KR20240013072A - 전극 조립체 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 - Google Patents

전극 조립체 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전극 조립체 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로, 상기 전극 조립체는 음극 활물질층을 포함하는 음극; 양극 활물질층을 포함하는 양극; 분리막; 및 기공 폐쇄부를 포함하며, 상기 분리막은 상기 음극 및 상기 양극 사이에 배치되며, 상기 음극 활물질층의 폭은 상기 양극 활물질층의 폭 보다 크며, 상기 분리막은 상기 양극 활물질층과 상하 방향으로 중첩되는 분리막 본체부와 상기 양극 활물질층과 상하 방향으로 중첩되지 않으며, 상기 분리막 본체부로부터 연장된 분리막 연장부를 포함하며, 상기 기공 폐쇄부는 상기 분리막 연장부의 일면 또는 양면 상에 배치되어 있으며, 상기 기공 폐쇄부의 기공도는 1% 이하일 수 있다.

Description

전극 조립체 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지{ELECTRODE ASSEMBLY AND LITHIUM SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME}
본 발명은 2022년 7월 21일에 출원된 한국특허출원 제10-2022-0090558호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 기공 폐쇄부를 포함하는 전극 조립체 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다.
최근 전자제품, 전자기기, 통신기기 등의 소형 경량화가 급속히 진행되고 있으며, 환경 문제와 관련하여 전기 자동차의 필요성이 크게 대두됨에 따라 이들 제품의 동력원으로 사용되는 이차전지의 성능 개선에 대한 요구도 증가하는 실정이다. 그 중 리튬 이차전지는 고 에너지밀도 및 높은 표준전극 전위 때문에 고성능 전지로서 상당한 각광을 받고 있다. 리튬 이차전지는 일반적으로 이차 전지는 양극, 음극, 전해질, 및 분리막으로 구성된다. 구체적으로, 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 배치된 분리막을 포함하는 전극 조립체를 전해질에 함침시켜서 리튬 이차 전지를 제조할 수 있다.
구체적으로, 도 1을 참조하면, 전극 조립체(10)는 음극(100), 양극(200), 및 분리막(300)을 포함하며, 음극(100)은 음극 집전체(110) 및 상기 음극 집전체 상에 배치된 음극 활물질층(120)을 포함하고, 상기 양극(200)은 양극 집전체(210) 및 상기 양극 집전체 상에 배치된 양극 활물질층(220)을 포함한다. 일반적으로, 상기 음극 활물질층(120)의 폭(W 방향의 너비)은 상기 양극 활물질층(220)의 폭(W 방향의 너비)보다 크다.
음극 활물질층(120)은 양극 활물질층(220)과 상하 방향(R-R')으로 중첩되는 음극 본체부(120a)와 상기 양극 활물질층(220)과 상하 방향(R-R')으로 중첩되지 않으며 상기 음극 본체부(120a)로부터 연장된 음극 연장부(120b)를 포함할 수 있다. 상기 음극 본체부(120a)는 양극 활물질층과 대면하고 있기 때문에, 상기 음극 본체부(120a)의 충전량은 상기 음극 연장부(120b)의 충전량보다 크다.
전지 구동 과정에서, 어떠한 이유로 전극 조립체에 포함된 어느 하나의 음극에 단선(P)이 발생하면, 전해질의 리튬 이온이 음극 연장부(120b)로 이동하며, 상기 음극 본체부(120a)의 전자가 상기 음극 연장부(120b)로 이동하게 된다. 상기 음극 연장부(120b)에서 전해질의 리튬 이온과 이동된 전자가 만나게 되는데, 이러한 현상이 지속되면 음극 연장부(120b)에서 리튬이 석출되는 문제가 생긴다. 석출된 리튬은 양극과 음극을 단락(short)시킬 수 있으며, 발열 및 발화의 원인이 될 수 있다.
종래 기술로써, 리튬 석출이 발생하였는지 여부를 확인하기 위한 방법(대한민국 공개특허공보 제10-2017-0023583호)이나, 음극의 단선을 방지하기 위한 방법(대한민국 공개특허공보 제10-2013-0050654호) 등의 기술이 존재하나, 음극의 단선이 발생한 상황에서 리튬 석출을 최소화할 수 있는 효과적인 방안이 없는 상황이다.
따라서, 음극의 단선 시, 상술한 리튬 석출을 최소화할 수 있는 새로운 전극 조립체가 요구되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2017-0023583호 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0050654호
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는 음극에서의 리튬 석출을 최소화할 수 있는 전극 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 상기 전극 조립체를 포함하는 리튬 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 음극 활물질층을 포함하는 음극; 양극 활물질층을 포함하는 양극; 분리막; 및 기공 폐쇄부;를 포함하며, 상기 분리막은 상기 음극 및 상기 양극 사이에 배치되며, 상기 음극 활물질층의 폭은 상기 양극 활물질층의 폭 보다 크며, 상기 분리막은 상기 양극 활물질층과 상하 방향으로 중첩되는 분리막 본체부와 상기 양극 활물질층과 상하 방향으로 중첩되지 않으며, 상기 분리막 본체부로부터 연장된 분리막 연장부를 포함하며, 상기 기공 폐쇄부는 상기 분리막 연장부의 일면 또는 양면 상에 배치되어 있으며, 상기 기공 폐쇄부의 기공도는 1% 이하인 전극 조립체가 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 전극 조립체 및 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지가 제공된다.
