KR20230165371A - 리튬 이온 이차 전지, 배터리 셀, 부극판 및 리튬 이온 이차 전지를 포함하는 장치 - Google Patents

리튬 이온 이차 전지, 배터리 셀, 부극판 및 리튬 이온 이차 전지를 포함하는 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230165371A
KR20230165371A KR1020237040630A KR20237040630A KR20230165371A KR 20230165371 A KR20230165371 A KR 20230165371A KR 1020237040630 A KR1020237040630 A KR 1020237040630A KR 20237040630 A KR20237040630 A KR 20237040630A KR 20230165371 A KR20230165371 A KR 20230165371A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current collector
negative electrode
layer
positive electrode
electrode current
Prior art date
Application number
KR1020237040630A
Other languages
English (en)
Inventor
신 리우
치선 후앙
시웬 왕
시앙후이 리우
지아 펑
밍링 리
창리앙 셩
Original Assignee
컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드 filed Critical 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드
Publication of KR20230165371A publication Critical patent/KR20230165371A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/665—Composites
    • H01M4/667—Composites in the form of layers, e.g. coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/651—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by parameters specified by a numeric value or mathematical formula, e.g. ratios, sizes or concentrations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/654—Means for temperature control structurally associated with the cells located inside the innermost case of the cells, e.g. mandrels, electrodes or electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • H01M4/662—Alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/663—Selection of materials containing carbon or carbonaceous materials as conductive part, e.g. graphite, carbon fibres
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/668—Composites of electroconductive material and synthetic resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/027—Negative electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0025—Organic electrolyte
    • H01M2300/0028—Organic electrolyte characterised by the solvent
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

본 출원은 리튬 이온 이차 전지, 배터리 셀, 부극판 및 리튬 이온 이차 전지를 포함하는 장치에 관한 것으로, 리튬 이온 이차 전지는 배터리 셀과 전해액을 포함하고, 배터리 셀은 정극판, 분리막 및 부극판을 포함하며, 정극판은 정극 집전체 및 정극 집전체의 표면에 설치된 정극 활성 물질층을 포함하며, 부극판은 부극 집전체 및 부극 집전체의 표면에 설치된 부극 활성 물질층을 포함하며, 정극 집전체 및/또는 부극 집전체는 복합 집전체이고, 복합 집전체는 고분자 재료 기반 지지층 및 지지층의 적어도 하나의 표면애 설치된 전도층을 포함하며, 복합 집전체의 열전도율은 0.01W/(m·K) ~ 10W/(m·K)이고, 바람직하게는 0.1W/(m·K) ~ 2W/(m·K)이다.

