 전도성 향상 효과가 충분하지 않다는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 개선하기 위해 탄소나노튜브(Carbon NanoTube, CNT)나 탄소나노파이버(Carbon NanoFiber, CNF)와 같은 선형 도전재를 적용하는 방안에 대한 연구들이 활발하게 진행되고 있다.
하지만, 탄소나노튜브나 탄소나노파이버와 같은 선형 도전재의 경우, 전기 전도성은 우수하지만, 번들 타입 또는 인탱글 타입으로 성장하는 소재 자체의 특성상 슬러리 내에서의 분산성이 떨어져 슬러리의 흐름성 및 공정성이 떨어지며, 특히 바인더의 고형분 함량을 높일 경우 점도가 지나치게 높아져 흐름성이 현저히 낮아지는 문제가 있고, 바인더의 고형분 함량을 낮춰 점도를 낮추더라도 최초 양호했던 흐름성이 오랜 기간 동안 일정 수준 이상으로 유지되지 못하는 문제가 있다.
한국공개특허 제2019-0117387호 (2019.10.16.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 최종 고형분의 함량을 증가시킬 수 있고, 높은 고형분 함량에 비해 높은 흐름성과 경시 안정성을 가지는 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적과제들은 하기의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 양극용 활물질, 탄소나노튜브와 바인더를 혼합하고 교반하여 생성된 탄소나노튜브-바인더 복합체 및 분산제를 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물은 최종 고형분의 함량이 기존의 양극용 슬러리 조성물에 비해 높아, 건조시간의 단축이 가능하여 전지의 생산 속도를 높일 수 있고, 고용량의 전극을 제조할 수 있으며, 고형분 함량에 비해 높은 흐름성과 경시 안정성을 가지는 효과가 있다.
도 1은 실시예 및 비교예에 대해 분산제의 함량 별로 전극의 부착력을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명은 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 양극용 활물질, 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리를 혼합하여 제조되되, 상기 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리는 탄소나노튜브, 바인더 및 분산제를 용매에 넣고 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 탄소나노튜브, 바인더 및 분산제를 용매와 혼합하여 생성된 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리를 선행 제조한 후, 상기 제조된 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리를 양극용 활물질과 혼합함으로써, 기존의 양극용 활물질, 탄소나노튜브 슬러리, 바인더 용액을 한 번에 동시에 혼합하여 제조되는 양극용 슬러리 보다 최종 고형분의 함량을 증가시킬 수 있고, 작업자가 양극용 슬러리 조성물을 제조함에 있어 편의성을 높일 수 있으며, 나아가 최종 고형분의 함량이 증감함에 따라 건조시간의 단축이 가능하여 전지의 생산 속도를 높일 수 있고, 고용량의 전극을 제조할 수 있으며, 또한 리튬이차전지의 출력 특성, 수명 특성 등 전기화학적 특성을 향상시킬 수 있다.
다만, 상기 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리를 양극용 슬러리 조성물 제조에 이용하기 위해서는 상기 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리의 저장 안정성을 확보하는 것이 중요하며, 본 발명은 이를 위해서 탄소나노튜브 및 바인더를 용매에 넣고 혼합할 때 분산제를 첨가하되, 상기 분산제로 아크릴계 공중합체 또는 분자량 40,000 이하의 저분자 수소화니트릴부타디엔고무(HNBR)을 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 양극용 활물질은 리튬이차전지 분야에서 통상적으로 사용되는 양극 활물질로서, 코발트, 망간, 니켈 또는 알루미늄과 같은 1종 이상의 금속과 리튬을 포함하는 리튬 산화물이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 리튬 산화물은 리튬-망간계 산화물(예를 들면, LiMnO2, LiMn2O 등), 리튬-코발트계 산화물(예를 들면, LiCoO2 등), 리튬-니켈계 산화물(예를 들면, LiNiO2 등), 리튬-니켈-망간계 산화물(예를 들면, LiNi1-Y1MnY1O2(여기에서, 0<Y1<1), LiNiZ1Mn2-Z1O4(여기에서, 0＜Z1＜2) 등), 리튬-니켈-코발트계 산화물(예를 들면, LiNi1-Y2CoY2O2(여기에서, 0<Y2<1) 등), 리튬-망간-코발트계 산화물(예를 들면, LiCo1-Y3MnY3O2(여기에서, 0<Y3<1), LiMn2-Z2CoZ2O4(여기에서, 0＜Z2＜2) 등), 리튬-니켈-코발트-망간계 산화물(이하, 'NCM계 양극용 활물질'이라 하며, 예를 들면, Li(NiP1CoQ1MnR1)O2(여기에서, 0＜P1＜1, 0＜Q1＜1, 0＜R1＜1, P1+Q1+R1=1), Li(NiP2CoQ2MnR2)O4(여기서, 0＜P2＜2, 0＜Q2＜2, 0＜R2＜2, P2+Q2+R2=2) 등), 리튬-니켈-코발트-알루미늄계 산화물(이하, 'NCA계 양극용 활물질' 이라 함) 또는 리튬-니켈-코발트-망간-기타금속(M) 산화물(예를 들면, Li(NiP3CoQ3MnR3MS)O2(여기에서, M은 Al, Cu, Fe, V, Cr, Ti, Zr, Zn, Ta, Nb, Mg, B, W 및 Mo로 이루어지는 군으로부터 선택되고, P3, Q3, R3 및 S는 각각 독립적인 원소들의 원자분율로서, 0＜P3＜1, 0＜Q3＜1, 0＜R3＜1, 0＜S＜1, P3+Q3+R3+S=1이다) 등) 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 화합물이 포함될 수 있다. 본 발명은 상기 양극용 활물질로서 니켈의 함량이 70 중량% 이상인 양극용 활물질을 사용하는 것이 에너지 밀도 측면에서 바람직하며, 더욱 바람직하게는 니켈의 함량이 70 중량% 이상인 NCM계 양극용 활물질 또는 니켈의 함량이 70 중량% 이상인 NCA계 양극용 활물질을 사용하는 것이다.