본 발명에 따르면, 전지 내 일부 음극이 단선이 일어나더라도, 음극의 말단에서 리튬이 석출되는 현상이 억제될 수 있다. 이에 따라, 양극과 음극의 단락이 방지될 수 있으며, 전지의 발열 및 발화를 억제할 수 있다.
도 1은 종래의 이차 전지를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 전극 조립체를 설명하기 위한 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 전극 조립체를 설명하기 위한 평면도로써, 도 2의 C 영역을 위에서 바라본 도면이다.
도 4는 본 발명의 전극 조립체를 설명하기 위한 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 전극 조립체를 설명하기 위한 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 전극 조립체를 설명하기 위한 측단면도이다.
도 7은 도 6의 D 영역을 S 방향에서 바라본 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예 1의 리튬 이차 전지에 대해 7Li-NMR 을 측정한 결과 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예 2의 리튬 이차 전지에 대해 7Li-NMR 을 측정한 결과 그래프이다.
도 10은 본 발명의 비교예 1의 리튬 이차 전지에 대해 7Li-NMR 을 측정한 결과 그래프이다.
도 11은 본 발명의 비교예 2의 리튬 이차 전지에 대해 7Li-NMR 을 측정한 결과 그래프이다.
도 12는 본 발명의 비교예 3의 리튬 이차 전지에 대해 7Li-NMR 을 측정한 결과 그래프이다.
도 13은 음극 단선 후 만충전시킨 비교예 2의 리튬 이차 전지의 리튬 석출 발생을 보여주는 사진이다.
도 14는 음극 단선 후 만충전시킨 비교예 3의 리튬 이차 전지의 리튬 석출 발생을 보여주는 사진이다.
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 기공도는 25℃에서 Porous materials 사의 Capillary flow porometer 장비를 통해 측정할 수 있다. 기공 크기의 측정 범위는 13nm 내지 500㎛이다.
본 명세서에서 통기도는 ASAHI SEIKO사의 Oken Type Air-permeability & Smoothness Testing Controller장비를 사용하여 하기 조건으로 측정할 수 있다.
Time: 6 sec
Value: 500
Measure Mode: JIS(sec)
Temperature: 25℃
본 명세서에서 두께(내지는 최대 두께)는 TESA-μHITE으로 측정할 수 있다.
본 명세서에서 상하 방향은 도 1, 2, 4, 및 5의 R-R' 방향에 해당하며, 구체적으로 R방향이 상부 방향, R'방향이 하부 방향에 해당한다.
본 명세서에서 7Li-NMR 측정 조건은 다음과 같다.
300 MHz고형 NMR 시스템；
MAS 회전수: 32kHz；
스펙트럼 주파수: 116.6420MHz；
온도: 실온(25℃)；
화학 시프트값 스탠다드: H2O의 1M LiCl；
펄스 순서: 스핀 에코(90°-τ1- 180 °-τ2)；
스펙트럼폭: 500,000Hz；
펄스 길이: 1) 90°펄스 길이 2.25μsec, 2) 180°펄스 길이 4.50μsec；
구동 시간(Dwell time)(τ1): 31.25μsec；
펄스 지연: 2sec
<전극 조립체>
본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체는 음극 활물질층을 포함하는 음극; 양극 활물질층을 포함하는 양극; 분리막; 및 기공 폐쇄부;를 포함하며, 상기 분리막은 상기 음극 및 상기 양극 사이에 배치되며, 상기 음극 활물질층의 폭은 상기 양극 활물질층의 폭 보다 크며, 상기 분리막은 상기 양극 활물질층과 상하 방향으로 중첩되는 분리막 본체부와 상기 양극 활물질층과 상하 방향으로 중첩되지 않으며, 상기 분리막 본체부로부터 연장된 분리막 연장부를 포함하며, 상기 기공 폐쇄부는 상기 분리막 연장부의 일면 또는 양면 상에 배치되어 있으며, 상기 기공 폐쇄부의 기공도는 1% 이하일 수 있다.
1) 음극
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체를 설명하기 위한 측단면도이다. 도 2를 참조하면, 상기 전극 조립체(10)는 1 이상의 음극(100)을 포함할 수 있으며, 구체적으로 상기 전극 조립체(10)는 복수의 음극(100)들을 포함할 수 있다.
상기 음극(100)은 음극 활물질층(120)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 음극(100)은 음극 집전체(110)를 포함하며, 상기 음극 활물질층(120)은 상기 음극 집전체(110)의 일면 또는 양면 상에 위치할 수 있다.
상기 음극 집전체(110)는 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서도 도전성을 가진 소재라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 이들의 합금, 이들의 표면에 탄소, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 또는 소성 탄소 등이 사용될 수 있다.
상기 음극 활물질층(120)은 음극 활물질, 음극 도전재, 및 음극 바인더를 포함할 수 있다.