Description

리튬 이온 이차 전지, 배터리 셀, 부극판 및 리튬 이온 이차 전지를 포함하는 장치{LITHIUM ION SECONDARY BATTERY, BATTERY CELL, NEGATIVE ELECTRODE POLE PIECE, AND DEVICE CONTAINING LITHIUM ION SECONDARY BATTERY}
본 출원은 2019년 05월 31일에 출원되고, 발명의 명칭이 “리튬 이온 이차 전지, 배터리 셀 및 부극판”인 중국 특허 출원 201910472635.4의 우선권을 주장하며, 상기 출원의 전체 내용은 본원에 참조로 인용되었다.
본 출원은 이차 전지 기술 분야에 속하며, 더욱 상세하게는 리튬 이온 이차 전지, 배터리 셀, 부극판 및 리튬 이온 이차 전지를 포함하는 장치에 관한 것이다.
리튬 이온 이차 전지는 높은 충방전 성능이 있고, 기억 효과가 없으며, 친환경적이기에, 널리 사용되고 있다. 하지만 저온 조건에서, 리튬 이온 이차 전지의 동력학적 성능이 일반적으로 떨어지고, 심한 경우에는 부극에서 리튬이 석출되기에, 리튬 이온 이차 전지의 전기화학적 성능 및 안전 성능에 큰 영향을 미치게 된다.
배터리의 저온에서의 동력학적 성능을 개선하여, 배터리가 양호한 저온 전기화학적 성능 및 안전 성능을 갖도록 하는 것을 목적으로 한다. 또한, 당해 복합 집전체는 전통적인 금속 집전체에 비해 중량이 작기에, 배터리의 중량 에너지 밀도도 향상시키는 것을 다른 목적으로 한다.
제1 양태에 있어서, 본 출원은 리튬 이온 이차 전지를 제공하는 바, 당해 리튬 이온 이차 전지는 배터리 셀과 전해액을 포함하고, 배터리 셀은 정극판, 분리막 및 부극판을 포함하고, 정극판은 정극 집전체 및 정극 집전체의 표면에 설치된 정극 활성 물질층을 포함하며, 부극판은 부극 집전체 및 부극 집전체의 표면에 설치된 부극 활성 물질층을 포함하며, 정극 집전체 및/또는 부극 집전체는 복합 집전체이고, 복합 집전체는 고분자 재료 기반 지지층 및 지지층의 적어도 하나의 표면에 설치된 전도층을 포함하며, 복합 집전체의 열전도율은 0.01W/(m·K) ~ 10W/(m·K)이고, 바람직하게는 0.1W/(m·K) ~ 2W/(m·K)이다.
제2 양태에 있어서, 본 출원은 배터리 셀을 제공하는 바, 당해 배터리 셀은 리튬 이온 이차 전지에 사용되고, 정극판, 분리막 및 부극판을 포함하고, 정극판은 정극 집전체 및 정극 집전체의 표면에 설치된 정극 활성 물질층을 포함하며, 부극판은 부극 집전체 및 부극 집전체의 표면에 설치된 부극 활성 물질층을 포함하며, 정극 집전체 및/또는 부극 집전체는 복합 집전체이고, 복합 집전체는 고분자 재료 기반 지지층 및 지지층의 적어도 하나의 표면에 설치된 전도층을 포함하며, 복합 집전체의 열전도율은 0.01W/(m·K) ~ 10W/(m·K)이고, 바람직하게는 0.1W/(m·K) ~ 2W/(m·K)이다.
제3 양태에 있어서, 본 출원은 부극판을 제공하는 바, 당해 부극판은 리튬 이온 이차 전지에 사용되고, 부극 집전체 및 부극 집전체의 표면에 설치된 부극 활성 물질층을 포함하며, 부극 집전체는 복합 집전체이고, 복합 집전체는 고분자 재료 기반 지지층 및 지지층의 적어도 하나의 표면에 설치된 전도층을 포함하며, 복합 집전체의 열전도율은 0.01W/(m·K) ~ 10W/(m·K)이고, 바람직하게는 0.1W/(m·K) ~ 2W/(m·K)이다.
제4 양태에 있어서, 본 출원은 본 출원의 제1 양태에 따른 리튬 이온 이차 전지를 포함하는 장치를 제공한다.
놀랍게도, 본 출원에서 제공되는 리튬 이온 이차 전지 중에 복합 집전체를 사용하고, 당해 복합 집전체가 고분자 재료 기반 지지층 및 지지층의 적어도 하나의 표면에 설치된 전도층을 포함하는 것에 의해, 복합 집전체의 열전도율을 전통적인 금속 집전체보다 훨씬 낮도록 할 수 있다는 것을 발견하였다 （알루미늄박 집전체의 열전도율은 218W/(m·K)이고, 동박 집전체의 열전도율은 381W/(m·K)이다）. 당해 복합 집전체를 사용하는 배터리가 저온 환경에서 작동할 경우, 환경 온도의 영향을 덜 받고, 배터리 자체에서 발생하는 열이 빠르게 발산되지 않아, 저온 환경에서의 리튬 이온 이차 전지가 배터리 셀 내부의 적합한 작동 온도를 유지하는 데 유리하다. 따라서, 배터리의 저온에서의 동력학적 성능을 개선하여, 배터리가 양호한 저온 전기화학적 성능 및 안전 성능을 갖도록 한다. 또한, 당해 복합 집전체는 전통적인 금속 집전체에 비해 중량이 작기에, 배터리의 중량 에너지 밀도도 향상시킬 수 있다.
본 출원의 장치는 본 출원에서 제공되는 리튬 이온 이차 전지를 포함하기에, 적어도 상술한 리튬 이온 이차 전지와 동일한 장점을 갖는다.
본 출원 실시예의 기술안을 보다 명확하게 설명하기 위해, 이하에서는 본 출원 실시예에 사용될 첨부 도면을 간략하게 소개한다. 본 발명이 속한 기술분야의 당업자는 창의적인 작업 없이 이러한 첨부 도면을 기반으로 다른 첨부 도면을 획득할 수 있다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 복합 집전체의 구조도이다.
도 2는 본 출원의 다른 일 실시예에 따른 복합 집전체의 구조도이다.
도 3은 본 출원의 다른 일 실시예에 따른 복합 집전체의 구조도이다.
도 4는 본 출원의 다른 일 실시예에 따른 복합 집전체의 구조도이다.
도 5는 본 출원의 다른 일 실시예에 따른 복합 집전체의 구조도이다.
도 6은 본 출원 실시예에서 제공되는 리튬 이온 이차 전지의 모식도이다.
도 7은 본 출원 실시예에서 제공되는 배터리 모듈의 모식도이다.
도 8은 본 출원 실시예에서 제공되는 배터리 팩의 모식도이다.
도 9는 도 8의 분해도이다.
도 10은 본 출원 실시예에서 제공되는 장치의 모식도이다.
본 출원의 발명 목적, 기술안 및 유익한 기술적 효과를 보다 명확하게 설명하기 위해, 이하에서는 실시예와 결합하여 본 출원을 상세하게 설명한다. 명세서에 기재된 실시예는 단지 본 출원을 설명하기 위해 구성되며 본 출원을 제한하는 것이 않임을 이해해야 한다.
단순화를 위해, 여기에서는 일부 수치 범위 만 명확히 설명한다. 하지만, 임의의 하한은 임의의 상한과 결합하여 지정되지 않은 범위를 형성할 수 있고, 임의의 하한은 다른 하한과 결합하여 지정되지 않은 범위를 형성할 수 있으며, 마찬가지로 임의의 상한은 다른 상한과 결합하여 지정되지 않은 범위를 형성 할 수 있다. 또한 명확하게 기재되지는 않았지만, 범위의 끝점 사이의 모든 포인트 또는 단일 값은 모두 이 범위 내에 포함된다. 따라서, 각 포인트 또는 단일 값은, 자체의 하한 또는 상한으로 사용되어 다른 포인트 또는 단일 값과 결합하거나 다른 하한 또는 상한과 결합하여 지정되지 않은 범위를 형성할 수 있다.
본 명세서의 설명에서, 달리 명시되지 않는 한, "이상", "이하"는 지정 수치를 포함하고, "하나 또는 복수(하나 이상)"중의 "복수"는 둘 이상을 의미함을 유의해야 한다.
본 출원의 전술한 발명의 내용은 본 출원 중의 모든 개시된 실시형태 또는 실현방식을 설명하기 위한 것이 아니다. 다음 설명은 예시적인 실시형태를 보다 구체적으로 예시한다. 본 출원의 여러 위치에서, 다양한 조합으로 사용될 수 있는 일련의 실시예를 통해 지침을 제공한다. 각 예에 있어서, 열거는 대표로만 사용되며 전체로 해석되어서는 안된다.
리튬 이온 이차 전지
본 출원 실시예는 리튬 이온 이차 전지를 제공하는 바, 리튬 이온 이차 전지는 배터리 셀과 전해액을 포함하고, 배터리 셀과 전해액은 외부 패키지 중에 밀봉되어 있을 수 있다.
본 출원 실시예는 또한 리튬 이온 이차 전지에 사용되는 배터리 셀을 제공한다. 배터리 셀은 정극판, 분리막 및 부극판을 포함한다. 구체적으로, 배터리 셀은 정극판, 부극판 및 분리막을 동시에 적층 또는 권취하여 형성될 수 있으며, 분리막은 정극판과 부극판 사이에 위치하여, 격리 역할을 발휘한다.
정극판은 정극 집전체 및 정극 집전체에 설치된 정극 활성 물질층을 포함하고, 정극 활성 물질층은 정극 활성 물질을 포함한다. 부극판은 부극 집전체 및 부극 집전체에 설치된 부극 활성 물질층을 포함하고, 부극 활성 물질층은 부극 활성 물질을 포함한다. 리튬 이온이 정극 활성 물질과 부극 활성 물질 사이에서 왕복으로 삽입과 탈리하는 것을 통하여, 리튬 이온 이차 전지의 충전과 방전을 실현한다.
배터리 셀의 정극 집전체 및/또는 부극 집전체는 복합 집전체이다.
도 1은 본 출원의 일 예에 따른 복합 집전체 (10)의 구조도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 복합 집전체 (10)는 적층 설치된 고분자 재료 기반 지지층 (101) 및 전도층 (102)을 포함한다. 여기서, 지지층 (101)은 자체의 두께 방향에서 서로 대향하는 제1 표면 (101a) 및 제2 표면 (101b)을 포함하고, 전도층 (102)은 지지층 (101)의 제1 표면 (101a)과 제2 표면 (101b)에 설치된다. 전도층 (102)이 또한 지지층 (101)의 제1 표면 (101a) 또는 제2 표면 (101b)에 설치됨은 이해해야 할 것이다.
본 출원 실시예의 리튬 이온 이차 전지에 있어서, 배터리 셀의 정극 집전체 및/또는 부극 집전체는 복합 집전체 (10)이고, 복합 집전체 (10)는 고분자 재료 기반 지지층 (101) 및 지지층 (101)의 적어도 하나의 표면에 설치된 전도층 (102)을 포함하며, 복합 집전체 (10)의 열전도율이 0.01W/(m·K) ~ 10W/(m·K)이다. 전통적인 금속 집전체에 비해, 복합 집전체 (10)의 열전도율이 현저히 감소되기에, 당해 복합 집전체가 사용된 배터리는 저온 환경에서 작동할 시, 환경 온도 영향을 덜 받고, 배터리 자체에서 발생하는 열은 빠르게 발산되지 않는다. 이는 저온 환경에서 리튬 이온 이차 전지가 배터리 셀 내부의 적합한 작동 온도를 유지하는 데 유리하기에, 배터리의 저온에서의 동력학적 성능을 개선하여, 배터리가 양호한 저온 전기화학적 성능 및 안전 성능을 갖도록 한다.
복합 집전체 (10)의 열전도율은 10W/(m·K) 이하로서, 배터리가 저온에서 양호한 동력학적 성능을 갖도록 보장하기에, 전체 배터리의 저온 전기화학적 성능을 개선함과 동시에, 부극에서 발생하는 저온 리튬 석출을 효과적으로 억제할 수 있다. 복합 집전체 (10)의 열전도율이 0.01W/(m·K) 이상일 경우, 지지층 (101)이 얇은 두께를 갖도록 하는 데 유리하고, 따라서 배터리의 체적 에너지 밀도와 중량 에너지 밀도를 개선할 수 있다. 바람직하게는, 복합 집전체 (10)의 열전도율이 0.1W/(m·K) ~ 2W/(m·K)이다.
복합 집전체 (10)의 열전도율은, 전도층 (102)의 두께 D1, 전도층 (102)의 재료, 지지층 (101)의 두께 D2, 지지층 (101)의 재료, 전도층 (102)의 제조 공정 조건 （예를 들어, 증착 공정에 의해 전도층 (102)을 제조할 때의 증착 속도, 증착 온도, 냉각 속도 등）, 전도층 (102)과 지지층 (101) 사이의 결합력 등과 같은 요인의 영향을 받는다. 전술한 요인 중 하나 이상을 조정하는 것을 통하여, 복합 집전체 (10)의 열전도율을 개선할 수 있다.
또한, 복합 집전체 (10)의 지지층 (101)은 또한 전도층 (102)에 대해 효화적인 지지를 형성하고, 복합 집전체 (10)의 전체적인 강도를 보장하기에, 알루미늄박, 동박 등과 같은 전통적인 금속 집전체에 비해, 전도층 (102)의 두께가 현저히 감소될 수 있으며, 쉽게 파단되지 않는다. 전통적인 금속 집전체에 비해, 전도층 (102)의 두께가 현저히 감소하고, 지지층 (101)의 밀도가 금속의 밀도보다 작기에, 전도층 (102)이 양호한 전도성과 집전 성능을 갖도록 하고, 배터리 셀 및 리튬 이온 이차 전지 중량의 감소에 유리하며, 배터리의 에너지 밀도가 향상되도록 한다.
일부 실시예에 있어서, 전도층 (102)의 두께 D1은 바람직하게는 30nm≤D1≤3μm이다. 전도층 (102)의 두께 D1은 적당한 범위 내에서 전도층 (102)이 높은 전도성과 집전 성능을 갖도록 하는 것을 통하여, 리튬 이온 이차 전지가 낮은 임피던스를 갖도록 하고, 배터리 분극을 감소시키기에, 리튬 이온 이차 전지의 전기화학적 성능을 향상시키며, 리튬 이온 이차 전지가 높은 레이트 성능 및 사이클 성능을 갖도록 한다. 동시에, 당해 전도층 (102)이 가공 및 사용 과정에서 쉽게 파단되지 않으므로, 복합 집전체 (10)가 높은 기계적 안정성 및 작업 안정성을 갖도록 하며, 배터리 셀 및 리튬 이온 이차 전지의 사용 수명을 향상시키는 데 유리하다.
전도층 (102)의 두께 D1을 작게 하는 것을 통하여, 리튬 이온 이차 전지에서 발생하는 볼트 관통 등과 같은 비정상적인 조건 하에서, 전도층 (102)에서 생성되는 버얼 (Burr)을 적게 하고, 생성되는 금속 버얼 (Burr)과 대전극이 접촉되는 리스크를 감소시키며, 리튬 이온 이차 전지의 안전 성능을 향상시킨다.
또한, 두께가 얇은 전도층 (102)을 지지층 (101)의 표면에 설치하는 것을 통하여, 복합 집전체 (10)의 중량을 현저히 감소시키고, 따라서 리튬 이온 이차 전지의 중량을 감소시키는 데 유리하며, 리튬 이온 이차 전지의 에너지 밀도를 현저히 향상시킬 수 있다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 전도층 (102)의 두께 D1은 ≤3μm, ≤2.5μm, ≤2μm, ≤1.8μm, ≤1.5μm, ≤1.2μm, ≤1μm, ≤900nm, ≤750nm, ≤450nm, ≤250nm, 또는 ≤100nm일 수 있고, 더 나아가 ≥30nm, ≥80nm, ≥100nm, ≥150nm, ≥300nm, ≥400nm, ≥600nm, ≥800nm, ≥1μm, 또는 ≥1.6μm일 수 있다. 바람직하게는, 300nm≤D1≤2μm이다. 더욱 바람직하게는, 500nm≤D1≤1.5μm이다. 특히 바람직하게는, 800nm≤D1≤1.2μm이다.
“전도층 (102)의 두께 D1”은 지지층 (101)의 일측의 전도층 (102)의 두께를 이미한다.
전도층 (102)은 금속 재료, 탄소 기반 전도성 재료 및 전도성 고분자 재료 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 금속 재료는 알루미늄, 알루미늄 합금, 동, 동 합금, 니켈, 니켈 합금, 철, 철 합금, 티타늄, 티타늄 합금, 은 및 은 합금 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 예를 들어 알루미늄, 동, 니켈, 철, 티타늄, 은, 니켈 동 합금 및 알루미늄 지르코늄 합금 중 하나 이상을 포함한다.
일부 실시예에 있어서, 탄소 기반 전도성 재료는 흑연, 초전도 탄소, 아세틸렌 블랙, 카본 블랙, 케첸 블랙, 카본 도트, 카본 나노 튜브, 흑그래핀 및 카본 나노 섬유 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 전도성 고분자 재료는 폴리 질화황계, 지방족 공액 폴리머, 방향족 고리 공액 폴리머 및 방향족 헤테로 고리 공액 폴리머 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예로서, 전도성 고분자 재료는 폴리 아세틸렌, 폴리 페닐렌, 폴리 피롤, 폴리 아세틸렌, 폴리 아닐린, 폴리 티오펜 및 폴리 피리딘 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 도핑에 의해 전도성 고분자 재료의 전자 비편재화를 증가시키여, 전도율을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 복합 집전체 (10)가 정극 집전체로 사용될 경우, 전도층 (102)은 바람직하게는 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함한다. 여기서, 알루미늄 합금 중 알루미늄 원소의 중량 백분율은 바람직하게는 80wt% 이상이고, 더욱 바람직하게는 90wt% 이상이다. 복합 집전체 (10)가 부극 집전체로 사용될 경우, 전도층 (102)은 바람직하게는 동 또는 동 합금을 포함한다. 여기서, 동 합금 중 동 원소의 중량 백분율은 바람직하게는 80wt% 이상이고, 더욱 바람직하게는 90wt% 이상이다.