또한, 본 발명에서 상기 양극용 활물질의 함량은 특별히 제한적인 것은 아니나, 양극용 슬러리 조성물 전체 중량 대비 72 내지 79 중량% 인 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브나 다중벽 탄소나노튜브가 사용될 수 있으나, 보다 높은 전기전도성 및 분산성을 달성하고, 동시에 양극 활물질의 안정성을 보다 높이기 위해서는 다중벽 탄소나노튜브를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 탄소나노튜브의 함량은 특별히 제한적인 것은 아니나, 상기 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리 전체 중량 대비 2.15 내지 3 중량% 인 것이 바람직하다. 이는 상기 탄소나노튜브의 함량이 상기 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리 전체 중량 대비 2.15 중량% 미만일 경우에는 양극용 슬러리 제조 시 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리의 고형분이 낮아 높은 고형분의 양극용 슬러리를 제조하기 어렵고, 조성물의 도전재 함량이 적어 전기전도성이 지나치게 낮아지는 문제점이 있다. 또한 3 중량 %를 초과할 경우에는 양극용 슬러리 제조 시 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리의 고형분이 높아 점도가 지나치게 높게 되어 저장 안정성이 떨어지고, 양극용 슬러리 제조 시 탄소나노튜브 간에 서로 엉김현상이 발생되어 전지 성능이 오히려 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명에서 상기 바인더는 전극용 활물질들 간 또는 활물질과 집전체 간의 접착력을 확보하기 위해 첨가하는 것으로, 예를 들면, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리비닐알코올, 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 폴리머(EPDM), 술폰화-EPDM, 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 불소고무 또는 이들의 다양한 공중합체 등을 들 수 있으며, 이들 중 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.
상기 바인더는 함량이 특별히 제한적인 것은 아니나, 전극 저항 증가를 최소화하면서 우수한 전극 접지력을 확보하기 위해서 상기 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리 전체 중량 대비 7 중량% 이하인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 상기 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리 전체 중량 대비 4 내지 6 중량%일 수 있다.
본 발명에서 상기 분산제는 본 발명의 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리가 저장 안정성을 가지도록 하는 역할을 하는 것으로서, 탄소나노튜브의 전기적 특성의 저하를 최소화하기 위해 탄소나노튜브에 대해 비공유 결합 폴리머 랩핑 방식으로 용매 내에서 분산시키는 것이 바람직하며, 특히 탄소나노튜브의 분산성 뿐만 아니라 양극용 슬러리 조성물의 양호한 흐름성 특성까지 확보하기 위해서는 상기 분산제로 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 단량체 단위 및 탄소수 5 내지 22의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소를 포함하는 아크릴레이트 계열의 단량체 단위를 포함하는 공중합체를 사용하거나, 분자량 40,000 이하의 저분자 수소화니트릴부타디엔고무(HNBR)를 사용하는 것을 특징으로 한다.
단, 상기 탄소나노튜브의 표면적이 200 m2/g 이상인 경우, 상기 공중합체 총 함량 100 mol%를 기준으로, 상기 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 단량체 단위의 mol%에서 상기 공중합체의 탄소수 5 내지 22의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소를 포함하는 아크릴레이트 계열의 단량체 단위의 mol%을 뺀 값이 0보다 클 수 있다. 한편, 상기 탄소 나노튜브의 표면적이 200 m2/g 미만인 경우, 상기 공중합체 총 함량 100 mol%를 기준으로, 상기 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 단량체 단위의 mol%에서 상기 탄소수 5 내지 22의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소를 포함하는 아크릴레이트 계열의 단량체 단위의 mol%을 뺀 값이 0보다 작거나 같을 수 있다.