상기 음극 활물질로는, 인조흑연, 천연흑연, 흑연화 탄소섬유, 비정질탄소 등의 탄소질 재료; Si, Al, Sn, Pb, Zn, Bi, In, Mg, Ga, Cd, Si합금, Sn합금 또는 Al합금 등 리튬과 합금화가 가능한 금속질 화합물; SiOv(0<v<2), SnO2, 바나듐 산화물, 리튬 바나듐 산화물과 같이 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 금속산화물; 또는 Si-C 복합체 또는 Sn-C 복합체과 같이 상기 금속질 화합물과 탄소질 재료를 포함하는 복합물 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 또한, 상기 음극활물질로서 금속 리튬 박막이 사용될 수도 있다. 또, 탄소재료는 저결정 탄소 및 고결정성 탄소 등이 모두 사용될 수 있다.
상기 음극 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 파네스 블랙, 램프 블랙, 서멀 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 단일벽 탄소 나노 튜브, 이중벽 탄소 나노 튜브, 다중벽 탄소 나노 튜브 등의 도전성 튜브; 플루오로카본; 알루미늄 분말, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스커; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
상기 음극 바인더로는 당해 기술 분야에서 사용되는 일반적인 바인더들이 사용될 수 있으며, 그 종류가 특별히 한정되는 것은 아니다. 상기 바인더로는, 예를 들면, 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF), 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리비닐알코올, 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 폴리머(EPDM), 술폰화-EPDM, 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 불소 고무, 또는 이들의 다양한 공중합체 등을 들 수 있으며, 이들 중 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.
상기 음극 활물질층(120)은 음극 본체부(120a)와 음극 연장부(120b)를 포함할 수 있다. 상기 음극 본체부(120a)는 상기 양극 활물질층(220)과 상하 방향(R-R')으로 중첩될 수 있다. 즉, 상기 음극 본체부(120a)는 상기 양극 활물질층(220)과 대면할 수 있다. 상기 음극 연장부(120b)는 상기 음극 본체부(120a)로부터 연장되어 있을 수 있다. 상기 음극 연장부(120b)는 상기 양극 활물질층(220)과 상하 방향으로 중첩되지 않을 수 있다. 상기 음극 연장부(120b)는 상기 음극 본체부(120a)에 비해 상기 음극 집전체(110)의 말단과 더 가까울 수 있다.
2) 양극
도 2를 참조하면, 상기 전극 조립체(10)는 1 이상의 양극(200)을 포함할 수 있으며, 구체적으로 상기 전극 조립체(10)는 복수의 양극(200)들을 포함할 수 있다.
상기 양극(200)은 양극 활물질층(220)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 양극(200)은 양극 집전체(210)를 포함하며, 상기 양극 활물질층(220)은 상기 양극 집전체(210)의 일면 또는 양면 상에 위치할 수 있다.
상기 양극 집전체(210)는 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서도 도전성을 가진 소재라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 이들의 합금, 이들의 표면에 탄소, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 또는 소성 탄소 등이 사용될 수 있다.
상기 양극 활물질층(220)은 양극 활물질, 양극 도전재, 및 양극 바인더를 포함할 수 있다.
상기 양극 활물질은 통상적으로 사용되는 양극 활물질일 수 있다. 구체적으로, 상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; LiFe3O4 등의 리튬 철 산화물; Li1+aMbO2+c를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 상기 양극 활물질은 Li1+aMbO2+c를 포함하며, M은 Ni, Co, Mn, Fe, P, Al, Mg, Ca, Zr, Zn, Ti, Ru, Nb, W, B, Si, Na, K, Mo, 및 V로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 원소일 수 있으며, -0.2≤a≤0.2, 0<b≤2, 0≤c≤2일 수 있다. 상기 a는 바람직하게는 -0.1≤a≤0.1, 더욱 바람직하게는 0≤a≤0.1를 만족할 수 있다. 구체적으로, 상기 Li1+aMbO2+c는 Li1+a[NipCoqM1 rM2 s]O2를 포함하거나 상기 Li1+a[NipCoqM1 rM2 s]O2일 수 있다. 상기 Li1+a[NipCoqM1 rM2 s]O2에 있어서, 상기 M1는 Al 및 Mn 중 적어도 어느 하나의 원소일 수 있으며, M2는 Fe, P, Mg, Ca, Zr, Zn, Ti, Ru, Nb, W, B, Si, Na, K, Mo, 및 V로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 원소일 수 있고, 상기 p는 0<p<1, 바람직하게는 0.3<p<1, 더욱 바람직하게는 0.5<p<1를 만족할 수 있으며, 상기 b는 0<q<1, 바람직하게는 0<q<0.7, 더욱 바람직하게는 0<q<0.5를 만족할 수 있으며, 상기 r는 0<r<1, 바람직하게는 0<r<0.7, 더욱 바람직하게는 0<r<0.5를 만족할 수 있으며, 상기 s는 0≤s≤0.2, 바람직하게는 0≤s≤0.1을 만족할 수 있다. 상기 Li1+aMbO2+c는 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, Li[Ni0.5Co0.3Mn0.2]O2, Li[Ni0.6Co0.2Mn0.2]O2, Li[Ni0.7Co0.1Mn0.2]O2, Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2, Li[Ni0.9Co0.05Mn0.05]O2, LiMn2O4, LiFePO4, 0.5Li2MnO3·0.5Li[Mn0.4Ni0.3Co0.3]O2로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 Li1+aMbO2+c는 상기 Li[Ni0.6Co0.2Mn0.2]O2, Li[Ni0.7Co0.1Mn0.2]O2, Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2, Li[Ni0.9Co0.05Mn0.05]O2 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 양극 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 파네스 블랙, 램프 블랙, 서멀 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 단일벽 탄소 나노 튜브, 이중벽 탄소 나노 튜브, 다중벽 탄소 나노 튜브 등의 도전성 튜브; 플루오로카본; 알루미늄 분말, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스커; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
상기 양극 바인더로는 당해 기술 분야에서 사용되는 일반적인 바인더들이 사용될 수 있으며, 그 종류가 특별히 한정되는 것은 아니다. 상기 바인더로는, 예를 들면, 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF), 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리비닐알코올, 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 폴리머(EPDM), 술폰화-EPDM, 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 불소 고무, 또는 이들의 다양한 공중합체 등을 들 수 있으며, 이들 중 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.