일부 실시예에 있어서, 전도층 (102)의 체적 저항률은 바람직하게는 8.0×10-8Ω·m 이하이다. 이는 전도층 (102)이 우수한 전도성과 집전 성능을 갖도록 하는 데 유리하고, 따라서 리튬 이온 이차 전지의 레이트 성능 및 사이클 성능을 향상시킬 수 있다.
더 나아가, 복합 집전체 (10)가 정극 집전체로 사용될 경우, 전도층 (102)의 체적 저항률은 바람직하게는 3.2×10-8Ω·m ~ 7.8×10-8Ω·m 이다. 복합 집전체 (10)가 부극 집전체로 사용될 경우, 전도층 (102)의 체적 저항률은 바람직하게는 1.65×10-8Ω·m ~ 3.3×10-8Ω·m이다. 이는 전도층 (102)이 우수한 전도성과 집전 성능을 가짐과 동시에, 전기화학 장치가 또한 저 임피던스를 가지고 배터리 분극이 감소되도록 하는 데 유리하며, 따라서 리튬 이온 이차 전지가 높은 레이트 성능 및 사이클 성능을 겸비하도록 할 수 있다. 특히, 당해 복합 집전체 (10)를 사용하는 리튬 이온 이차 전지는 저온 조건에서의 동력학적 성능이 더욱 개선되며, 배터리가 양호한 저온 레이트 성능 등 저온 전기화학적 성능을 가지도록 한다.
일부 실시예에 있어서, 지지층 (101)의 두께 D2는 바람직하게는 1μm≤D2≤30μm이다. 지지층 (101)의 두께 D2가 적당한 범위 내에 있으면, 배터리 셀 및 리튬 이온 이차 전지에 대한 지지층 (101)의 보온 축열 기능을 잘 발휘할 수 있고, 리튬 이온 이차 전지의 저온 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 지지층 (101)이 높은 기계적 강도를 가지도록 보장할 수 있고, 가공 및 사용 과정에서 파단이 쉽게 발생하지 않고, 전도층 (102)에 대해 양호한 지지와 보호 역할을 발휘하며, 복합 집전체 (10)의 기계적 안정성 및 작업 안정성을 향상시킨다. 당해 지지층 (101)은 또한 리튬 이온 이차 전지가 작은 체적과 낮은 중량을 가지도록 하기에, 리튬 이온 이차 전지의 체적 에너지 밀도와 중량 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 지지층 (101)의 두께 D2는 ≤30μm, ≤25μm, ≤20μm, ≤18μm, ≤15μm, ≤12μm, ≤10μm, 또는 ≤8μm일 수 있고, 더 나아가 ≥16μm, ≥9μm, ≥7μm, ≥6μm, ≥5μm, ≥4μm, ≥3μm, ≥2μm, ≥1.5μm, 또는 ≥1μm일 수 있다. 바람직하게는, 1nm≤D2≤20μm이다. 바람직하게는, 1μm≤D2≤15μm이다. 바람직하게는, 1μm≤D2≤10μm이다. 바람직하게는, 1μm≤D2≤8μm이다. 바람직하게는, 2μm≤D2≤8μm이다.
일부 실시예에 있어서, 바람직하게는, 지지층 (101)의 영률 E≥2GPa이다. 이는 지지층 (101)이 강성을 가지도록 하여, 전도층 (102)에 대한 지지층 (101)의 높은 지지 역할을 충족하고, 복합 집전체 (10)의 전체적인 강도를 확보할 수 있을뿐만아니라, 지지층 (101)이 복합 집전체 (10)의 가공 과정에서 과도하게 연신 또는 변형되지 않도록 하며, 지지층 (101) 및 전도층 (102)이 끊어지는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다. 또한 지지층 (101)과 전도층 (102) 사이의 결합 견고도가 더욱 높아, 전도층 (102)이 쉽게 박리되지 않도록 하며, 복합 집전체 (10)의 기계적 안정성 및 작업 안정성을 향상시키며, 따라서 리튬 이온 이차 전지의 성능이 향상되도록 한다.
더 나아가, 지지층 (101)의 영률 E는 바람직하게는 2GPa≤E≤20GPa이다. 예를 들어 E는 2GPa, 3GPa, 4GPa, 5GPa, 6GPa, 7GPa, 8GPa, 9GPa, 10GPa, 11GPa, 12GPa, 13GPa, 14GPa, 15GPa, 16GPa, 17GPa, 18GPa, 19GPa, 20GPa이다. 이는 지지층 (101)이 강성을 가짐과 동시에 적당한 유연성을 겸비하도록 하며, 지지층 (101) 및 이를 이용한 복합 집전체 (10)가 가공 과정에서 권취를 진행할 수 있는 유연성을 가지도록 보장한다.
지지층 (101)은 고분자 재료 중 하나 이상을 포함한다. 일부 실시예에 있어서, 고분자 재료는 폴리 아미드계, 폴리 이미드계, 폴리 에스터계, 폴리 올레핀계, 폴리 알킨계, 실록산 폴리머, 폴리 에테르계, 폴리올계, 폴리 설폰계, 다당류 폴리머, 아미노산류 폴리머, 폴리 질화황계, 방향족 고리 폴리머, 방향족 헤테로 고리 폴리머, 에폭시 수지, 페놀 수지, 상술한 재료의 유도체, 상술한 재료의 가교체 및 상술한 재료의 공중합체 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 고분자 재료는 폴리 카프로 락탐 （나일론6으로 알려짐）, 폴리 헥사 메틸렌 아디파미드 （나일론66으로 알려짐）, 폴리 p- 페닐렌 테레프탈 아미드（PPTA）, 폴리 메타 페닐 렌 이소프 탈 아미드 （PMIA）, 폴리 에스터계는 폴리 에틸렌 테레프탈레이트 （PET）, 폴리 부틸렌 테레프탈레이트 （PBT）, 폴리 에틸렌 나프탈레이트 （PEN）, 폴리 카보네이트 （PC）, 폴리 에틸렌 （PE）, 폴리 프로필렌 （PP）, 폴리 에틸렌 프로필렌 （PPE）, 폴리 비닐 알코올 （PVA）, 폴리 스티렌 （PS）, 폴리 염화 비닐 （PVC）, 폴리 비닐 리덴 플루오라이드 （PVDF）, 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 （PTEE）, 폴리 스티렌 설포네이트 나트륨 （PSS）, 폴리 아세틸렌, 실리콘 고무, 폴리 옥시 메틸렌 （POM）, 폴리 페닐렌 에테르 （PPO）, 폴리 페닐렌 설파이드 （PPS）, 폴리 에틸렌 글리콜 （PEG）, 셀룰로오스, 전분, 단백질, 폴리 페닐렌, 폴리 피롤（PPy）, 폴리 아닐린（PAN）, 폴리 티오펜（PT）, 폴리 피리딘（PPY）, 아크릴로 니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체（ABS）, 상술한 재료의 유도체, 상술한 재료의 가교체 및 상술한 재료의 공중합체 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 지지층 (101)은 또한 첨가제를 포함할 수 있고, 첨가제는 금속 재료 및 무기 비금속 재료 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 금속 재료 첨가제는 예를 들어 알루미늄, 알루미늄 합금, 동, 동 합금, 니켈, 니켈 합금, 티타늄, 티타늄 합금, 철, 철 합금, 은 및 은 합금 중 하나 이상이다.
일부 실시예에 있어서, 무기 비금속 재료 첨가제는 예를 들어 탄소 기반 재료, 산화 알루미늄, 이산화 규소, 질화 규소, 탄화 규소, 질화 붕소, 규산염 및 산화 티타늄 중 하나 이상이며, 예를 들어 유리 재료, 세라믹 재료 및 세라믹 복합 재료 중 하나 이상이다. 탄소 기반 재료 첨가제는 예를 들어 흑연, 초전도 탄소, 아세틸렌 블랙, 카본 블랙, 케첸 블랙, 카본 도트, 카본 나노 튜브, 그래핀 및 카본 나노 섬유 중 하나 이상이다.
일부 실시예에 있어서, 첨가제는 금속 재료에 의해 코팅된 탄소 기반 재료를 더 포함할 수 있다. 예를 들어 니켈에 의해 코팅된 흑연 분말 및 니켈에 의해 코팅된 탄소 섬유 중 하나 이상일 수 있다
일부 바람직한 실시예에 있어서, 지지층 (101)은 절연 고분자 재료 및 절연 고분자 기반 복합 재료 중 하나 이상을 사용한다. 당해 지지층 (101)의 체적 저항률이 높기에, 리튬 이온 이차 전지의 안전 성능을 향상시키는 데 유리하다.
바람직하게는, 지지층 (101)은 폴리 에틸렌 테레프탈레이트 （PET）, 폴리 부틸렌 테레프탈레이트 （PBT）, 폴리 에틸렌 나프탈레이트 （PEN）, 폴리 스티렌 설포네이트 나트륨 （PSS） 및 폴리 이미드 （PI） 중 하나 이상을 포함한다.
지지층 (101) 은 단층 구조일 수 있고, 또한 2층, 3층, 4층 등과 같은 2층 이상의 복합층 구조일 수 있다. 도 2는 본 출원의 일 예에 따른 복합층 구조 지지층 (101)을 사용한 복합 집전체 (10)의 구조도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 지지층 (101)은 제1 서브 층 (1011), 제2 서브 층 (1012) 및 제3 서브 층 (1013)이 적층 설치되어 형성된 복합층 구조이다. 복합층 구조의 지지층 (101)은 서로 대향하는 제1 표면 (101a) 및 제2 표면 (101b)을 포함하며, 전도층 (102)은 지지층 (101)의 제1 표면 (101a) 및 제2 표면 (101b)에 적층 설치된다. 물론, 전도층 (102)은 지지층 (101)의 제1 표면 (101a)에만 설치될 수도 있고, 또한 지지층 (101)의 제2 표면 (101b)에만 설치될 수도 있다.
지지층 (101)이 2층 이상의 복합층 구조일 경우, 각 서브 층의 재료는 동일하거나 상이할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 복합 집전체 (10)는 선택적으로 보호층을 더 포함할 수 있다. 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 보호층은 전도층 (102)과 지지층 (101) 사이에 설치된 제1 보호층 (103), 및/또는, 전도층 (102)의 지지층 (101)과 배향하는 표면에 설치된 제2 보호층 (104)을 포함할 수 있다. 보호층은 전도층 (102)을 보호하여, 전도층 (102)에서 화학적 부식 또는 기계적 파괴 등 손상이 발생하는 것을 방지하고, 복합 집전체 (10)가 높은 작업 안정성 및 사용 수명을 가지도록 보장하며, 따라서 리튬 이온 이차 전지가 안전 성능 및 전기화학적 성능을 가지도록 하는 데 유리하다. 또한, 보호층은 복합 집전체 (10)의 강도를 향상시킬 수 있다.
도 3 내지 도 5는 지지층 (101)의 일면에 전도층 (102)과 보호층이 배치됨을 나타내지만, 다른 실시예에 있어서, 지지층 (101)의 서로 대향하는 두 개의 표면에 각각 전도층 (102)을 배치할 수도 있으며, 이때 임의의 하나 또는 두 개의 전도층 (102)과 지지층 (101) 사이에 제1 보호층 (103)을 배치하고, 및/또는, 임의의 하나 또는 두 개의 전도층 (102)의 지지층 (101)과 배향하는 표면에 제2 보호층 (104)을 배치할 수도 있음을 이해해야 할 것이다.
제1 보호층 (103)과 제2 보호층 (104)은 각각 독립적으로 금속, 금속 산화물 및 전도성 탄소 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 여기서, 금속 재료의 보호층은 금속 보호층이고, 금속 산화물 재료의 보호층은 금속 산화물 보호층이다.
금속은 예를 들어 니켈, 크롬, 니켈 기반 합금 및 동 기반 합금 중 하나 이상이다. 전술한 니켈 기반 합금은 순수한 니켈을 베이스로 하고 하나 이상의 다른 원소를 추가하여 구성된 합금으로서, 바람직하게는 니켈-크롬 합금이다. 니켈-크롬 합금은 금속 니켈과 금속 크롬으로 형성된 합금으로서, 선택적으로, 니켈-크롬 합금 중 니켈과 크롬의 중량비는 1:99 ~ 99:1인 바, 예를 들어 9:1이다. 전술한 동 기반 합금은 순수한 동을 베이스로 하고 하나 이상의 다른 원소를 추가하여 구성된 합금으로서, 바람직하게는 니켈-동 합금이다. 선택적으로, 니켈-동 합금 중 니켈과 동의 중량비는 1:99 ~ 99:1인 바, 예를 들어 9:1이다.
금속 산화물은 예를 들어 산화 알루미늄, 산화 코발트, 산화 크롬 및 산화 니켈 중 하나 이상이다.
전도성 탄소는 예를 들어 흑연, 초전도 탄소, 아세틸렌 블랙, 카본 블랙, 케첸 블랙, 카본 도트, 카본 나노 튜브, 그래핀, 카본 나노 섬유 중 하나 이상이고, 바람직하게는 카본 블랙, 카본 나노 튜브, 아세틸렌 블랙 및 그래핀 중 하나 이상이다.
일부 예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 복합 집전체 (10)는 적층 설치된 지지층 (101), 전도층 (102) 및 보호층 (103)을 포함한다. 여기서, 지지층 (101)은 두께 방향에서 서로 대향하는 제1 표면 (101a) 및 제2 표면 (101b)을 포함하고, 전도층 (102)은 지지층 (101)의 제1 표면 (101a) 및 제2 표면 (101b) 중 적어도 하나에 적층 설치되며, 제2 보호층 (104)은 전도층 (102)의 지지층 (101)과 배향하는 표면에 적층 설치된다.
제2 보호층 (104) （상부 보호층이라고도 함）은 화학적 부식 및 기계적 파괴로부터 전도층 (102)을 보호하는 역할을 발휘하며, 복합 집전체 (10)와 활성 물질층 사이의 계면을 개선하고, 복합 집전체 (10)와 활성 물질층 사이의 결합력을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 제2 보호층 (104)은 바람직하게는 금속 보호층 또는 금속 산화물 보호층 중 하나 이상이다. 금속 산화물 보호층 및 금속 보호층은 기계적 강도가 높고, 내부식성이 높으며, 비표면적이 크며, 전도층 (102)에서 화학적 부식 또는 기계적 파괴 등 손상이 발생하는 것을 더 잘 방지하며, 또한 전도층 (102)과 활성 물질층 사이의 계면 결합력을 향상시키고, 리튬 이온 이차 전지의 성능을 향상시킬 수 있다.
더 나아가, 복합 집전체 (10)가 정극 집전체로 사용될 경우, 제2 보호층 (104)은 바람직하게는 금속 산화물 보호층이고, 예를 들어 산화 알루미늄, 산화 크롬, 산화 니켈, 산화 크롬 등이다. 금속 산화물 보호층의 경도 및 기계적 강도가 높고, 비표면적이 더 크며, 내부식성이 더 좋으므로, 전도층 (102)을 더 잘 보호할 수 있다. 또한, 배터리의 볼트 관통 안전 성능을 개선하는 데 유리하다.
더 나아가, 복합 집전체 (10)가 부극 집전체로 사용될 경우, 제2 보호층 (104)은 바람직하게는 금속 보호층이다. 금속 보호층은 복합 집전체 (10)의 전도율을 향상시킬 수 있고, 이에 의해 배터리 분극을 감소시키고, 부극 리튬 석출 리스크를 감소시키며, 리튬 이온 이차 전지의 사이클 성능 및 안전 성능을 향상시킬 수 있다. 제2 보호층 (104)은 더욱 바람직하게는 이중 보호층, 다시 말해서 단층 금속 보호층과 단층 금속 산화물 보호층의 복합층이다. 바람직하게는, 금속 보호층은 전도층 (102)의 지지층 (101)과 배향하는 표면에 설치되고, 금속 산화물 보호층은 금속 보호층의 지지층 (101)과 배향하는 표면에 설치된다. 이러한 방식으로 부극 집전체의 전도율, 내부식성 및 전도층 (102)과 부극 활성 물질층 사이의 계면 등을 동시에 개선할 수 있으며, 따라서 종합적인 성능이 더욱 우수한 부극 집전체를 얻을 수 있다.
