KR20240037724A - Lithium recharegable battery - Google Patents

Lithium recharegable battery Download PDF

Info

Publication number
KR20240037724A
KR20240037724A KR1020220116599A KR20220116599A KR20240037724A KR 20240037724 A KR20240037724 A KR 20240037724A KR 1020220116599 A KR1020220116599 A KR 1020220116599A KR 20220116599 A KR20220116599 A KR 20220116599A KR 20240037724 A KR20240037724 A KR 20240037724A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
less
weight
porous layer
lithium secondary
secondary battery
Prior art date
Application number
KR1020220116599A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김유진
조승욱
진선미
윤기열
김수준
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020220116599A priority Critical patent/KR20240037724A/en
Publication of KR20240037724A publication Critical patent/KR20240037724A/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431Inorganic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/446Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • H01M50/461Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes with adhesive layers between electrodes and separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/491Porosity
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

본 발명은 음극 기재; 바륨, 바륨 유기산 또는 바륨 무기산을 포함한 무기 미세 입자 및 분산제를 포함하는 다공성층; 및 양극 기재;를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다. The present invention relates to a cathode substrate; A porous layer containing inorganic fine particles containing barium, barium organic acid or barium inorganic acid and a dispersant; and a positive electrode substrate. It relates to a lithium secondary battery comprising a.

Description

리튬 이차 전지{LITHIUM RECHAREGABLE BATTERY}Lithium secondary battery {LITHIUM RECHAREGABLE BATTERY}

본 발명은 음극 기재 상에 형성된 다공성층을 포함하여, 전지 장기 수명이 우수한 리튬 이차 전지에 관한 것이다. The present invention relates to a lithium secondary battery including a porous layer formed on a negative electrode substrate and having excellent long-term battery life.

최근, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 충방전이 가능한 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다. 또한, 이차전지는 화석연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차 (Plug-in HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다. Recently, as technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries capable of charging and discharging as an energy source is rapidly increasing, and accordingly, much research is being conducted on secondary batteries that can meet various needs. In addition, secondary batteries are proposed as a solution to air pollution from existing gasoline and diesel vehicles that use fossil fuels, such as electric vehicles (EV), hybrid electric vehicles (HEV), and plug-in hybrid electric vehicles. It is also attracting attention as a power source for (Plug-in HEV) etc.

리튬 이차전지는 양극 및 음극의 접촉에 의해 단락이 발생하게 되면, 극심한 발열과 함께 폭발이 이어진다. 이에 다공성 분리막을 사용하였으나, 이차전지의 다공성 분리막은 재료적 특성과 연신을 포함하는 제조공정 상의 특성으로 인하여 약 100 ℃ 이상의 온도에서 극심한 열 수축 거동을 보임으로써 양극과 음극 사이의 단락을 일으키는 문제점이 있다. When a short circuit occurs in a lithium secondary battery due to contact between the positive and negative electrodes, extreme heat generation occurs and explosion follows. Accordingly, a porous separator was used, but the porous separator of the secondary battery shows extreme heat shrinkage behavior at a temperature of about 100 ℃ or higher due to the material characteristics and characteristics of the manufacturing process, including stretching, which causes a short circuit between the anode and the cathode. there is.

이에 고온에서 안정성이나 긴 전지 수명 특성을 구현할 수 있으며, 코팅성이 우수한 분리막을 포함하는 리튬 이차 전지에 대한 연구가 필요한 실정이다. Accordingly, there is a need for research on lithium secondary batteries that can achieve stability and long battery life characteristics at high temperatures and include a separator with excellent coating properties.

본 발명은, 높은 고온 안정성 및 견고한 구조 안정성을 가지면서도 향상된 수명 특성, 충전 용량 및 방전 용량을 갖는 리튬 이차 전지를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a lithium secondary battery with improved lifespan characteristics, charging capacity, and discharging capacity while having high high-temperature stability and robust structural stability.

본 발명은 음극 기재; 상기 음극 기재 상에 형성되고, 바인더 수지, 분산제 및 무기 미세 입자를 포함하는 다공성층;을 포함하고, 상기 다공성층 상에 형성된 양극 기재;를 포함하며, 상기 무기 미세 입자는 바륨, 바륨 유기산 또는 바륨 무기산을 포함하고, 상기 다공성층은 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 상기 무기 미세 입자 110 중량부 내지 5000 중량부를 포함하는, 리튬 이차 전지를 제공한다. The present invention relates to a cathode substrate; A porous layer formed on the cathode substrate and including a binder resin, a dispersant, and inorganic fine particles. A positive electrode substrate formed on the porous layer, wherein the inorganic fine particles are barium, barium organic acid, or barium. It provides a lithium secondary battery that includes an inorganic acid, and the porous layer includes 110 to 5000 parts by weight of the inorganic fine particles relative to 100 parts by weight of the binder resin.

이하 발명의 구현예에 따른 리튬 이차 전지에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, a lithium secondary battery according to an embodiment of the invention will be described in detail.

본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Terms or words used in this specification and claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. It must be interpreted with meaning and concept consistent with the technical idea of the invention based on the principle that it exists.

본 명세서에서 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 통상의 기술자들에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.Unless otherwise defined in this specification, all technical and scientific terms have the same meaning as commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. The terminology used in the description herein is merely to effectively describe specific embodiments and is not intended to limit the invention.

본 명세서에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.As used herein, singular forms include plural forms unless phrases clearly indicate the contrary.

본 명세서에서 사용되는 "포함"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.As used herein, the meaning of "comprising" is to specify a specific characteristic, area, integer, step, operation, element, and/or component, and to specify another specific property, area, integer, step, operation, element, component, and/or group. It does not exclude the existence or addition of .

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 상기 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can be subject to various changes and can take various forms, specific embodiments will be illustrated and described in detail below. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope above.

본 명세서에서, 예를 들어 '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이라는 표현이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수 있다.In this specification, for example, when the positional relationship between two parts is described as 'on top', 'on top', 'on the bottom', 'next to', etc., it is called 'immediately' or 'directly'. One or more other parts may be placed between the two parts unless an expression is used.

본 명세서에서, 예를 들어 '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이라는 표현이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.In this specification, for example, when a temporal relationship is described as 'after', 'successfully', 'next to', 'before', etc., the expressions 'immediately' or 'directly' are not used. Cases that are not consecutive may also be included.

본 명세서에서 '적어도 하나'의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, the term 'at least one' should be understood to include all possible combinations from one or more related items.

발명의 일 구현예에 따르면, 음극 기재; 상기 음극 기재 상에 형성되고, 바인더 수지, 분산제 및 무기 미세 입자를 포함하는 다공성층;을 포함하고, 상기 다공성층 상에 형성된 양극 기재;를 포함하며, 상기 무기 미세 입자는 바륨, 바륨 유기산 또는 바륨 무기산을 포함하고, 상기 다공성층은 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 상기 무기 미세 입자 110 중량부 내지 5000 중량부를 포함하는, 리튬 이차 전지가 제공된다. According to one embodiment of the invention, an anode substrate; A porous layer formed on the cathode substrate and including a binder resin, a dispersant, and inorganic fine particles. A positive electrode substrate formed on the porous layer, wherein the inorganic fine particles are barium, barium organic acid, or barium. A lithium secondary battery is provided, which includes an inorganic acid, and the porous layer includes 110 to 5000 parts by weight of the inorganic fine particles relative to 100 parts by weight of the binder resin.

본 발명자들은, 음극 기재 및 양극 기재 사이에 상술한 바인더 입자, 무기 미세 입자 및 분산제를 포함한 다공성층이 위치하는 리튬 이차 전지를 개발하였으며, 상술한 바인더 입자, 무기 미세 입자 및 분산제를 포함한 다공성층을 포함함에 따라 상기 리튬 이차 전지가 100 ℃ 이상의 고온에서도 구조 안정성이 저하되거나 전지 성능이 저하되는 현상을 방지할 수 있으며, 아울러 높은 고온 안정성 및 견고한 구조 안정성을 가지면서도 향상된 수명 특성, 충전 용량 및 방전 용량을 가질 수 있으며 상기 다공성층의 코팅성이 우수하여 균일한 표면을 구현할 수 있다는 점을 실험을 통하여 확인하고 발명을 완성하였다. The present inventors have developed a lithium secondary battery in which a porous layer containing the above-described binder particles, inorganic fine particles, and dispersant is positioned between the negative electrode substrate and the positive electrode substrate, and the porous layer containing the above-described binder particles, inorganic fine particles, and dispersant By including it, the lithium secondary battery can prevent structural stability or battery performance from being deteriorated even at high temperatures of 100 ℃ or higher. In addition, it has high high temperature stability and solid structural stability while improving life characteristics, charging capacity, and discharging capacity. The invention was completed after confirming through experiments that the porous layer has excellent coating properties and can create a uniform surface.

특히, 상기 리튬 이차 전지에 포함되는 상기 다공성층이 기존의 고분자 분리막의 기능을 대체할 수 있는데, 상기 다공성층에 포함되는 바륨, 바륨 유기산 또는 바륨 무기산 및 분산제는 전해액과의 낮은 반응성으로 인하여 리튬 이차 전지 내 기체 발생 및 배터리 스웰링을 최소화할 수 있고, 약 100 ℃ 이상의 온도에서도 상기 다공성층이 열수축 등으로 형태가 변형되거나 물성이 저하되는 현상을 방지할 수 있다. In particular, the porous layer included in the lithium secondary battery can replace the function of an existing polymer separator, and the barium, barium organic acid or barium inorganic acid and dispersant contained in the porous layer have low reactivity with the electrolyte solution, so the lithium secondary battery can replace the function of the existing polymer separator. Gas generation within the battery and battery swelling can be minimized, and the porous layer can be prevented from being deformed or having physical properties deteriorated due to heat shrinkage even at temperatures above about 100°C.

구체적으로, 상기 다공성층은 바인더 수지, 분산제 및 무기 미세 입자를 포함할 수 있다. Specifically, the porous layer may include a binder resin, a dispersant, and inorganic fine particles.

상기 다공성층은 무기 미세 입자의 종류, 무기 미세 입자의 크기, 무기 미세 입자의 함량 및 바인더 수지의 함량을 조절함으로써 마이크로 단위의 기공을 형성할 수 있으며, 또한 기공 크기 및 기공도를 조절할 수 있다. 즉, 상기 다공성층은 바인더 수지 및 무기 미세 입자를 포함함에 따라, 상기 다공성층의 공극률이 30 % 이상 90 % 이하를 만족하고, 상기 다공성층의 기공이 0.01 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하의 직경을 가질 수 있다.The porous layer can form micro-unit pores by adjusting the type of inorganic fine particles, the size of the inorganic fine particles, the content of the inorganic fine particles, and the content of the binder resin, and can also control the pore size and porosity. That is, as the porous layer contains a binder resin and inorganic fine particles, the porosity of the porous layer satisfies 30% to 90%, and the pores of the porous layer may have a diameter of 0.01 ㎛ to 10 ㎛. there is.

상기 무기 미세 입자는 다공성층을 형성하는 주성분으로서, 무기 미세 입자들 사이에 빈 공간이 존재하여 미세 기공을 형성하는 역할을 하며, 다공성층의 물리적 형태를 유지할 수 있는 일종의 스페이서 역할을 겸하게 된다.The inorganic fine particles are the main component of forming the porous layer, and serve to form fine pores by leaving empty spaces between the inorganic fine particles, and also serve as a kind of spacer that can maintain the physical shape of the porous layer.

상기 무기 미세 입자는 전기화학적으로 안정하고, 적용되는 전지의 작동 전압 범위에서 산화 및/또는 환원 반응이 일어나지 않는 것이어야 한다. 특히, 이온 전달 능력이 있는 무기 미세 입자를 사용하는 경우 리튬 이차 전지 내의 이온 전도도를 높여 성능 향상을 도모할 수 있다. 또한, 무기 미세 입자로서 유전율이 높은 무기물 입자를 사용하는 경우, 액체 전해질 내 전해질 염, 예컨대 리튬염의 해리도 증가에 기여하여 전해액의 이온 전도도를 향상시킬 수 있다. The inorganic fine particles must be electrochemically stable and do not undergo oxidation and/or reduction reactions in the operating voltage range of the applied battery. In particular, when inorganic fine particles with ion transport ability are used, performance can be improved by increasing the ion conductivity within the lithium secondary battery. In addition, when inorganic particles with a high dielectric constant are used as inorganic fine particles, the ionic conductivity of the electrolyte solution can be improved by contributing to an increase in the degree of dissociation of electrolyte salts, such as lithium salts, in the liquid electrolyte.

구체적으로, 상기 무기 미세 입자는 바륨, 바륨 유기산 또는 바륨 무기산을 포함할 수 있다. 바륨, 바륨 유기산 또는 바륨 무기산은 수분 함유량이 낮고 전해액 내 리튬염과의 반응성이 낮아 전해액에 안정한 특성을 가진다. 뿐만 아니라 바륨, 바륨 유기산 또는 바륨 무기산은 표면에 물이 결합될 경우 물의 분해가 일어나거나, 물과의 결합력이 큰 특징을 가짐에 따라 전해액 및 수분과의 반응으로 진행되는 부반응을 억제하여 기체 발생이 적을 뿐만 아니라 전지의 장기수명특성을 증가시키는 효과를 구현할 수 있다. 이에 따라 바륨, 바륨 유기산 또는 바륨 무기산을 포함하는 상기 리튬 이차 전지 내 기체 발생 및 배터리 스웰링이 최소화 되어 우수한 전지 수명 특성을 구현할 수 있으며, 전지 내 안정한 효과를 구현할 수 있다. Specifically, the inorganic fine particles may include barium, barium organic acid, or barium inorganic acid. Barium, barium organic acid, or barium inorganic acid has low moisture content and low reactivity with lithium salt in the electrolyte solution, making it stable in the electrolyte solution. In addition, barium, barium organic acid, or barium inorganic acid may cause decomposition of water when water is combined on the surface, or, as it has a strong binding force with water, it suppresses side reactions that occur due to reaction with electrolyte and moisture, thereby preventing gas generation. Not only is it small, but it can also have the effect of increasing the long-term life characteristics of the battery. Accordingly, gas generation and battery swelling in the lithium secondary battery containing barium, barium organic acid, or barium inorganic acid are minimized, thereby realizing excellent battery life characteristics and realizing a stable effect in the battery.

보다 구체적으로, 상기 무기 미세 입자는 티탄산바륨(BaTiO3) 및 황산바륨 (BaSO4)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 바륨 무기산을 포함할 수 있다. More specifically, the inorganic fine particles may include at least one type of barium inorganic acid selected from the group consisting of barium titanate (BaTiO 3 ) and barium sulfate (BaSO 4 ).

상기 무기 미세 입자가 티탄산바륨(BaTiO3) 및 황산바륨 (BaSO4)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 바륨 무기산을 포함함에 따라, 상술한 바와 같이 바륨, 바륨 유기산 또는 바륨 무기산의 낮은 수분 함유량 및 전해액 내 리튬염과의 낮은 반응성으로 인하여 전해액과의 반응성이 낮아 리튬 이차 전지 내 바륨, 바륨 유기산 또는 바륨 무기산과 전해액의 부반응으로 인한 기체 발생 및 배터리 스웰링이 최소화 되어 상기 일 구현예의 리튬 이차 전지가 우수한 전지 수명 특성을 구현할 수 있다. As the inorganic fine particles include one or more barium inorganic acids selected from the group consisting of barium titanate (BaTiO 3 ) and barium sulfate (BaSO 4 ), the low water content and electrolyte of barium, barium organic acid or barium inorganic acid as described above. Due to the low reactivity with the lithium salt, the reactivity with the electrolyte is low, so gas generation and battery swelling due to side reactions of the electrolyte with barium, barium organic acid, or barium inorganic acid in the lithium secondary battery are minimized, and the lithium secondary battery of the above embodiment has excellent performance. Battery life characteristics can be realized.

상술한 바와 같이, 상기 일 구현예의 리튬 이차 전지에서 상기 다공성층은 분산제를 포함할 수 있다. As described above, in the lithium secondary battery of one embodiment, the porous layer may include a dispersant.

상기 다공성층이 바륨, 바륨 유기산 또는 바륨 무기산을 포함하는 무기 미세 입자와 동시에 분산제를 포함함에 따라, 다공성층 내에 포함되는 무기 미세 입자의 분산성이 개선되어 최종 제조되는 다공성층의 코팅성이 개선되어 다공성층의 우수한 표면 품질이 구현될 수 있다. As the porous layer contains inorganic fine particles containing barium, barium organic acid or barium inorganic acid and a dispersant at the same time, the dispersibility of the inorganic fine particles contained in the porous layer is improved, thereby improving the coating properties of the finally manufactured porous layer. Excellent surface quality of the porous layer can be achieved.

무기 미세 입자의 분산성 개선을 극대화하기 위하여, 상기 분산제는 아민가가 1 mg KOH/g 이상 90 mg KOH/g 이하일 수 있다. In order to maximize the improvement of the dispersibility of inorganic fine particles, the dispersant may have an amine value of 1 mg KOH/g or more and 90 mg KOH/g or less.