상기 공중합체의 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 단량체 단위는 상기 공중합체와 상기 탄소나노튜브와의 π-π 상호 작용을 통하여 탄소나노튜브의 분산에 기여한다. 또한, 상기 공중합체의 탄소수 5 내지 22의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소를 포함하는 아크릴레이트 계열의 단량체 단위는 상기 상기 공중합체가 상기 탄소나노튜브의 랩핑(wrapping)함으로써 나노튜브의 분산에 기여한다.
특히, 표면적이 200 m2/g 이상인 탄소나노튜브의 경우, 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 단량체 단위를 통한 상기 공중합체의 π-π 상호 작용을 강화하여 탄소나노튜브의 분산성을 보다 향상시킬 수 있고, 표면적이 200 m2/g 미만인 탄소나노튜브의 경우, 탄소수 5 내지 22의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소를 포함하는 아크릴레이트 계열의 단량체 단위를 통한 상기 공중합체의 랩핑 기능을 보다 강화하여 탄소나노튜브의 분산성을 보다 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 단량체 단위는 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 아크릴레이트 계열의 단량체 단위 및 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 비닐 계열의 단량체 단위로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 공중합체는 시아노(CN), 피롤리돈(NC4H6O), 카르복실산(COOH), 카프로락탐(C5H10CNO), 모르폴린(C4H8NO) 및 옥사졸리돈(C3H4NO2)으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 극성 단량체 단위를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 공중합체는 상기 공중합체 총 함량 100 mol%를 기준으로, 20 mol% 이상, 70 mol% 이하의 상기 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 아크릴레이트 계열의 단량체 단위 및 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 비닐 계열의 단량체 단위로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 단량체 단위, 20 mol% 이상, 70 mol% 이하의 상기 탄소수 5 내지 22의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소를 포함하는 아크릴레이트 계열의 단량체 단위 및 10 mol% 이상, 60 mol% 이하의 상기 시아노(CN), 피롤리돈(NC4H6O), 카르복실산(COOH), 카프로락탐(C5H10CNO), 모르폴린(C4H8NO) 및 옥사졸리돈(C3H4NO2)으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 극성 단량체 단위를 포함할 수 있다.
일예로, 상기 공중합체는 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
상기 화학식 1 에서,
R1 내지 R12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 4의 선형 또는 분지형 탄화수소이고,
R'1 은 탄소수 5 내지 22의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소이며,
R'2 는 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하고,
R'3은 시아노(CN), 피롤리돈(NC4H6O), 카르복실산(COOH), 카프로락탐(C5H10CNO), 모르폴린(C4H8NO) 및 옥사졸리돈(C3H4NO2)으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상이며,
R'4는 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하며,
20 mol%≤ l ≤ 70 mol%, 20 mol% ≤ m+o ≤ 70 mol% 및 10 mol% ≤ n ≤ 60 mol% 일 수 있다.
즉, 상기 화학식 1의 단량체 단위 (1)은 상기 탄소수 5 내지 22의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소를 포함하는 아크릴레이트 계열의 단량체 단위에 해당하고, 상기 화학식 1의 단량체 단위 (2)는 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 아크릴레이트 계열의 단량체 단위에 해당하며, 상기 화학식 1의 단량체 단위 (3)은 상기 시아노(CN), 피롤리돈(NC4H6O), 카르복실산(COOH), 카프로락탐(C5H10CNO), 모르폴린(C4H8NO) 및 옥사졸리돈(C3H4NO2)으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 극성 단량체 단위에 해당하고, 상기 화학식 1의 단량체 단위 (4)는 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 비닐 계열의 단량체 단위에 각각 해당할 수 있다.
일예로, 상기 화학식 1의 R'1은 n-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, n-노닐, n-데실, n-운데실, 라우릴, n-도데실, n-트리데실, n-테트라데실, n-펜타데실, 세틸, n-헥사데실, n-헵타데실, 스테아릴, n-옥타데실, n-노나데실, n-이코실, n-헨이코실, n-도코실, iso-펜틸, iso-헵틸, iso-옥틸, iso-노닐, iso-데실, iso-운데실, iso-도데실, iso-트리데실, iso-테트라데실, iso-펜타데실, iso-세틸, iso-헥사데실, iso-헵타데실, iso-스테아릴, iso-옥타데실, iso-노나데실, iso-이코실, iso-헨이코실 및 iso-도코실로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.