다른 일 예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 복합 집전체 (10)는 적층 설치된 지지층 (101), 전도층 (102) 및 보호층 (103)을 포함한다. 여기서, 지지층 (101)은 자체의 두께 방향에서 서로 대향하는 제1 표면 (101a) 및 제2 표면 (101b)을 포함하고, 전도층 (102)은 지지층 (101)의 제1 표면 (101a) 및 제2 표면 (101b) 중 적어도 하나에 적층 설치되고, 제1 보호층 (103)은 전도층 (102)과 지지층 (101) 사이에 적층 설치된다.
제1 보호층 (103)（하부 보호층이라고도 함）은 화학적 부식 및 기계적 파괴로부터 전도층 (102)을 보호하는 역할을 발휘할 뿐만아니라, 전도층 (102)과 지지층 (101)의 결합력을 향상시키고, 전도층 (102)과 지지층 (101)의 분리를 방지하고, 전도층 (102)에 대한 지지 보호 역할을 향상시킬 수 있다.
선태적으로, 제1 보호층 (103)은 금속 산화물 보호층 또는 금속 보호층이다. 금속 보호층 및 금속 산화물 보호층은 내부성이 높고, 비표면적이 크며, 전도층 (102)과 지지층 (101) 사이의 계면 결합력을 더욱 향상시킬 수 있기에, 제1 보호층 (103)으로 하여금 전도층 (102)을 더 잘 보호할 수 있도록 하고, 리튬 이온 이차 전지의 성능을 향상시킬 수 있다. 금속 산화물 보호층의 경도가 더욱 높고, 기계적 강도가 더욱 우수하기에, 복합 집전체 (10)의 강도를 향상시키는 데 더욱 유리하다.
복합 집전체 (10)가 정극 집전체로 사용될 경우, 제1 보호층 (103)은 바람직하게는 금속 산화물 보호층이다.
복합 집전체 (10)가 부극 집전체로 사용될 경우, 제1 보호층 (103)은 바람직하게는 금속 보호층이다. 당해 제1 보호층 (103)은 화확적 부식 및 기계적 손상으로부터 전도층 (102)을 보호함과 동시에, 복합 집전체 (10)의 전도율을 향상시키고, 배터리 분극을 감소시키며, 부극 리튬 석출 리스크를 감소시키며, 리튬 이온 이차 전지의 사이클 성능 및 안전 성능을 향상시킬 수 있다.
다른 일부 예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 복합 집전체 (10)는 적층 설치된 지지층 (101), 전도층 (102) 및 보호층 (103)을 포함한다. 여기서, 유기 지지층 (101)은 자체의 두께 방향에서 서로 대향하는 제1 표면 (101a) 및 제2 표면 (101b)을 포함하고, 전도층 (102)은 지지층 (101)의 제1 표면 (101a) 및 제2 표면 (101b) 중 적어도 하나에 적층 설치되며, 제1 보호층 (103)은 전도층 (102)과 지지층 (101) 사이에 적층 설치되며, 제2 보호층 (104)은 전도층 (102)의 지지층 (101)과 배향하는 표면에 적층 설치된다.
전도층 (102)의 두 개 표면에는 모두 보호층이 설치되어 있기에, 전도층 (102)을 더욱 충분히 보호하여, 복합 집전체 (10)가 높은 종합적 성능을 가지도록 한다.
전도층 (102)의 양측의 제1 보호층 (103) 및 제2 보호층 (104)은, 재료가 동일하거나 상이할 수 있으며, 두께가 동일하거나 상이할 수 있음을 이해할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 복합 집전체 (10)가 제1 보호층 (103)을 포함할 경우, 제1 보호층 (103)의 두께 Db는 1nm≤Db≤00nm 및 Db≤0.1D1을 충족한다. 선택적으로, 제1 보호층 (103)의 두께 Db는 ≤200nm, ≤180nm, ≤150nm, ≤120nm, ≤100nm, ≤80nm, ≤60nm, ≤55nm, ≤50nm, ≤45nm, ≤40nm, ≤30nm, 또는 ≤20nm일 수 있고, 더 나아가 ≥1nm, ≥2nm, ≥5nm, ≥8nm, ≥10nm, ≥12nm, ≥15nm, 또는 ≥18nm일 수 있다. 바람직하게는, 5nm≤Db≤200nm이다. 더욱 바람직하게는, 10nm≤Db≤200nm이다.
제1 보호층 (103)의 두께가 적당한 범위 내에 있으면, 전도층 (102)을 보호하는 역할을 발휘함과 동시에, 리튬 이온 이차 전지가 고 에너지 밀도를 가지도록 할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 복합 집전체 (10)가 제2 보호층 (104)을 포함할 경우, 제2 보호층 (104)의 두께 Da는 1nm≤Da≤200nm 및 Da≤0.1D1을 충족한다. 선택적으로, 제2 보호층 (104)의 두께 Da는 ≤200nm, ≤180nm, ≤150nm, ≤120nm, ≤100nm, ≤80nm, ≤60nm, ≤55nm, ≤50nm, ≤45nm, ≤40nm, ≤30nm, 또는 ≤20nm일 수 있고, 더 나아가 ≥1nm, ≥2nm, ≥5nm, ≥8nm, ≥10nm, ≥12nm, ≥15nm, 또는 ≥18nm일 수 있다. 바람직하게는, 5nm≤Da≤200nm이다. 더욱 바람직하게는, 10nm≤Da≤200nm이다.
제2 보호층 (104)의 두께가 적당한 범위 내에 있으면, 전도층 (102)을 보호하는 역할을 발휘함과 동시에, 리튬 이온 이차 전지가 고 에너지 밀도를 가지도록 할 수 있다.
전도층 (102)의 양측에 모두 보호층이 설치될 경우, 다시 말해서 복합 집전체 (10)가 제1 보호층 (103) 및 제2 보호층 (104)을 포함할 경우, 바람직하게는, Da＞Db이다. 이는 제1 보호층 (103) 및 제2 보호층 (104)이 협동하여 화학적 부식 및 기계적 손상으로부터 전도층 (102)을 보호하는 역할을 발휘함과 동시에, 리튬 이온 이차 전지가 고 에너지 밀도를 가지도록 하는 데 유리하다. 더욱 바람직하게는, 0.5Da≤Db≤0.8Da으로서, 제1 보호층 (103) 및 제2 보호층 (104)의 협동 보호 역할을 더 잘 발휘할 수 있다.
제1 보호층 (103) 및 제2 보호층 (104)의 설치 여부가 복합 집전체 (10)의 열전도율에 대한 영향은 무시할 수 있음을 이해할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 바람직하게는, 지지층 (101)과 전도층 (102) 사이의 결합력 F≥100N/m이고, 더욱 바람직하게는 F≥400N/m이다. 이는 지지층 (101)과 전도층 (102) 사이에서 박리가 발생하는 것을 효과적으로 방지하고, 전체적인 강도 및 신뢰성을 향상시킬 수 있기에, 리튬 이온 이차 전지의 성능을 향상시키는 데 유리하다.
본 출원 실시예의 복합 집전체 (10)에서, 전도층 (102)이 금속 재료를 사용할 경우, 기계적 롤압연, 접합, 기상 증착법, 화학 도금, 전기 도금 중 적어도 하나의 수단에 의해 지지층 (101)에 형성될 수 있으며, 그 중에서 기상 증착법 및 전기 도금법이 바람직하다. 기상 증착법 및 전기 도금법을 통해 전도층 (102)을 지지층 (101)에 형성하는 것은, 전도층 (102)과 지지층 (101) 사이의 결합을 더욱 긴밀히 하는 데 유리하다.
기상 증착법은 바람직하게는 물리적 기상 증착법이다. 물리적 기상 증착법은 바람직하게는 증발법 및 스퍼터링법 중 적어도 하나이고, 증발법은 바람직하게는 진공 증착법, 열 증착법, 전자빔 증착법 중 적어도 하나이며, 스퍼터링법은 바람직하게는 마그네트론 스퍼터링법이다.
일 예로서, 기계적 롤압연을 통해 전도층 (102)을 형성하는 조건은 다음과 같다. 금속박을 롤기계에 배치하고, 20t ~ 40t의 압력을 가하여 소정 두께로 압연한 후, 표면이 청결 처리된 지지층 (101)의 표면에 배치하며, 이어서 양자를 롤기계에 배치하며, 30t ~ 50t의 압력을 가하여 양자를 긴밀히 결합시킨다.
접합에 의해 전도층 (102)을 형성하는 조건은 다음과 같다. 금속박을 롤기계에 배치하고, 20t ~ 40t의 압력을 가하여 소정 두께로 압연한 후, 표면이 청결 처리된 지지층 (101)의 표면에 폴리 비닐 리덴 플루오라이드 （PVDF）와 N-메틸 피롤리돈 （NMP）의 혼합 용액을 코팅하며, 마지막으로 상술한 소정 두께의 전도층 (102)을 지지층 (101)의 표면에 접합시키고, 건조시켜, 양자를 긴밀히 결합시킨다.
진공 증착법에 의해 전도층을 형성하는 조건은 다음과 같다. 표면이 청결 처리된 지지층 (101)을 진공 챔버 내에 배치하여, 1300℃ ~ 2000℃의 고온에서 금속 증발 챔버 내의 고 순도 금속 와이어를 용융 증발시키고, 증발 후의 금속은 진공 챔버 내의 냉각 시스템을 통과하여, 마지막으로 지지층 (101)의 표면에 증착되어 전도층 (102)을 형성한다.
전도층 (102)이 탄소 기반 전도성 재료를 사용할 경우, 기계적 롤압연, 접합, 기상 증착법, 인 시투 형성법 및 코팅법 중 적어도 하나의 수단에 의해, 지지층 (101)에 형성될 수 있다.
전도층 (102)이 전도성 고분자 재료를 사용할 경우, 기계적 롤압연, 접합, 인 시투 형성법 및 코팅법 중 적어도 하나의 수단에 의해, 지지층 (101)에 형성될 수 있다.
복합 집전체 (10) 중에 보호층이 포함될 경우, 보호층은 기상 증착법, 인 시투 형성법 및 코팅법 중 적어도 하나의 수단에 의해 전도층 (102)에 형성될 수 있다. 기상 증착법은 전술한 바와 같은 기상 증착법일 수 있다. 인 시투 형성법은 바람직하게는 인 시투 패시베이션법, 다시 말해서 금속 표면에 인 시투 금속 산화물 패시베이션층을 형성하는 방법이다. 코팅법은 바람직하게는 롤압연 코팅, 압출 코팅, 나이프 코팅 및 그라비아 코팅 중 적어도 하나이다.
바람직하게는, 보호층은 기상 증착법 및 인 시투 형성법 중 적어도 하나에 의해 전도층 (102)에 형성된다. 이는 전도층 (102)과 보호층 (103) 사이에 높은 결합 강도를 갖도록 하는 데 유리하기에, 복합 집전체 (10)에 대한 보호층 (102)의 보호 효과를 더 잘 발휘하도록 하고, 복합 집전체 (10)의 작업 성능을 보장할 수 있다.
전술한 임의의 실시예의 복합 집전체 (10)는, 정극 집전체 및/또는 부극 집전체로 사용될 수 있다.
일부 선택적인 실시형태에 있어서, 정극 집전체는 금속 집전체 （예를 들어 알루미늄박 또는 알루미늄 합금 집전체） 또는 전술한 복합 집전체 (10)이고, 부극 집전체는 복합 집전체 (10)이다. 동의 밀도가 높기에, 전통적인 동박 부극 집전체를 복합 집전체 (10)로 교체할 경우, 리튬 이온 이차 전지의 중량 에너지 밀도를 크게 개선함과 동시에, 리튬 이온 이차 전지의 저온 성능을 개선할 수 있다. 또한, 부극판에서 복합 집전체 (10)를 사용할 경우, 리튬 이온 이차 전지의 저온 성능을 개선함과 동시에, 부극 저온 리튬 석출 현상을 더 잘 방지할 수 있으며, 리튬 이온 이차 전지의 동력학적 성능, 레이트 성능 및 안전 성능을 더 잘 개선할 수 있다.
정극 집전체와 부극 집전체가 모두 복합 집전체 (10)일 경우, 리튬 이온 이차 전지의 저온 성능을 더 잘 개선할 수 있다.
본 명세서에서, 전도층 (102)의 두께 D1 및 지지층 (101)의 두께 D2는 본 분야에서 이미 알려진 기기 및 방법에 의해 측정될 수 있는 바, 예를 들어 마이크로 미터를 사용할 수 있다.
복합 집전체 (10)의 열전도율은 본 분야에서 이미 알려진 기기 및 방법에 의해 측정될 수 있는 바, 예를 들어 열전도율계를 사용할 수 있으며, 복합 집전체 (10)를 5cm×5cm의 샘플로 절단하고, TC3000 열전도율계에 의해 이 샘플의 열전도율을 측정하는 공정을 포함할 수 있다.
전도층 (102)의 체적 저항률 (ρ)는 ρ=RSХd이고, 여기서 ρ의 단위는 Ω·m이며, RS는 전도층 (102)의 면저항이고, 단위는 Ω이며, d는 전도층 (102)의 m를 단위로 하는 두께이다. 4-프로브 방법을 사용하여 전도층 (102)의 면저항 RS를 측정하는 예시적인 방법은 다음과 같다. RTS-9 이중 전기적 4-프로브 측정기를 사용하는 바, 측정 환경은 상온 23±2℃, 0.1MPa, 상대 습도 ≤65%이다. 측정 시, 정극 집전체 (10) 샘플의 표면을 청결한 후, 측정 테이블에 수평으로 놓는다. 프로브가 샘플의 전도층 (102) 표면과 잘 접촉하도록 4-프로브를 놓은 후 자동 측정 모드를 조정하여 샘플의 전류 범위를 정하고 적절한 전류 범위에서 면저항의 측정을 진행하며, 동일한 샘플의 8~10개의 데이터 포인트를 수집하여 데이터 측정 정확도 및 오류 분석을 진행한다. 마지막으로, 평균값을 취하여 전도층 (102)의 면저항으로 기록한다.
지지층 (101)의 영률 E는 본 기술분야에서 이미 알려진 방법으로 측정할 수 있다. 예로서, 지지층 (101)을 15mmХ200mm 샘플로 절단하고, 마이크로 미터를 사용하여 샘플의 두께 h (μm)를 측정한다. 상온 상압 (25℃, 0.1MPa)에서 인장 시험기 (예를 들어 Instron 3365 인장 시험기)를 사용하여 인장 측정을 진행하는 바, 초기 위치를 설정하여 클램프 사이의 샘플 길이가 50mm이고 인장 속도가 50mm/min이 되도록 하며, 파단될 때까지 인장되었을 때의 하중 L (N) 및 장치 변위 y (mm) 을 기록하는 바, 이때, 응력은 ε (GPa)=L/(15Хh)이고, 응력 변형은 η=y/50이다. 응력-응력 변형 곡선을 그리고, 초기 선형 영역의 곡선을 취하는 바, 이 곡선의 기울기가 영률 E이다.
본 기술분야에서 이미 알려진 방법을 사용하여, 지지층 (101)과 전도층 (102) 사이의 결합 강도 F를 측정할 수 있다. 예를 들어, 전도층 (102)이 지지층 (101)의 일면에 설치된 부극 집전체 (10)를 측정용 샘플로 선택하는 바, 폭 d는 0.02m이다. 상온 상압 (25℃, 0.1MPa)에서 3M 양면 테이프를 스테인리스 강판에 골고루 붙인 후, 측정용 샘플을 양면 테이프에 고르게 붙인다. 인장 시험기 (예를 들어 Instron 3365 인장 시험기)를 사용하여, 측정용 샘플의 전도층 (102)과 지지층 (101)을 50mm/min의 속도로 180° 연속 박리한다. 인장력 및 변위 데이터 그래프에 따라 최대 인장력 x(N)을 판독하고 F=x/d에 따라 계산하여, 전도층 (102)과 지지층 (101) 사이의 결합 강도 F (N/m)를 얻는다.
[정극판]
본 출원 실시예에서 제공되는 정극판은, 리튬 이온 이차 전지에 사용된다. 정극판은 정극 집전체 및 정극 집전체에 설치된 정극 활성 물질층을 포함한다. 일 예로서, 정극 집전체는 자체의 두께 방향에서 서로 대향하는 두 개의 표면을 포함하고, 정극 활성 물질층은 정극 집전체의 두 개의 표면에 적층 설치된다. 물론, 정극 활성 물질층은 또한 정극 집전체의 두 개 표면 중 임의의 하나에 적층될 수도 있다.
부극 집전체가 금속 집전체일 경우, 정극 집전체는 전술한 복합 집전체이다. 부극 집전체가 전술한 복합 집전체일 경우, 정극 집전체는 전술한 복합 집전체일 수도 있고, 금속 집전체일 수도 있는 바, 예를 들어 알루미늄박 또는 알루미늄 합금일 수 있다.
정극 집전체가 전술한 복합 집전체일 경우, 전술한 유익한 효과를 가질뿐만아니라, 리튬 이온 이차 전지의 안전 성능을 향상시킬 수도 있다.
정극 활성 물질층은 정극 활성 물질을 포함하고, 정극 활성 물질은 본 분야에서 이미 알려진 리튬 이온의 가역적 삽입/탈리가 가능한 정극 활성 재료 중 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다.
정극 활성 물질은 예를 들어 리튬 코발트 산화물, 리튬 니켈 산화물, 리튬 망간 산화물, 리튬 니켈 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물, 인산 바나듐 리튬, 인산 코발트 리튬, 인산 망간 리튬, 인산 철 리튬, 인산 망간 철 리튬, 규산 철 리튬, 규산 바나듐 리튬, 규산 코발트 리튬, 규산 망간 리튬 및 티탄산 리튬 중 하나 이상일 수 있는 바, 예를 들어 LiMn2O4, LiNiO2, LiCoO2, LiNi1-yCoyO2 （0<y<1）, LiNiaCobAl1-a-bO2 （0<a<1, 0<b<1, 0<a+b<1）, LiMn1-m-nNimConO2 （0<m<1, 0<n<1, 0<m+n<1）, LiCoPO4, LiMnPO4, LiFePO4, LiMn1-zFezPO4 （0<z<1） 및 Li3V2(PO4)3 중 하나 이상일 수 있다.