구체적으로 상기 분산제는 아민가가 1 mg KOH/g 이상, 10 mg KOH/g 이상, 90 mg KOH/g 이하, 80 mg KOH/g 이하, 60 mg KOH/g 이하, 50 mg KOH/g 이하 일 수 있고, 1 mg KOH/g 이상 90 mg KOH/g 이하, 1 mg KOH/g 이상 80 mg KOH/g 이하, 1 mg KOH/g 이상 60 mg KOH/g 이하, 1 mg KOH/g 이상 50 mg KOH/g 이하, 10 mg KOH/g 이상 90 mg KOH/g 이하, 10 mg KOH/g 이상 80 mg KOH/g 이하, 10 mg KOH/g 이상 60 mg KOH/g 이하, 10 mg KOH/g 이상 50 mg KOH/g 이하일 수 있다. Specifically, the dispersant may have an amine value of 1 mg KOH/g or more, 10 mg KOH/g or more, 90 mg KOH/g or less, 80 mg KOH/g or less, 60 mg KOH/g or less, and 50 mg KOH/g or less. 1 mg KOH/g or more but 90 mg KOH/g or less, 1 mg KOH/g or more but 80 mg KOH/g or less, 1 mg KOH/g or more and 60 mg KOH/g or less, 1 mg KOH/g or more 50 mg KOH /g or less, 10 mg KOH/g or more 90 mg KOH/g or less, 10 mg KOH/g or more 80 mg KOH/g or less, 10 mg KOH/g or more 60 mg KOH/g or less, 10 mg KOH/g or less 50 It may be less than mg KOH/g.

상기 분산제의 아민가가 1 mg KOH/g 이상 90 mg KOH/g 이하임에 따라 분산제가 무기 입자 표면에 정전기적 인력으로 상호작용하여 입자간의 응집을 억제시켜, 바륨, 바륨 유기산 또는 바륨 무기산을 포함하는 무기 미세 입자의 분산성이 개선되어, 다공성층의 우수한 표면 품질이 구현될 수 있다As the amine value of the dispersant is 1 mg KOH/g or more and 90 mg KOH/g or less, the dispersant interacts with the surface of the inorganic particles through electrostatic attraction to suppress agglomeration between particles, containing barium, barium organic acid, or barium inorganic acid. By improving the dispersibility of inorganic fine particles, excellent surface quality of the porous layer can be realized.

상기 분산제의 아민가가 1 mg KOH/g 미만인 경우 분산제의 무기 입자에 대한 상호 작용이 저하되어 무기 미세 입자의 분산성이 떨어지며, 아민가가 90 mg KOH/g 초과인 경우 따라 분산제에 포함되는 작용기의 함유량이 높아져, 최종 제조되는 전지의 성능이 저하될 수 있다. If the amine value of the dispersant is less than 1 mg KOH/g, the interaction of the dispersant with the inorganic particles decreases, resulting in poor dispersibility of the inorganic fine particles, and if the amine value is more than 90 mg KOH/g, the content of functional groups included in the dispersant depends on As this increases, the performance of the final manufactured battery may deteriorate.

보다 구체적으로, 상기 분산제는 1 mg KOH/g 내지 90 mg KOH/g 의 아민가를 갖는 폴리우레탄을 포함할 수 있다. More specifically, the dispersant may include polyurethane having an amine titer of 1 mg KOH/g to 90 mg KOH/g.

즉, 상기 분산제는 1 mg KOH/g 이상, 10 mg KOH/g 이상, 90 mg KOH/g 이하, 80 mg KOH/g 이하, 60 mg KOH/g 이하, 50 mg KOH/g 이하 일 수 있고, 1 mg KOH/g 이상 90 mg KOH/g 이하, 1 mg KOH/g 이상 80 mg KOH/g 이하, 1 mg KOH/g 이상 60 mg KOH/g 이하, 1 mg KOH/g 이상 50 mg KOH/g 이하, 10 mg KOH/g 이상 90 mg KOH/g 이하, 10 mg KOH/g 이상 80 mg KOH/g 이하, 10 mg KOH/g 이상 60 mg KOH/g 이하, 10 mg KOH/g 이상 50 mg KOH/g 이하의 아민가를 갖는 폴리우레탄을 포함할 수 있다. That is, the dispersant may be 1 mg KOH/g or more, 10 mg KOH/g or more, 90 mg KOH/g or less, 80 mg KOH/g or less, 60 mg KOH/g or less, and 50 mg KOH/g or less, 1 mg KOH/g or more, 90 mg KOH/g or less, 1 mg KOH/g or more, 80 mg KOH/g or less, 1 mg KOH/g or more, 60 mg KOH/g or less, 1 mg KOH/g or more, 50 mg KOH/g or less, 10 mg KOH/g or more, 90 mg KOH/g or less, 10 mg KOH/g or more, 80 mg KOH/g or less, 10 mg KOH/g or more, 60 mg KOH/g or less, 10 mg KOH/g or more, 50 mg KOH It may include polyurethane having an amine number of /g or less.

상기 분산제의 종류는 상술한 아민가를 만족하는 폴리우레탄이면 크게 제한되지 않으나, 예를 들어 상기 분산제는 BYK-163, BYK-9076, BYK-9077, BYK-2155, 및 BYK-2200로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 분산제를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 분산제는 BYK-163 또는 BYK-9076를 포함할 수 있다The type of the dispersant is not greatly limited as long as it is a polyurethane that satisfies the above-mentioned amine value. For example, the dispersant is selected from the group consisting of BYK-163, BYK-9076, BYK-9077, BYK-2155, and BYK-2200. It may contain one or more dispersants. Preferably, the dispersant may include BYK-163 or BYK-9076.

상기 다공성층은 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 상기 무기 미세 입자 110 중량부 내지 5000 중량부를 포함할 수 있다. 상기 바인더 수지 및 무기 미세 입자의 중량부는 고형분 중량을 기준으로 계산될 수 있다. The porous layer may include 110 to 5,000 parts by weight of the inorganic fine particles relative to 100 parts by weight of the binder resin. The weight portion of the binder resin and inorganic fine particles can be calculated based on the solid content weight.

구체적으로, 상기 다공성층은 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 상기 무기 미세 입자 110 중량부 이상, 150 중량부 이상, 5000 중량부 이하, 1000 중량부 이하, 900 중량부 이하로 포함할 수 있으며, 110 중량부 이상 5000 중량부 이하, 110 중량부 이상 1000 중량부 이하, 110 중량부 이상 900 중량부 이하, 150 중량부 이상 5000 중량부 이하, 150 중량부 이상 1000 중량부 이하, 150 중량부 이상 900 중량부 이하 로 포함할 수 있다. Specifically, the porous layer may include 110 parts by weight or more, 150 parts by weight, 5000 parts by weight or less, 1000 parts by weight or less, 900 parts by weight or less of the inorganic fine particles relative to 100 parts by weight of the binder resin, and 110 parts by weight. Not less than 5000 parts by weight, not less than 110 parts by weight but not more than 1000 parts by weight, not less than 110 parts by weight but not more than 900 parts by weight, not less than 150 parts by weight but not more than 5000 parts by weight, not less than 150 parts by weight but not more than 1000 parts by weight, not less than 150 parts by weight but not more than 900 parts by weight It can be included below.

상기 다공성층은 무기 미세 입자의 종류, 무기 미세 입자의 크기, 무기 미세 입자의 함량 및 바인더 수지의 함량을 조절함으로써 마이크로 단위의 기공을 형성할 수 있으며, 또한 기공 직경 및 기공도를 조절할 수 있다. 즉, 상기 다공성층은 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 상기 무기 미세 입자를 110 중량부 내지 5000 중량부로 포함함에 따라, 상기 다공성층의 공극률이 30 % 이상 90 % 이하를 만족할 수 있으며, 상기 다공성층의 기공이 0.01 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하의 직경을 가질 수 있다. The porous layer can form micro-unit pores by controlling the type of inorganic fine particles, the size of the inorganic fine particles, the content of the inorganic fine particles, and the content of the binder resin, and can also control the pore diameter and porosity. That is, as the porous layer contains 110 to 5000 parts by weight of the inorganic fine particles relative to 100 parts by weight of the binder resin, the porosity of the porous layer may satisfy 30% or more and 90% or less, and the porous layer's The pores may have a diameter of 0.01 ㎛ or more and 10 ㎛ or less.

상기 다공성층이 상기 바인더 수지 100 중량부에 대하여 상기 무기 미세 입자를 110 중량부 미만으로 포함하는 경우, 바인더 수지의 함량이 지나치게 많아져 무기 미세 입자들 사이에 형성되는 빈 공간의 감소로 기공 직경 및 기공도가 감소되어 최종 전지 성능이 저하될 수 있다. 또한 상기 다공성층이 상기 바인더 수지 100 중량부에 대하여 상기 무기 미세 입자를 5000 중량부 초과로 포함하는 경우, 바인더 수지의 함량이 지나치게 적어져 무기 미세 입자 사이의 접착력 약화로 인해 내박리성이 약화되어 다공성층의 기계적 물성이 저하될 수 있다.When the porous layer contains less than 110 parts by weight of the inorganic fine particles relative to 100 parts by weight of the binder resin, the content of the binder resin becomes too large, resulting in a decrease in the empty space formed between the inorganic fine particles, resulting in a decrease in pore diameter and Porosity may be reduced and final cell performance may deteriorate. In addition, when the porous layer contains more than 5000 parts by weight of the inorganic fine particles relative to 100 parts by weight of the binder resin, the content of the binder resin is excessively reduced and the peeling resistance is weakened due to weakened adhesion between the inorganic fine particles. The mechanical properties of the porous layer may decrease.

한편, 상기 다공성층은 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 상기 분산제 3 중량부 내지 50 중량부를 포함할 수 있다. 상기 바인더 수지 및 분산제의 중량부는 고형분 중량을 기준으로 계산될 수 있다.Meanwhile, the porous layer may include 3 to 50 parts by weight of the dispersant based on 100 parts by weight of the binder resin. The weight portion of the binder resin and dispersant may be calculated based on the solid weight.

구체적으로, 상기 다공성층은 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 상기 분산제 3 중량부 이상, 5 중량부 이상, 50 중량부 이하, 30 중량부 이하로 포함할 수 있으며, 3 중량부 이상 50 중량부 이하, 3 중량부 이상 30 중량부 이하, 5 중량부 이상 50 중량부 이하, 5중량부 이상 30 중량부 이하로 포함할 수 있다. Specifically, the porous layer may include 3 parts by weight or more, 5 parts by weight or more, 50 parts by weight or less, and 30 parts by weight or less of the dispersant relative to 100 parts by weight of the binder resin. It may contain 3 parts by weight or more and 30 parts by weight or less, 5 parts by weight or more and 50 parts by weight or less, and 5 parts by weight or more and 30 parts by weight or less.

상기 다공성층은 무기 미세 입자의 종류, 무기 미세 입자의 크기, 무기 미세 입자의 함량 및 바인더 수지의 함량을 조절함으로써 마이크로 단위의 기공을 형성할 수 있으며, 또한 기공 직경 및 기공도를 조절할 수 있다. 즉, 상기 다공성층은 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 상기 분산제 3 중량부 내지 50 중량부로 포함함에 따라, 상기 다공성층의 공극률이 30 % 이상 90 % 이하를 만족할 수 있으며, 상기 다공성층의 기공이 0.01 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하의 직경을 가질 수 있다. The porous layer can form micro-unit pores by controlling the type of inorganic fine particles, the size of the inorganic fine particles, the content of the inorganic fine particles, and the content of the binder resin, and can also control the pore diameter and porosity. That is, as the porous layer contains 3 to 50 parts by weight of the dispersant relative to 100 parts by weight of the binder resin, the porosity of the porous layer may satisfy 30% or more and 90% or less, and the pores of the porous layer may be 0.01%. It may have a diameter of ㎛ or more and 10 ㎛ or less.

상기 다공성층이 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 상기 분산제 3 중량부 미만으로 포함하는 경우, 분산제가 지나치게 소량 포함되어 다공성층의 코팅성이 불량해지며, 입자간의 응집성이 높아짐에 따라 다공성층 형성용 조성물이 불균질해져 다공성층의 코팅 품질의 저하 및 최종 제조된 다공성층 상에 크랙 또는 홀(hole) 발생으로 인해 전지 성능 불량이 생길 수 있다. If the porous layer contains less than 3 parts by weight of the dispersant relative to 100 parts by weight of the binder resin, the dispersant is contained in an excessively small amount, resulting in poor coating properties of the porous layer and increased cohesion between particles, resulting in the composition for forming a porous layer This heterogeneity may cause poor battery performance due to a decrease in the coating quality of the porous layer and the occurrence of cracks or holes in the final manufactured porous layer.

또한 상기 다공성층이 상기 바인더 수지 100 중량부에 대하여 상기 분산제를 50 중량부 초과로 포함하는 경우, 분산제에 포함되는 작용기의 함유량이 높아져, 최종 제조되는 전지의 성능이 저하될 수 있다. Additionally, when the porous layer contains more than 50 parts by weight of the dispersant based on 100 parts by weight of the binder resin, the content of the functional group included in the dispersant increases, and the performance of the final manufactured battery may deteriorate.

또한, 상기 다공성층은 상기 무기 미세 입자 100 중량부 대비 상기 분산제를 1 중량부 이상 10 중량부 이하로 포함할 수 있다. 상기 무기 미세 입자 및 무기 미세 입자의 중량부는 고형분 중량을 기준으로 계산될 수 있다.Additionally, the porous layer may include 1 part by weight or more and 10 parts by weight or less of the dispersant based on 100 parts by weight of the inorganic fine particles. The inorganic fine particles and the weight portion of the inorganic fine particles can be calculated based on the solid weight.

구체적으로, 상기 다공성층은 상기 무기 미세 입자 100 중량부 대비 상기 분산제를 1 중량부 이상, 2 중량부 이상, 3 중량부 이상, 10 중량부 이하, 9 중량부 이하, 5 중량부 이하로 포함할 수 있고, 1 중량부 이상 10 중량부 이하, 1 중량부 이상 9 중량부 이하, 1 중량부 이상 5 중량부 이하, 2 중량부 이상 10 중량부 이하, 2 중량부 이상 9 중량부 이하, 2 중량부 이상 5 중량부 이하, 3 중량부 이상 10 중량부 이하, 3 중량부 이상 9 중량부 이하, 3 중량부 이상 5 중량부 이하로 포함할 수 있다. Specifically, the porous layer may contain 1 part by weight or more, 2 parts by weight or more, 3 parts by weight or more, 10 parts by weight or less, 9 parts by weight or less, and 5 parts by weight or less of the dispersant relative to 100 parts by weight of the inorganic fine particles. Can be 1 part by weight or more and 10 parts by weight or less, 1 part by weight or more and 9 parts by weight or less, 1 part by weight or more and 5 parts by weight or less, 2 parts by weight or more and 10 parts by weight or less, 2 parts by weight or more and 9 parts by weight or less, 2 parts by weight. It may be included in an amount of not less than 5 parts by weight, not less than 3 parts by weight but not more than 10 parts by weight, not less than 3 parts by weight but not more than 9 parts by weight, and not less than 3 parts by weight and not more than 5 parts by weight.

상기 다공성층은 무기 미세 입자의 종류, 무기 미세 입자의 크기, 무기 미세 입자의 함량 및 바인더 수지의 함량을 조절함으로써 마이크로 단위의 기공을 형성할 수 있으며, 또한 기공 직경 및 기공도를 조절할 수 있다. 즉, 상기 다공성층은 상기 무기 미세 입자 100 중량부 대비 상기 분산제를 1 중량부 이상 10 중량부 이하로 포함함에 따라, 상기 다공성층의 공극률이 30 % 이상 90 % 이하를 만족할 수 있으며, 상기 다공성층의 기공이 0.01 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하의 직경을 가질 수 있다. The porous layer can form micro-unit pores by controlling the type of inorganic fine particles, the size of the inorganic fine particles, the content of the inorganic fine particles, and the content of the binder resin, and can also control the pore diameter and porosity. That is, as the porous layer contains 1 part by weight to 10 parts by weight of the dispersant relative to 100 parts by weight of the inorganic fine particles, the porosity of the porous layer may satisfy 30% to 90%, and the porous layer The pores may have a diameter of 0.01 ㎛ or more and 10 ㎛ or less.

상기 다공성층이 상기 무기 미세 입자 100 중량부 대비 상기 분산제를 1 중량부 미만으로 포함하는 경우, 분산제가 지나치게 소량 포함되어 다공성층의 코팅성이 불량해지며, 입자간의 응집성이 높아짐에 따라 다공성층 형성용 조성물이 불균질해져 다공성층의 코팅 품질의 저하 및 최종 제조된 다공성층 상에 크랙 또는 홀(hole) 발생으로 인해 전지 성능 불량이 생길 수 있다.When the porous layer contains less than 1 part by weight of the dispersant relative to 100 parts by weight of the inorganic fine particles, the dispersant is contained in an excessively small amount, resulting in poor coating properties of the porous layer, and the cohesion between particles increases, forming a porous layer. The composition may become heterogeneous, resulting in poor battery performance due to a decrease in coating quality of the porous layer and the occurrence of cracks or holes in the final manufactured porous layer.

또한 상기 다공성층이 상기 무기 미세 입자 100 중량부 대비 상기 분산제를 9.5 중량부 초과로 포함하는 경우, 분산제에 포함되는 작용기의 함유량이 높아져, 최종 제조되는 전지의 성능이 저하될 수 있다. In addition, when the porous layer contains more than 9.5 parts by weight of the dispersant relative to 100 parts by weight of the inorganic fine particles, the content of the functional group contained in the dispersant increases, which may deteriorate the performance of the finally manufactured battery.

상기 일 구현예의 리튬 이차 전지에서 상기 다공성층은 공극률이 30 % 이상 90 % 이하일 수 있다. In the lithium secondary battery of the above embodiment, the porous layer may have a porosity of 30% or more and 90% or less.