상기 음극 활물질층(120)의 폭은 상기 양극 활물질층(220)의 폭 보다 클 수 있다. 여기서 폭은 도 2 및 도 4 내지 6에서 W방향과 나란한 음극 활물질 또는 양극 활물질층의 너비를 의미한다. 상기 음극 활물질층의 폭이 상기 양극 활물질층의 폭 보다 크기 때문에 전지 충전 시 리튬 석출(Li plating)이 억제되는 효과가 있다.
3) 분리막
상기 분리막(300)은 음극(100)과 양극(200)을 분리하고 리튬 이온의 이동 통로를 제공할 수 있다. 상기 분리막(300)은 상기 음극(100) 및 상기 양극(200) 사이에 위치하여, 상기 음극(100)과 상기 양극(200)을 이격시킬 수 있다. 상기 전극 조립체(10)는 1이상의 분리막(300)을 포함할 수 있으며, 구체적으로 복수의 분리막(300)들을 포함할 수도 있다.
상기 분리막(300)으로는, 통상 리튬 이차 전지에서 분리막으로 사용되는 것이라면 특별한 제한 없이 사용 가능하며, 특히 전해질의 이온 이동에 대하여 저저항이면서 전해액 함습 능력이 우수한 것이 바람직하다. 구체적으로는 다공성 고분자 필름, 예를 들어 에틸렌 단독중합체(폴리에틸렌), 프로필렌 단독중합체(폴리프로필렌), 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체 및 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름 또는 이들의 2층 이상의 적층 구조체가 사용될 수 있다. 또 통상적인 다공성 부직포, 예를 들어 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포가 사용될 수도 있다.
또한, 상기 분리막(300)은 위와 같은 소재를 기재로 사용하며, 상기 기재 상에 배치된 코팅층을 포함할 수도 있다. 상기 코팅층은 무기 입자 및 고분자 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 코팅층에 의해 내열성 또는 기계적 강도가 개선될 수 있다. 상기 코팅층은 단층 또는 다층 구조일 수 있다.
상기 분리막(300)은 분리막 본체부(300a)와 분리막 연장부(300b)를 포함할 수 있다. 상기 분리막 본체부(300a)는 상기 양극 활물질층(220)과 상하 방향(R-R')으로 중첩될 수 있다. 상기 분리막 본체부(300a)는 상기 양극 활물질층(220)과 대면할 수 있다. 상기 분리막 연장부(300b)는 상기 분리막 본체부(300a)로부터 연장되어 있을 수 있다. 상기 분리막 연장부(300b)는 상기 양극 활물질층(220)과 상하 방향(R-R')으로 중첩되지 않을 수 있다.
4) 기공 폐쇄부
상기 기공 폐쇄부는 다량의 리튬 이온이 직접적으로 상기 음극 연장부에 직접적으로 이동하는 현상을 억제하는 역할을 한다. 이에 따라, 음극 단선 시 상기 음극 연장부에서 리튬이 석출되는 현상이 줄어들 수 있다. 따라서, 상기 전지 내에서 음극과 양극이 단락되는 문제가 방지될 수 있으며, 전지의 발열 및 발화가 억제될 수 있다.
상기 기공 폐쇄부의 기공도는 1% 이하일 수 있으며, 구체적으로 0% 내지 1%, 보다 구체적으로 0% 내지 0.8%, 예컨대 0% 내지 0.5%일 수 있다. 상기 기공 폐쇄부의 기공도가 1% 이하이므로, 전해질로부터 상기 음극 연장부로 직접적으로 전달되는 리튬 이온의 양이 현저하게 줄어들 수 있으므로, 음극 단선 발생 시 상기 음극 연장부에서 리튬이 석출되는 현상이 줄어들 수 있다. 반대로, 상기 기공 폐쇄부의 기공도가 1%를 초과하는 경우, 전해질로부터 음극 연장부로 리튬 이온이 이동하는 현상이 효과적으로 억제되지 못하게 되며, 이에 따라 음극 연장부에서의 리튬 석출 현상이 방지되기 어렵다.