정극 활성 물질층은 또한 선택적으로 접합제를 포함할 수 있는 바, 본 출원은 접합제의 종류를 한정하지 않는다. 일 예로서, 접합제는 스티렌 부타디엔 고무 （SBR）, 수성 아크릴 수지 （water-based acrylic resin）, 폴리 비닐 리덴 플루오라이드 （PVDF）, 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 （PTFE）, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 （EVA）, 폴리 비닐 알코올 （PVA） 및 폴리 비닐 부티랄 （PVB） 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
정극 활성 물질층은 또한 선택적으로 전도제를 포함할 수 있는 바, 본 출원은 전도제의 종류를 한정하지 않는다. 일 예로서, 전도제는 흑연, 초전도 탄소, 아세틸렌 블랙, 카본 블랙, 케첸 블랙, 카본 도트, 카본 나노 튜브, 그래핀 및 카본 나노 섬유 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 정극 활성 물질층의 두께 T1은 50μm ~ 100μm인 것이 바람직하다. 정극 활성 물질층의 두께 T1이 적당한 범위 내에 있으면, 리튬 이온 이차 전지의 저온 성능을 개선하는 효과가 더욱 양호하며, 동시에 정극이 양호한 동력학적 성능을 가지도록 보장하고, 리튬 이온 이차 전지의 전기화학적 성능을 개선할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 정극 활성 물질층의 두께 T1은 60μm ~ 90μm이다. 이는 리튬 이온 이차 전지의 저온 성능을 더욱 향상시킬 수 있고, 종합적인 성능이 양호한 정극판 및 리튬 이온 이차 전지를 얻을 수 있다.
“정극 활성 물질층의 두께 T1”은 정극 집전체 일측의 정극 활성 물질층의 두께를 의미한다.
정극판은 예를 들어 코팅법과 같은 본 분야의 통상적인 방법에 의해 제조된다. 일 예로서, 정극 활성 물질 및 선택적인 전도제와 접합제를 용매 중에 분산시키고, 용매는 N-메틸 피롤리돈 （NMP）일 수 있으며, 균일한 정극 슬러리를 형성하고, 정극 슬러리를 정극 집전체에 코팅하며, 건조 등 공정을 거쳐, 정극판을 얻는다.
[부극판]
본 출원 실시예에서 제공되는 부극판은, 리튬 이온 이차 전지에 사용된다. 부극판은 부극 집전체 및 부극 집전체에 설치된 부극 활성 물질층을 포함한다. 일 예로서 부극 집전체는 자체의 두께 방향에서 서로 대향하는 두 개의 표면을 포함하고, 부극 활성 물질층은 부극 집전체의 두 개의 표면에 적층 설치된다. 물론, 부극 활성 물질층은 또한 부극 집전체의 두 개 표면 중 임의의 하나에 적층될 수 있다.
정극 집전체가 금속 집전체일 경우, 부극 집전체는 전술한 복합 집전체이다. 정극 집전체가 전술한 복합 집전체일 경우, 부극 집전체는 전술한 복합 집전체일 수도 있고, 금속 집전체일 수도 있는 바, 예를 들어 동박 또는 동 합금일 수 있다.
부극 집전체가 전술한 복합 집전체일 경우, 전술한 상응한 유익한 효과를 가지기에, 여기서 생략한다.
부극 활성 물질층은 부극 활성 물질을 포함한다. 부극 활성 물질은 본 분야에서 이미 알려진 리튬 이온의 가역적 삽입/탈리가 가능한 부극 활성 재료를 포함할 수 있는 바, 본 출원은 이를 한정하지 않는다. 부극 활성 물질은 예를 들어 금속 리튬, 천연 흑연, 인조 흑연, 메조카본 마이크로 비드（Mesophase Carbon Micro Beads, MCMB로 약칭）, 하드 카본, 소프트 카본, 실리콘, 실리콘-카본 복합체, SiO, Li-Sn 합금, Li-Sn-O 합금, Sn, SnO, SnO2, 스피넬 구조의 티탄산 리튬 및 Li-Al 합금 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
부극 활성 물질층은 또한 선택적으로 전도제를 포함할 수 있으나, 본 출원은 전도제의 종류를 한정하지 않는다. 일 예로서, 전도제는 흑연, 초전도 탄소, 아세틸렌 블랙, 카본 블랙, 케첸 블랙, 카본 도트, 카본 나노 튜브, 그래핀 및 카본 나노 섬유 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
부극 활성 물질층은 또한 선택적으로 접합제, 본 출원은 접합제의 종류를 한정하지 않는다. 일 예로서, 접합제는 스티렌 부타디엔 고무 （SBR）, 수성 아크릴 수지, 카르복시 메틸 셀룰로오스 나트륨 （CMC-Na）, 폴리 비닐 리덴 플루오라이드 （PVDF）, 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 （PTFE）, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 （EVA）, 폴리 비닐 알코올 （PVA） 및 폴리 비닐 부티랄（PVB） 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 부극 활성 물질층의 두께 T2는 30μm ~ 70μm인 것이 바람직하다. 부극 활성 물질층의 두께 T2는 상술한 범위 내에 있으면, 리튬 이온 이차 전지의 저온 성능을 개선하는 효과가 더욱 양호하며, 동시에 부극이 양호한 동력학적 성능을 가지도록 보장하고, 리튬 이온 이차 전지의 전기화학적 성능을 개선할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 부극 활성 물질층의 두께 T2는 40μm ~ 60μm。이다. 이는 리튬 이온 이차 전지의 저온 성능을 더욱 향상시킬 수 있고, 종합적인 성능이 양호한 부극판 및 리튬 이온 이차 전지를 얻을 수 있다.
“부극 활성 물질층의 두께 T2”는 부극 집전체 일측의 부극 활성 물질층의 두께를 의미한다.
부극판은 예를 들어 코팅법과 같은 본 분야의 통상적인 방법에 의해 제조된다. 일 예로서, 부극 활성 물질 및 선택적인 전도제와 접합제를 용매 중에 분산시키고, 용매는 탈 이온수일 수 있으며, 균일한 부극 슬러리를 형성하고, 부극 슬러리를 부극 집전체에 코팅하며, 건조 등 공정을 거쳐, 부극판을 얻는다.
[전해액]
본 출원 실시예에서 제공되는 전해액은, 리튬 이온 이차 전지에 사용된다. 전해액은 유기 용매 및 유기 용매 중에 분산된 전해질 리튬염을 포함한다.
유기 용매는 예를 들어 에틸렌 카보네이트 （EC）, 프로필렌 카보네이트 （PC）, 펜틸렌 카보네이트, 1,2-부탄디올 카보네이트 （1,2-BC）, 2,3-부탄디올 카보네이트 （2,3-BC）, 에틸 메틸 카보네이트 （EMC）, 탄산 디 에틸 （DEC）, 탄산 디메틸 （DMC）, 탄산 디 프로필 （DPC）, 메틸 프로필 카보네이트 （MPC）, 에틸렌 프로필 카보네이트 （EPC）, 부틸렌 카보네이트 （BC）, 플루오르 에틸렌 카보네이트 （FEC）, 포름산 메틸 （MF）, 에틸 포메이트 （EM）, 메틸 아세테이트 （MA）, 에틸 아세테이트 （EA）, 프로필 아세테이트 （PA）, 프로피온산 메틸 （MP）, 에틸 프로피오네이트 （EP）, 프로필 프로피오네이트 （PP）, 메틸 부티레이트 （MB）, 에틸 부티레이트 （EB）, 1,4-부티로락톤 （GBL）, 설포레인 （SF）, 다이메틸 설폰 （MSM）, 메틸 에틸 설폰 （EMS）, 디 에틸 설폰 （ESE） 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일부 바람직한 실시예에 있어서, 유기 용매는 환형 카보네이트와 사슬형 카보네이트를 포함하는 혼합 용매이다. 이러한 유기 용매는 전도율, 점도 등 종합적인 성능이 양호한 전해액을 제조하는 데 유리하다. 바람직하게는, 전해액의 25℃ 전도율은 8mS/cm ~ 11mS/cm일 수 있다. 이 전해액은 양호한 이온 전도 동력학적 성능 및 열 안정성을 가질 수 있기에, 배터리가 높은 상온 사이클 성능, 저온 성능 및 고온 사이클 성능을 가지도록 할 수 있다.
전해질 리튬염은 예를 들어 LiPF6 （리튬 헥사 플루오로 포스페이트）, LiBF4 (리튬 테트라 플루오로 보레이트), LiClO4 （과염소산 리튬）, LiAsF6 （리튬 헥사플로로아르세네이트）, LiFSI （리튬 비스 플루오로 설폰이미드）, LiTFSI （리튬 비스 트리플루오로 메탄 설폰이미드）, LiTFS （리튬 트리 플루오로 메탄 설포네이트）, LiDFOB （리튬 디플루오로 옥살레이트）, LiBOB （리튬 디옥살레이트）, LiPO2F2 （리튬 디플루오로 포스페이트）, LiDFOP （리튬 디플루오로 디옥살레이트 포스페이트） 및LiTFOP （리튬 테트라플루오로 옥살레이트 포스페이트 ） 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
전해액 중에는 또한 선택적으로 첨가제가 포함될 수 있는 바, 첨가제는 예를 들어 부극 성막 (成膜) 첨가제를 포함할 수도 있고, 정극 성막 첨가제를 포함할 수도 있으며, 또한 예를 들어 배터리 과충전 성능을 개선할 수 있는 첨가제, 배터리 고온 성능을 개선할 수 있는 첨가제, 배터리 저온 성능을 개선할 수 있는 첨가제 등과 같은, 배터리의 일부 성능을 개선할 수 있는 첨가제를 첨가할 수도 있다.
[분리막]
본 출원 실시예는 분리막의 종류를 특별히 한정하지 않으며, 임의의 이미 알려진 화학적 안정성 및 기계적 안정성이 있는 다공성 구조 분리막을 선택하여 사용할 수 있는 바, 예를 들어, 유리 섬유, 부직포, 폴리 에틸렌 , 폴리 프로필렌 및 폴리 비닐 리덴 플루오라이드 중 하나 이상이다. 분리막은 단층 박막일 수도 있고, 다중층 복합 박막일 수도 있다. 분리막이 다중층 복합 박막일 경우, 각 층의 재료는 동일하거나 상이할 수 있다. 분리막은 복합 분리막일 수도 있는 바, 예를 들어 유기 분리막의 표면에 무기 코팅층이 설치된 복합 분리막일 수도 있다.
일부 실시예에 있어서, 분리막의 공극율은 30% ~ 50%인 것이 바람직하고, 35% ~ 45%인 것이 더욱 바람직하다. 이는 리튬 이온 이차 전지의 동력학적 성능을 더욱 향상시킬 수 있으며, 리튬 이온 이차 전지의 저온 성능을 개선하는 데 유리하다. 또한, 당해 분리막을 사용한 배터리는 또한 고 에너지 밀도를 가질 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 리튬 이온 이차 전지는, 정극판, 부극판 및 전해액을 밀봉하기 위한 외부 패키지를 포함할 수 있다. 일 예로서, 정극판, 부극판 및 분리막은 적층 또는 권취되어 적층 구조의 배터리 셀 또는 권취 구조의 배터리 셀을 형성할 수 있으며, 배터리 셀은 외부 패키지 내에 밀봉된다. 전해액은 배터리 셀 중에 침윤되어 있다. 배터리 중 배터리 셀 수는 하나 이상인 바, 요구 사항에 따라 조정할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 배터리의 외부 패키지는 소프트 팩일 수 있고, 예를 들어 자루형 소프트 팩일 수 있다. 소프트 팩의 재질은 플라스틱일 수 있고, 예를 들어 폴리 프로필렌 PP, 폴리 부틸렌 테레프탈레이트 PBT, 폴리 부틸렌 숙시네이트 PBS 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 배터리의 외부 패키지는 예를 들어 알루미늄 하우징 등과 같은 하드 하우징일 수도 있다.
본 출원은 배터리의 형태에 대해 특별한 제한이 없는 바, 원통형, 정사각형 또는 기타 임의의 형태가 될 수 있다. 도 6은 일 예로서 정방형 구조의 리튬 이온 이차 전지 (5) 를 도시한다.
일부 실시예에 있어서, 리튬 이온 이차 전지는 배터리 모듈로 조립될 수 있으며, 배터리 모듈에 포함된 리튬 이온 이차 전지 수는 복수 개일 수 있으며, 구체적인 수량은 배터리 모듈의 응용 및 용량에 따라 조절될 수 있다.
도 7은 배터리 모듈 (4)의 일 예를 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈 (4)에서 복수의 리튬 이온 이차 전지 (5)가 배터리 모듈 (4)의 길이 방향을 따라 순차적으로 배열되어 설치될 수 있다. 물론, 다른 임의의 방식으로 배열될 수도 있다. 또한, 파스너에 의해 이 복수 리튬 이온 이차 전지 (5)를 고정할 수도 있다.
배터리 모듈 (4)은 또한 수용 공간을 갖는 하우징을 선택적으로 포함할 수 있고, 복수의 배터리 (5)가 이 수용 공간에 수용된다.
일부 실시예에 있어서, 전술한 배터리 모듈은 또한 배터리 팩으로 조립될 수 있고, 배터리 팩에 포함된 배터리 모듈의 수량은 배터리 팩의 응용 및 용량에 따라 조절될 수 있다.
도 8 및 도 9는 배터리 팩 (1)의 일 예를 도시한다. 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 배터리 팩 (1)은 배터리 박스 및 배터리 박스에 설치된 복수의 배터리 모듈 (4)을 포함할 수 있다. 배터리 박스는 상부 박스 본체 (2)와 하부 박스 본체 (3)를 포함한다. 상부 박스 본체 (2)는 하부 박스 본체 (3)를 덮을 수 있으며 배터리 모듈 (4)을 수용하기 위한 폐쇄 공간을 형성한다. 복수의 배터리 모듈 (4)은 임의의 방식에 따라 배터리 박스에 배열될 수 있다.
장치
본 출원 실시예는 본 출원의 한 종류 이상의 리튬 이온 이차 전지를 포함하는 장치를 제공하는 바, 상기 리튬 이온 이차 전지는 상기 장치의 전원으로 사용될 수도 있고 상기 장치의 에너지 저장 장치로 사용될 수도 있다. 상기 장치는 모바일 장치 (예를 들어 휴대폰, 노트북 등), 전기 자동차 (예를 들어 순수 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 플러그인식 하이브리드 전기 자동차, 전기 자전거, 전기 스쿠터, 전기 골프차, 전기 트럭 등), 전기 열차, 선박 및 위성, 에너지 저장 시스템 등일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 상기 장치는 사용 요구 사항에 따라 배터리, 배터리 모듈 또는 배터리 팩과 같은 다양한 전기화학 장치를 선택할 수 있다.
도 10은 장치의 일 예를 도시한다. 이 장치는 순수 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 또는 플러그인식 하이브리드 전기 자동차 등이다. 당해 장치는 고전력 및 고 에너지 밀도에 대한 요구 사항을 충족하기 위해, 배터리 팩 또는 배터리 모듈을 사용할 수 있다.
다른 일 예로서, 당해 장치는 휴대폰, 태블릿, 노트북 등일 수 있다. 일반적으로 당해 장치는 얇고 가벼워야 하므로, 리튬 이온 이차 전지를 전원으로 사용할 수 있다.
실시예
이하의 실시예는 본 출원에 개시된 내용을 보다 구체적으로 설명하며, 이러한 실시예는 예시적인 설명을 위해서만 사용되는 것으로, 이는 본 출원의 개시 범위 내에서 진행된 다양한 수정 또는 변경이 당업자에게 자명하기때문이다. 달리 명시되지 않는 한, 다음 실시예에서 보고된 모든 부, 백분율 및 비율은 중량을 기준으로 하며, 실시예에서 사용된 모든 시약은 상업적으로 이용 가능하거나 기존 방법에 따라 합성되며, 추가 처리없이 직접 사용되며, 실시예에서 사용된 기기는 모두 시판 중인 기기이다.
제조 방법
기존 정극판의 제조
정극 활성 재료（인산 철 리튬, LFP로 약칭; 또는LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2, NCM333로 약칭）, 접합제인 PVDF, 전도제인 아세틸렌 블랙을 98:1:1의 중량비에 따라 혼합하고, 용매인 NMP （N-메틸 피롤리돈）를 추가하여, 진공 교반기의 작용 하에 안정적이고 균일하게 될 때까지 교반하여, 정극 슬러리를 얻으며, 정극 슬러리를 정극 집전체인 알루미늄박 위에 균일하게 코팅하고, 건조, 냉압, 절단을 거쳐, 기존 정극판을 획득하는 바, 정극판의 압축 밀도는 2.4g/cm3이다.