구체적으로, 상기 일 구현예의 리튬 이차 전지에서 상기 다공성층은 공극률이 30 % 이상, 40 %이상, 90 % 이하, 80% 이하, 70% 이하, 60 % 이하, 55 % 이하, 30 % 이상 90 % 이하, 30 % 이상 80% 이하, 30 % 이상 70% 이하, 30 % 이상 60 % 이하, 30 % 이상 55 % 이하, 40 % 이상 90 % 이하, 40 % 이상 80% 이하, 40 % 이상 70% 이하, 40 % 이상 60 % 이하, 40 % 이상 55 % 이하일 수 있다. Specifically, in the lithium secondary battery of the above embodiment, the porous layer has a porosity of 30% or more, 40% or more, 90% or less, 80% or less, 70% or less, 60% or less, 55% or less, 30% or more and 90%. or less, 30% or more and 80% or less, 30% or more and 70% or less, 30% or more and 60% or less, 30% or more and 55% or less, 40% or more but 90% or less, 40% or more and 80% or less, 40% or more and 70% or less , it may be 40% or more and 60% or less, or 40% or more and 55% or less.

상기 다공성층의 공극률은 다공성층의 조성에 따라 구현될 수 있다. 구체적으로, 상기 다공성층의 공극률은 무기 미세 입자의 종류, 무기 미세 입자의 크기, 무기 미세 입자의 함량 및 바인더 수지의 함량을 조절함으로써 구현될 수 있다. 상기 다공성층의 공극률이 30 % 이상 90 % 이하임에 따라 공극에 채워질 전해액 속 리튬 이온의 이동 통로를 확보하여 가능한 낮은 저항을 부여함으로써 높은 이온전도도가 구현될 수 있다. The porosity of the porous layer can be implemented depending on the composition of the porous layer. Specifically, the porosity of the porous layer can be realized by adjusting the type of inorganic fine particles, the size of the inorganic fine particles, the content of the inorganic fine particles, and the content of the binder resin. As the porosity of the porous layer is 30% to 90%, high ionic conductivity can be realized by securing a passage for lithium ions in the electrolyte to be filled in the pores and providing the lowest possible resistance.

상기 다공성층의 공극률이 90% 초과인 경우 양극과 음극 사이 분리막의 물리적, 전기화학적 절연특성 확보 기능이 저하되어 전지 내부단락 및 안전성 저하가 발생할 수 있으며, 상기 다공성층의 공극률이 30% 미만인 경우 리튬 이온 이동 통로가 줄어들며 이로 인한 셀 저항 증가로 급속 충방전 시 전지 용량 저하가 발생할 수 있다. If the porosity of the porous layer exceeds 90%, the ability to secure the physical and electrochemical insulation characteristics of the separator between the anode and the cathode may deteriorate, which may lead to internal short circuit and reduced safety of the battery. If the porosity of the porous layer is less than 30%, lithium The path for ion movement is reduced and the resulting increase in cell resistance may lead to a decrease in battery capacity during rapid charging and discharging.

상기 공극률은 단위 면적의 다공성층이 형성된 전극 기재 시료에 대하여 진공 건조 후 조건에서 두께 측정 기기 및 저울을 통해 두께 및 무게와 다공성층 성분의 밀도를 이용하여 측정할 수 있다. The porosity can be measured using the thickness, weight, and density of the porous layer components using a thickness measuring device and scale under vacuum-dried conditions for an electrode base sample on which a porous layer of unit area is formed.

구체적으로, 상기 공극률은 일정 면적의 전극 기재에 상기 조성으로 코팅된 시료에 대하여 다공성층의 부피와 질량을 측정해서 얻은 밀도와 코팅 조성의 고형분의 이론 밀도의 비율을 이용하여 하기 수학식 1에 의해 계산할 수 있다. Specifically, the porosity is determined by the following equation 1 using the ratio of the density obtained by measuring the volume and mass of the porous layer for a sample coated with the composition on an electrode substrate of a certain area and the theoretical density of the solid content of the coating composition. It can be calculated.

[수학식 1] [Equation 1]

공극률 (%)= {1 - (실제 밀도)/(이론 밀도)} x 100.Porosity (%)= {1 - (actual density)/(theoretical density)} x 100.

상기 다공성층은 0.01 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하의 직경을 갖는 기공을 포함할 수 있다. The porous layer may include pores with a diameter of 0.01 ㎛ or more and 10 ㎛ or less.

구체적으로, 상기 다공성층은 0.01 ㎛ 이상, 0.1 ㎛ 이상, 0.3 ㎛ 이상, 10 ㎛ 이하, 5 ㎛ 이하, 1 ㎛ 이하, 0.5 ㎛ 이하, 0.01 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하, 0.01 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하, 0.01 ㎛ 이상 1 ㎛ 이하, 0.01 ㎛ 이상 0.5 ㎛ 이하, 0.1 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하, 0.1 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하, 0.1 ㎛ 이상 1 ㎛ 이하, 0.1 ㎛ 이상 0.5 ㎛ 이하, 0.3 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하, 0.3 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하, 0.3 ㎛ 이상 1 ㎛ 이하, 0.3 ㎛ 이상 0.5 ㎛ 이하의 직경을 갖는 기공을 포함할 수 있다.Specifically, the porous layer is 0.01 ㎛ or more, 0.1 ㎛ or more, 0.3 ㎛ or less, 10 ㎛ or less, 5 ㎛ or less, 1 ㎛ or less, 0.5 ㎛ or less, 0.01 ㎛ or more 10 ㎛ or less, 0.01 ㎛ or more 5 ㎛ or less, 0.01 ㎛ or more. ㎛ or more 1 ㎛ or less, 0.01 ㎛ or more 0.5 ㎛ or less, 0.1 ㎛ or more 10 ㎛ or less, 0.1 ㎛ or more 5 ㎛ or less, 0.1 ㎛ or more 1 ㎛ or less, 0.1 ㎛ or more 0.5 ㎛ or less, 0.3 ㎛ or more 10 ㎛ or less, 0 .3㎛ It may include pores having a diameter of 5 ㎛ or less, 0.3 ㎛ or more and 1 ㎛ or less, or 0.3 ㎛ or more and 0.5 ㎛ or less.

상기 다공성층의 기공의 직경은 상기 다공성층의 단면에 대하여 촬영한 주사 전자 현미경 이미지(SEM) 또는 투과 전자 현미경 이미지(TEM)을 통하여 확인되는 기공의 최장 직경을 의미할 수 있다.The diameter of the pores of the porous layer may mean the longest diameter of the pores confirmed through a scanning electron microscope image (SEM) or a transmission electron microscope image (TEM) taken of a cross section of the porous layer.

상기 다공성층의 기공의 직경은 다공성층의 조성에 따라 구현될 수 있다. 구체적으로, 상기 다공성층의 기공의 직경은 무기 미세 입자의 종류, 무기 미세 입자의 크기, 무기 미세 입자의 함량 및 바인더 수지의 함량을 조절함으로써 구현될 수 있다. 상기 다공성층이 0.01 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하의 직경을 갖는 기공을 포함함에 따라 공극에 채워질 전해액 속 리튬 이온의 이동 통로를 확보하여 가능한 낮은 저항을 부여함으로써 높은 이온전도도가 구현될 수 있다. The diameter of the pores of the porous layer may be determined depending on the composition of the porous layer. Specifically, the pore diameter of the porous layer can be realized by adjusting the type of inorganic fine particles, the size of the inorganic fine particles, the content of the inorganic fine particles, and the content of the binder resin. As the porous layer includes pores with a diameter of 0.01 ㎛ or more and 10 ㎛ or less, a passage for lithium ions in the electrolyte to be filled in the pores is secured and resistance is as low as possible, thereby providing high ionic conductivity.

상기 다공성층의 기공의 직경이 0.01 ㎛ 미만인 경우 리튬 이온 이동 통로가 줄어들며 이로 인한 셀 저항 증가로 급속 충방전 시 전지 용량 저하가 발생할 수 있으며, 상기 다공성층의 기공의 직경이 10 ㎛ 초과인 경우 양극과 음극 사이 분리막의 물리적, 전기화학적 절연특성 확보 기능이 저하되어 전지 내부 단락 및 안전성 저하가 발생할 수 있다.If the pore diameter of the porous layer is less than 0.01 ㎛, the path for lithium ion movement is reduced, which may cause a decrease in battery capacity during rapid charging and discharging due to an increase in cell resistance. If the pore diameter of the porous layer is more than 10 ㎛, the positive electrode The ability to secure the physical and electrochemical insulating properties of the separator between the anode and the cathode may deteriorate, which may result in a short circuit inside the battery and reduced safety.

상기 기공의 직경은 전극 기재 상에 형성된 다공성층 시료에 대하여 N2가스 분위기 하에서 BET 기기를 이용하여 측정할 수 있다. The diameter of the pores can be measured using a BET device under an N 2 gas atmosphere for a porous layer sample formed on an electrode substrate.

상술한 바와 같이, 상기 다공성층의 공극률 및 기공의 직경은 무기 미세 입자의 종류, 무기 미세 입자의 크기, 무기 미세 입자의 함량 및 바인더 수지의 함량을 조절함으로써 구현될 수 있다.As described above, the porosity and pore diameter of the porous layer can be implemented by adjusting the type of inorganic fine particles, the size of the inorganic fine particles, the content of the inorganic fine particles, and the content of the binder resin.

구체적으로, 상기 무기 미세 입자는 1 ㎚ 내지 500 ㎚의 직경을 가질 수 있다. 상기 무기 미세 입자의 직경은 상기 다공성층의 단면에 대하여 촬영한 주사 전자 현미경 이미지(SEM) 또는 투과 전자 현미경 이미지(TEM)을 통하여 확인되는 무기 미세 입자의 최장 직경을 의미할 수 있다. Specifically, the inorganic fine particles may have a diameter of 1 nm to 500 nm. The diameter of the inorganic fine particles may refer to the longest diameter of the inorganic fine particles confirmed through a scanning electron microscope image (SEM) or a transmission electron microscope image (TEM) taken of the cross section of the porous layer.

구체적으로 상기 무기 미세 입자는 직경, 즉 1차 입자(단입자)의 직경이 1 ㎚ 이상, 10 ㎚ 이상, 20 ㎚ 이상, 30 ㎚ 이상, 40 ㎚ 이상, 500 ㎚ 이하, 400 ㎚ 이하, 300 ㎚ 이하, 200 ㎚ 이하, 150 ㎚ 이하, 100 ㎚ 이하일 수 있으며, 1 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하, 1 ㎚ 이상 400 ㎚ 이하, 1 ㎚ 이상 300 ㎚ 이하, 1 ㎚ 이상 200 ㎚ 이하, 1 ㎚ 이상 150 ㎚ 이하, 1 ㎚ 이상 100 ㎚ 이하, 10 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하, 10 ㎚ 이상 400 ㎚ 이하, 10 ㎚ 이상 300 ㎚ 이하, 10 ㎚ 이상 200 ㎚ 이하, 10 ㎚ 이상 150 ㎚ 이하, 10 ㎚ 이상 100 ㎚ 이하, 20 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하, 20 ㎚ 이상 400 ㎚ 이하, 20 ㎚ 이상 300 ㎚ 이하, 20 ㎚ 이상 200 ㎚ 이하, 20 ㎚ 이상 150 ㎚ 이하, 20 ㎚ 이상 100 ㎚ 이하, 30 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하, 30 ㎚ 이상 400 ㎚ 이하, 30 ㎚ 이상 300 ㎚ 이하, 30 ㎚ 이상 200 ㎚ 이하, 30 ㎚ 이상 150 ㎚ 이하, 30 ㎚ 이상 100 ㎚ 이하, 40 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하, 40 ㎚ 이상 400 ㎚ 이하, 40 ㎚ 이상 300 ㎚ 이하, 40 ㎚ 이상 200 ㎚ 이하, 40 ㎚ 이상 150 ㎚ 이하, 40 ㎚ 이상 100 ㎚ 이하 일 수 있다. Specifically, the inorganic fine particles have a diameter, that is, a primary particle (single particle) diameter of 1 nm or more, 10 nm or more, 20 nm or more, 30 nm or more, 40 nm or more, 500 nm or less, 400 nm or less, and 300 nm. It may be 200 nm or less, 150 nm or less, 100 nm or less, 1 nm or more and 500 nm or less, 1 nm or more and 400 nm or less, 1 nm or more and 300 nm or less, 1 nm or more and 200 nm or less, 1 nm or more and 150 nm or less. , 1 nm or more and 100 nm or less, 10 nm or more and 500 nm or less, 10 nm or more and 400 nm or less, 10 nm or more and 300 nm or less, 10 nm or more and 200 nm or less, 10 nm or more and 150 nm or less, 10 nm and more than 100 nm ㎚ or less, 20 ㎚ or more and 500 ㎚ or less, 20 ㎚ or more and 400 ㎚ or less, 20 ㎚ or more and 300 ㎚ or less, 20 ㎚ and more and 200 ㎚ or less, 20 ㎚ and more and 150 ㎚ or less, 20 ㎚ and more and 100 ㎚ or less, 30 ㎚ and more 500 ㎚ Below, 30 ㎚ or more and 400 ㎚ or less, 30 ㎚ or more and 300 ㎚ or less, 30 ㎚ or more and 200 ㎚ or less, 30 ㎚ or more and 150 ㎚ or less, 30 ㎚ and more and 100 ㎚ or less, 40 ㎚ and more and 500 ㎚ or less, 40 ㎚ and more and 400 ㎚ or less, 40 nm It may be more than 300 nm or less, 40 nm or more and 200 nm or less, 40 nm or more and 150 nm or less, and 40 nm or more and 100 nm or less.

상기 무기 미세 입자의 직경이 1 ㎚ 미만인 경우 분산성이 저하되어 다공성층의 물성을 조절하기가 용이하지 않고, 500 ㎚를 초과하는 경우 다공성층의 두께가 증가하여 기계적 물성이 저하될 수 있으며, 또한 지나치게 큰 기공 크기로 인해 전지 충방전시 내부 단락이 일어날 확률이 높아진다.If the diameter of the inorganic fine particles is less than 1 ㎚, the dispersibility is reduced, making it difficult to control the physical properties of the porous layer, and if it exceeds 500 ㎚, the thickness of the porous layer increases and the mechanical properties may deteriorate. Due to excessively large pore size, the probability of internal short circuit occurring during battery charging and discharging increases.

즉, 상기 구현예의 리튬 이차 전지는 1 ㎚ 내지 500 ㎚의 직경을 가지는 나노 사이즈의 무기 미세 입자와 바인더 수지를 동시에 포함하는 다공성층을 포함할 수 있다. That is, the lithium secondary battery of the above embodiment may include a porous layer that simultaneously includes nano-sized inorganic fine particles having a diameter of 1 nm to 500 nm and a binder resin.

상기 다공성층이 1 ㎚ 내지 500 ㎚의 직경을 가지는 나노 사이즈의 무기 미세 입자와 바인더 수지를 동시에 포함함에 따라 입자 간 결착력과 계면 박리강도가 향상되어 코팅층의 우수한 기계적 특성(유연성)과 및 절연특성이 동시에 구현될 수 있다. As the porous layer simultaneously contains nano-sized inorganic fine particles with a diameter of 1 nm to 500 nm and a binder resin, the adhesion between particles and the interfacial peel strength are improved, resulting in excellent mechanical properties (flexibility) and insulating properties of the coating layer. Can be implemented simultaneously.

또한, 상기 무기 나노 입자가 1 ㎚ 내지 500 ㎚의 직경을 가지는 나노 사이즈의 무기 미세 입자로 포함되는 경우, 섬유상으로 무기물을 포함하는 경우와 비교하여 공정 수율을 높일 수 있으며, 코팅 밀도 및 두께의 제어가 가능함에 따라 균일한 기공 형성으로 인한 우수한 이온전도도가 효과가 구현될 수 있다.In addition, when the inorganic nanoparticles are included as nano-sized inorganic fine particles with a diameter of 1 nm to 500 nm, the process yield can be increased compared to the case where the inorganic material is included in the form of fibers, and coating density and thickness can be controlled. As this is possible, excellent ionic conductivity due to uniform pore formation can be achieved.

또한, 상기 무기 미세 입자는 D50이 1 ㎚ 내지 500 ㎚일 수 있다. 상기 D50 이란 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정 장치를 이용하여 측정한 입경 중, 작은 쪽으로부터 질량 기준으로 누적 50 % 입경을 의미할 수 있다. Additionally, the inorganic fine particles may have a D50 of 1 nm to 500 nm. The D50 may mean the cumulative 50% particle size based on mass from the smallest particle size measured using a laser diffraction scattering type particle size distribution measuring device.