상기 기공 폐쇄부의 통기도는 1,500sec/100cc 이상일 수 있으며, 구체적으로 1,500sec/100cc 내지 10,000sec/100cc, 보다 구체적으로 1,500sec/100cc 내지 8,000sec/100cc, 예컨대 1,500sec/100cc 내지 5,500sec/100cc일 수 있다. 상기 범위를 만족할 시 전해질로부터 상기 음극 연장부로 직접적으로 전달되는 리튬 이온의 양이 현저하게 줄어들 수 있으므로, 음극 단선 발생 시 상기 음극 연장부에서 리튬이 석출되는 현상이 줄어들 수 있다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 상기 기공 폐쇄부(400)는 상기 분리막 연장부(300b)의 일면 또는 양면 상에 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 기공 폐쇄부(400)는 상기 분리막 연장부(300b)의 일면 또는 양면의 전 영역 상에 배치되어 있을 수 있다. 이 경우, 상기 기공 폐쇄부(400)의 일 말단은 상기 분리막(300)의 일 말단과 동일 선상에 위치할 수 있다. 즉, 상기 기공 폐쇄부(400)는 상기 분리막(300)의 가장자리까지 상기 분리막 연장부(300b)의 상부 표면 및/또는 하부 표면을 덮을 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 기공 폐쇄부(400)는, 상기 분리막 연장부(300b)의 일면 상에 배치될 수 있으며, 구체적으로, 상기 기공 폐쇄부(400)가 위치한 상기 분리막 연장부(300b)의 일면은 상기 양극 활물질층(220)과 접하는 분리막 본체부(300a)(상기 분리막 연장부(300b)와 붙어있는 분리막 본체부(300a))의 표면과 동일한 방향에 위치할 수 있다. 기공 폐쇄부(400)가 양극 활물질층과 대면하는 표면에 형성될 경우, 음극 로딩량의 손실을 최소화하면서도 리튬 석출을 억제할 수 있다.
도 3은 도 2의 C 영역을 위에서 바라본 도면에 해당한다. 도 3을 참조하면, 상기 기공 폐쇄부(400)는 상기 양극 활물질층(220)을 둘러싸면서 위치할 수 있다.
한편, 도 4를 참조하면, 상기 기공 폐쇄부(400)는 상기 분리막 연장부(300b)의 일면에 위치하되, 상기 음극 활물질층(120)과 접하는 분리막 본체부(300a)(상기 분리막 연장부(300b)와 붙어있는 분리막 본체부(300a))의 표면과 동일한 방향에 위치할 수 있다. 이 경우, 분리막의 기공 내에 존재하는 리튬 이온이 음극 연장부로 전달되는 것이 보다 효과적으로 억제될 수 있다.
또한, 도 5를 참조하면, 상기 기공 폐쇄부(400)는 상기 분리막 연장부(300b)의 양면 상에 위치할 수 있다. 이 경우, 음극 연장부에서의 리튬 석출이 보다 효과적으로 억제될 수 있다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 상기 기공 폐쇄부(400)는 상기 음극 연장부(120b)와 상하 방향(R-R')으로 중첩될 수 있다. 이에 따라, 전해질로부터 상기 음극 연장부로 직접적으로 전달되는 리튬 이온의 양이 현저하게 줄어들 수 있으므로, 음극 단선 발생 시 상기 음극 연장부에서 리튬이 석출되는 현상이 줄어들 수 있다.
나아가, 상기 기공 폐쇄부(400)는 상기 음극 본체부(120a)와 상하 방향(R-R')으로 중첩하지 않을 수 있다. 따라서, 전지의 정상적인 구동 과정에서 발생하는 리튬 이온의 이동(상기 양극에서부터 상기 음극으로 리튬 이온이 이동)이 원활하게 이루어질 수 있다.
상기 기공 폐쇄부는 고분자를 포함할 수 있으며, 예컨대 고분자로 이루어질 수도 있다. 상기 고분자는 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리이미드(polyimide, PI), 및 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA)로 이루어진 군에선 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 기공 폐쇄부가 고분자를 포함하므로, 상기 기공 폐쇄부가 상기 분리막 연장부에 효과적으로 붙어있을 수 있으므로, 전지의 안정성이 더욱 개선될 수 있다.
상기 기공 폐쇄부에 포함되는 고분자는 상기 분리막(분리막 본체부, 분리막 연장부)에 포함되는 고분자 소재와 동일할 수 있다. 예컨대, 상기 분리막이 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 중 적어도 어느 하나를 포함할 때, 상기 기공 폐쇄부에 포함되는 고분자 역시 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 이 경우, 상기 기공 폐쇄부와 상기 분리막 연장부의 접착력이 증가되어, 안전성이 보다 개선될 수 있다.
상기 고분자는 상기 기공 폐쇄부 내에 15중량% 내지 100중량%로 포함될 수 있으며, 구체적으로 15중량% 내지 50중량%, 보다 구체적으로 15중량% 내지 30중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위를 만족할 시 상기 기공 폐쇄부의 기공도가 1% 이하로 조절되기 용이할 수 있다.