정극판의 제조
기존 정극판의 제조와의 상이점은, 정극 집전체가 복합 집전체이고, 복합 집전체가 진공 증착법에 의해 제조되는 바, 다음의 공정을 포함하는 것이다. 소정 두께의 고분자 재료 기반 지지층을 선택하여 표면에 청결 처리를 진행하고, 표면 청결 처리 후의 지지층을 진공 챔버 내에 배치하고, 1300℃ ~ 2000℃의 고온에서 금속 증발 챔버 내의 고순도 알루미늄 와이어를 용융 증발시키며, 증발 후의 금속은 진공 챔버 내의 냉각 시스템을 통과하여, 마지막으로 지지층의 두 개의 표면에 적층되어, 전도층을 형성한다.
기존 부극판의 제조
부극 활성 재료인 흑연, 전도제인 아세틸렌 블랙, 증점제인 CMC-Na, 접합제인 SBR를 97:1:1:1의 중량비에 따라 혼합하고, 용매인 탈 이온수를 추가하여, 진공 교반기의 작용 하에 안정적이고 균일하게 될 때까지 교반하여, 부극 슬러리를 얻으며, 부극 슬러리를 부극 집전체인 동박위 에 균일하게 코팅하고, 건조, 냉압을 거쳐, 기존 부극판을 획득하는 바, 부극판의 압축 밀도는 1.7g/cm3이다.
부극판의 제조
기존 부극판의 제조와의 상이점은, 부극 집전체가 복합 집전체이고, 복합 집전체가 진공 증착법에 의해 제조되는 바, 다음의 공정을 포함하는 것이다. 소정 두께의 고분자 재료 기반 지지층을 선택하여 표면에 청결 처리를 진행하고, 표면 청결 처리 후의 지지층을 진공 챔버 내에 배치하고, 1300℃ ~ 2000℃의 고온에서 금속 증발 챔버 내의 고순도 동 와이어를 용융 증발시키며, 증발 후의 금속은 진공 챔버 내의 냉각 시스템을 통과하여, 마지막으로 지지층의 두 개의 표면에 적층되어, 전도층을 형성한다.
전해액의 제조
유기 용매는 에틸렌 카보네이트 （EC）, 에틸 메틸 카보네이트 （EMC）, 탄산 디 에틸 （DEC）, 탄산 디메틸 （DMC）, 프로피온산 메틸 （MP）의 혼합 용매이다. 전해질 의 리튬염은 LiPF6이다. 전해액 중 LiPF6의 중량 백분율은 12.5wt%이다.
리튬 이온 이차 전지의 제조
정극판, 부극판 및 분리막을 권취하여 배터리 셀을 획득하며, 배터리 셀을 외부 패키지 중에 넣은 후, 전해액을 주입하고 밀봉하며, 정치 (靜置), 압축, 화성 (化成), 배기 등 공정을 거쳐, 리튬 이온 이차 전지를 얻는다.
측정 부분
（1）리튬 이온 이차 전지의 저온 성능 측정
25℃에서, 리튬 이온 이차 전지를 먼저 1C로 충방전 차단 전압 하한까지 방전한 다음, 1C 정전류로 충방전 차단 전압 상한까지 충전한 후, 정전압으로 전류가 0.05C가 될 때까지 충전하는 바, 충전 용량을 CC로 기록한다. 이어서 배터리 주변 환경 온도를 -10℃로 조절하고, 1C 정전류로 충방전 차단 전압 하한까지 방전하는 바, 방전 용량을 CD로 기록한다. 방전 용량 CD와 충전 용량 CC의 비율이, 리튬 이온 이차 전지가 -10℃에서의 방전 용량 유지율이다. 다시 말해서, 리튬 이온 이차 전지가 -10℃에서의 방전 용량 유지율 （%）=CD/CC×100%이다.
（2）리튬 이온 이차 전지의 고온 사이클 성능 측정
25℃에서, 리튬 이온 이차 전지를 먼저 1C로 충방전 차단 전압 하한까지 방전한 다음, 리튬 이온 이차 전지의 주변 환경 온도를 60℃까지 승온시키며, 1C 정전류로 충방전 차단 전압 상한 까지 충전한 후, 정전압으로 전류가 0.05C가 될 때까지 충전하며, 이어서 1C 정전류로 충방전 차단 전압 하한까지 방전하는 바, 이를 하나의 충방전 사이클로 하고, 이때의 방전 용량이 리튬 이온 이차 전지의 60℃에서의 첫번째 사이클의 방전 용량이 된다. 상술한 방법에 따라 500회 사이클 측정을 진행하여, 리튬 이온 이차 전지의 60℃에서의 500번째 사이클의 방전 용량으로 기록한다.
리튬 이온 이차 전지의 60℃에서의 500회 사이클 후의 용량 유지율 （%） = 500번째 사이클의 방전 용량/첫번째 사이클의 방전 용량×100%이다.
상술한 （1）, （2）의 측정에서, LFP 정극 활성 재료를 사용한 리튬 이온 이차 전지의 충방전 차단 전압은 2.0V ~ 3.6V이고; NCM333 정극 활성 재료를 사용한 리튬 이온 이차 전지의 충방전 차단 전압은 2.8V ~ 4.2V이다.
측정 결과
1. 복합 집전체가 리튬 이온 이차 전지의 중량 에너지 밀도 개선에서의 역할
1）정극 집전체가 복합 집전체일 경우, 리튬 이온 이차 전지의 중량 에너지 밀도 개선에서의 역할
정극 집전체
번호		 지지층 전도층 정극 집전체
두께 (μm)		 정극 집전체
중량 백분율 (%)
재료 D2 (μm) 재료 D1 (μm)
정극 집전체 1 PET 10 Al 0.5 11.0 48.3
정극 집전체 2 PI 6 Al 0.3 6.6 30.0
정극 집전체 3 PI 5 Al 1.5 8.0 45.8
정극 집전체 4 PET 4 Al 0.9 5.8 31.0
정극 집전체 5 PI 3 Al 0.2 3.4 15.8
정극 집전체 6 PI 1 Al 0.4 1.8 10.9
기존 정극
집전체		 / / Al 12.0 12.0 100
표 1에서, 정극 집전체의 중량 백분율은, 단위 면적당 정극 집전체의 중량을, 단위 면적당 기존 정극 집전체의 중량으로 나눈 백분율이다.
전통적인 알루미늄박 정극 집전체에 비해, 복합 집전체를 사용한 정극 집전체의 중량은 모두 부동한 정도로 감소되었으므로, 배터리의 중량 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.
2）부극 집전체가 복합 집전체일 경우, 리튬 이온 이차 전지의 중량 에너지 밀도 개선에서의 역할
부극 집전체 번호 지지층 전도층 부극 집전체 두께 (μm) 부극 집전체
중량 백분율 (%)
재료 D2 (μm) 재료 D1 (μm)
부극 집전체 1 PET 5 Cu 0.03 5.06 7
부극 집전체 2 PET 5 Cu 0.3 5.6 16
부극 집전체 3 PET 5 Cu 0.5 6 21.6
부극 집전체 4 PET 5 Cu 0.6 6.2 24.1
부극 집전체 5 PI 2 Cu 0.8 3.6 23.8
부극 집전체 6 PET 8 Cu 1 10 39.6
부극 집전체 7 PET 6 Cu 1.5 9 48.5
부극 집전체 8 PET 4 Cu 1.2 6.4 37.3
부극 집전체 9 PET 10 Cu 0.2 10.4 23.3
부극 집전체 10 PI 8 Cu 2 12 65.3
부극 집전체 11 PET 5 Cu 3 11 57.2
기존 부극 집전체 / / Cu 8 8 100
표 2에서, 부극 집전체의 중량 백분율은, 단위 면적당 부극 집전체의 중량을, 단위 면적당 기존 부극 집전체의 중량으로 나눈 백분율이다. 전통적인 동박부극 집전체에 비해, 복합 집전체를 사용한 부극 집전체의 중량은 모두 부동한 정도로 감소되었으므로, 배터리의 중량 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.
2. 복합 집전체의 열전도율 및 리튬 이온 이차 전지의 저온 전기화학적 성능에 대한 역할
정극 집전체 번호 지지층 전도층 F 열전도율
(W/(m·K))
재료 D2 (μm) 재료 D1 (μm)
정극 집전체 2-1 PET 8 Al 0.4 100N/m 초과 0.2
정극 집전체 2-2 PET 6 Al 0.6 100N/m 초과 1
정극 집전체 2-3 PET 6 Al 1.0 100N/m 초과 1.5
기존 정극 집전체 / / Al 12.0 / 218
부극 집전체 2-1 PET 16 Cu 0.2 100N/m 초과 0.01
부극 집전체 2-2 PET 8 Cu 0.4 100N/m 초과 0.1
부극 집전체 2-3 PET 4 Cu 0.6 100N/m 초과 0.5
부극 집전체 2-4 PET 4 Cu 1.0 100N/m 초과 1
부극 집전체 2-5 PET 4 Cu 2.0 100N/m 초과 2
부극 집전체 2-6 PET 2 Cu 3.0 100N/m 초과 10
기존 부극 집전체 / / Cu 8.0 / 381
배터리 번호 정극 집전체 정극
활성
물질		 부극 집전체 부극
활성
물질		 -10℃ 하에서의
방전 용량
유지율 (%)
비교 배터리1 기존 정극 집전체 NCM333 기존 부극 집전체 흑연 82
비교 배터리 2 기존 정극 집전체 LFP 기존 부극 집전체 흑연 75
배터리 1 기존 정극 집전체 LFP 부극 집전체 2-1 흑연 92
배터리 2 기존 정극 집전체 LFP 부극 집전체 2-2 흑연 89
배터리 3 기존 정극 집전체 LFP 부극 집전체 2-3 흑연 87
배터리 4 기존 정극 집전체 LFP 부극 집전체 2-4 흑연 84
배터리 5 기존 정극 집전체 LFP 부극 집전체 2-5 흑연 81
배터리 6 기존 정극 집전체 LFP 부극 집전체 2-6 흑연 78
배터리 7 정극 집전체 2-1 NCM333 기존 부극 집전체 흑연 93
배터리 8 정극 집전체 2-2 NCM333 부극 집전체 2-4 흑연 88
배터리 9 정극 집전체 2-3 NCM333 부극 집전체 2-4 흑연 86
표 4의 배터리에서, 부극 활성 물질층의 두께는 모두 52μm이고, 정극 활성 물질층의 두께는 모두 74μm이다. 표 4의 데이터로부터 알수 있다시피, 복합 집전체의 열전도율이 0.01W/(m·K) ~ 10W/(m·K)인 바, 리튬 이온 이차 전지의 저온 성능을 개선할 수 있다.
3. 전극 극판의 활성 물질층의 두께가 리튬 이온 이차 전지의 저온 성능에 대한 역할
배터리 번호 정극 집전체 정극 활성 물질층
두께 (μm)		 부극 집전체 부극 활성 물질층
두께 (μm)		 -10℃ 하에서의
방전 용량
유지율 (%)
비교 배터리 4-1 기존 정극 집전체 110 부극 집전체 2-4 52 73
배터리 4 기존 정극 집전체 74 부극 집전체 2-4 52 84
배터리 4-1 기존 정극 집전체 50 부극 집전체 2-4 52 81
배터리 4-2 기존 정극 집전체 60 부극 집전체 2-4 52 83
배터리 4-3 기존 정극 집전체 90 부극 집전체 2-4 52 82
배터리 4-4 기존 정극 집전체 100 부극 집전체 2-4 52 79
배터리 4-5 기존 정극 집전체 74 부극 집전체 2-4 30 77
배터리 4-6 기존 정극 집전체 74 부극 집전체 2-4 40 82
배터리 4-7 기존 정극 집전체 74 부극 집전체 2-4 60 83
배터리 4-8 기존 정극 집전체 74 부극 집전체 2-4 70 80
비교 배터리 4-2 기존 정극 집전체 74 부극 집전체 2-4 85 75
표 5에서, 정극 활성 물질층의 정극 활성 물질은 모두 LFP이고, 부극 활성 물질층의 부극 활성 물질은 모두 흑연이다. 표 5의 데이터로부터 알수 있다시피, 정극 활성 물질층의 두께 T1이 50μm ~ 100μm일 경우, 본 출원이 리튬 이온 이차 전지의 저온 성능에 대한 개선 효과가 더욱 양호하며, 정극 활성 물질층의 두께 T1이 60μm ~ 90μm일 경우, 리튬 이온 이차 전지의 저온 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 부극 활성 물질층의 두께 T2가 30μm ~ 70μm일 경우, 본 출원이 리튬 이온 이차 전지의 저온 성능에 대한 개선 효과가 더욱 양호하며, 부극 활성 물질층의 두께 T2가 40μm ~ 60μm일 경우, 리튬 이온 이차 전지의 저온 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
4. 보호층이 리튬 이온 이차 전지의 전기화학적 성능에 대한 영향
정극 집전체 번호 제2 보호층 제1 보호층
재료 Da ( nm ) 재료 Db ( nm )
정극 집전체 2-3-1 / / 니켈 1
정극 집전체 2-3-2 / / 산화 니켈 50
정극 집전체 2-3-3 산화 니켈 5 / /
정극 집전체 2-3-4 산화 니켈 10 / /
정극 집전체 2-3-5 산화 니켈 50 산화 니켈 50
정극 집전체 2-3-6 산화 니켈 100 산화 니켈 50
표 6에서, 정극 집전체 2-3을 토대로 보호층을 설치하였다.
배터리
번호		 정극 집전체 정극
활성
물질		 부극 집전체 부극
활성
물질		 60℃에서 500회
사이클 후의
용량 유지율 (%)
배터리 9 정극 집전체 2-3 NCM333 부극 집전체 2-4 흑연 80
배터리 9-1 정극 집전체 2-3-1 NCM333 부극 집전체 2-4 흑연 81
배터리 9-2 정극 집전체 2-3-2 NCM333 부극 집전체 2-4 흑연 82
배터리 9-3 정극 집전체 2-3-3 NCM333 부극 집전체 2-4 흑연 81
배터리 9-4 정극 집전체 2-3-4 NCM333 부극 집전체 2-4 흑연 82
배터리 9-5 정극 집전체 2-3-5 NCM333 부극 집전체 2-4 흑연 83
배터리 9-6 정극 집전체 2-3-6 NCM333 부극 집전체 2-4 흑연 84
표 7의 배터리에서, 부극 활성 물질층의 두께는 모두 52μm이고, 정극 활성 물질층의 두께는 모두 74μm이다.
표 7의 데이터로부터 알수 있다시피, 정극 집전체가 복합 집전체일 경우, 보호층을 설치하는 것에 의해 배터리의 60℃, 1C/1C 하에서의 500회 사이클 후의 용량 유지율을 더욱 향상시킬 수 있으며, 배터리의 신뢰성이 더욱 양호하다.
부극 집전체 번호 제2 보호층 제1 보호층
재료 Da ( nm ) 재료 Db ( nm )
부극 집전체 2-5-1 / / 산화 니켈 1
부극 집전체 2-5-2 / / 니켈 기반 합금 50
부극 집전체 2-5-3 니켈 5 / /
부극 집전체 2-5-4 니켈 10 / /
부극 집전체 2-5-5 니켈 50 니켈 50
부극 집전체 2-5-6 니켈 100 니켈 50
부극 집전체 2-5-7 이중 보호층 60 니켈 50
표 8에서, 부극 집전체 2-5를 토대로 보호층을 설치하였다.
표 8에서, 니켈 기반 합금 중에는 90wt%의 니켈 및 10wt%의 크롬이 함유되어 있다.
표 8에서, 이중 보호층은, 니켈 보호층과 산화 니켈 보호층을 포함하는 바, 니켈 보호층은 전도층의 지지층과 배향하는 표면에 설치되고 두께가 30nm이며, 산화 니켈 보호층은 니켈 보호층의 지지층과 배향하는 표면에 설치되고 두께가 30nm이다.
배터리 번호 정극 집전체 정극 활성 물질 부극 집전체 부극 활성 물질 60℃에서 500회 사이클 후의 용량 유지율 (%)
배터리 5 기존 정극 집전체 LFP 부극 집전체 2-5 흑연 90
배터리 5-1 기존 정극 집전체 LFP 부극 집전체 2-5-1 흑연 91
배터리 5-2 기존 정극 집전체 LFP 부극 집전체 2-5-2 흑연 92
배터리 5-3 기존 정극 집전체 LFP 부극 집전체 2-5-3 흑연 91
배터리 5-4 기존 정극 집전체 LFP 부극 집전체 2-5-4 흑연 92
배터리 5-5 기존 정극 집전체 LFP 부극 집전체 2-5-5 흑연 93
배터리 5-6 기존 정극 집전체 LFP 부극 집전체 2-5-6 흑연 94
배터리 5-7 기존 정극 집전체 LFP 부극 집전체 2-5-7 흑연 93
표 9의 배터리에서, 부극 활성 물질층의 두께는 모두 52μm이고, 정극 활성 물질층의 두께는 모두 74μm이다.
표 9의 데이터로부터 알수 있다시피, 부극 집전체가 복합 집전체일 경우, 보호층을 설치하는 것에 의해 배터리의 60℃, 1C/1C 하에서의 500회 사이클 후의 용량 유지율을 더욱 향상시킬 수 있으며, 배터리의 신뢰성이 더욱 양호하다.
이상은 본 출원의 구체적인 실시형태일 뿐, 본 출원의 보호 범위는 이에 한정되지 않으며, 당업자라면 본 출원에 개시된 기술적 범위 내에서 다양한 등가적인 수정 또는 교체를 쉽게 생각해낼 수 있으며, 이러한 수정 또는 교체는 모두 본 출원의 보호 범위 내에 속한다. 따라서 본 출원의 보호 범위는 청구 범위의 보호 범위를 기준으로 한다.