즉, R'1 을 포함하는 단량체 단위로 중합되는 단량체로는 탄소수 5 내지 22의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소를 포함하는 1종의 단량체만을 사용할 수도 있고, 탄소수 5 내지 22의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소를 포함하는 2종 이상의 단량체를 함께 사용할 수도 있다.
상기 탄소수 5 내지 22의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소를 포함하는 아크릴레이트 계열의 단량체 단위로 중합되는 단량체는 탄소수 5 내지 22의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소를 포함하는 아크릴레이트(acrylate) 및/또는 메타크릴레이트(methacrylate)일 수 있고, 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 아크릴레이트 계열의 단량체는 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 아크릴레이트(acrylate) 및/또는 메타크릴레이트(methacrylate)일 수 있다.
(메타)크릴레이트((meth)acrylate)는 아크릴레이트(acrylate) 또는 메타크릴레이트(methacrylate)를 나타낸다.
예를 들어, 상기 탄소수 5 내지 22의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소를 포함하는 아크릴레이트 계열의 단량체 단위로 중합되는 단량체는 n-펜틸(메타)크릴레이트(n-pentyl (meth)acrylate), n-헵틸(메타)크릴레이트(n-heptyl (meth)acrylate), n-옥틸(메타)크릴레이트(n-octyl (meth)acrylate), 2-에틸헥실(메타)크릴레이트(2-ethylhexyl (meth)acrylate), n-노닐(메타)크릴레이트(n-nonyl (meth)acrylate), n-데실(메타)크릴레이트(n-decyl (meth)acrylate), n-운데실(메타)크릴레이트(n-undecyl (meth)acrylate), 라우릴(메타)크릴레이트(lauryl (meth)acrylate), n-도데실(메타)크릴레이트(n-dodecyl (meth)acrylate), n-트리데실(메타)크릴레이트(n-tridecyl (meth)acrylate), n-테트라데실(메타)크릴레이트(n-tetradecyl (meth)acrylate), n-펜타데실(메타)크릴레이트(n-pentadecyl (meth)acrylate), 세틸(메타)크릴레이트(cetyl (meth)acrylate), n-헥사데실(메타)크릴레이트(n-hexadecyl (meth)acrylate), n-헵타데실(메타)크릴레이트(n-heptadecyl (meth)acrylate), 스테아릴(메타)크릴레이트(stearyl (meth)acrylate), n-노나데실(메타)크릴레이트(n-nonadecyl (meth)acrylate), n-이코실(메타)크릴레이트(n-eicosyl (meth)acrylate), n-헨이코실(메타)크릴레이트(n-heneicosyl (meth)acrylate), n-도코실(메타)크릴레이트(n-dococyl (meth)acrylate), iso-펜틸(메타)크릴레이트 (iso-pentyl (meth)acrylate), iso-헵틸(메타)크릴레이트(iso-heptyl (meth)acrylate), iso-옥틸(메타)크릴레이트(iso-octyl (meth)acrylate), iso-노닐(메타)크릴레이트(iso-nonyl (meth)acrylate), iso-데실(메타)크릴레이트(iso-decyl (meth)acrylate), iso-운데실(메타)크릴레이트(iso-undecyl (meth)acrylate), iso-도데실(메타)크릴레이트(iso-dodecyl (meth)acrylate), iso-트리데실(메타)크릴레이트(iso-tridecyl (meth)acrylate), iso-테트라데실(메타)크릴레이트(iso-tetradecyl (meth)acrylate), iso-펜타데실(메타)크릴레이트(iso-pentadecyl (meth)acrylate), iso-세틸(메타)크릴레이트(iso-cetyl (meth)acrylate), iso-헥사데실 (메타)크릴레이트(iso-hexadecyl (meth)acrylate), iso-헵타데실 (메타)크릴레이트(iso-heptadecyl (meth)acrylate), iso-스테아릴 (메타)크릴레이트(iso-stearyl (meth)acrylate), iso-노나데실 (메타)크릴레이트(iso-nonadecyl (meth)acrylate), iso-이코실 (메타)크릴레이트(iso-eicosyl (meth)acrylate), iso-헨이코실 (메타)크릴레이트(iso-heneicosyl (meth)acrylate), iso-도코실 (메타)크릴레이트(iso-docosyl (meth)acrylate) 또는 이들의 조합일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
상기 탄소수 5 내지 22의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소를 포함하는 단량체 단위는 탄소나노튜브를 랩핑(wrapping)하여 분산시키고, 탄소나노튜브 슬러리 조성물의 점도를 낮추는 역할을 할 수 있다.
상기 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소의 탄소수가 5개 미만이면 탄소 소재(특히, 탄소나노튜브)를 충분히 감쌀 수가 없어서 분산력이 떨어지고, 22개를 초과하면 NMP와 같은 극성 용매와의 상용성이 현저히 저하되는 문제가 있다.
또한, 상기 탄소수 5 내지 22의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소를 포함하는 단량체 단위는 전체 공중합체의 총 함량 100 mol%을 기준으로 20 내지 70 mol% 포함되는 것이 바람직할 수 있다. 이는 상기 탄소수 5 내지 22의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소를 포함하는 단량체 단위의 함량이 20 mol% 미만일 경우 입도와 슬러리 조성물의 점도가 높아질 수 있고, 70 mol%를 초과 하면 극성 용매와의 상용성이 낮아져 상분리가 될 수 있기 때문이다.
일예로, 상기 화학식 1의 R'2 및 R'4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환되거나 치환되지 않은 벤질(benzyl), 페닐(phenyl), 페녹시(phenoxy), 나프탈렌(naphthalene), 안트라센(anthracene) 및 피렌(pyrene)으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있고, 예를 들어, R'2는 3-페녹시 벤질(3-phenoxy benzyl) α-페닐 페톡시 에틸(α-phenyl phenoxy ethyl), 비페닐메틸(biphenyl methyl), 1-나프틸(1-naphthyl), 2-나프틸(2-naphthyl), 9-안트라센 메틸(9-anthracene methyl) 및 1-피렌메틸(1-pyrene methyl)으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있고, R'4는 페닐을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
즉, R'2 및 R'4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함할 수도 있다.
한편, R'2는 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 탄화수소일 수 있다.
또한, R'2를 포함하는 단량체 단위로 중합되는 단량체로는 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 1종의 단량체만을 사용할 수도 있고, 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 2종 이상의 단량체를 함께 사용할 수도 있다.
예를 들어, 상기 방향족 고리가 치환되어 있는 경우, 치환기는 탄소수 1 내지 4의 선형 또는 분지형 탄화수소, 산소(O)를 통해서 연결된 치환기(예를 들어, 에테르(ether)를 통해서 연결된 치환되거나 치환되지 않은 방향족 고리 등) 등일 수 있다.
일예로, R'2를 포함하는 단량체 단위로 중합되는 단량체는 벤질 아크릴레이트(benzyl acrylate), 3-페녹시 벤질 아크릴레이트(3-phenoxy benzyl acrylate), α-페닐 페녹시 에틸 아크릴레이트(α-phenyl phenoxy ethyl acrylate), α-페닐 페녹시 에틸 메타크릴레이트(α-phenyl phenoxy ethyl methacrylate), (1-피렌) 2-메틸-2-프로페노에이트((1-pyrene) 2-methyl-2-propenoate), 1-나프틸 아크릴레이트(1-naphthyl acrylate), 1-나프틸 메타크릴레이트(1-naphthyl methacrylate), 2-나프틸 아크릴레이트(2-naphthyl acrylate), 2-나프틸 메타크릴레이트(2-naphthyl methacrylate), 9-안트라센 메틸 아크릴레이트(9-anthracene methyl acrylate) 및 9-안트라센 메틸 메타크릴레이트(9-anthracene methyl methacrylate)로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있고, R'4를 포함하는 단량체 단위로 중합되는 단량체는 스타이렌(styrene)일 수 있다.
상기 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 단량체 단위는 탄소나노튜브와 π-π 상호작용으로 분산 역할을 하고, NMP와 같은 극성 용매와 상용성을 가질 수 있다.
상기 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 단량체 단위는 전체 공중합체의 총 함량 100 mol%을 기준으로 20 내지 70 mol% 포함되는 것이 바람직할 수 있다. 이는 상기 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 단량체 단위의 함량이 70 mol%를 초과할 경우 지방족 탄화수소나 극성 단량체 단위 함량이 줄어들어 탄소나노튜브 슬러리 조성물의 점도가 높아지고 분산된 탄소 소재의 입도가 커질 수 있기 때문이다.
상기 시아노(CN), 피롤리돈(NC4H6O), 카르복실산(COOH), 카프로락탐(C5H10CNO), 모르폴린(C4H8NO) 및 옥사졸리돈(C3H4NO2)으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 극성 단량체 단위는 NMP와 같은 극성 용매에 상용성을 부여하는 역할을 한다.
예를 들어, 상기 시아노(CN), 피롤리돈(NC4H6O), 카르복실산(COOH), 카프로락탐(C5H10CNO), 모르폴린(C4H8NO) 및 옥사졸리돈(C3H4NO2)으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 극성 단량체 단위로 중합되는 단량체는 아크릴산(acrylic acid), 메타크릴산(methacrylic acid), 아크릴로니트릴(acrylonitrile), N-비닐피롤리돈(N-vinylpyrrolidone), N-비닐카프로락탐(N-vinyl caprolactam), 4-아크릴로일 몰르폴린(4-acryolyl morpholine), 3-아크릴로인-2-옥사졸리논(3-acryloyl-2-oxazolidinone) 또는 이들의 공중합체일 수 있다.
상기 극성 단량체 단위는 전체 공중합체의 총 함량 100 mol%을 기준으로 10 내지 60 mol% 포함되는 것이 바람직할 수 있다. 이는 상기 극성 단량체 단위가 전체 공중합체의 60 mol%를 초과하면 극성 용매와의 상용성이 지나치게 높아져 분산 후 상분리가 발생하고 분산된 탄소 소재의 입도가 커질 수 있기 때문이다.
본 발명에서 상기 공중합체는 합성 공정에 따라서 랜덤 또는 블록 공중합체일 수 있다.
본 발명에서 상기 공중합체의 수평균 분자량이 8,000 이상, 40,000 이하일 수 있다. 이는 상기 공중합체의 수평균 분자량이 8,000미만인 경우 분산제의 유동성이 커져서 탄소 소재의 재응집을 막아주는 능력이 저하될 수 있고, 수평균 분자량이 40,000 초과일 경우에는 사용하기에 점도가 지나치게 높은 문제가 있기 때문이다.
상기 분산제의 함량은 특별히 제한적인 것은 아니나, 바인더의 함량이 높아도 양극용 슬러리 조성물이 낮은 점도를 가져 양호한 흐름성을 보이고, 이러한 흐름성이 오랜 기간 지속될 수 있는 경시 안정성을 가지도록 하기 위해 상기 탄소나노튜브 100 중량부 대비 15 내지 30 중량부인 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 상기 탄소나노튜브 100 중량부 대비 25 중량부이다. 이는 상기 분산제의 함량이 상기 탄소나노튜브 100 중량부 대비 15 중량부 미만일 경우에는 본 발명의 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리의 저장 안정성이 현저히 떨어지는 문제가 있고, 상기 탄소나노튜브 100 중량부 대비 30 중량부를 초과할 경우에는 도 1에 나타난 바와 같이 전극의 부착력이 최소 요구 기준치(도 1의 붉은 점선)에 못 미치는 문제가 있다.
본 발명에서 상기 용매는 유기 용매로서, N-메틸피롤리돈을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 용매의 함량은 특별히 제한적인 것은 아니며, 본 발명의 양극용 슬러리 조성물이 적정 점도를 가지는 범위에서 적절하게 함량을 선택할 수 있다.
본 발명의 양극용 슬러리 조성물에서 상기 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리의 함량은 특별히 제한적인 것은 아니나, 양극용 슬러리 조성물 전체 중량 대비 21 내지 24 중량% 인 것이 바람직하다. 이는 상기 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리의 함량이 양극용 슬러리 조성물 전체 중량 대비 21 중량% 미만일 경우에는 도전재 함량이 적어 전기전도성이 지나치게 낮아지는 문제가 있고, 24 중량%를 초과할 경우에는 도전재 함량이 지나치게 높게 되어 탄소나노튜브 간에 서로 엉김현상으로 인하여 전지 성능이 오히려 떨어지는 문제점이 있기 때문이다.
본 발명에 따른 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물의 제조방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 탄소나노튜브, 바인더, 분산제 및 용매를 혼합하고 교반하여 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리을 생성한다. 이후, 양극용 활물질과 상기 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리를 혼합한 후 교반하여 최종적으로 본 발명에 따른 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물을 제조한다.
본 발명에 따른 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물은 최종 고형분의 함량이 기존의 양극용 슬러리 조성물에 비해 높으며, 고형분 함량에 비해 높은 흐름성과 경시 안정성을 가진다.
또한, 본 발명에 따른 양극용 슬러리 조성물을 이용하여 제조된 리튬이차전지는 기존의 양극용 슬러리 조성물을 이용하여 제조된 리튬이차전지에 비해 전기화학적 특성이 우수하다.
이하, 본 발명을 실시예를 통해 설명하도록 한다. 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 일 예에 지나지 않으며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
<실시예>
1. [실시예 1] 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리의 제조 : 분산제로 아크릴레이트 계열의 공중합체 이용
도전재인 다중벽 탄소나노튜브, 바인더인 PVDF 및 분산제인 아크릴레이트 계열의 공중합체(JDC-100, 한솔케미칼)를 하기 표 1에 나타난 조성으로 용매인 N-메틸피롤리돈(27.6g)에 혼합한 후 분산기를 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리를 제조하였다.
2. [실시예 2] 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리의 제조 : 분산제로 저분자 수소화니트릴부타디엔고무(HNBR) 이용
도전재인 다중벽 탄소나노튜브, 바인더인 PVDF 및 분산제인 분자량 40,000 이하의 저분자 수소화니트릴부타디엔고무(V5, 나노신소재)를 하기 표 1에 나타난 조성으로 용매인 N-메틸피롤리돈(27.6g)에 혼합한 후 분산기를 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리를 제조하였다.
탄소나노튜브 (g) 바인더(PVDF) (g) 분산제
(탄소나노튜브 중량 대비 %)
실시예 1 0.9 1.5 25
(분산제 : JDC-100)
실시예 2 0.9 1.5 25
(분산제 : V5)
2. [비교예] 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리의 제조 : 기존 분산제(분자량 140,000 ~ 200,000인 HNBR) 이용
다중벽 탄소나노튜브, 바인더인 PVDF 및 기존의 분산제인 분자량 140,000 ~ 200,000인 수소화니트릴부타디엔고무(HNBR)를 하기 표 2에 나타난 조성으로 용매인 N-메틸피롤리돈(27.6g)에 혼합한 후 분산기를 이용하여 비교예에 따른 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리를 제조하였다.
탄소나노튜브 (g) 바인더(PVDF) (g) 기존 분산제 :
분자량 140,000 ~ 200,000인 HNBR
(탄소나노튜브 중량 대비 %)
비교예 1 0.9 1.5 20
비교예 2 0.9 1.35 20
비교예 3 0.9 1.2 20
비교예 4 0.9 1.05 20
3. [실시예 3] 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물의 제조
준비된 양극용 활물질 NCM811 973.75g과 상기에서 제조된 실시예 1의 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리 300g을 혼합한 후, 하이 쉐어 믹서(High shear mixer)를 이용하여 4,000rpm 으로 15분 동안 교반하여 최종적으로 본 발명에 따른 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물을 제조하였다(실시예 3).
4. [실시예 4] 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물의 제조
준비된 양극용 활물질 NCM811 973.75g과 상기에서 제조된 실시예 2의 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리 300g을 혼합한 후, 하이 쉐어 믹서(High shear mixer)를 이용하여 4,000rpm 으로 15분 동안 교반하여 최종적으로 본 발명에 따른 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물을 제조하였다(실시예 4).
5. [비교예 5] 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물의 제조
기존 방식대로, 양극용 활물질 NCM811 974.2g, 다중벽 탄소나노튜브가 함유된 탄소나노튜브 슬러리(N-메틸피롤리돈 기반, 고형분 함량은 4%) 225g, PVDF를 함유한 바인더 용액(N-메틸피롤리돈 기반, 고형분 함량은 8%) 187.5g 및 분산제 아크릴계 공중합체(JDC-100, 한솔케미칼) 1.8g을 혼합한 후, 하이 쉐어 믹서(High shear mixer)를 이용하여 4,000rpm 으로 15분 동안 교반하여 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물을 제조하였다(비교예 5).
6. [비교예 6] 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물의 제조
기존 방식대로, 양극용 활물질 NCM811 974.2g, 다중벽 탄소나노튜브가 함유된 탄소나노튜브 슬러리(N-메틸피롤리돈 기반, 고형분 함량은 4%) 225g, PVDF를 함유한 바인더 용액(N-메틸피롤리돈 기반, 고형분 함량은 8%) 187.5g 및 분산제 분자량 40,000 이하의 저분자 수소화니트릴부타디엔고무(V5, 나노신소재) 1.8g을 혼합한 후, 하이 쉐어 믹서(High shear mixer)를 이용하여 4,000rpm 으로 15분 동안 교반하여 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물을 제조하였다(비교예 6).
<실험예>
실험예 1 : 흐름성 및 경시 안정성 시험
상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 4의 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리 샘플 각각에 대해 점도계(Brookfield DV2T Viscometer)를 이용하여 점도를 측정하였다. 점도 측정은 상기 각각의 샘플을 1000 ml 플라스틱 용기에 넣고, 교반기를 이용하여 600rpm으로 3분간 교반한 후, 교반된 샘플을 60 ml 플라스틱 튜브에 넣고 상기 점도계를 이용하여 점도를 측정하는 것으로 이루어졌으며(#64 spindle, 12rpm), 점도 측정 결과는 하기 표 3에 나타난 바와 같다.
또한, 상기 점도 측정 결과를 바탕으로 최초 점도 측정 시점의 흐름성을 '매우 좋음', '좋음', '보통' 및 '나쁨' 중 어느 하나로 표시하여 평가한 후, 1주일 경과 후, 다시 동일한 방법으로 점도를 측정하여 흐름성을 '매우 좋음', '좋음', '보통' 및 '나쁨' 중 어느 하나로 표시하여 경시 안정성을 평가하였으며, 그 결과는 하기 표 3에 나타난 바와 같다.