경우에 따라, 상기 기공 폐쇄부는 상기 고분자와 더불어 무기 입자를 더 포함할 수도 있다. 상기 무기 입자는 BaTiO3, Al2O3, ZrO2및 TiO2로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 무기 입자는 상기 분리막 연장부와 상기 기공 폐쇄부의 내열성을 개선시키므로, 전지 안전성을 개선시킬 수 있다.
상기 무기 입자는 상기 기공 폐쇄부 내에 85중량% 이하로 포함될 수 있으며, 구체적으로 50중량% 내지 85중량%, 보다 구체적으로 70중량% 내지 85중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위를 만족할 시 기공 폐쇄부의 내열성이 개선되면서도 기공도가 1% 이하로 조절되기 용이하다.
상기 기공 폐쇄부의 최대 두께는 10㎛ 내지 20㎛일 수 있으며, 구체적으로 12㎛ 내지 20㎛, 보다 구체적으로 14㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 전해질로부터 음극 연장부로 리튬 이온이 과도하게 전달되는 것이 억제될 수 있으며, 상기 기공 폐쇄부의 두께가 지나치게 두껍지 않아서 전지 두께가 전체적으로 균일할 수 있다.
구체적으로, 상기 기공 폐쇄부는 상기 고분자로 이루어진 베이스층으로 이루어질 수 있거나, 상기 베이스층 및 상기 베이스층 상에 위치하며 상기 무기 입자를 포함하는 강화 코팅층을 포함할 수도 있다. 이에 따라 기공 폐쇄부의 내열성이 강화되어 전지의 안전성이 더욱 개선될 수 있다.
한편, 본 발명의 기공 폐쇄부의 기공도 및/또는 통기도는 기공 폐쇄부를 구성하는 고분자의 기공도, 무기 입자 종류 및/또는 고분자와 무기 입자의 함량 등을 조절하여 조절될 수 있다. 예를 들면, 기공 폐쇄부가 베이스층과 강화 코팅층으로 이루어지는 경우, 베이스층의 고분자 종류나 연신 정도를 조절하여 베이스층의 기공도가 1% 이하가 되도록 함으로써, 기공 폐쇄부의 기공도가 1% 이하가 되도록 할 수 있다. 또는 베이스층의 기공도가 1% 이상인 경우라도, 베이스층 표면에 기공도가 낮은 코팅층을 형성함으로써, 기공 폐쇄부의 기공도가 1% 이하가 되도록 할 수 있다.
상기 베이스층의 두께는 9㎛ 내지 15㎛, 구체적으로, 10㎛ 내지 13㎛일 수 있다. 상기 강화 코팅층의 두께는 1㎛ 내지 5㎛, 구체적으로 2㎛ 내지 5㎛일 수 있다. 상기 범위를 만족할 시, 리튬 석출 억제 효과를 달성하면서도 기공 폐쇄부의 내열성이 효과적으로 개선될 수 있다.
4) 기타
상기 전극 조립체는 기공 폐쇄 코팅층(500)을 더 포함할 수 있다. 도 6은 전극 조립체의 단면을 나타내며, 도 7은 도 6의 전극 조립체의 D영역을 S방향에서 바라본 단면이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 상술한 기공 폐쇄부(400)와 더불어 기공 폐쇄 코팅층(500)이 존재한다.
상기 기공 폐쇄 코팅층(500)은 상기 음극 연장부(120b)의 옆면의 적어도 일부를 덮을 수 있다. 이에 따라, 상기 전해질로부터 상기 음극 연장부로 이동하는 리튬 이온이 보다 효과적으로 줄어들 수 있다. 이에 따라, 음극 단선 발생 시 음극 연장부에서 리튬이 석출되는 현상이 더욱 효과적으로 억제될 수 있다.
상기 기공 폐쇄 코팅층을 구성하는 물질 및 구조는 상술한 기공 폐쇄부를 구성하는 물질 및 구조와 동일할 수 있는 바, 설명을 생략한다.
<리튬 이차 전지>
본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차 전지는 상술한 실시예의 전극 조립체 및 전해질을 포함할 수 있다.
상기 전해질은 리튬 이차전지 제조시 사용 가능한 유기계 액체 전해질, 무기계 액체 전해질 등일 수 있으며, 이들로 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 전해질은 비수계 유기용매와 금속염을 포함할 수 있다.
상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라하이드로푸란, 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 카보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.
특히, 상기 카보네이트계 유기 용매 중 고리형 카보네이트인 에틸렌 카보네이트 및 프로필렌 카보네이트는 고점도의 유기 용매로서 유전율이 높아 리튬염을 잘 해리시키므로 바람직하게 사용될 수 있으며, 이러한 고리형 카보네이트에 디메틸카보네이트 및 디에틸카보네이트와 같은 저점도, 저유전율 선형 카보네이트를 적당한 비율로 혼합하여 사용하면 높은 전기 전도율을 갖는 전해질을 만들 수 있어 더욱 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 금속염은 리튬염을 사용할 수 있고, 상기 리튬염은 상기 비수 전해액에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, 상기 리튬염의 음이온으로는 F-, Cl-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N-, CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 전해질에는 상기 전해질 구성 성분들 외에도 전지의 수명특성 향상, 전지 용량 감소 억제, 전지의 방전 용량 향상 등을 목적으로 예를 들어, 디플루오로 에틸렌카보네이트 등과 같은 할로알킬렌카보네이트계 화합물, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사인산 트리아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올 또는 삼염화 알루미늄 등의 첨가제가 1종 이상 더 포함될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 리튬 이차 전지를 단위 셀로 포함하는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 제공한다. 상기 전지 모듈 및 전지 팩은 고용량, 높은 율속 특성 및 사이틀 특성을 갖는 상기 리튬 이차전지를 포함하므로, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차 및 전력 저장용 시스템으로 이루어진 군에서 선택되는 중대형 디바이스의 전원으로 이용될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 상기 실시예는 본 기재를 예시하는 것일 뿐 본 기재의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것은 당연한 것이다.
실시예 및 비교예
실시예 1
(1) 전극 조립체의 제조
다공성 폴리에틸렌 분리막의 양면의 일부에 기공도가 0.5%이고, 통기도가 5,500sec/100cc인 기공 폐쇄부를 형성하였다. 구체적으로는, 상기 기공 폐쇄부는 폴리에틸렌으로 이루어진 베이스층(12㎛ 두께)의 양면에 Al2O3를 포함하는 강화 코팅층을 3㎛ 두께로 코팅하여 제조하였으며, 상기와 같이 구성된 기공 폐쇄부를 전극 조립체 조립 후에 양극 활물질층과 중첩되지 않는 분리막의 표면(즉, 분리막 연장부)에 배치하는 방법으로 기공 폐쇄부가 형성된 분리막을 제조하였다.
다음으로, 구리 집전체 및 구리 집전체의 양면 상에 배치된 음극 활물질층을 포함하는 음극을 준비하였다. 상기 음극 활물질층은 음극 활물질로 인조흑연과 천연흑연의 혼합물, 음극 바인더로 스티렌-부타디엔 고무(SBR)와 카르복시메틸셀루로오스(CMC)의 혼합물, 음극 도전재로 카본블랙을 포함하였다.
또한, 알루미늄 집전체 및 알루미늄 집전체의 양면 상에 배치된 양극 활물질층을 포함하는 양극을 준비하였다. 상기 양극 활물질층은 양극 활물질로 Li[Ni0.6Co0.2Mn0.2]O2, 양극 바인더로 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF), 양극 도전재로 카본블랙을 포함하였다.
상기에서 준비된 음극 3개와 상기 양극 2개를 기공 폐쇄부가 형성된 분리막을 개재하여 적층하여 음극/분리막/양극/분리막/음극/분리막/양극/분리막/음극 구조의 전극 조립체를 제조하였다. 그런 다음, 상기 음극들을 음극 탭을 이용하여 서로 전기적으로 연결하고, 상기 양극들을 양극 탭을 이용하여 서로 전기적으로 연결하였다.
(2) 리튬 이차 전지의 제조
상기 전극 조립체를 전지 케이스 내에 넣은 뒤, 전해질을 상기 전지 케이스에 주입하여 상기 전극 조립체를 상기 전해질에 함침시켰다. 이 후 전지 케이스를 밀봉하였다. 상기 전해질은 에틸렌카보네이트(EC)와 에틸메틸카보네이트(EMC)를 1:2 부피비로 포함하는 비수 용매와 리튬 헥사플루오로 포스페이트(LiPF6 1몰)를 포함하였다.
실시예 2
다공성 폴리에틸렌 분리막의 양면의 일부에 기공도가 0.1%이고 통기도가 10,000sec/100cc 이상인 기공 폐쇄부를 형성한 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차 전지를 제조하였다.
비교예 1
기공 폐쇄부가 형성되지 않은 분리막을 사용한 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차 전지를 제조하였다.
비교예 2
다공성 폴리에틸렌 분리막의 양면의 일부에 기공도가 3%이고 통기도가 1,500sec/100cc인 기공 폐쇄부를 형성한 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차 전지를 제조하였다.
비교예 3
다공성 폴리에틸렌 분리막의 양면의 일부에 기공도가 10%이고 통기도가 1,500sec/100cc인 기공 폐쇄부를 형성한 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차 전지를 제조하였다.
실험예 1: 리튬 석출 여부 확인
실시예 및 비교예의 음극 연장부에 대해 7Li-NMR 평가를 실시하였다. 구체적으로, 25℃에서 1/3C로 4.2V CC/CV 충전을 진행하여, 5% 전류 cut으로 전지를 만충전시켰다. 이 후, 전극 조립체의 가장 아래에 위치한 음극을 탭에서 분리시켜서, 해당 음극을 단선시켰다.
이 후, 60분간 상기 전지를 방치시킨 뒤, 1/3C로 2.5V CC방전을 진행하였다. 방전 후, 리튬 석출 여부를 확인하기 위해, 25℃에서 1/3C로 4.2V CC/CV 충전(5% 전류 cut-off)을 진행하여 전지를 만충전하였다.
이 후, 단선되었던 음극을 분리해내어 음극 연장부에 대해 7Li-NMR 평가를 실시하였다.
7Li-NMR 측정 조건은 다음과 같다.
300 MHz고형 NMR 시스템
MAS 회전수: 32kHz
스펙트럼 주파수: 116.6420MHz
온도: 실온(25℃)
화학 시프트값 스탠다드: H2O의 1M LiCl
펄스 순서: 스핀 에코(90°-τ1- 180 °-τ2)
스펙트럼폭: 500,000Hz
펄스 길이: 1) 90°펄스 길이 2.25μsec, 2) 180°펄스 길이 4.50μsec
구동 시간(Dwell time)(τ1): 31.25μsec
펄스 지연: 2sec
도 8은 실시예 1의 리튬 이차 전지의 단선된 음극에 대한 7Li-NMR 결과, 도 9는 실시예 2의 리튬 이차 전지의 단선된 음극에 대한 7Li-NMR 결과, 도 10은 비교예 1의 리튬 이차 전지의 단선된 음극에 대한 7Li-NMR 결과, 도 11은 비교예 2의 리튬 이차 전지의 단선된 음극에 대한 7Li-NMR 결과, 도 12는 비교예 3의 리튬 이차 전지의 단선된 음극에 대한 7Li-NMR 결과이다.
7Li-NMR에서 리튬 석출에 해당되는 피크는 240ppm 내지 270ppm 의 영역에서 발견된다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 실시예 1 및 2의 리튬 이차 전지에서는 리튬 석출이 발생하지 않아서, 리튬 석출에 해당하는 피크가 발견되지 않은 것을 알 수 있다. 반면, 도 10 내지 도 12를 참조하면, 비교예 1 ~ 3의 리튬 이차 전지들의 경우 리튬 석출에 해당하는 피크가 발생하는 것을 알 수 있다.
또한, 도 13 및 도 14는 각각 음극 단선 후 만충시킨 비교예 2 및 비교예 3의 리튬 이차 전지의 상태를 보여주는 사진들이다. 도 12 및 도 13을 통해, 기공 폐쇄부의 기공도가 1%를 초과하는 비교예 2 및 비교예 3의 리튬 이차 전지에서 리튬 석출이 발생하였음을 확인할 수 있다.
10: 전극 조립체
100: 음극
110: 음극 집전체
120: 음극 활물질층
200: 양극
210: 양극 집전체
220: 양극 활물질층
300: 분리막
300a: 분리막 본체부
300b: 분리막 연장부
400: 기공 폐쇄부
120a: 음극 본체부
120b: 음극 연장부
500: 기공 폐쇄 코팅층

Claims (10)

  1. 음극 활물질층을 포함하는 음극;
    양극 활물질층을 포함하는 양극;
    분리막; 및
    기공 폐쇄부;를 포함하며,
    상기 분리막은 상기 음극 및 상기 양극 사이에 배치되며,
    상기 음극 활물질층의 폭은 상기 양극 활물질층의 폭 보다 크며,
    상기 분리막은 상기 양극 활물질층과 상하 방향으로 중첩되는 분리막 본체부와 상기 양극 활물질층과 상하 방향으로 중첩되지 않으며, 상기 분리막 본체부로부터 연장된 분리막 연장부를 포함하며,
    상기 기공 폐쇄부는 상기 분리막 연장부의 일면 또는 양면 상에 배치되어 있으며,
    상기 기공 폐쇄부의 기공도는 1% 이하인 전극 조립체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기공 폐쇄부는 상기 분리막 연장부의 일면 또는 양면의 전 영역 상에 배치되어 있는 전극 조립체.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 기공 폐쇄부의 일 말단은 상기 분리막의 일 말단과 동일 선상에 위치하는 전극 조립체.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 음극 활물질층은 상기 양극 활물질층과 상하 방향으로 중첩되는 음극 본체부와 상기 양극 활물질층과 상하 방향으로 중첩되지 않으며, 상기 음극 본체부로부터 연장된 음극 연장부를 포함하며,
    상기 기공 폐쇄부는 상기 음극 연장부와 상하 방향으로 중첩하는 전극 조립체.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 기공 폐쇄부는 고분자를 포함하며,
    상기 고분자는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 및 폴리메틸 메타크릴레이트로 이루어진 군에선 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 전극 조립체.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 기공 폐쇄부는 무기 입자를 더 포함하는 전극 조립체.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 기공 폐쇄부의 통기도는 1,500sec/100cc 이상인 전극 조립체.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 기공 폐쇄부의 최대 두께는 10㎛ 내지 20㎛인 전극 조립체.
  9. 청구항 4에 있어서,
    상기 전극 조립체는 기공 폐쇄층을 더 포함하며,
    상기 기공 폐쇄층은 상기 음극 연장부의 옆면의 적어도 일부를 덮으며,
    상기 기공 폐쇄층의 기공도는 1% 이하인 전극 조립체.
  10. 청구항 1의 전극 조립체 및 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20130050654A (ko) 2011-11-08 2013-05-16 주식회사 엘지화학 리드와 탭의 단선을 방지할 수 있는 이차 전지
KR20170023583A (ko) 2015-08-24 2017-03-06 주식회사 엘지화학 리튬 석출 탐지 방법, 이를 이용한 이차전지 충전 방법과 장치 및 이차전지 시스템

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