Claims (11)

  1. 배터리 셀과 전해액을 포함하는 리튬 이온 이차 전지에 있어서,
    상기 배터리 셀은 정극판, 분리막 및 부극판을 포함하고,
    상기 정극판은 정극 집전체 및 상기 정극 집전체의 표면에 설치된 정극 활성 물질층을 포함하며,
    상기 부극판은 부극 집전체 및 상기 부극 집전체의 표면에 설치된 부극 활성 물질층을 포함하며,
    상기 정극 집전체 및/또는 상기 부극 집전체는 복합 집전체이고,
    상기 복합 집전체는 고분자 재료 기반 지지층, 상기 지지층의 적어도 하나의 표면에 설치된 전도층 및 보호층을 포함하며, 상기 보호층은 제1 보호층과 제2 보호층을 포함하고, 상기 제1 보호층은 상기 전도층과 상기 지지층 사이에 설치되고, 상기 제2 보호층은 상기 전도층의 상기 지지층과 배향하는 표면에 설치되며,
    상기 복합 집전체의 열전도율은 0.01W/(m·K) ~ 10W/(m·K)이되,
    상기 지지층의 두께 D2는 1μm≤D2≤15μm를 충족하며,
    상기 지지층의 영률 E는 2GPa≤E≤20GPa이고,,
    상기 지지층과 상기 전도층 사이의 결합력이 F≥100N/m이며,
    상기 지지층은 폴리 아미드, 폴리 이미드, 폴리 에틸렌 테레프탈레이트, 폴리 부틸렌 테레프탈레이트, 폴리 에틸렌 나프탈레이트, 폴리 카보네이트, 폴리 에틸렌 , 폴리 프로필렌, 폴리 에틸렌 프로필렌, 아크릴로 니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 폴리 비닐 알코올, 폴리 스티렌, 폴리 염화 비닐, 폴리 비닐 리덴 플루오라이드, 폴리 테트라 플루오로 에틸렌, 폴리 스티렌 설포네이트 나트륨, 폴리 아세틸렌, 실리콘 고무, 폴리 옥시 메틸렌, 폴리 페닐렌 에테르, 폴리 페닐렌 설파이드, 폴리 에틸렌 글리콜, 폴리 질화황계, 폴리 페닐렌, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피리딘, 셀룰로오스, 전분, 단백질, 에폭시 수지, 페놀 수지, 상술한 재료의 유도체, 상술한 재료의 가교체 및 상술한 재료의 공중합체 중 하나 이상을 포함하고,
    상기 지지층은 또한 첨가제를 포함하고, 상기 첨가제는 금속 재료와 무기 비금속 재료 중 하나 이상을 포함하는 리튬 이온 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전도층의 두께 D1은 300nm≤D1≤2μm를 충족하는 리튬 이온 이차 전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 정극 활성 물질층의 두께 T1은 50μm≤T1≤100μm를 충족하며;
    상기 부극 활성 물질층의 두께 T2는 30μm≤T2≤70μm를 충족하며;
    상기 전해액의 25℃ 전도율은 8mS/cm ~ 11mS/cm이며;
    상기 분리막의 공극율은 30% ~ 50%인
    중의 적어도 하나를 충족하는 리튬 이온 이차 전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전도층은 금속 재료, 탄소 기반 전도성 재료 및 전도성 고분자 재료 중 하나 이상을 포함하고; 및/또는,
    상기 전도층의 체적 저항률은 8.0×10-8 Ω·m 이하인 리튬 이온 이차 전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 보호층은 금속, 금속 산화물 및 전도성 탄소 중 하나 이상을 포함하며; 및/또는,
    상기 제2 보호층은 금속, 금속 산화물 및 전도성 탄소 중 하나 이상을 포함하는 리튬 이온 이차 전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 보호층의 두께 Db는 1nm≤Db≤200nm를 충족하고, 또한 상기 Db와 상기 전도층의 두께 D1 사이는 Db≤0.1D1을 충족하며; 및/또는,
    상기 제2 보호층의 두께 Da는 1nm≤Da≤200nm를 충족하고, 또한 상기 Da와 상기 전도층의 두께 D1 사이는 Da≤0.1D1을 충족하는 리튬 이온 이차 전지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 보호층은,
    상기 전도층의 상기 지지층과 배향하는 표면에 설치된 금속 보호층; 및
    상기 금속 보호층의 상기 지지층과 배향하는 표면에 설치된 금속 산화물 보호층을 포함하는 리튬 이온 이차 전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 정극 집전체는 금속 집전체 또는 상기 복합 집전체이고, 상기 부극 집전체는 상기 복합 집전체인 리튬 이온 이차 전지.
  9. 배터리 셀에 있어서,
    리튬 이온 이차 전지에 사용되고,
    상기 배터리 셀은 정극판, 분리막 및 부극판을 포함하고,
    상기 정극판은 정극 집전체 및 상기 정극 집전체의 표면에 설치된 정극 활성 물질층을 포함하며,
    상기 부극판은 부극 집전체 및 상기 부극 집전체의 표면에 설치된 부극 활성 물질층을 포함하며,
    상기 정극 집전체 및/또는 상기 부극 집전체는 복합 집전체이고,
    상기 복합 집전체는 고분자 재료 기반 지지층, 상기 지지층의 적어도 하나의 표면에 설치된 전도층 및 보호층을 포함하며, 상기 보호층은 제1 보호층과 제2 보호층을 포함하고, 상기 제1 보호층은 상기 전도층과 상기 지지층 사이에 설치되고, 상기 제2 보호층은 상기 전도층의 상기 지지층과 배향하는 표면에 설치되며,
    상기 복합 집전체의 열전도율은 0.01W/(m·K) ~ 10W/(m·K)이되,
    상기 지지층의 두께 D2는 1μm≤D2≤15μm를 충족하며,
    상기 지지층의 영률 E는 2GPa≤E≤20GPa이고,,
    상기 지지층과 상기 전도층 사이의 결합력이 F≥100N/m이며,
    상기 지지층은 폴리 아미드, 폴리 이미드, 폴리 에틸렌 테레프탈레이트, 폴리 부틸렌 테레프탈레이트, 폴리 에틸렌 나프탈레이트, 폴리 카보네이트, 폴리 에틸렌 , 폴리 프로필렌, 폴리 에틸렌 프로필렌, 아크릴로 니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 폴리 비닐 알코올, 폴리 스티렌, 폴리 염화 비닐, 폴리 비닐 리덴 플루오라이드, 폴리 테트라 플루오로 에틸렌, 폴리 스티렌 설포네이트 나트륨, 폴리 아세틸렌, 실리콘 고무, 폴리 옥시 메틸렌, 폴리 페닐렌 에테르, 폴리 페닐렌 설파이드, 폴리 에틸렌 글리콜, 폴리 질화황계, 폴리 페닐렌, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피리딘, 셀룰로오스, 전분, 단백질, 에폭시 수지, 페놀 수지, 상술한 재료의 유도체, 상술한 재료의 가교체 및 상술한 재료의 공중합체 중 하나 이상을 포함하고,
    상기 지지층은 또한 첨가제를 포함하고, 상기 첨가제는 금속 재료와 무기 비금속 재료 중 하나 이상을 포함하는 배터리 셀.
  10. 부극판에 있어서,
    리튬 이온 이차 전지에 사용되고,
    상기 부극판은 부극 집전체 및 부극 집전체의 표면에 설치된 부극 활성 물질층을 포함하며,
    상기 부극 집전체는 복합 집전체이고,
    상기 복합 집전체는 고분자 재료 기반 지지층, 상기 지지층의 적어도 하나의 표면에 설치된 전도층 및 보호층을 포함하며, 상기 보호층은 제1 보호층과 제2 보호층을 포함하고, 상기 제1 보호층은 상기 전도층과 상기 지지층 사이에 설치되고, 상기 제2 보호층은 상기 전도층의 상기 지지층과 배향하는 표면에 설치되며,
    상기 복합 집전체의 열전도율은 0.01W/(m·K) ~ 10W/(m·K)이되,
    상기 지지층의 두께 D2는 1μm≤D2≤15μm를 충족하며,
    상기 지지층의 영률 E는 2GPa≤E≤20GPa이고,,
    상기 지지층과 상기 전도층 사이의 결합력이 F≥100N/m이며,
    상기 지지층은 폴리 아미드, 폴리 이미드, 폴리 에틸렌 테레프탈레이트, 폴리 부틸렌 테레프탈레이트, 폴리 에틸렌 나프탈레이트, 폴리 카보네이트, 폴리 에틸렌 , 폴리 프로필렌, 폴리 에틸렌 프로필렌, 아크릴로 니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 폴리 비닐 알코올, 폴리 스티렌, 폴리 염화 비닐, 폴리 비닐 리덴 플루오라이드, 폴리 테트라 플루오로 에틸렌, 폴리 스티렌 설포네이트 나트륨, 폴리 아세틸렌, 실리콘 고무, 폴리 옥시 메틸렌, 폴리 페닐렌 에테르, 폴리 페닐렌 설파이드, 폴리 에틸렌 글리콜, 폴리 질화황계, 폴리 페닐렌, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피리딘, 셀룰로오스, 전분, 단백질, 에폭시 수지, 페놀 수지, 상술한 재료의 유도체, 상술한 재료의 가교체 및 상술한 재료의 공중합체 중 하나 이상을 포함하고,
    상기 지지층은 또한 첨가제를 포함하고, 상기 첨가제는 금속 재료와 무기 비금속 재료 중 하나 이상을 포함하는 부극판.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 리튬 이온 이차 전지를 포함하는 장치.
KR1020237040630A 2019-05-31 2020-01-06 리튬 이온 이차 전지, 배터리 셀, 부극판 및 리튬 이온 이차 전지를 포함하는 장치 KR20230165371A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910472635.4 2019-05-31
CN201910472635.4A CN111180737B (zh) 2019-05-31 2019-05-31 锂离子二次电池、电芯及负极极片
PCT/CN2020/070449 WO2020238225A1 (zh) 2019-05-31 2020-01-06 锂离子二次电池、电芯、负极极片和包含锂离子二次电池的装置
KR1020207034008A KR20210003227A (ko) 2019-05-31 2020-01-06 리튬 이온 이차 전지, 배터리 셀, 부극판 및 리튬 이온 이차 전지를 포함하는 장치