구분 최초 측정 점도
(cP) 		최초
흐름성 		1주일 경화 후
흐름성
실시예 1 3,000 좋음 좋음
실시예 2 2,500 매우 좋음 좋음
비교예 1 10,500 나쁨 나쁨
비교예 2 8,500 보통 나쁨
비교예 3 6,500 보통 나쁨
비교예 4 5,000 좋음 나쁨
상기 표 3에서 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리는 동일한 탄소나노튜브 및 PVDF 고형분 함량을 가진 비교예 1의 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리에 비해 낮은 점도를 가지고 있어, 상대적으로 훨씬 더 좋은 흐름성을 가지는 것을 확인할 수 있다.
또한, 비교예 1 내지 4의 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리는 바인더(PVDF)의 고형분 함량을 낮추더라도 대체적으로 본 발명의 실시예 1 및 2에 비해 높은 점도를 가지며, 시간이 경과함에 따라 흐름성이 급격히 나빠져 경시 안정성이 좋지 못함을 알 수 있다. 반면, 본 발명의 실시예 1 및 2의 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리는 시간이 경과하여도 흐름성의 저하가 거의 없음을 확인할 수 있다.
실험예 2 : 양극용 슬러리 조성물의 고형분 함량 측정
상기 실시예 3, 4 및 비교예 5, 6의 양극용 슬러리 조성물 샘플 각각을 건조 용기에 담아 오븐에서 200℃로 8시간 동안 건조시켜 고형분의 함량을 측정하였으며, 그 결과는 하기의 표 4에 나타난 바와 같다.
고형분 함량
(Solid content of slurry, 중량%)
실시예 3 78.37
실시예 4 78.37
비교예 5 72.02
비교예 6 72.02
상기 표 4에서 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따른 실시예 3, 4의 양극용 슬러리 조성물이 비교예 5, 6의 양극용 슬러리 조성물에 비해 더 높은 고형분 함량을 가지는 것을 알 수 있으며, 이는 곧 본 발명에 따른 양극용 슬러리 조성물을 사용할 경우 건조시간의 단축이 가능하여 전지의 생산 속도를 높일 수 있고, 고용량의 전극을 제조할 수 있음을 의미한다.
이상에 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술할 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (16)

  1. 양극용 활물질 및 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리를 혼합하여 제조되되,
    상기 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리는 탄소나노튜브, 바인더 및 분산제를 용매에 넣고 혼합하여 제조된 것인 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브는 다중벽 탄소나노튜브인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브의 함량은 상기 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리 전체 중량 대비 2.15 내지 3 중량% 인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 바인더는 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF), 폴리비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVdF-co-HFP), 폴리비닐알코올, 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 폴리머(EPDM), 술폰화-EPDM, 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 불소고무 또는 이들의 다양한 공중합체인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 바인더의 함량은 상기 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리 전체 중량 대비 4 내지 6 중량% 인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 분산제는 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 단량체 단위 및 탄소수 5 내지 22의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소를 포함하는 아크릴레이트 계열의 단량체 단위를 포함하는 공중합체인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 단량체 단위는 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 아크릴레이트 계열의 단량체 단위 및 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 비닐 계열의 단량체 단위로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 공중합체는 시아노(CN), 피롤리돈(NC4H6O), 카르복실산(COOH), 카프로락탐(C5H10CNO), 모르폴린(C4H8NO) 및 옥사졸리돈(C3H4NO2)으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 극성 단량체 단위를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 공중합체는 상기 공중합체 총 함량 100 mol%를 기준으로, 20 내지 70 mol%의 상기 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 아크릴레이트 계열의 단량체 단위 및 치환되거나 치환되지 않은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 비닐 계열의 단량체 단위로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 단량체 단위,
    20 내지 70 mol%의 상기 탄소수 5 내지 22의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소를 포함하는 아크릴레이트 계열의 단량체 단위 및
    10 내지 60 mol%의 시아노(CN), 피롤리돈(NC4H6O), 카르복실산(COOH), 카프로락탐(C5H10CNO), 모르폴린(C4H8NO) 및 옥사졸리돈(C3H4NO2)으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 극성 단량체 단위를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 공중합체의 수평균 분자량이 8,000 이상, 40,000 이하인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 분산제는 분자량 40,000 이하의 저분자 수소화니트릴부타디엔고무(HNBR)인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 분산제의 함량은 상기 탄소나노튜브 100 중량부 대비 15 내지 30 중량부 인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 양극용 활물질은 니켈의 함량이 70 중량% 이상인 양극용 활물질인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 1액형 탄소나노튜브-바인더 슬러리의 함량은 양극용 슬러리 조성물 전체 중량 대비 21 내지 24 중량% 인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 용매는 N-메틸피롤리돈인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지의 양극용 슬러리 조성물.
  16. 제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항의 양극용 슬러리 조성물을 이용하여 제조되는 양극을 포함하는 리튬이차전지.
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