구체적으로, 상기 무기 미세 입자는 D50이 1 ㎚ 이상, 10 ㎚ 이상, 20 ㎚ 이상, 30 ㎚ 이상, 40 ㎚ 이상, 500 ㎚ 이하, 400 ㎚ 이하, 300 ㎚ 이하, 200 ㎚ 이하, 150 ㎚ 이하, 100 ㎚ 이하일 수 있으며, 1 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하, 1 ㎚ 이상 400 ㎚ 이하, 1 ㎚ 이상 300 ㎚ 이하, 1 ㎚ 이상 200 ㎚ 이하, 1 ㎚ 이상 150 ㎚ 이하, 1 ㎚ 이상 100 ㎚ 이하, 10 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하, 10 ㎚ 이상 400 ㎚ 이하, 10 ㎚ 이상 300 ㎚ 이하, 10 ㎚ 이상 200 ㎚ 이하, 10 ㎚ 이상 150 ㎚ 이하, 10 ㎚ 이상 100 ㎚ 이하, 20 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하, 20 ㎚ 이상 400 ㎚ 이하, 20 ㎚ 이상 300 ㎚ 이하, 20 ㎚ 이상 200 ㎚ 이하, 20 ㎚ 이상 150 ㎚ 이하, 20 ㎚ 이상 100 ㎚ 이하, 30 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하, 30 ㎚ 이상 400 ㎚ 이하, 30 ㎚ 이상 300 ㎚ 이하, 30 ㎚ 이상 200 ㎚ 이하, 30 ㎚ 이상 150 ㎚ 이하, 30 ㎚ 이상 100 ㎚ 이하, 40 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하, 40 ㎚ 이상 400 ㎚ 이하, 40 ㎚ 이상 300 ㎚ 이하, 40 ㎚ 이상 200 ㎚ 이하, 40 ㎚ 이상 150 ㎚ 이하, 40 ㎚ 이상 100 ㎚ 이하일 수 있다. Specifically, the inorganic fine particles have a D50 of 1 nm or more, 10 nm or more, 20 nm or more, 30 nm or more, 40 nm or more, 500 nm or less, 400 nm or less, 300 nm or less, 200 nm or less, 150 nm or less, It may be 100 nm or less, 1 nm or more and 500 nm or less, 1 nm or more and 400 nm or less, 1 nm or more and 300 nm or less, 1 nm or more and 200 nm or less, 1 nm or more and 150 nm or less, 1 nm or more and 100 nm or less, 10 nm More than 500 nm or less, more than 10 nm but less than 400 nm, more than 10 nm but less than 300 nm, more than 10 nm but less than 200 nm, more than 10 nm but less than 150 nm, more than 10 nm but less than 100 nm, more than 20 nm but less than 500 nm, 20 ㎚ or more 400 nm or less, 20 nm or more but 300 nm or less, 20 nm or more but 200 nm or less, 20 nm or more 150 nm or less, 20 nm or more but 100 nm or less, 30 nm or more but 500 nm or less, 30 nm or more but 400 nm or less, 30 ㎚ more than 300 ㎚ or less, 30 ㎚ or more 200 ㎚ or less, 30 ㎚ or more 150 ㎚ or less, 30 ㎚ or more 100 ㎚ or less, 40 ㎚ or more 500 ㎚ or less, 40 ㎚ or more 400 ㎚ or less, 40 ㎚ or more 300 ㎚ or less, 40 ㎚ or more 2 00㎚ Hereinafter, it may be 40 nm or more and 150 nm or less, or 40 nm or more and 100 nm or less.

상기 무기 미세 입자의 D50이 1 ㎚ 미만인 경우 분산성이 저하되어 다공성층의 물성을 조절하기가 용이하지 않고, 500 ㎚를 초과하는 경우 다공성층의 두께가 증가하여 기계적 물성이 저하될 수 있으며, 또한 지나치게 큰 기공 크기로 인해 전지 충방전시 내부 단락이 일어날 확률이 높아진다.If the D50 of the inorganic fine particles is less than 1 nm, the dispersibility is reduced and it is not easy to control the physical properties of the porous layer, and if it exceeds 500 nm, the thickness of the porous layer increases and the mechanical properties may deteriorate. Due to excessively large pore size, the probability of internal short circuit occurring during battery charging and discharging increases.

한편, 상기 다공성층은 40 % 이상 50 % 이하의 공극률을 갖고, 상기 무기 미세 입자는 1차 입자 크기가 30 ㎚ 내지 100 ㎚일 수 있다. 상기 1차 입자 크기는 상술한 D50을 의미할 수 있다. Meanwhile, the porous layer has a porosity of 40% to 50%, and the inorganic fine particles may have a primary particle size of 30 nm to 100 nm. The primary particle size may refer to the D50 described above.

상술한 바와 같이, 상기 다공성층의 공극률 및 기공의 직경은 무기 미세 입자의 종류, 무기 미세 입자의 크기, 무기 미세 입자의 함량 및 바인더 수지의 함량을 조절함으로써 구현될 수 있다. 따라서 상기 다공성층이 1차 입자 크기가 30 ㎚ 내지 100 ㎚인 무기 미세 입자를 포함함에 따라, 40 % 이상 50 % 이하의 공극률을 구현할 수 있으며, 이에 따라 높은 이온 전도도를 구현하는 동시에 전지 내부 단락 이 저하되어 안전성이 확보될 수 있다. As described above, the porosity and pore diameter of the porous layer can be implemented by adjusting the type of inorganic fine particles, the size of the inorganic fine particles, the content of the inorganic fine particles, and the content of the binder resin. Therefore, as the porous layer contains inorganic fine particles with a primary particle size of 30 nm to 100 nm, a porosity of 40% or more and 50% or less can be realized, thereby realizing high ionic conductivity and preventing short circuit inside the battery. safety can be ensured by lowering the temperature.

상기 일 구현예에서 상기 다공성층은 바인더 수지를 포함할 수 있다. 상기 바인더 수지는 상기 무기 미세 입자 사이를 연결 및 고정시키는 기능을 한다.In one embodiment, the porous layer may include a binder resin. The binder resin functions to connect and fix the inorganic fine particles.

구체적으로, 상기 바인더 수지는 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로 프로필렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드-테트라플루오로 에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로 에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드-클로로트리플루오로 에틸렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐아세테이트, 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체, 폴리에틸렌 옥사이드, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 시아노에틸 풀루란, 시아노에틸폴리비닐알코올, 시아노에틸 셀룰로오스, 시아노에틸 수크로오스, 풀루란, 카르복실 메틸 셀룰로오스, 아크릴로니트릴-스티렌-부타디엔 공중합체, 폴리우레탄, 폴리아크릴산, 폴리이미드, 폴리에테르이미드 및 스티렌 부타디엔 고무로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 바인더 수지를 포함할 수 있다. Specifically, the binder resin is polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride-hexafluoro propylene, polyvinylidene fluoride-tetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride-trichloroethylene, and polyvinylidene fluoride. -Chlorotrifluoroethylene, polymethyl methacrylate, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl acetate, ethylene vinyl acetate copolymer, polyethylene oxide, cellulose acetate, cellulose acetate butylate, cellulose acetate propionate. , cyanoethyl pullulan, cyanoethyl polyvinyl alcohol, cyanoethyl cellulose, cyanoethyl sucrose, pullulan, carboxyl methyl cellulose, acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer, polyurethane, polyacrylic acid, polyimide. , it may include one or more binder resins selected from the group consisting of polyetherimide and styrene butadiene rubber.

상기 일 구현예에서 상기 다공성층의 두께는 특별한 제한이 없으며, 상기 리튬 이차 전지의 형태 및 종류 등을 고려하여 상기 다공성층은 0.1 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. In the above embodiment, the thickness of the porous layer is not particularly limited, and considering the shape and type of the lithium secondary battery, the porous layer may have a thickness of 0.1 ㎛ or more and 100 ㎛ or less.

구체적으로 상기 다공성층의 두께는 0.1 ㎛ 이상, 1 ㎛ 이상, 10 ㎛ 이상, 100 ㎛ 이하, 50 ㎛ 이하, 30 ㎛ 이하, 20 ㎛ 이하, 0.1 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하, 0.1 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하, 0.1 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하, 0.1 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하, 1 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하, 1 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하, 1 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하, 1 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하일 수 있다. Specifically, the thickness of the porous layer is 0.1 ㎛ or more, 1 ㎛ or more, 10 ㎛ or less, 100 ㎛ or less, 50 ㎛ or less, 30 ㎛ or less, 20 ㎛ or less, 0.1 ㎛ or more and 100 ㎛ or less, 0.1 ㎛ or more and 50 ㎛ or less, 0.1 ㎛ to 30 ㎛, 0.1 ㎛ to 20 ㎛, 1 ㎛ to 100 ㎛, 1 ㎛ to 50 ㎛, 1 ㎛ to 30 ㎛, 1 ㎛ to 20 ㎛, 10 ㎛ to 100 ㎛, 10 It may be ㎛ or more and 50 ㎛ or less, 10 ㎛ or more and 30 ㎛ or less, and 10 ㎛ or more and 20 ㎛ or less.

상기 다공성층의 두께가 지나치게 얇은 경우 전극 간 절연 특성 저하로 인한 셀 내부 단락이 발생할 수 있으며, 지나치게 두꺼운 경우 전체적인 셀 저항 증가에 따라 셀 특성 저하가 발생할 수 있다. If the thickness of the porous layer is too thin, a short circuit inside the cell may occur due to a decrease in insulation properties between electrodes, and if the thickness of the porous layer is too thick, a decrease in cell characteristics may occur due to an increase in overall cell resistance.

한편, 상기 구현예의 리튬 이차 전지에서, 상기 다공성층은 적어도 일면에 형성된 접착층 또는 접착 패턴을 매개로 상기 음극 기재 및/또는 양극 기재와 결합될 수 있다. Meanwhile, in the lithium secondary battery of the above embodiment, the porous layer may be combined with the negative electrode substrate and/or the positive electrode substrate through an adhesive layer or adhesive pattern formed on at least one surface.

상기 접착층 또는 접착 패턴에는 통상적으로 알려진 접착 성분을 제한없이 포함할 수 있다. 예를 들어 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드-테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리플루오로에틸렌, 폴리아크릴산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자 수지를 포함할 수 있다. The adhesive layer or adhesive pattern may include commonly known adhesive components without limitation. For example, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride-trichloroethylene, polyvinylidene fluoride-tetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride-trifluoroethylene, polyacrylic acid. It may include one or more polymer resins selected from the group.

상기 접착층 또는 접착 패턴의 두께는 특별한 제한이 없으며, 전지의 성능을 고려하여 예를 들어 0.01 ㎛ 내지 100 ㎛로 조절될 수 있다.The thickness of the adhesive layer or adhesive pattern is not particularly limited and may be adjusted, for example, to 0.01 ㎛ to 100 ㎛ considering the performance of the battery.

상기 접착층 또는 접착 패턴의 두께가 0.01 ㎛ 미만인 경우 음극 기재 및/또는 양극 기재와의 접착력이 저하될 뿐만 아니라, 전극 간 절연 특성 저하로 인한 셀 내부 단락이 발생할 수 있으며, 100 ㎛ 를 초과하는 경우 전체적인 셀 저항 증가에 따라 셀 특성 저하가 발생할 수 있다. If the thickness of the adhesive layer or adhesive pattern is less than 0.01 ㎛, not only the adhesion to the negative electrode substrate and/or the positive substrate may be reduced, but also internal short circuit of the cell may occur due to deterioration of the insulation properties between electrodes, and if it exceeds 100 ㎛, the overall As cell resistance increases, cell characteristics may deteriorate.

또한 상기 접착 패턴의 경우 0.01 ㎛2 내지 100 ㎛2의 단면적을 가질 수 있으며, 상기 다공성층의 일면에 2개 이상 형성될 수 있고, 상기 음극 기재 및/또는 양극 기재와의 결합력 또는 리튬 이차 전지의 구조적 안전성을 고려하여 상기 다공성층의 일면의 소정의 자리에 위치할 수 있다.In addition, the adhesive pattern may have a cross-sectional area of 0.01 ㎛ 2 to 100 ㎛ 2 , two or more may be formed on one side of the porous layer, and the bonding force with the negative electrode substrate and/or the positive electrode substrate or the lithium secondary battery. Considering structural safety, it may be located at a predetermined location on one side of the porous layer.

또한, 상기 일 구현예의 리튬 이차 전지는 상기 양극 및 음극 사이에 개재된 전해질을 더 포함할 수 있다. Additionally, the lithium secondary battery of the embodiment may further include an electrolyte interposed between the positive electrode and the negative electrode.

구체적으로, 상기 일 구현예의 리튬 이차 전지는 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취된 전극 조립체와, 상기 전극 조립체가 내장되는 케이스를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 양극, 상기 음극 및 상기 분리막은 전해질에 함침되어 있을 수 있다.Specifically, the lithium secondary battery of one embodiment may include an electrode assembly wound with a separator between the positive electrode and the negative electrode, and a case in which the electrode assembly is built. In addition, the anode, the cathode, and the separator may be impregnated with an electrolyte.

한편, 상기 일 구현예의 리튬 이차 전지는 상기 음극 기재를 상기 양극 기재에 대해 90도 박리시 박리 강도가 250 gf/20 mm 이상일 수 있다. 상기 박리 강도는 다공성층의 조성에 따라 구현될 수 있다. Meanwhile, the lithium secondary battery of the embodiment may have a peeling strength of 250 gf/20 mm or more when the negative electrode substrate is peeled off at 90 degrees with respect to the positive electrode substrate. The peel strength can be implemented depending on the composition of the porous layer.

구체적으로, 상기 일 구현예의 리튬 이차 전지는 상기 음극 기재를 상기 양극 기재에 대해 90도 박리시 박리 강도가 250 gf/20 mm 이상, 290 gf/20 mm 이상, 500 gf/20 mm 이하, 400 gf/20 mm 이하, 350 gf/20 mm 이하, 250 gf/20 mm 이상 500 gf/20 mm 이하, 250 gf/20 mm 이상 400 gf/20 mm 이하, 250 gf/20 mm 이상 350 gf/20 mm 이하, 290 gf/20 mm 이상 500 gf/20 mm 이하, 290 gf/20 mm 이상 400 gf/20 mm 이하, 290 gf/20 mm 이상 350 gf/20 mm 이하일 수 있다. Specifically, the lithium secondary battery of one embodiment has a peeling strength of 250 gf/20 mm or more, 290 gf/20 mm or more, 500 gf/20 mm or less, and 400 gf when the negative electrode substrate is peeled off at 90 degrees with respect to the positive electrode substrate. /20 mm or less, 350 gf/20 mm or less, 250 gf/20 mm or more 500 gf/20 mm or less, 250 gf/20 mm or more 400 gf/20 mm or less, 250 gf/20 mm or more 350 gf/20 mm or less , 290 gf/20 mm or more and 500 gf/20 mm or less, 290 gf/20 mm or more and 400 gf/20 mm or less, and 290 gf/20 mm or more and 350 gf/20 mm or less.

상기 리튬 이차 전지에서 상기 음극 기재를 상기 양극 기재에 대해 90도 박리시 박리 강도가 250 gf/20 mm 이상임에 따라 상기 다공성층과 양극기재 사이의 우수한 접착력을 구현할 수 있다. In the lithium secondary battery, when the negative electrode substrate is peeled off at 90 degrees with respect to the positive electrode substrate, the peeling strength is 250 gf/20 mm or more, thereby achieving excellent adhesion between the porous layer and the positive electrode substrate.

상기 박리 강도는 Texture Analyzer 를 이용하여 ASTM D6862 측정법에 따라 측정할 수 있다. The peel strength can be measured according to the ASTM D6862 measurement method using a Texture Analyzer.

한편, 상기 음극 기재는 음극 활물질, 도전재 및 바인더를 포함하는 음극재; 그리고 상기 음극재를 지지하는 전류 집전체를 포함할 수 있다.Meanwhile, the negative electrode substrate includes a negative electrode material including a negative electrode active material, a conductive material, and a binder; And it may include a current collector supporting the negative electrode material.

상기 음극 활물질은 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션(intercalation) 및 디인터칼레이션(deintercalation)할 수 있는 물질, 리튬 금속, 리튬 금속의 합금, 리튬에 도프 및 탈도프 가능한 물질, 및 전이 금속 산화물을 포함할 수 있다.The negative electrode active material includes a material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium ions, lithium metal, an alloy of lithium metal, a material capable of doping and dedoping lithium, and a transition metal oxide. It can be included.

상기 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 물질로는 탄소질 물질로서 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 이들의 혼합물을 예로 들 수 있다. 구체적으로, 상기 탄소질 물질은 천연 흑연, 인조 흑연, 키쉬 흑연(Kish graphite), 열분해 탄소(pyrolytic carbon), 메조페이스 피치(mesophase pitches), 메조페이스 피치계 탄소섬유(mesophase pitch based carbon fiber), 탄소 미소구체(meso-carbon microbeads), 석유 또는 석탄계 코크스(petroleum or coal tar pitch derived cokes), 연화 탄소(soft carbon), 및 경화 탄소(hard carbon) 등일 수 있다.Examples of materials that can reversibly intercalate and deintercalate lithium ions include crystalline carbon, amorphous carbon, or mixtures thereof as carbonaceous materials. Specifically, the carbonaceous material includes natural graphite, artificial graphite, Kish graphite, pyrolytic carbon, mesophase pitches, mesophase pitch based carbon fiber, These may be meso-carbon microbeads, petroleum or coal tar pitch derived cokes, soft carbon, and hard carbon.

상기 리튬 금속의 합금은 Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Ra, Ge, Al, Sn, Bi, Ga, 및 Cd로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 금속과 리튬의 합금일 수 있다.The alloy of the lithium metal is Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Ra, Ge, Al, Sn, Bi, Ga, and Cd. It may be an alloy of lithium and a metal containing one or more types selected from the group consisting of.

상기 리튬에 도프 및 탈도프 가능한 물질은 Si, Si-C 복합체, SiOx (0<x<2), Si-Q 합금(상기 Q는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 원소, 14족 원소, 15족 원소, 16족 원소, 전이 금속, 희토류 원소, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 원소이다; 단, Si는 제외한다), Sn, SnO2, Sn-R 합금(상기 R은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 원소, 14족 원소, 15족 원소, 16족 원소, 전이 금속, 희토류 원소, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 원소이다; 단, Sn은 제외한다.) 등일 수 있다. 그리고, 상기 리튬에 도프 및 탈도프 가능한 물질로는 상기 예들 중 적어도 하나와 SiO2를 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 Q 및 R은 Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Tc, Re, Bh, Fe, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Tl, Ge, P, As, Sb, Bi, S, Se, Te, Po 등일 수 있다.Materials capable of doping and dedoping lithium include Si, Si-C composite, SiOx (0<x<2), and Si-Q alloy (where Q is an alkali metal, an alkaline earth metal, a group 13 element, a group 14 element, and a group 15 It is an element containing one or more types selected from the group consisting of elements, group 16 elements, transition metals, rare earth elements, and combinations thereof; however, Si is excluded), Sn, SnO 2 , Sn-R alloy (above R is an element containing one or more selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, group 13 elements, group 14 elements, group 15 elements, group 16 elements, transition metals, rare earth elements, and combinations thereof; provided, Sn is excluded.), etc. And, as a material capable of doping and dedoping lithium, at least one of the above examples and SiO 2 can be used in combination. Q and R are Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Tc, Re, Bh, Fe , Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Tl, Ge, P, As, Sb, Bi, S , Se, Te, Po, etc.

그리고, 상기 전이 금속 산화물은 바나듐 산화물, 리튬 바나듐 산화물, 리튬 티타늄 산화물 등일 수 있다.And, the transition metal oxide may be vanadium oxide, lithium vanadium oxide, lithium titanium oxide, etc.

상기 음극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만들어질 수 있다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The negative electrode current collector can generally be made to have a thickness of 3 to 500 ㎛. This negative electrode current collector is not particularly limited as long as it is conductive without causing chemical changes in the battery, for example, copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, fired carbon, the surface of copper or stainless steel. Surface treatment with carbon, nickel, titanium, silver, etc., aluminum-cadmium alloy, etc. can be used. In addition, like the positive electrode current collector, the bonding power of the negative electrode active material can be strengthened by forming fine irregularities on the surface, and can be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous materials, foams, and non-woven materials.

상기 음극 기재는 탄소질 물질 및 규소 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 음극 활물질을 포함할 수 있다.The negative electrode substrate may include a negative electrode active material containing at least one selected from the group consisting of carbonaceous materials and silicon compounds.

여기서, 상기 탄소질 물질은, 앞서 예시된, 천연 흑연, 인조 흑연, 키쉬 흑연, 열분해 탄소, 메조페이스 피치, 메조페이스 피치계 탄소섬유, 탄소 미소구체, 석유 또는 석탄계 코크스, 연화 탄소, 및 경화 탄소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 물질이다. 그리고, 상기 규소 화합물은, 앞서 예시된 Si를 포함하는 화합물, 즉 Si, Si-C 복합체, SiOx (0<x<2), 상기 Si-Q 합금, 이들의 혼합물, 또는 이들 중 적어도 하나와 SiO2의 혼합물일 수 있다.Here, the carbonaceous material is, as previously exemplified, natural graphite, artificial graphite, Kish graphite, pyrolytic carbon, mesophase pitch, mesophase pitch-based carbon fiber, carbon microspheres, petroleum or coal-based coke, softened carbon, and hardened carbon. It is a substance containing one or more types selected from the group consisting of. And, the silicon compound is a compound containing Si as previously exemplified, that is, Si, Si-C composite, SiOx (0<x<2), the Si-Q alloy, a mixture thereof, or at least one of these and SiO It may be a mixture of 2 .

또한, 상기 음극 기재는 마이크로 실리콘을 포함할 수 있다. 상기 음극 기재는 마이크로 실리콘을 포함하는 경우 탄소질 물질을 음극 활물질로 사용하는 경우에 비하여 우수한 용량을 구현할 수 있다. 구체적으로, 상기 규소 화합물에 있어 특정 마이크로 실리콘을 사용할 경우, 500번 이상의 충전과 방전 이후에도 80% 이상의 잔존 용량을 유지할 수 있고, 종래의 리튬 이차 전지와 비교하여 현저히 우수한 에너지 밀도를 구현할 수 있다. 또한, 상기 음극이 마이크로 실리콘을 포함하는 경우, 고체 전해질을 사용하는 고체 배터리의 충방전 수명을 크게 높일 수 있고, 상온에서 충전 속도도 크게 향상시킬 수 있다. Additionally, the anode substrate may include micro silicon. When the anode substrate contains micro silicon, superior capacity can be achieved compared to when a carbonaceous material is used as the anode active material. Specifically, when specific micro silicon is used in the silicon compound, more than 80% of the remaining capacity can be maintained even after charging and discharging more than 500 times, and significantly superior energy density can be achieved compared to conventional lithium secondary batteries. Additionally, when the cathode contains micro silicon, the charge/discharge life of a solid battery using a solid electrolyte can be greatly increased, and the charging speed at room temperature can also be greatly improved.

상기 마이크로 실리콘의 크기가 크게 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 상기 마이크로 실리콘은 100㎛ 이하의 직경, 또는 1 내지 100㎛의 직경, 또는 1 내지 20㎛의 직경을 가질 수 있다. The size of the micro silicon is not greatly limited, but for example, the micro silicon may have a diameter of 100 ㎛ or less, or 1 to 100 ㎛, or 1 to 20 ㎛.

상기 음극 활물질은 상기 음극재의 총 중량 대비 85 중량% 내지 98 중량%로 포함될 수 있다.The negative electrode active material may be included in an amount of 85% by weight to 98% by weight based on the total weight of the negative electrode material.

구체적으로, 상기 음극 활물질의 함량은 상기 음극재의 총 중량 대비 85 중량% 이상, 혹은 87 중량% 이상, 혹은 90 중량% 이상; 그리고, 98 중량% 이하, 혹은 97 중량% 이하, 혹은 96 중량% 이하일 수 있다.Specifically, the content of the negative electrode active material is 85% by weight or more, or 87% by weight, or 90% by weight or more, based on the total weight of the negative electrode material; And, it may be 98% by weight or less, or 97% by weight or less, or 96% by weight or less.

상기 음극 활물질의 함량은 상기 음극재의 총 중량 대비 85 중량% 내지 98 중량%, 87 중량% 내지 98 중량%, 90 중량% 내지 98 중량%, 85 중량% 내지 97 중량%, 87 중량% 내지 97 중량%, 90 중량% 내지 97 중량%, 85 중량% 내지 96 중량%, 87 중량% 내지 96 중량%, 90 중량% 내지 96 중량%일 수 있다.The content of the negative electrode active material is 85% to 98% by weight, 87% to 98% by weight, 90% to 98% by weight, 85% to 97% by weight, and 87% to 97% by weight relative to the total weight of the negative electrode material. %, it may be 90% by weight to 97% by weight, 85% by weight to 96% by weight, 87% by weight to 96% by weight, and 90% by weight to 96% by weight.

상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것이다.The conductive material is used to provide conductivity to the electrode.

상기 도전재로는 전지의 화학 변화를 야기하지 않으면서 전자 전도성을 가지는 것이라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 비제한적인 예로, 상기 도전재는 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙, 탄소섬유 등의 탄소계 물질; 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 또는 폴리페닐렌 유도체 등의 전도성 고분자 등일 수 있다. 상기 도전재로는 상술한 예들 중 1종 혹은 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.The conductive material may be used without particular limitation as long as it has electronic conductivity without causing chemical changes in the battery. As a non-limiting example, the conductive material may include carbon-based materials such as carbon black, acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, summer black, and carbon fiber; Graphites such as natural graphite and artificial graphite; Metal powders or metal fibers such as copper, nickel, aluminum, and silver; Conductive whiskeys such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Alternatively, it may be a conductive polymer such as a polyphenylene derivative. As the conductive material, one or a mixture of two or more of the examples described above may be used.

상기 도전재의 함량은 적절한 수준의 도전성을 발현하면서도 배터리의 용량 감소를 유발하지 않는 범위에서 조절될 수 있다. 바람직하게는, 상기 도전재의 함량은 상기 음극재의 총 중량 대비 0.5 중량% 내지 10 중량%, 혹은 1 중량% 내지 10 중량%, 혹은 1 중량% 내지 5 중량%일 수 있다.The content of the conductive material can be adjusted within a range that does not cause a decrease in battery capacity while maintaining an appropriate level of conductivity. Preferably, the content of the conductive material may be 0.5% by weight to 10% by weight, or 1% by weight to 10% by weight, or 1% by weight to 5% by weight, based on the total weight of the anode material.

상기 바인더는 상기 음극재를 상기 전류 집전체에 잘 부착시키기 위해 사용되는 것이다.The binder is used to properly attach the negative electrode material to the current collector.

비제한적인 예로, 상기 바인더는 폴리비닐리덴플로라이드(PVdF), 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVdF-co-HFP), 폴리비닐알코올, 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 카르복시메틸셀룰로오즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로오즈, 재생 셀룰로오즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 폴리머(EPDM), 술폰화-EPDM, 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 불소 고무 등일 수 있다. 상기 바인더로는 상술한 예들 중 1종 혹은 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.As a non-limiting example, the binder may be polyvinylidene fluoride (PVdF), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVdF-co-HFP), polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, carboxymethyl Cellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene polymer (EPDM), sulfonated-EPDM, styrene-butadiene rubber. (SBR), fluorine rubber, etc. As the binder, one or a mixture of two or more of the examples described above may be used.

상기 바인더의 함량은 적절한 수준의 접착성을 발현하면서도 배터리의 용량 감소를 유발하지 않는 범위에서 조절될 수 있다. 바람직하게는, 상기 바인더의 함량은 상기 음극재의 총 중량 대비 0.5 중량% 내지 10 중량%, 혹은 1 중량% 내지 10 중량%, 혹은 1 중량% 내지 5 중량%일 수 있다.The content of the binder can be adjusted within a range that does not cause a decrease in battery capacity while maintaining an appropriate level of adhesiveness. Preferably, the content of the binder may be 0.5% by weight to 10% by weight, or 1% by weight to 10% by weight, or 1% by weight to 5% by weight, based on the total weight of the negative electrode material.

상술한 바와 같이, 상기 리튬 이차 전지에 포함되는 상기 다공성층이 기존의 고분자 분리막의 기능을 대체할 수 있고, 이에 따라 상기 리튬 이차 전지는 다공성 고분자 분리막을 포함하지 않을 수 있다. As described above, the porous layer included in the lithium secondary battery may replace the function of an existing polymer separator, and accordingly, the lithium secondary battery may not include a porous polymer separator.

한편, 선택적으로, 상기 상기 리튬 이차 전지는 상기 다공성층과 함께 다공성 고분자 기재를 추가로 포함할 수 있다. Meanwhile, optionally, the lithium secondary battery may further include a porous polymer substrate along with the porous layer.

상기 다공성 고분자 기재의 종류는 크게 제한되지 않으나, 예를 들어 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이 트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르 (polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드 (polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리아릴에테르케톤(polyaryletherketone), 폴리 에테르이미드(polyetherimide), 폴리아미드이미드(polyamideimide), 폴리벤지미다졸(polybenzimidazole), 폴리 에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 사이클릭 올레핀 코폴리머(cyclic olefin copolymer), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylenesulfide) 및 폴리에틸렌나프탈렌 (polyethylenenaphthalene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 고분자 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 형성된 고분자 기재 또는 이들의 다중막, 직포 및 부직포 등을 사용할 수 있다. The type of the porous polymer substrate is not greatly limited, but for example, polyethylene, polypropylene, polyethyleneterephthalate, polybutyleneterephthalate, polyester, poly Acetal, polyamide, polycarbonate, polyimide, polyetheretherketone, polyaryletherketone, polyetherimide, polyamideimide ( polyamideimide, polybenzimidazole, polyethersulfone, polyphenyleneoxide, cyclic olefin copolymer, polyphenylenesulfide and polyethylenenaphthalene. A polymer substrate formed from one or more polymers selected from the group consisting of or a mixture of two or more of them, or a multilayer, woven fabric, or non-woven fabric thereof, may be used.

상기 다공성 고분자 기재는 용융 온도, 제조의 편의성, 기공도, 이온의 이동, 절연성 등을 고려하여 기재의 종류와 두께, 기공의 직경과 개수, 특히 부직포의 경우 극세사의 굵기 등을 조정할 수 있다.The porous polymer substrate can adjust the type and thickness of the substrate, the diameter and number of pores, and especially the thickness of microfibers in the case of non-woven fabrics, taking into account melting temperature, convenience of manufacturing, porosity, ion movement, insulation, etc.

상기 다공성 고분자 기재의 두께는 특별한 제한이 없으며, 전지의 성능을 고려하여 예를 들어 0.01 내지 100㎛로 조절될 수 있다. The thickness of the porous polymer substrate is not particularly limited and may be adjusted to, for example, 0.01 to 100 μm considering the performance of the battery.

상기 양극 기재는 양극 활물질, 바인더, 도전재, 및 양극 첨가제를 포함할 수 있다.The positive electrode substrate may include a positive electrode active material, a binder, a conductive material, and a positive electrode additive.

상기 양극 첨가제는 리튬 이차 전지의 충방전시 비가역적으로 리튬을 내놓는 특성을 가진다. 그러므로, 상기 양극 첨가제는 리튬 이차 전지용 양극에 포함되어 예비 리튬화(prelithiation)를 위한 희생 양극재(sacrificial positive electrode materials)의 역할을 수행할 수 있다.The positive electrode additive has the property of irreversibly releasing lithium during charging and discharging of a lithium secondary battery. Therefore, the positive electrode additive can be included in a positive electrode for a lithium secondary battery and serve as sacrificial positive electrode materials for prelithiation.

구체적으로, 상기 양극 기재는 양극 집전체 상에 양극 합제를 도포한 후 건조하여 제조될 수 있고, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가할 수 있다.Specifically, the positive electrode substrate can be manufactured by applying a positive electrode mixture on a positive electrode current collector and then drying it, and if necessary, a filler can be further added to the mixture.

상기 양극 기재는 양극 활물질, 도전재, 상기 희생 양극재, 및 바인더를 포함하는 양극재; 그리고, 상기 양극재를 지지하는 전류 집전체를 포함한다.The cathode substrate includes a cathode material including a cathode active material, a conductive material, the sacrificial cathode material, and a binder; And, it includes a current collector that supports the positive electrode material.

고용량 전지로 갈수록 전지의 용량을 늘리기 위해 음극 내 음극 활물질의 비율을 더 높여야 하고, 이에 따라 SEI 층에 소모되는 리튬의 양도 따라 증가한다. 때문에 음극의 SEI 층에 소모되는 리튬의 양을 계산한 다음, 양극 쪽에 적용되어야 할 희생 양극재의 양을 역산하여 전지의 설계 용량을 정할 수 있다.As batteries move to higher capacity, the ratio of negative electrode active material in the negative electrode must be increased to increase battery capacity, and the amount of lithium consumed in the SEI layer accordingly increases. Therefore, the design capacity of the battery can be determined by calculating the amount of lithium consumed in the SEI layer of the cathode and then recalculating the amount of sacrificial cathode material to be applied to the anode.

상기 희생 양극재는 상기 양극재의 총 중량 대비 0 중량% 초과 15 중량% 이하로 포함될 수 있다.The sacrificial cathode material may be included in an amount of more than 0% by weight and up to 15% by weight based on the total weight of the cathode material.

상기 희생 양극재의 함량은 상기 양극재의 총 중량 대비 0 중량% 초과인 것이 바람직하다.The content of the sacrificial cathode material is preferably greater than 0% by weight based on the total weight of the cathode material.

다만, 상기 희생 양극재가 과량으로 포함될 경우, 가역적인 충방전 용량을 나타내는 상기 양극 활물질의 함량이 줄어들어 배터리의 용량이 감소하게 되고, 전지 내에 잔여 리튬이 음극에 플레이팅되어 전지의 쇼트를 유발하거나 안전성을 저해할 수 있다. 그러므로, 상기 희생 양극재의 함량은 상기 양극재의 총 중량 대비 15 중량% 이하인 것이 바람직하다.However, if the sacrificial cathode material is included in excess, the content of the cathode active material, which exhibits reversible charge/discharge capacity, is reduced, thereby reducing the capacity of the battery, and the remaining lithium in the battery is plated on the cathode, causing a short circuit or safety hazard of the battery. may hinder. Therefore, it is preferable that the content of the sacrificial cathode material is 15% by weight or less based on the total weight of the cathode material.

구체적으로, 상기 희생 양극재의 함량은 상기 양극재의 총 중량 대비 0 중량% 초과, 혹은 0.5 중량% 이상, 혹은 1 중량% 이상, 혹은 2 중량% 이상, 혹은 3 중량% 이상; 그리고, 15 중량% 이하, 혹은 12 중량% 이하, 혹은 10 중량% 이하일 수 있다. 상기 희생 양극재의 함량은 상기 양극재의 총 중량 대비 0.5 중량% 내지 15 중량%, 혹은 1 중량% 내지 15 중량%, 혹은 1 중량% 내지 12 중량%, 혹은 2 중량% 내지 12 중량%, 혹은 2 중량% 내지 10 중량%, 혹은 3 중량% 내지 10 중량%일 수 있다.Specifically, the content of the sacrificial cathode material is more than 0% by weight, or more than 0.5% by weight, or more than 1% by weight, or more than 2% by weight, or more than 3% by weight, based on the total weight of the cathode material; And, it may be 15% by weight or less, or 12% by weight or less, or 10% by weight or less. The content of the sacrificial cathode material is 0.5% to 15% by weight, or 1% to 15% by weight, or 1% to 12% by weight, or 2% to 12% by weight, or 2% by weight, relative to the total weight of the cathode material. % to 10% by weight, or 3% to 10% by weight.

상기 양극 활물질의 예가 크게 제한된 것은 아니나, 예를 들어 NCM(Li[Ni,Co,Mn]O2), NCMA(Li[Ni,Co,Mn,Al]O2), LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O2, LiNi1-dCodO2, LiCo1-d MndO2, LiNi1-dMndO2 (이상에서 0≤d<1), Li(NiaCobMnc)O4 (0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2), LiMn2-eNieO4, LiMn2-eCoeO4 (이상 0 < e < 2), LiCoPO4, LiFePO4 또는 이들의 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.Examples of the positive electrode active material are not greatly limited, but include, for example, NCM (Li[Ni,Co,Mn]O 2 ), NCMA (Li[Ni,Co,Mn,Al]O 2 ), LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 2 , LiNi 1-d Co d O 2 , LiCo 1-d Mn d O 2 , LiNi 1-d Mn d O 2 (0≤d<1), Li(Ni a Co b Mn c )O 4 (0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2), LiMn 2-e Ni e O 4 , LiMn 2-e Co e O 4 ( or more 0 < e < 2), LiCoPO 4 , LiFePO 4 or a mixture of two or more types thereof may be used.

상기 양극 활물질은 상기 양극재의 총 중량 대비 80 중량% 내지 98 중량%로 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 양극 활물질의 함량은 상기 양극재의 총 중량 대비 80 중량% 이상, 혹은 85 중량% 이상, 혹은 90 중량% 이상, 혹은 95 중량% 이상; 그리고, 98 중량% 이하일 수 있다.The positive electrode active material may be included in an amount of 80% to 98% by weight based on the total weight of the positive electrode material. Specifically, the content of the positive electrode active material is 80% by weight or more, or 85% by weight, or 90% by weight, or 95% by weight or more, relative to the total weight of the positive electrode material; And, it may be 98% by weight or less.

상기 양극 활물질의 함량은 상기 양극재의 총 중량 대비 80 중량% 이상 98 중량% 이하, 혹은 85 중량% 이상 98 중량% 이하, 혹은 90 중량% 이상 98 중량% 이하 일 수 있다.The content of the positive electrode active material may be 80% by weight or more and 98% by weight or less, or 85% by weight or more and 98% by weight or less, or 90% by weight or more and 98% by weight or less, based on the total weight of the positive electrode material.

상기 양극 기재는 상기 양극 활물질, 상기 도전재, 상기 희생 양극재, 및 바인더를 포함하는 양극재를 상기 전류 집전체 상에 적층하여 형성될 수 있다.The positive electrode substrate may be formed by laminating a positive electrode material including the positive electrode active material, the conductive material, the sacrificial positive electrode material, and a binder on the current collector.

상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is selectively used as a component to suppress expansion of the positive electrode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material that does not cause chemical changes in the battery. For example, olipine polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fiber and carbon fiber are used.

상기 양극재에 포함되는 상기 도전재와 상기 바인더, 그리고 상기 전류 집전체에 대해서는 상술한 내용을 모두 포함한다. The conductive material, the binder, and the current collector included in the cathode material include all of the above-described information.

한편, 상기 전해질로는 본 발명이 속하는 기술분야에서 리튬 이차 전지에 적용 가능한 것으로 알려진 것이라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 전해질은 유기계 액체 전해질, 무기계 액체 전해질, 고체 고분자 전해질, 겔형 고분자 전해질, 고체 무기 전해질, 용융형 무기 전해질, 수계 전해질 등일 수 있다.Meanwhile, the electrolyte may be used without particular limitation as long as it is known to be applicable to lithium secondary batteries in the technical field to which the present invention pertains. For example, the electrolyte may be an organic liquid electrolyte, an inorganic liquid electrolyte, a solid polymer electrolyte, a gel-type polymer electrolyte, a solid inorganic electrolyte, a molten inorganic electrolyte, an aqueous electrolyte, etc.

상기 수계 전해질은 물이나 알코올 등의 수계 용매에 염을 용해시킨 것으로, 이러한 수계 전해질을 사용하는 리튬 이차 전지의 경우, 수계 전해질의 높은 이온 전도성과 안전성 측면에서 유리하고, 공정과 제조 비용 역시 저렴하다. 또한, 비수계 유기 전해질보다 수계 전해액을 사용하는 전지가 환경적인 측면에서도 유리한 장점이 있다.The aqueous electrolyte is a salt dissolved in an aqueous solvent such as water or alcohol. In the case of a lithium secondary battery using such an aqueous electrolyte, it is advantageous in terms of high ionic conductivity and safety of the aqueous electrolyte, and the process and manufacturing costs are also low. . In addition, batteries using an aqueous electrolyte solution have an environmental advantage over non-aqueous organic electrolytes.

구체적으로, 상기 전해질은 상기 수계 전해질은 수계 용매 및 리튬염을 포함할 수 있다.Specifically, the electrolyte may include an aqueous solvent and a lithium salt.

상기 수계 용매는 물을 포함하는 용매로, 특별히 한정하지는 않지만, 전해질을 이루는 수계 용매 전체 중량 대비 1 중량% 이상의 물을 포함할 수 있다. 상기 수계 용매로 물을 단독으로 사용하여도 좋지만, 물과 혼화 가능한 용매를 병용할 수도 있다.The aqueous solvent is a solvent containing water, and is not particularly limited, but may contain 1% by weight or more of water based on the total weight of the aqueous solvent forming the electrolyte. Water may be used alone as the aqueous solvent, but a solvent miscible with water may also be used in combination.

상기 물과 혼화 가능한 용매는 극성 용매일 수 있으며, 예를 들어, C1 내지 C5의 알코올 및 C1 내지 C10의 글리콜에테르로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.The water-miscible solvent may be a polar solvent, and may include, for example, at least one selected from the group consisting of C1 to C5 alcohols and C1 to C10 glycol ethers.

예를 들어, 상기 C1 내지 C5의 알코올은 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, 에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 글리세롤 및 1,2,4-부탄트리올로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the C1 to C5 alcohols include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, It may be one or more selected from the group consisting of 1,4-butanediol, glycerol, and 1,2,4-butanetriol, but is not limited thereto.

또한 상기 C1 내지 C10의 글리콜에테르는 에틸렌글리콜 모노메틸 에테르(MG), 디에틸렌글리콜 모노메틸 에테르(MDG), 트리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르(MTG), 폴리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르(MPG), 에틸렌글리콜 모노에틸 에테르(EG), 디에틸렌글리콜 모노에틸 에테르(EDG), 에틸렌글리콜 모노부틸 에테르(BG), 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르(BDG), 트리에틸렌글리콜 모노부틸 에테르(BTG), 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르(MFG) 및 디프로필렌글리콜 모노메틸 에테르(MFDG)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the glycol ethers of C1 to C10 include ethylene glycol monomethyl ether (MG), diethylene glycol monomethyl ether (MDG), triethylene glycol monomethyl ether (MTG), polyethylene glycol monomethyl ether (MPG), and ethylene glycol monomethyl ether. Ethyl ether (EG), Diethylene glycol monoethyl ether (EDG), Ethylene glycol monobutyl ether (BG), Diethylene glycol monobutyl ether (BDG), Triethylene glycol monobutyl ether (BTG), Propylene glycol monomethyl ether It may be one or more selected from the group consisting of (MFG) and dipropylene glycol monomethyl ether (MFDG), but is not limited thereto.

상기 전해질에 포함되는 상기 리튬염은 상기 수계 용매에 용해되어 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬 이차 전지의 작동을 가능하게 하고, 양극과 음극 사이의 리튬 이온의 이동을 촉진하는 역할을 한다.The lithium salt contained in the electrolyte is dissolved in the aqueous solvent and acts as a source of lithium ions in the battery, enabling the operation of a basic lithium secondary battery and promoting the movement of lithium ions between the positive and negative electrodes. do.

구체적으로, 상기 리튬염은 LiPF6, LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiSbF6, LiAl04, LiAlCl4, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiN(C2F5SO3)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(CF3SO2)2, LiN(SO2F)2 (LiFSI, lithium bis(fluorosulfonyl)imide), LiCl, LiI, 및 LiB(C2O4)2 등일 수 있다. 바람직하게는, 상기 리튬염은 LiPF6, LiFSI, 및 이들의 혼합물일 수 있다.Specifically, the lithium salt is LiPF 6 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAl0 4 , LiAlCl 4 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiN( C 2 F 5 SO 3 ) 2 , LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN(CF 3 SO 2 ) 2 , LiN(SO 2 F) 2 (LiFSI, lithium bis(fluorosulfonyl)imide), LiCl, LiI, and LiB(C 2 O4) It could be 2nd place. Preferably, the lithium salt may be LiPF 6 , LiFSI, and mixtures thereof.

상기 리튬염은 상기 전해질에 0.1 M 내지 2.0 M의 농도로 포함될 수 있다. 상기 농도 범위로 포함되는 리튬염은, 상기 전해질에 적절한 전도도와 점도를 부여함으로써 우수한 전해질 성능을 나타낼 수 있게 한다.The lithium salt may be included in the electrolyte at a concentration of 0.1 M to 2.0 M. The lithium salt contained in the above concentration range enables excellent electrolyte performance by providing appropriate conductivity and viscosity to the electrolyte.

또는, 상기 전해질은 비수성 유기 용매 및 리튬염을 포함할 수 있다.Alternatively, the electrolyte may include a non-aqueous organic solvent and a lithium salt.

상기 비수성 유기 용매로는 전지의 전기 화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 할 수 있는 것이라면 특별한 제한없이 사용될 수 있다.The non-aqueous organic solvent may be used without particular limitation as long as it can serve as a medium through which ions involved in the electrochemical reaction of the battery can move.

구체적으로, 상기 비수성 유기 용매는 메틸 아세테이트(methyl acetate), 에틸 아세테이트(ethyl acetate), γ-부티로락톤(γ-butyrolactone), 및 ε-카프로락톤(ε-caprolactone)과 같은 에스테르계 용매; 디부틸 에테르(dibutyl ether) 및 테트라히드로퓨란(tetrahydrofuran)과 같은 에테르계 용매; 시클로헥사논(cyclohexanone)과 같은 케톤계 용매; 벤젠(benzene), 및 플루오로벤젠(fluorobenzene)과 같은 방향족 탄화수소계 용매; 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate, DMC), 디에틸 카보네이트(diethyl carbonate, DEC), 메틸 에틸 카보네이트(methyl ethyl carbonate, MEC), 에틸 메틸 카보네이트(ethyl methyl carbonate, EMC), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate, EC), 및 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC)와 같은 카보네이트계 용매; 에틸알코올 및 이소프로필 알코올과 같은 알코올계 용매; R-CN(R은 C2 내지 C20의 직쇄상, 분지상 또는 환 구조의 탄화수소기이며, 이중결합 방향 환 또는 에테르 결합을 포함할 수 있다)과 같은 니트릴류; 디메틸포름아미드와 같은 아미드류; 1,3-디옥솔란과 같은 디옥솔란류; 및 설포란(sulfolane) 등일 수 있다.Specifically, the non-aqueous organic solvent includes ester solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, γ-butyrolactone, and ε-caprolactone; ether-based solvents such as dibutyl ether and tetrahydrofuran; Ketone-based solvents such as cyclohexanone; Aromatic hydrocarbon solvents such as benzene and fluorobenzene; Dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), methyl ethyl carbonate (MEC), ethyl methyl carbonate (EMC), ethylene carbonate (EC), and carbonate-based solvents such as propylene carbonate (PC); alcohol-based solvents such as ethyl alcohol and isopropyl alcohol; nitriles such as R-CN (R is a C2 to C20 straight-chain, branched or ring-structured hydrocarbon group, and may include a double bond aromatic ring or ether bond); Amides such as dimethylformamide; Dioxolanes such as 1,3-dioxolane; and sulfolane.

상기 예들 중에서도 상기 비수성 유기 용매로 카보네이트계 용매가 바람직하게 사용될 수 있다.Among the above examples, a carbonate-based solvent may be preferably used as the non-aqueous organic solvent.

특히, 전지의 충방전 성능 및 상기 희생 양극재와의 상용성을 고려하여, 상기 비수성 유기 용매로는 높은 이온전도도 및 고유전율을 갖는 환형 카보네이트(예를 들어, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트) 및 저점도의 선형 카보네이트(예를 들어, 에틸 메틸 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트)의 혼합물이 바람직하게 사용될 수 있다. 이 경우 상기 환형 카보네이트와 상기 선형 카보네이트를 1:1 내지 1:9의 부피비로 혼합하여 사용하는 것이 상술한 성능의 발현에 유리할 수 있다.In particular, considering the charge/discharge performance of the battery and compatibility with the sacrificial cathode material, the non-aqueous organic solvent may be a cyclic carbonate (e.g., ethylene carbonate, propylene carbonate) with high ionic conductivity and high dielectric constant and a low viscosity. Mixtures of linear carbonates (e.g., ethyl methyl carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate) may be preferably used. In this case, it may be advantageous to achieve the above-mentioned performance by mixing the cyclic carbonate and the linear carbonate at a volume ratio of 1:1 to 1:9.

또한, 상기 비수성 유기 용매로는 에틸렌 카보네이트(EC)와 에틸 메틸 카보네이트(EMC)를 1:2 내지 1:10의 부피비로 혼합한 것; 또는 에틸렌 카보네이트(EC), 에틸 메틸 카보네이트(EMC) 및 디메틸 카보네이트(DMC)를 1~3 : 1~9 : 1의 부피 비로 혼합한 것이 바람직하게 사용될 수 있다.In addition, the non-aqueous organic solvent includes ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) mixed at a volume ratio of 1:2 to 1:10; Alternatively, a mixture of ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC), and dimethyl carbonate (DMC) in a volume ratio of 1 to 3:1 to 9:1 may be preferably used.

상기 전해질에 포함되는 상기 리튬염은 상기 비수성 유기 용매에 용해되어 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬 이차 전지의 작동을 가능하게 하고, 양극과 음극 사이의 리튬 이온의 이동을 촉진하는 역할을 한다.The lithium salt contained in the electrolyte is dissolved in the non-aqueous organic solvent and acts as a source of lithium ions in the battery, enabling the operation of a basic lithium secondary battery and promoting the movement of lithium ions between the positive electrode and the negative electrode. It plays a role.

상기 리튬염은 LiPF6, LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiSbF6, LiAl04, LiAlCl4, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiN(C2F5SO3)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(CF3SO2)2, LiN(SO2F)2 (LiFSI, lithium bis(fluorosulfonyl)imide), LiCl, LiI, 및 LiB(C2O4)2 등일 수 있다. 구체적으로, 상기 리튬염은 LiPF6, LiFSI, 및 이들의 혼합물일 수 있다.The lithium salt is LiPF 6 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAl0 4 , LiAlCl 4 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiN(C 2 F 5 SO 3 ) 2 , LiN( C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN(CF 3 SO 2 ) 2 , LiN(SO 2 F) 2 (LiFSI, lithium bis(fluorosulfonyl)imide), LiCl, LiI, and LiB(C 2 O4) 2, etc. there is. Specifically, the lithium salt may be LiPF 6 , LiFSI, and mixtures thereof.

상기 리튬염은 상기 전해질에 0.1 M 내지 2.0 M의 농도로 포함될 수 있다. 상기 농도 범위로 포함되는 리튬염은, 상기 전해질에 적절한 전도도와 점도를 부여함으로써 우수한 전해질 성능을 나타낼 수 있게 한다.The lithium salt may be included in the electrolyte at a concentration of 0.1 M to 2.0 M. The lithium salt contained in the above concentration range enables excellent electrolyte performance by providing appropriate conductivity and viscosity to the electrolyte.

선택적으로, 상기 전해질에는 전지의 수명특성 향상, 전지 용량 감소 억제, 전지의 방전 용량 향상 등을 목적으로 한 첨가제들이 포함될 수 있다.Optionally, the electrolyte may contain additives for the purpose of improving battery life characteristics, suppressing battery capacity reduction, and improving battery discharge capacity.

예를 들어, 상기 첨가제는 디플루오로 에틸렌카보네이트와 같은 할로알킬렌카보네이트계 화합물, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(n-glyme), 헥사인산 트리아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등일 수 있다. 상기 첨가제는 상기 전해질의 총 중량에 대하여 0.1 중량% 내지 5 중량%로 포함될 수 있다.For example, the additives include haloalkylene carbonate compounds such as difluoroethylene carbonate, pyridine, triethyl phosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylene diamine, n-glyme, and tria hexaphosphate. It may be mead, nitrobenzene derivative, sulfur, quinone imine dye, N-substituted oxazolidinone, N,N-substituted imidazolidine, ethylene glycol dialkyl ether, ammonium salt, pyrrole, 2-methoxy ethanol, aluminum trichloride, etc. . The additive may be included in an amount of 0.1% to 5% by weight based on the total weight of the electrolyte.

상기 일 구현예의 리튬 이차 전지는, 전해질의 종류 및/또는 분리막의 종류에 따라, 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지, 또는 리튬 폴리머 전지일 수 있다.The lithium secondary battery of the embodiment may be a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, or a lithium polymer battery, depending on the type of electrolyte and/or the type of separator.

액체 전해질은 리튬염 함유 비수 전해질일 수 있다. 상기 리튬염 함유 비수 전해질은, 비수 전해질과 리튬으로 이루어져 있고, 비수 전해질로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용되지만 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The liquid electrolyte may be a lithium salt-containing non-aqueous electrolyte. The lithium salt-containing non-aqueous electrolyte is composed of a non-aqueous electrolyte and lithium, and non-aqueous electrolytes include, but are not limited to, non-aqueous organic solvents, organic solid electrolytes, and inorganic solid electrolytes.

유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합제 등이 사용될 수 있다.Organic solid electrolytes include, for example, polyethylene derivatives, polyethylene oxide derivatives, polypropylene oxide derivatives, phosphoric acid ester polymers, poly agitation lysine, polyester sulfide, polyvinyl alcohol, poly vinylidene fluoride, ionic A polymerization agent containing a dissociative group may be used.

무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.Inorganic solid electrolytes include, for example, Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Li Nitride, halide, sulfate, etc. of Li such as 4 SiO 4 -LiI-LiOH, Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 may be used.

또한, 상기 리튬염 함유 비수 전해질에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene Carbonate), PRS(Propene sultone) 등을 더 포함시킬 수 있다.In addition, the lithium salt-containing non-aqueous electrolyte includes, for example, pyridine, triethyl phosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylene diamine, n-glyme, and hexamethylamine for the purpose of improving charge/discharge characteristics, flame retardancy, etc. Triamide phosphoric acid, nitrobenzene derivatives, sulfur, quinone imine dyes, N-substituted oxazolidinone, N,N-substituted imidazolidine, ethylene glycol dialkyl ether, ammonium salt, pyrrole, 2-methoxyethanol, aluminum trichloride, etc. This may be added. In some cases, halogen-containing solvents such as carbon tetrachloride and ethylene trifluoride may be further included to provide incombustibility, and carbon dioxide gas may be further included to improve high-temperature preservation characteristics, and FEC (Fluoro-Ethylene Carbonate), PRS (Propene sultone), etc. can be further included.

하나의 구체적인 예에서, LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiN(SO2CF3)2 등의 리튬염을, 고유전성 용매인 EC 또는 PC의 환형 카보네이트와 저점도 용매인 DEC, DMC 또는 EMC의 선형 카보네이트의 혼합 용매에 첨가하여 리튬염 함유 비수계 전해질을 제조할 수 있다.In one specific example, lithium salts such as LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiN(SO 2 CF 3 ) 2 , and the like are mixed with cyclic carbonate of EC or PC as a high dielectric solvent and DEC, DMC or EMC as a low viscosity solvent. A non-aqueous electrolyte containing lithium salt can be prepared by adding it to a mixed solvent of linear carbonate.

상기 리튬 이차 전지는 휴대 전화, 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 모바일 배터리, 디지털 카메라와 같은 휴대용 전자 기기 분야; 및 전기 자동차, 전기 오토바이, 퍼스널 모빌리티 디바이스와 같은 이동 수단 분야에서 향상된 성능과 안전성을 갖는 에너지 공급원으로 이용될 수 있다.The lithium secondary battery is used in the field of portable electronic devices such as mobile phones, laptop computers, tablet computers, mobile batteries, and digital cameras; And it can be used as an energy source with improved performance and safety in the field of transportation such as electric vehicles, electric motorcycles, and personal mobility devices.

상기 리튬 이차 전지는 각형, 원통형, 파우치형 등 다양한 형태를 가질 수 있다.The lithium secondary battery may have various shapes, such as prismatic, cylindrical, or pouch-shaped.

상술한 또 다른 구현예의 리튬 이차 전지는, 이를 단위 전지로 포함하는 전지모듈, 상기 전지모듈을 포함하는 전지팩, 및 상기 전지팩을 전원으로 포함하는 디바이스로 구현될 수 있다.The lithium secondary battery of another embodiment described above may be implemented as a battery module including the unit cell, a battery pack including the battery module, and a device including the battery pack as a power source.

이 때, 상기 디바이스의 구체적인 예로는, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장용 시스템일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, specific examples of the device may be an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, or a power storage system, but are not limited thereto.

상기 리튬 이차 전지의 제조 방법은 크게 제한 되지 않으나, 예를 들어 음극 기재 상에 바인더 수지, 분산제 및 무기 미세 입자를 포함하는 다공성층 형성용 조성물을 도포하고 건조시킴으로써 상기 음극 기재의 적어도 일면에 다공성층을 형성시키는 단계; 를 포함하는 리튬 이차 전지의 제조 방법에 의해 제조될 수 있다. The manufacturing method of the lithium secondary battery is not greatly limited, but for example, a porous layer forming composition containing a binder resin, a dispersant, and inorganic fine particles is applied to the negative electrode substrate and dried to form a porous layer on at least one side of the negative electrode substrate. forming a; It can be manufactured by a method for manufacturing a lithium secondary battery comprising.

상기 음극 기재, 바인더 수지, 무기 미세 입자, 및 다공성층에 대한 내용은 상술한 모든 내용을 포함한다. The contents of the anode substrate, binder resin, inorganic fine particles, and porous layer include all of the contents described above.

상기 음극 기재 상에 바인더 수지, 분산제 및 무기 미세 입자를 포함하는 다공성층 형성용 조성물을 도포하고 건조시킴으로써 상기 음극 기재의 적어도 일면에 다공성층을 형성시키는 단계; 이후에, 권취(winding) 또는 적층(stacking, lamination) 등의 공정을 통해 상기 다공성층이 형성된 음극 기재와 양극 기재를 조립한 후 전해액을 주입하는 단계;를 더 포함할 수 있다. forming a porous layer on at least one side of the anode substrate by applying a composition for forming a porous layer including a binder resin, a dispersant, and inorganic fine particles on the anode substrate and drying it; Thereafter, the step of assembling the anode substrate and the anode substrate on which the porous layer is formed through a process such as winding or stacking and then injecting an electrolyte solution may be further included.

상기 음극 기재 상에 바인더 수지, 분산제 및 무기 미세 입자를 포함하는 다공성층 형성용 조성물을 도포하고 건조시킴으로써 상기 음극 기재의 적어도 일면에 다공성층을 형성시키는 단계에서, 다공성층 형성용 조성물을 음극 기재의 적어도 일면에 도포한다. 이어서, 상기 다공성층 형성용 조성물이 도포된 음극 기재를 건조시켜 다공성층 형성용 조성물에 포함된 용매를 제거한다. In the step of forming a porous layer on at least one side of the anode substrate by applying and drying a porous layer forming composition containing a binder resin, a dispersant, and inorganic fine particles on the anode substrate, the porous layer forming composition is applied to the anode substrate. Apply to at least one side. Next, the anode substrate coated with the composition for forming a porous layer is dried to remove the solvent contained in the composition for forming a porous layer.

상기 음극 기재 상에 바인더 수지, 분산제 및 무기 미세 입자를 포함하는 다공성층 형성용 조성물을 도포하고 건조시킴으로써 상기 음극 기재의 적어도 일면에 다공성층을 형성시키는 단계;에서 당 업계에 알려진 통상적인 코팅 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들면 스핀코팅, 딥(Dip) 코팅, 다이(Die) 코팅, 롤(roll) 코팅, 콤마(comma) 코팅, 그라비아 코팅, 바 코팅, 커튼 코팅, 압출, 캐스팅, 스크린 인쇄, 잉크젯 인쇄, 닥터 블래이드 또는 이들의 혼합 방식 등 다양한 방식을 이용할 수 있다. Forming a porous layer on at least one side of the anode substrate by applying a composition for forming a porous layer containing a binder resin, a dispersant, and inorganic fine particles on the anode substrate and drying it, using a conventional coating method known in the art. It can be used, for example, spin coating, dip coating, die coating, roll coating, comma coating, gravure coating, bar coating, curtain coating, extrusion, casting, screen printing, A variety of methods can be used, including inkjet printing, doctor blade, or a combination of these.

또한 상기 리튬 이차 전지의 제조방법에서 건조 방법은 특별히 한정되지 않고 공지된 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들어 온풍, 열풍, 저습풍에 의한 건조, 진공 건조, 적외선이나 전자선 등 의 조사에 의한 건조법을 들 수 있다.In addition, in the manufacturing method of the lithium secondary battery, the drying method is not particularly limited and known methods can be used, for example, drying with warm air, hot air, low humidity air, vacuum drying, and drying method by irradiation with infrared rays or electron beams. I can hear it.

상기 다공성층 형성용 조성물에 사용되는 용매는 균일한 혼합과 이후 용매 제거의 용이를 위하여, 사용하고자 하는 바인더 수지와 용해도 지수가 유사하며, 끓는점이 낮은 것이 바람직하다. 상기 용매는 크게 제한되지 않으나, 예를 들어 아세톤(acetone), 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran), 메틸렌클로라이드(methylene chloride), 클로로포름(chloroform), 디메틸포름아미드(dimethylformamide), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2- pyrrolidone, NMP) 및 사이클로헥산(cyclohexane)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물 일 수 있다. The solvent used in the composition for forming the porous layer preferably has a solubility index similar to that of the binder resin to be used and has a low boiling point for uniform mixing and ease of subsequent solvent removal. The solvent is not particularly limited, but for example, acetone, tetrahydrofuran, methylene chloride, chloroform, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrroli It may be one type or a mixture of two or more types selected from the group consisting of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and cyclohexane.

본 발명에 따르면, 높은 고온 안정성 및 견고한 구조 안정성을 가지면서도 향상된 수명 특성, 충전 용량 및 방전 용량을 갖는 리튬 이차 전지가 제공될 수 있다. According to the present invention, a lithium secondary battery can be provided that has improved lifespan characteristics, charging capacity, and discharging capacity while having high high temperature stability and robust structural stability.

이하 발명의 구체적인 실시예를 통해 발명의 작용, 효과를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 예시로서 제시된 것으로 이에 의해 발명의 권리범위가 어떠한 의미로든 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the operation and effects of the invention will be described in more detail through specific examples of the invention. However, this is presented as an example of the invention, and the scope of the invention is not limited by this in any way.

실시예 1 Example 1

(1) 음극 제조(One) cathode manufacturing

음극 활물질로 탄소계 및 실리콘계 분말, 도전재로 카본 블랙 (carbon black), 결합제로 스티렌-부타디엔 고무(styrene-butadiene rubber, SBR) 및 카복시메틸 셀룰로스(carboxymethyl cellulose, CMC) 를 각각 95.5 중량%, 1 중량%, 2.5 중량%, 1 중량% 로 하여 용제인 N-메틸-2 피롤리돈(NMP)에 첨가하여 음극 슬러리를 제조하였다. 상기 음극 슬러리를 두께 10 ㎛의 음극 집전체인 구리(Cu) 박막에 도포 및 건조하고, 롤 프레스(roll press)를 실시하여 음극 기재를 제조하였다. Carbon-based and silicon-based powders were used as negative electrode active materials, carbon black was used as a conductive material, and styrene-butadiene rubber (SBR) and carboxymethyl cellulose (CMC) were used as binders at 95.5% by weight and 1%, respectively. A negative electrode slurry was prepared by adding it to N-methyl-2 pyrrolidone (NMP) as a solvent in weight%, 2.5% by weight, and 1% by weight. The negative electrode slurry was applied and dried on a copper (Cu) thin film, which is a negative electrode current collector, with a thickness of 10 ㎛, and roll pressed to prepare a negative electrode substrate.

(2) 양극 제조(2) Anode manufacturing

양극활물질로 리튬 니켈 코발트 망간 알루미늄계 화합물 97.5 중량%, 도전재로 카본 블랙 (carbon black) 1 중량%, 결합제로 PVDF 1.5 중량%를 용제인 N-메틸-2 피롤리돈(NMP)에 첨가하여 양극 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 슬러리를 두께 10 ㎛의 양극 집전체인 알루미늄(Al) 박막에 도포 및 건조하여 양극을 제조한 다음, 롤 프레스(roll press)를 실시하여 양극을 제조하였다. 97.5% by weight of lithium nickel cobalt manganese aluminum compound as a positive electrode active material, 1% by weight of carbon black as a conductive material, and 1.5% by weight of PVDF as a binder are added to N-methyl-2 pyrrolidone (NMP) as a solvent. A positive electrode slurry was prepared. The positive electrode slurry was applied and dried on an aluminum (Al) thin film, which is a positive electrode current collector, with a thickness of 10 μm, and then a positive electrode was manufactured by performing a roll press.

(3) 다공성층 형성용 조성물 제조(3) Preparation of composition for forming porous layer

폴리비닐리덴플로라이드-헥사플루오로프로필렌 공중합체(PVdF-HFP) 30 g 을 NMP 170 g 에 첨가하여 80℃에서 약 6시간 이상 용해시켜 바인더 고분자 용액을 제조하였다. 제조된 고분자 용액 20 g에 티탄산바륨(BaTiO3, 1차 입자(단입자)의 직경: 약 100 nm) 7 g 및 BYK-163 (아민가: 10 mgKOH/g)을 0.21 g 첨가하고 추가 NMP를 첨가하여 조성물의 고형분 비율을 30%로 맞추어 다공성층 형성용 조성물을 제조하였다.A binder polymer solution was prepared by adding 30 g of polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVdF-HFP) to 170 g of NMP and dissolving at 80°C for about 6 hours or more. 7 g of barium titanate (BaTiO 3 , diameter of primary particle (single particle): about 100 nm) and 0.21 g of BYK-163 (amine value: 10 mgKOH/g) were added to 20 g of the prepared polymer solution, and additional NMP was added. A composition for forming a porous layer was prepared by adjusting the solid content ratio of the composition to 30%.

(4) 전지 제조(4) Battery manufacturing

상기 제조된 음극 상에 상기 다공성층 형성용 조성물을 30%의 습도하에서 바 코팅법으로 코팅하여 100 ℃ 에서 건조하여 두께 15 ㎛의 다공성층(공극률: 45 %) 을 형성하였다.The composition for forming a porous layer was coated on the prepared cathode using a bar coating method under 30% humidity and dried at 100° C. to form a porous layer with a thickness of 15 μm (porosity: 45%).

다공성층이 형성된 음극과 상기 양극을 스태킹(stacking) 방식을 이용하여 조립하였으며, 조립된 전지에 전해액 (에틸렌카보네이트(EC)/에틸메틸카보네이트(EMC) = 3/7 (부피비), 리튬헥사플로로포스페이트 (LiPF6) 1몰)을 주입하여 리튬 이차전지를 제조하였다.The cathode with the porous layer formed and the anode were assembled using a stacking method, and the assembled battery was filled with an electrolyte (ethylene carbonate (EC)/ethylmethyl carbonate (EMC) = 3/7 (volume ratio), lithium hexafluorocarbons. A lithium secondary battery was manufactured by injecting 1 mole of phosphate (LiPF 6 ).

실시예 2 Example 2

다공성층 형성용 조성물 제조시 티탄산바륨 대신 황산 바륨(BaSO4, 1차 입자(단입자)의 직경: 약 70 nm) 27 g 을 첨가하고, BYK-163 (아민가: 10 mgKOH/g)을 0.81 g 첨가한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.When preparing the composition for forming a porous layer, 27 g of barium sulfate (BaSO 4 , diameter of primary particle (single particle): approximately 70 nm) was added instead of barium titanate, and 0.81 g of BYK-163 (amine value: 10 mgKOH/g) was added. A lithium secondary battery was manufactured in the same manner as Example 1, except for the addition.

실시예 3Example 3

다공성층 형성용 조성물 제조시 티탄산바륨 입자 5 g 을 첨가하고, BYK-163 (아민가: 10 mgKOH/g)을 0.15 g 첨가한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that 5 g of barium titanate particles were added when preparing the composition for forming a porous layer, and 0.15 g of BYK-163 (amine value: 10 mgKOH/g) was added. .

실시예 4Example 4

다공성층 형성용 조성물 제조시 티탄산바륨 입자 10 g 을 첨가하고, BYK-163 (아민가: 10 mgKOH/g)을 0.3 g 첨가한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that 10 g of barium titanate particles were added when preparing the composition for forming a porous layer, and 0.3 g of BYK-163 (amine value: 10 mgKOH/g) was added. .

비교예 1Comparative Example 1

다공성층 형성용 조성물 제조시 티탄산바륨 대신 알루미나 입자 (1차 입자(단입자)의 직경: 약 350 nm) 7 g 을 첨가한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that 7 g of alumina particles (diameter of primary particles (single particles): about 350 nm) were added instead of barium titanate when preparing the composition for forming a porous layer. .

비교예 2Comparative Example 2

다공성층 형성용 조성물 제조시 티탄산바륨 대신 보헤마이트(Sasol 사 제품 Disperal 60, D50: 35㎛, crystallite size (120 plane): 약 60 nm) 7 g 을 첨가한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.When preparing the composition for forming a porous layer, the composition was the same as Example 1, except that 7 g of boehmite (Disperal 60, D50: 35㎛, manufactured by Sasol, D50: 35㎛, crystallite size (120 plane): about 60 nm) was added instead of barium titanate. A lithium secondary battery was manufactured using this method.

비교예 3Comparative Example 3

다공성층 형성용 조성물 제조시 티탄산바륨 대신 수산화 마그네슘(1차 입자(단입자)의 직경: 약 200 nm) 7 g 을 첨가한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that 7 g of magnesium hydroxide (diameter of primary particle (single particle): about 200 nm) was added instead of barium titanate when preparing the composition for forming a porous layer. .

비교예 4Comparative Example 4

상기 실시예 1에서 제조된 음극 상에 티탄산바륨(BaTiO3, 1차 입자(단입자)의 직경: 약 100 nm) 7 g 을 살포하였다.7 g of barium titanate (BaTiO 3 , primary particle (single particle) diameter: approximately 100 nm) was sprayed on the cathode prepared in Example 1.

상기 티탄산바륨이 살포된 음극, 폴리올레핀 분리막 및 상기 실시예 1에서 제조된 양극을 스태킹(stacking) 방식을 이용하여 조립하였으며, 조립된 전지에 전해액 (에틸렌카보네이트(EC)/에틸메틸카보네이트(EMC) = 3/7 (부피비), 리튬헥사플로로포스페이트 (LiPF6) 1몰)을 주입하여 리튬 이차전지를 제조하였다.The barium titanate-sprayed cathode, the polyolefin separator, and the anode prepared in Example 1 were assembled using a stacking method, and the assembled battery was filled with an electrolyte (ethylene carbonate (EC)/ethylmethyl carbonate (EMC) = A lithium secondary battery was manufactured by injecting 3/7 (volume ratio), 1 mole of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ).

제조된 리튬 이차 전지를 1 사이클 충방전시켜, 음극 표면에 티탄산바륨을 포함하는 코팅층을 형성하였다. The manufactured lithium secondary battery was charged and discharged for one cycle to form a coating layer containing barium titanate on the surface of the negative electrode.

제조된 리튬 이차 전지는 음극 활물질의 탈리가 발생함을 확인할 수 있었다. It was confirmed that detachment of the negative electrode active material occurred in the manufactured lithium secondary battery.

비교예 5Comparative Example 5

상기 실시예 1에서 제조된 음극을 황산 바륨 수용액(농도: 60%)에 침지시켜, 음극 상에 황산 바륨이 포함된 코팅층(두께 15 ㎛)을 형성하였다.The cathode prepared in Example 1 was immersed in an aqueous barium sulfate solution (concentration: 60%) to form a coating layer (15 ㎛ thick) containing barium sulfate on the cathode.

상기 코팅층이 형성된 음극, 폴리올레핀 분리막 및 상기 실시예 1에서 제조된 양극을 스태킹(stacking) 방식을 이용하여 조립하였으며, 조립된 전지에 전해액 (에틸렌카보네이트(EC)/에틸메틸카보네이트(EMC) = 3/7 (부피비), 리튬헥사플로로포스페이트 (LiPF6) 1몰)을 주입하여 리튬 이차전지를 제조하였다.The negative electrode with the coating layer, the polyolefin separator, and the positive electrode prepared in Example 1 were assembled using a stacking method, and the assembled battery was filled with an electrolyte (ethylene carbonate (EC)/ethylmethyl carbonate (EMC) = 3/ A lithium secondary battery was manufactured by injecting 7 (volume ratio) and 1 mole of lithium hexafluorophosphate (LiPF6).

제조된 리튬 이차 전지는 음극과 황산 바륨 수용액의 접촉에 따라, 음극 활물질의 탈리가 발생함을 확인할 수 있었다. In the manufactured lithium secondary battery, it was confirmed that detachment of the negative electrode active material occurred upon contact between the negative electrode and the barium sulfate aqueous solution.

실험예 1: 다공성층 분석Experimental Example 1: Porous layer analysis

상기 실시예 및 비교예에서 각각 제조된 리튬 이차전지의 다공성층의 두께, 공극률 및 기공 직경을 분석하여 하기 표 1에 나타내었다.The thickness, porosity, and pore diameter of the porous layer of the lithium secondary batteries manufactured in each of the examples and comparative examples were analyzed and are shown in Table 1 below.

각 다공성층의 공극률은 다음과 같이 계산하였다. 다공성층의 두께를 측정하여 일정 면적에 대한 다공성층 또는 코팅층의 부피를 계산하고 샘플 무게 중 전극 기재 및 집전체의 무게를 제외한 다공성층만의 무게를 계산하여 무게에서 부피를 나누어 다공성층의 실제 밀도를 계산하였다. 다공성층의 고형분 조성이 100% 밀집되어 있는 경우의 이론 밀도를 계산하여 하기 수학식 1에 의하여 공극률을 계산하였다.The porosity of each porous layer was calculated as follows. Measure the thickness of the porous layer to calculate the volume of the porous layer or coating layer for a certain area. Calculate the weight of the porous layer only, excluding the weight of the electrode base material and current collector, among the sample weight, and divide the volume from the weight to obtain the actual density of the porous layer. Calculated. The theoretical density when the solid composition of the porous layer was 100% concentrated was calculated, and the porosity was calculated using Equation 1 below.

[수학식 1] [Equation 1]

공극률 (%)= {1 - (실제 밀도)/(이론 밀도)} x 100.Porosity (%)= {1 - (actual density)/(theoretical density)} x 100.

상기 기공의 직경은 전극 기재 위 코팅된 시료에 대하여 N2가스 분위기 하에서 BET 기기를 이용하여 측정하였다. The pore diameter was measured using a BET instrument under N 2 gas atmosphere for the sample coated on the electrode substrate.

실험예 2: 박리강도Experimental Example 2: Peel Strength

상기 실시예 및 비교예에서 각각 제조된 리튬 이차 전지에 대하여 음극 상부에 폭 20mm의 양면 테이프를 이용하여 유리판에 고정하였으며, 180도로 50 mm를 잡아 당겨 제1 다공성층의 박리강도를 측정하고, 이 때의 강도를 UTM (LLOYD INSTRUMENT LS 1)를 이용하여 다공성층의 박리 강도로 측정하고, 하기 표 1에 나타내었다.The lithium secondary batteries manufactured in the above examples and comparative examples were fixed to a glass plate using double-sided tape with a width of 20 mm on the upper part of the negative electrode, and the peel strength of the first porous layer was measured by pulling 50 mm at 180 degrees. The strength was measured as the peeling strength of the porous layer using UTM (LLOYD INSTRUMENT LS 1) and is shown in Table 1 below.

실험예 3: 장기 수명 특성Experimental Example 3: Long-term life characteristics

실시예, 비교예 및 참고예의 리튬 이차 전지에 대하여 실온에서 0.1C-rate로 2.5∼4.2 V에서 사이클링시켰다. 추가적으로, 50 사이클 동안의 재료의 용량 유지율을 통하여 반복된 사이클 시의 충전 용량, 방전 용량 및 방전 용량 유지율을 측정하고, 하기 표 1에 나타내었다.The lithium secondary batteries of Examples, Comparative Examples, and Reference Examples were cycled at 2.5 to 4.2 V at room temperature and 0.1 C-rate. Additionally, the charge capacity, discharge capacity, and discharge capacity maintenance rate during repeated cycles were measured through the material's capacity retention rate over 50 cycles, and are shown in Table 1 below.

다공성층porous layer 박리 강도
(gf/20mm)
peel strength
(gf/20mm)
1st cycle1st cycle 50th cycle50th cycle 50cycle Retention50cycle retention
두께
(㎛)
thickness
(㎛)
공극률
(%)
porosity
(%)
기공직경
(㎛)
Pore diameter
(㎛)
방전 용량
(mAh/g)
discharge capacity
(mAh/g)
충전 용량
(mAh/g)
charging capacity
(mAh/g)
방전 용량
(mAh/g)
discharge capacity
(mAh/g)
충전 용량
(mAh/g)
charging capacity
(mAh/g)
방전 용량 유지율
(%)
Discharge capacity maintenance rate
(%)
실시예1Example 1 1515 4545 0.40.4 324324 151151 168168 148148 165165 9898 실시예2Example 2 1515 4141 0.50.5 318318 152152 169169 148148 164164 9797 실시예3Example 3 1515 4444 0.40.4 330330 148148 164164 143143 159159 9797 실시예4Example 4 1515 4848 0.30.3 296296 147147 163163 141141 156156 9696 비교예1Comparative Example 1 1515 5959 0.60.6 311311 150150 167167 134134 149149 8989 비교예2Comparative example 2 1515 3939 0.30.3 325325 151151 168168 139139 155155 9292 비교예3Comparative example 3 1515 5252 0.50.5 309309 149149 166166 134134 149149 9090

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예의 리튬 이차 전지에 형성된 다공성층은 두께가 15 ㎛ 이고, 공극률이 41 % 이상 48 % 이하로 나타났으며, 기공 직경이 0.3㎛ 내지 0.5 ㎛ 로 나타났다.As shown in Table 1, the porous layer formed in the lithium secondary battery of the example had a thickness of 15 ㎛, a porosity of 41% to 48%, and a pore diameter of 0.3 ㎛ to 0.5 ㎛.

또한, 실시예의 리튬 이차 전지는 전해액 함침 조건에서 양극에 대한 다공성층의 박리강도가 296 gf/20mm 이상 330 gf/20mm 이하로 나타나 우수한 전극 접착력을 구현함을 확인할 수 있었다. In addition, the lithium secondary battery of the example was confirmed to have excellent electrode adhesion as the peeling strength of the porous layer from the positive electrode was 296 gf/20mm to 330 gf/20mm under electrolyte impregnation conditions.

또한 실시예의 리튬 이차 전지는 50사이클 이후의 방전 용량이 141 mAh/g 이상 148 mAh/g 이하로 나타나고, 충전 용량이 156 mAh/g 이상 165 mAh/g 이하로 나타나고, 방전 용량 유지율이 96 % 이상 98 % 이하로 나타나 우수한 전지 특성을 가짐과 동시에 장기 수명 특성 또한 우수함을 확인할 수 있었다. In addition, the lithium secondary battery of the example has a discharge capacity of 141 mAh/g or more and 148 mAh/g or less after 50 cycles, a charge capacity of 156 mAh/g or more and 165 mAh/g or less, and a discharge capacity retention rate of 96% or more. It was confirmed that it had excellent battery characteristics and long-term lifespan characteristics as well, as it was found to be less than 98%.

한편, 비교예 1 내지 3의 리튬 이차 전지는 50사이클 이후의 방전 용량이 139 mAh/g 이하에 불과하고, 충전 용량이 155 mAh/g 이하에 불과하고, 방전 용량 유지율이 92 % 이하에 불과함을 확인할 수 있었다.On the other hand, the lithium secondary batteries of Comparative Examples 1 to 3 had a discharge capacity of only 139 mAh/g or less after 50 cycles, a charge capacity of only 155 mAh/g or less, and a discharge capacity maintenance rate of only 92% or less. was able to confirm.

Claims (15)

음극 기재;
상기 음극 기재 상에 형성되고, 바인더 수지, 분산제 및 무기 미세 입자를 포함하는 다공성층;을 포함하고,
상기 다공성층 상에 형성된 양극 기재;를 포함하며,
상기 무기 미세 입자는 바륨, 바륨 유기산 또는 바륨 무기산을 포함하고,
상기 다공성층은 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 상기 무기 미세 입자 110 중량부 내지 5000 중량부를 포함하는, 리튬 이차 전지.
cathode substrate;
A porous layer formed on the anode substrate and containing a binder resin, a dispersant, and inorganic fine particles,
It includes a positive electrode substrate formed on the porous layer,
The inorganic fine particles include barium, barium organic acid or barium inorganic acid,
The porous layer is a lithium secondary battery comprising 110 to 5000 parts by weight of the inorganic fine particles relative to 100 parts by weight of the binder resin.
제1항에 있어서,
상기 분산제는 아민가가 1 mg KOH/g 이상 90 mg KOH/g 이하인, 리튬 이차 전지.
According to paragraph 1,
A lithium secondary battery wherein the dispersant has an amine value of 1 mg KOH/g or more and 90 mg KOH/g or less.
제1항에 있어서,
상기 분산제는 1 mg KOH/g 내지 90 mg KOH/g 의 아민가를 갖는 폴리우레탄을 포함하는, 리튬 이차 전지.
According to paragraph 1,
The dispersant is a lithium secondary battery comprising polyurethane having an amine value of 1 mg KOH/g to 90 mg KOH/g.
제1항에 있어서,
상기 다공성층은 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 상기 분산제 3 중량부 내지 50 중량부를 포함하는, 리튬 이차 전지.
According to paragraph 1,
The porous layer is a lithium secondary battery comprising 3 to 50 parts by weight of the dispersant relative to 100 parts by weight of the binder resin.
제1항에 있어서,
상기 다공성층은 상기 무기 미세 입자 100 중량부 대비 상기 분산제를 1 중량부 이상 10 중량부 이하로 포함하는, 리튬 이차 전지.
According to paragraph 1,
The porous layer is a lithium secondary battery comprising 1 part by weight or more and 10 parts by weight or less of the dispersant relative to 100 parts by weight of the inorganic fine particles.
제1항에 있어서,
상기 다공성층은 공극률이 30 % 이상 90 % 이하인, 리튬 이차 전지.
According to paragraph 1,
A lithium secondary battery in which the porous layer has a porosity of 30% or more and 90% or less.
제1항에 있어서,
상기 다공성층은 0.01 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하의 직경을 갖는 기공을 포함하는, 리튬 이차 전지.
According to paragraph 1,
The porous layer includes pores with a diameter of 0.01 ㎛ or more and 10 ㎛ or less.
제1항에 있어서,
상기 다공성층은 두께가 0.1 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하인, 리튬 이차 전지.
According to paragraph 1,
A lithium secondary battery wherein the porous layer has a thickness of 0.1 ㎛ or more and 100 ㎛ or less.
제1항에 있어서,
상기 무기 미세 입자는 1 ㎚ 내지 500㎚의 직경을 갖는, 리튬 이차 전지.
According to paragraph 1,
A lithium secondary battery, wherein the inorganic fine particles have a diameter of 1 nm to 500 nm.
제1항에 있어서,
상기 다공성층은 30 % 이상 60 % 이하의 공극률을 갖고,
상기 무기 미세 입자는 1차 입자 크기가 30 ㎚ 내지 100 ㎚인, 리튬 이차 전지.
According to paragraph 1,
The porous layer has a porosity of 30% or more and 60% or less,
A lithium secondary battery wherein the inorganic fine particles have a primary particle size of 30 nm to 100 nm.
제1항에 있어서,
상기 무기 미세 입자는 티탄산바륨(BaTiO3) 및 황산바륨 (BaSO4)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 바륨 무기산을 포함하는, 리튬 이차 전지.
According to paragraph 1,
The inorganic fine particles are a lithium secondary battery comprising at least one type of barium inorganic acid selected from the group consisting of barium titanate (BaTiO 3 ) and barium sulfate (BaSO 4 ).
제1항에 있어서,
상기 바인더 수지는 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로 프로필렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드-테트라플루오로 에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로 에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드-클로로트리플루오로 에틸렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐아세테이트, 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체, 폴리에틸렌 옥사이드, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 시아노에틸 풀루란, 시아노에틸폴리비닐알코올, 시아노에틸 셀룰로오스, 시아노에틸 수크로오스, 풀루란, 카르복실 메틸 셀룰로오스, 아크릴로니트릴-스티렌-부타디엔 공중합체, 폴리우레탄, 폴리아크릴산, 폴리이미드, 폴리에테르이미드 및 스티렌 부타디엔 고무로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함하는, 리튬 이차 전지.
According to paragraph 1,
The binder resin is polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride-hexafluoro propylene, polyvinylidene fluoride-tetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride-trichloroethylene, polyvinylidene fluoride-chlorotri Fluoroethylene, polymethyl methacrylate, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl acetate, ethylene vinyl acetate copolymer, polyethylene oxide, cellulose acetate, cellulose acetate butylate, cellulose acetate propionate, cyanotype. Ethyl pullulan, cyanoethyl polyvinyl alcohol, cyanoethyl cellulose, cyanoethyl sucrose, pullulan, carboxyl methyl cellulose, acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer, polyurethane, polyacrylic acid, polyimide, polyether A lithium secondary battery comprising at least one selected from the group consisting of mead and styrene butadiene rubber.
제1항에 있어서,
상기 다공성층은 적어도 일면에 형성된 접착층 또는 접착 패턴을 매개로 상기 음극 기재 및/또는 양극 기재와 결합되는, 리튬 이차 전지.
According to paragraph 1,
A lithium secondary battery, wherein the porous layer is coupled to the negative electrode substrate and/or the positive electrode substrate through an adhesive layer or adhesive pattern formed on at least one side.
제1항에 있어서,
상기 양극 및 음극 사이에 개재된 전해질을 더 포함하는, 리튬 이차 전지.
According to paragraph 1,
A lithium secondary battery further comprising an electrolyte interposed between the positive electrode and the negative electrode.
제1항에 있어서,
상기 리튬 이차 전지는 다공성 고분자 분리막을 포함하지 않는, 리튬 이차 전지.
According to paragraph 1,
The lithium secondary battery does not include a porous polymer separator.
KR1020220116599A 2022-09-15 2022-09-15 Lithium recharegable battery KR20240037724A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220116599A KR20240037724A (en) 2022-09-15 2022-09-15 Lithium recharegable battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220116599A KR20240037724A (en) 2022-09-15 2022-09-15 Lithium recharegable battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240037724A true KR20240037724A (en) 2024-03-22

Family

ID=90481051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220116599A KR20240037724A (en) 2022-09-15 2022-09-15 Lithium recharegable battery

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240037724A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102354281B1 (en) Positive electrode material for lithium secondary battery, positive electrode and lithium secondary battery including the same
US20200335769A1 (en) Negative electrode for lithium secondary battery, method of producing the same and lithium secondary battery including the same
KR102270113B1 (en) Method for preparing positive electrode, positive electrode for secondary battery prepared by the same and lithium secondary battery comprising the same
KR102221799B1 (en) Lithium secondary battery
US20220231281A1 (en) Method for Preparing Positive Electrode Active Material for Lithium Secondary Battery and Positive Electrode Active Material Prepared Thereby
KR102206590B1 (en) Positive electrode active material for lithium secondary battery, preparing method of the same, positive electrode and lithium secondary battery including the same
US11476456B2 (en) Lithium cobalt-based positive electrode active material, preparation method thereof, positive electrode and secondary battery including the same
KR102298293B1 (en) Positive electrode active material for lithium secondary battery, preparing method of the same, positive electrode and lithium secondary battery including the same
KR102195731B1 (en) Electrode structure and lithium battery including the same
EP3823073A1 (en) Lithium secondary battery
KR102331305B1 (en) Electrode assembly and lithium secondary battery comprising the same
US20220416231A1 (en) Method of Producing Positive Electrode Material for Secondary Battery
JP7270833B2 (en) High nickel electrode sheet and manufacturing method thereof
KR102567964B1 (en) Lithium secondary battery
US20210399276A1 (en) Lithium secondary battery
EP4354535A1 (en) Electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same
KR20240037724A (en) Lithium recharegable battery
KR20240037843A (en) Electrode for lithium recharegable battery and lithium recharegable battery using the same
KR20140008956A (en) A method of preparing anode for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising anode prepared by the method
KR102535228B1 (en) Negative electrode and lithium secondary battery
KR20230167651A (en) Electrode for lithium recharegable battery, manufacturing method of anode for lithium recharegable battery, and lithium recharegable battery using the same
KR20230163932A (en) Electrode for lithium recharegable battery, and lithium recharegable battery using the same
KR20240011495A (en) Electrode for lithium recharegable battery, manufacturing method of anode for lithium recharegable battery, and lithium recharegable battery using the same
KR20230161821A (en) Manufacturing method of electrode for lithium recharegable battery, electrode for lithium recharegable battery, and lithium recharegable battery using the same
KR20230166720A (en) Electrode for lithium recharegable battery, manufacturing method of anode for lithium recharegable battery, and lithium recharegable battery using the same