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207034008A Division KR20210003227A (ko) 2019-05-31 2020-01-06 리튬 이온 이차 전지, 배터리 셀, 부극판 및 리튬 이온 이차 전지를 포함하는 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230165371A true KR20230165371A (ko) 2023-12-05

Family

ID=70651823

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237040630A KR20230165371A (ko) 2019-05-31 2020-01-06 리튬 이온 이차 전지, 배터리 셀, 부극판 및 리튬 이온 이차 전지를 포함하는 장치
KR1020207034008A KR20210003227A (ko) 2019-05-31 2020-01-06 리튬 이온 이차 전지, 배터리 셀, 부극판 및 리튬 이온 이차 전지를 포함하는 장치

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207034008A KR20210003227A (ko) 2019-05-31 2020-01-06 리튬 이온 이차 전지, 배터리 셀, 부극판 및 리튬 이온 이차 전지를 포함하는 장치

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11611081B2 (ko)
EP (2) EP4187650A1 (ko)
JP (1) JP7271390B2 (ko)
KR (2) KR20230165371A (ko)
CN (1) CN111180737B (ko)
HU (1) HUE061850T2 (ko)
PT (1) PT3796438T (ko)
WO (1) WO2020238225A1 (ko)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN212659582U (zh) * 2020-07-28 2021-03-05 深圳市海鸿新能源技术有限公司 一种卷绕电池
CN112542569B (zh) * 2020-12-04 2022-11-08 宁德新能源科技有限公司 一种电极组件及包含其的电化学装置、电子装置
CN112510210A (zh) * 2020-12-07 2021-03-16 厦门海辰新材料科技有限公司 复合集流体及其制备方法、二次电池
WO2022152385A1 (en) * 2021-01-14 2022-07-21 Applied Materials, Inc. Current collector for an anode of an energy storage device, energy storage device, method for forming a current collector for an anode of an energy storage device, and apparatus for forming a current collector for an anode of an energy storage device
JPWO2022168296A1 (ko) * 2021-02-08 2022-08-11
CN113437351B (zh) * 2021-06-22 2023-01-24 宁德新能源科技有限公司 电化学装置及包括该电化学装置的用电设备
CN113258077A (zh) * 2021-06-25 2021-08-13 珠海冠宇电池股份有限公司 一种正极集流体和锂离子电池
EP4170758A4 (en) * 2021-08-31 2023-09-06 Contemporary Amperex Technology Co., Limited LITHIUM-ION BATTERY, BATTERY MODULE, BATTERY PACK AND ELECTRICAL DEVICE
KR102568634B1 (ko) * 2021-09-01 2023-08-22 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드 양극 집전체, 이차전지 및 전력 장치
CN114497568B (zh) * 2021-12-13 2024-01-30 上海兰钧新能源科技有限公司 一种热收缩复合集流体及其应用
CN114883633B (zh) * 2022-05-09 2024-07-16 江苏正力新能电池技术有限公司 一种电芯、电池模组和电池包
CN114824506B (zh) * 2022-05-09 2024-07-16 江苏正力新能电池技术有限公司 一种电芯、电池模组和电池包
CN114824288B (zh) * 2022-05-09 2024-05-24 江苏正力新能电池技术有限公司 一种电芯、电池模组和电池包
CN115832193A (zh) * 2022-09-19 2023-03-21 宁德时代新能源科技股份有限公司 极片、电极组件、电池单体和电池
WO2024077543A1 (zh) * 2022-10-13 2024-04-18 宁德时代新能源科技股份有限公司 电极组件、二次电池、电池组及用电装置
CN118099356B (zh) * 2024-04-29 2024-08-20 江苏众钠能源科技有限公司 二次电池及其制备方法和用电装置

Family Cites Families (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09213338A (ja) 1996-01-30 1997-08-15 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 電池及びリチウムイオン二次電池
JPH09283149A (ja) * 1996-04-10 1997-10-31 Japan Storage Battery Co Ltd 電池用極板の集電体及びその集電体を用いた電池
JPH10112322A (ja) * 1996-10-07 1998-04-28 Japan Storage Battery Co Ltd 電 池
JPH10112323A (ja) * 1996-10-07 1998-04-28 Japan Storage Battery Co Ltd 電 池
JPH1197030A (ja) * 1997-09-18 1999-04-09 Hitachi Cable Ltd 集電材用銅箔
JPH11102711A (ja) * 1997-09-25 1999-04-13 Denso Corp リチウムイオン二次電池
JP2001313037A (ja) * 2000-04-28 2001-11-09 Sony Corp 負極及び非水電解質電池、並びにそれらの製造方法
DE10196589T1 (de) * 2000-08-14 2003-07-10 World Properties Inc Wärmehärtbare Zusammensetzung für Bauteile einer elektrochemischen Zelle und Verfahren zu deren Herstellung
JP2002203562A (ja) 2000-12-28 2002-07-19 Toshiba Corp 非水電解質二次電池
US6908711B2 (en) 2002-04-10 2005-06-21 Pacific Lithium New Zealand Limited Rechargeable high power electrochemical device
US7208246B2 (en) 2002-07-23 2007-04-24 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fuel cell with integrated heater and robust construction
JP2004103475A (ja) * 2002-09-11 2004-04-02 Sony Corp 電池
JP4419402B2 (ja) * 2003-03-05 2010-02-24 パナソニック株式会社 電極とこれを用いた電池および非水電解質二次電池
JP4920880B2 (ja) * 2003-09-26 2012-04-18 三星エスディアイ株式会社 リチウムイオン二次電池
JP4953631B2 (ja) * 2004-02-09 2012-06-13 パナソニック株式会社 非水電解液二次電池
US8404388B2 (en) 2005-08-09 2013-03-26 Polyplus Battery Company Compliant seal structures for protected active metal anodes
JP4301340B2 (ja) * 2007-08-15 2009-07-22 日産自動車株式会社 組電池
CN101803074B (zh) * 2007-09-19 2015-05-20 百拉得动力系统公司 高导热率电极衬底
JP4440958B2 (ja) 2007-10-19 2010-03-24 トヨタ自動車株式会社 燃料電池
JP4986077B2 (ja) * 2008-05-22 2012-07-25 トヨタ自動車株式会社 二次電池用集電箔及びその製造方法
JP4649502B2 (ja) * 2008-08-08 2011-03-09 シャープ株式会社 リチウムイオン二次電池
JP2010040488A (ja) * 2008-08-08 2010-02-18 Sharp Corp 電池
JP4711151B2 (ja) * 2008-11-13 2011-06-29 トヨタ自動車株式会社 正極集電体およびその製造方法
CN101510625B (zh) * 2009-03-26 2011-01-12 西安瑟福能源科技有限公司 一种超高倍率锂离子电池
JP5693982B2 (ja) * 2011-01-25 2015-04-01 シャープ株式会社 非水系二次電池
JPWO2012127561A1 (ja) 2011-03-18 2014-07-24 株式会社日立製作所 非水電解質電池
JP5595349B2 (ja) * 2011-07-21 2014-09-24 株式会社神戸製鋼所 リチウムイオン二次電池用正極集電体、リチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池用正極集電体の製造方法
KR101511732B1 (ko) 2012-04-10 2015-04-13 주식회사 엘지화학 다공성 코팅층이 형성된 전극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전기화학소자
EP2892097B1 (en) 2012-08-30 2018-06-06 Kaneka Corporation Current collector for battery and battery using same
JP6011229B2 (ja) 2012-10-12 2016-10-19 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
EP2924796B1 (en) 2012-11-20 2018-04-18 Nec Corporation Lithium ion secondary battery
CN104051784A (zh) 2014-07-02 2014-09-17 东莞市凯欣电池材料有限公司 锂二次电池电解液及其制备方法以及锂二次电池
CN104157846B (zh) 2014-08-07 2016-06-08 深圳市海涛投资管理有限公司 一种蓄电池极板结构及其生产方法
JP2016134241A (ja) 2015-01-16 2016-07-25 Jsr株式会社 蓄電デバイス用バインダー組成物、蓄電デバイス電極用スラリー、蓄電デバイス電極および蓄電デバイス
CN106298274B (zh) * 2015-05-26 2018-02-06 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种新型的石墨烯/碳管/石墨烯复合材料、以及其制备方法和应用
JP6403278B2 (ja) 2015-06-30 2018-10-10 オートモーティブエナジーサプライ株式会社 リチウムイオン二次電池
US11001695B2 (en) * 2016-01-07 2021-05-11 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Fast and reversible thermoresponsive polymer switching materials
CN105789611A (zh) 2016-03-23 2016-07-20 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种兼顾电池高低温循环性能的电解液及锂离子电池
CN105742566B (zh) 2016-04-11 2018-05-08 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电极极片及锂离子电池
CN109791850B (zh) * 2016-09-29 2021-06-01 富士胶片株式会社 电极用铝部件及电极用铝部件的制造方法
CN106654285B (zh) * 2016-11-18 2021-03-05 浙江大学 一种用于锂电池的柔性集流体及其制备方法
US20180181823A1 (en) * 2016-12-28 2018-06-28 Nxp Usa, Inc. Distributed image cognition processing system
JP7156592B2 (ja) * 2017-02-07 2022-10-19 東レフィルム加工株式会社 ガスバリア性アルミニウム蒸着フィルムおよびそれを用いた積層フィルム
JP6887088B2 (ja) * 2017-04-04 2021-06-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 積層型全固体電池およびその製造方法
CN106785230B (zh) 2017-04-12 2019-01-04 厦门金龙联合汽车工业有限公司 一种电池模组导热板排布优化方法
CN107123812B (zh) 2017-04-14 2020-05-19 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种正极集流体、其制备方法及其应用
CN106981665A (zh) * 2017-04-14 2017-07-25 深圳鑫智美科技有限公司 一种负极集流体、其制备方法及其应用
JP6848645B2 (ja) * 2017-04-21 2021-03-24 トヨタ自動車株式会社 集電積層体
CN109119686B (zh) 2017-06-23 2020-11-20 宁德时代新能源科技股份有限公司 磷酸铁锂电池
CN109873160B (zh) * 2017-12-05 2021-05-18 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种集流体，其极片和电池
CN108258249B (zh) * 2017-12-15 2020-04-24 深圳宇锵新材料有限公司 一种集流体涂层、浆料及其制备方法、电池极片和锂离子电池
CN108832134A (zh) 2018-06-28 2018-11-16 清陶（昆山）新能源材料研究院有限公司 一种柔性集流体及其制备方法以及在锂离子电池中的应用
CN109742436B (zh) 2018-12-03 2021-04-20 华为技术有限公司 一种电芯、动力电池、动力电池组、用电装置及制造方法
CN109786755A (zh) 2018-12-26 2019-05-21 中国电子科技集团公司第十八研究所 一种双极性电池复合集流体结构及制备方法
CN110943215B (zh) * 2019-05-31 2020-12-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 锂离子二次电池

Also Published As

Publication number Publication date
HUE061850T2 (hu) 2023-08-28
JP7271390B2 (ja) 2023-05-11
US20210151770A1 (en) 2021-05-20
CN111180737A (zh) 2020-05-19
CN111180737B (zh) 2021-08-03
JP2020198290A (ja) 2020-12-10
EP4187650A1 (en) 2023-05-31
US11611081B2 (en) 2023-03-21
EP3796438A4 (en) 2021-09-01
KR20210003227A (ko) 2021-01-11
EP3796438B1 (en) 2023-03-29
EP3796438A1 (en) 2021-03-24
WO2020238225A1 (zh) 2020-12-03
PT3796438T (pt) 2023-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102600399B1 (ko) 리튬 이온 이차 배터리
KR20230165371A (ko) 리튬 이온 이차 전지, 배터리 셀, 부극판 및 리튬 이온 이차 전지를 포함하는 장치
KR102457745B1 (ko) 부극 집전체, 부극판, 전기화학 장치 및 장치
JP7357690B2 (ja) 複合集電体、電極シート及び電気化学装置
US20220052346A1 (en) Positive current collector, positive electrode plate, secondary battery, and apparatus
JP7344309B2 (ja) 正極集電体、正電極シート、電気化学装置及び装置
US20220085383A1 (en) Negative electrode current collector, negative electrode plate, electrochemical device, and apparatus
WO2020220685A1 (zh) 正极集流体、正极极片、电池及装置
US11621425B2 (en) Positive electrode current collector, positive electrode piece, electrochemical device and apparatus
JP2022528846A (ja) 負極集電体、負極シート及び電気化学装置
WO2021000562A1 (zh) 正极集流体、正极极片、电化学装置及其装置
WO2021000511A1 (zh) 负极集流体、负极极片、电化学装置、电池模块、电池包及设备
US20210119220A1 (en) Positive current collector, positive electrode plate, electrochemical apparatus, battery module, battery pack, and device
WO2021000503A1 (zh) 负极集流体、负极极片、电化学装置、电池模块、电池包及设备

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent