WO2024106803A1 - 리튬 이차 전지 - Google Patents

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WO2024106803A1
WO2024106803A1 PCT/KR2023/017059 KR2023017059W WO2024106803A1 WO 2024106803 A1 WO2024106803 A1 WO 2024106803A1 KR 2023017059 W KR2023017059 W KR 2023017059W WO 2024106803 A1 WO2024106803 A1 WO 2024106803A1
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lithium secondary
secondary battery
positive electrode
porous layer
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PCT/KR2023/017059
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김소영
박상민
김현석
진선미
이수희
이정현
심혜영
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 음극부, 음극부의 적어도 일면 상에 형성되며, 고분자 바인더 및 고분자 바인더 상에 분산된 무기 미세 입자를 포함하는 다공성층, 및 연속적 또는 불연속적으로 배치되어 있는 접착부를 매개로 다공성층 상에 결합된 양극부를 포함하고, 접착부는 25℃하에서 2000cPs 내지 95000cPs의 점도 범위를 가지는 열가소성 고분자를 포함하며, 접착부가 차지하는 면적의 비율은 양극부 일면의 면적을 기준으로 0.02% 내지 10%인, 리튬 이차 전지에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 전극 간의 이온전도도를 저해하지 않으면서 우수한 접착 내구성을 가지는 전극 조립체 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지가 제공된다.

Description

리튬 이차 전지
관련 출원과의 상호 인용
본 출원은 2022년 11월 18일자 대한민국 특허 출원 제10-2022-0155739호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 대한민국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 리튬 이차 전지에 관한 것이다.
휴대 전화, 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 모바일 배터리, 전기 자동차, 퍼스널 모빌리티 디바이스 등의 고기능화에 따라, 그 구동 전원으로 사용되는 이차 전지에 대한 수요가 꾸준히 증가하고 있다. 특히, 작동 전압이 높고 단위 중량당 에너지 밀도가 높은 리튬 이차 전지가 가장 많이 사용되고 있다.
리튬 이차 전지는 일반적으로 양극, 분리막 및 음극 구조의 충방전이 가능한 전극 조립체를 전지 케이스에 장착한 구조를 갖는다. 양극 및 음극은 금속 집전체의 일면 또는 양면에 전극 활물질 등을 포함하는 슬러리를 도포하고 건조 및 압연함으로써 제조된다.
분리막은 이차 전지의 수명을 결정짓는 중요한 요소들 중 하나로서 양극과 음극을 전기적으로 절연시킨다. 그리고, 분리막은 전해액이 원활하게 통과할 수 있도록 이온 투과성 및 기계적 강도가 요구된다. 고에너지 리튬 이차 전지의 적용 대상이 확대됨에 따라, 고온에서 분리막의 안전성에 대한 요구 또한 높아지고 있다.
기존에 통상적으로 사용되는 분리막 기재와 무기물 코팅층으로 이루어진 분리막은 그 재료적 특성으로 인해 전극과의 접착력이 충분하지 않다. 그에 따라 전극과 분리막의 계면에서 부분적인 들뜸이나 주름이 발생하는 문제가 있다. 또한, 분리막 기재로써 일반적으로 사용되는 폴리올레핀은 고온에서 융해되는 등 열적 안정성에도 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 분리막 기재를 제거하고 무기물 코팅 필름으로만 분리막을 구성하는 방법이 제안되었다. 그러나, 이러한 분리막은 전극과의 접착력이 여전히 충분하지 않고, 절연성이 현저히 낮아 전기화학소자에 적용하는 경우 내부 단락에 취약하다. 이러한 분리막과 전극의 접착력을 보완하기 위해 전극과 분리막의 계면에 접착제를 적용할 경우, 전극 간의 이온전도도가 떨어져 전지의 용량 손실이 발생할 수 있다. 그리고, 이러한 분리막은 낮은 인장강도 및 연신율로 인해 분리막이 쉽게 찢어져 전극 조립체 내부에서 미세한 단락이 발생하는 치명적인 단점이 있다.
본 발명은 전극 간의 이온전도도를 저해하지 않으면서 우수한 접착 내구성을 가지는 전극 조립체가 적용된 리튬 이차 전지를 제공하기 위한 것이다.
발명의 일 구현 예에 따르면,
음극부;
상기 음극부의 적어도 일면 상에 형성되며, 고분자 바인더 및 상기 고분자 바인더 상에 분산된 무기 미세 입자를 포함하는 다공성층; 및
연속적 또는 불연속적으로 배치되어 있는 접착부를 매개로 상기 다공성층 상에 결합된 양극부를 포함하고,
상기 접착부는 25℃ 하에서 2000 cPs 내지 95000 cPs의 점도 범위를 가지는 열가소성 고분자를 포함하며,
상기 접착부가 차지하는 면적의 비율은 상기 양극부 일면의 면적을 기준으로 0.02 % 내지 10 %인,
리튬 이차 전지가 제공된다.
이하, 발명의 구현 예에 따른 상기 리튬 이차 전지에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
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.
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.
본 명세서에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.
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.
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.
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.
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.
본 명세서에서 '적어도 하나'의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
발명의 일 구현 예에 따르면,
음극부;
상기 음극부의 적어도 일면 상에 형성되며, 고분자 바인더 및 상기 고분자 바인더 상에 분산된 무기 미세 입자를 포함하는 다공성층; 및
연속적 또는 불연속적으로 배치되어 있는 접착부를 매개로 상기 다공성층 상에 결합된 양극부를 포함하고,
상기 접착부는 25℃ 하에서 2000 cPs 내지 95000 cPs의 점도 범위를 가지는 열가소성 고분자를 포함하며,
상기 접착부가 차지하는 면적의 비율은 상기 양극부 일면의 면적을 기준으로 0.02 % 내지 10 %인,
리튬 이차 전지가 제공된다.
본 발명자들의 계속적인 연구 결과, 상기 구성을 충족하는 리튬 이차 전지는 전극 간의 이온전도도를 저해하지 않으면서 전극 간 우수한 접착 내구성을 나타낼 수 있음이 확인되었다.
상기 리튬 이차 전지는 상기 음극부, 상기 다공성층 및 상기 양극부가 순차로 적층된 전극 조립체를 포함한다. 특히, 상기 전극 조립체에서 상기 음극부는 상기 다공성층과 일체화되어 있고, 상기 양극부는 상기 접착부를 매개로 상기 다공성층과 결합되어 있다.
바람직하게는, 상기 음극부는 음극 집전체의 적어도 일면 상에 형성된 음극 활물질층을 포함하고, 상기 다공성층은 상기 음극 활물질층 상에 형성되어 있다. 상기 양극부는 양극 집전체의 적어도 일면 상에 형성된 양극 활물질층을 포함하고, 상기 접착부를 매개로 상기 다공성층과 상기 양극 활물질층이 결합되어 있다.
도 1 및 도 2는 각각 발명의 실시예들에 따른 전극 조립체의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 음극부(100)는 음극 집전체(110)의 양면에 형성된 음극 활물질층(130, 137)을 포함할 수 있다. 다공성층(250, 257)은 상기 음극부 상에 형성된 것으로, 바람직하게는 음극 활물질층(130, 137) 상에 일체화되어 적층된다.
양극부(400)는 양극 집전체(410)의 양면에 형성된 양극 활물질층(430, 437)을 포함할 수 있다. 연속적 또는 불연속적으로 배치되어 있는 접착부(300)를 매개로 양극부(400)가 음극부(100)의 다공성층(250)과 결합된다.
발명의 구현 예에 따르면, 상기 접착부가 배치된 영역의 면적은 상기 양극부 일면의 면적을 기준으로 0.02 % 내지 10 %인 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 접착부가 차지하는 면적의 비율은 상기 양극부 일면의 면적을 기준으로 0.02 % 이상, 혹은 0.05 % 이상, 혹은 0.1 % 이상, 혹은 0.5 % 이상; 그리고 10.0 % 이하, 혹은 9.5 % 이하, 혹은 9.0 % 이하, 혹은 8.5 % 이하일 수 있다.
바람직하게는, 상기 접착부가 차지하는 면적의 비율은 상기 양극부 일면의 면적을 기준으로 0.02 % 내지 10 %, 혹은 0.05 % 내지 10 %, 혹은 0.05 % 내지 9.5 %, 혹은 0.1 % 내지 9.5 %, 혹은 0.1 % 내지 9.0 %, 혹은 0.5 % 내지 9.0 %, 혹은 0.5 % 내지 8.5 %일 수 있다.
상기 접착부에 의해 상기 음극부와 상기 양극부 간의 접착력이 충분히 확보될 수 있도록 하기 위하여, 상기 접착부가 차지하는 면적의 비율은 상기 양극부 일면의 면적을 기준으로 0.02 % 이상, 혹은 0.05 % 이상, 혹은 0.1 % 이상, 혹은 0.5 % 이상인 것이 바람직하다. 다만, 상기 접착부가 차지하는 면적이 과도할 경우, 전극 간의 이온전도도가 저하할 수 있고 전해질이 상기 다공성층 내에 원활하게 스며들기 어려워져 전지의 용량 손실이 발생할 수 있다. 그러므로, 상기 접착부가 차지하는 면적의 비율은 상기 양극부 일면의 면적을 기준으로 10 % 이하, 혹은 9.5 % 이하, 혹은 9.0 % 이하, 혹은 8.5 % 이하인 것이 바람직하다.
일 구현 예에 따르면, 접착부(300)는 연속적 또는 불연속적으로 배치된다.
일 예로, 접착부(300)는 양극부(400)의 가장자리를 따라 연속적 또는 불연속적으로 배치된다. 도 4는 접착부(300)가 양극부(400)의 가장자리를 따라 연속적으로 배치된 예를 나타낸 것이다. 도 5 및 도 6은 접착부(300)가 양극부(400)의 가장자리를 따라 불연속적으로 배치된 예들을 나타낸 것이다.
상기 접착부는 상기 양극부의 가장자리를 따라 일정한 폭(w)으로 배치되어 있을 수 있다. 바람직하게는, 상기 접착부는 상기 양극부의 가장자리를 따라 50 ㎛ 내지 700 ㎛의 폭(w)으로 배치될 수 있다.
구체적으로, 상기 접착부의 폭(w)은 50 ㎛ 이상, 혹은 100 ㎛ 이상, 혹은 150 ㎛ 이상, 혹은 200 ㎛ 이상; 그리고 700 ㎛ 이하, 혹은 650 ㎛ 이하, 혹은 600 ㎛ 이하, 혹은 550 ㎛ 이하일 수 있다.
상기 접착부에 의해 상기 음극부와 상기 양극부 간의 접착력이 충분히 확보될 수 있도록, 상기 접착부의 폭(w)은 50 ㎛ 이상, 혹은 100 ㎛ 이상, 혹은 150 ㎛ 이상, 혹은 200 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 다만, 상기 접착부가 차지하는 면적이 과도할 경우, 전극 간의 이온전도도가 저하할 수 있고 전해질이 상기 다공성층 내에 원활하게 스며들기 어려워져 전지의 용량 손실이 발생할 수 있다. 그러므로, 상기 접착부의 폭(w)은 700 ㎛ 이하, 혹은 650 ㎛ 이하, 혹은 600 ㎛ 이하, 혹은 550 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 접착부의 폭(w)은 50 ㎛ 내지 700 ㎛, 혹은 100 ㎛ 내지 700 ㎛, 혹은 100 ㎛ 내지 650 ㎛, 혹은 150 ㎛ 내지 650 ㎛, 혹은 150 ㎛ 내지 600 ㎛, 혹은 200 ㎛ 내지 600 ㎛, 혹은 200 ㎛ 내지 550 ㎛일 수 있다.
상기 접착부가 상기 양극부의 가장자리를 따라 불연속적으로 배치되는 경우, 상기 접착부는 일정하거나 불일정한 간격(d)으로 배치되어 있을 수 있다. 바람직하게는, 상기 접착부의 간격(d)은 0.1 mm 이상, 혹은 0.5 mm 이상, 혹은 1 mm 이상; 그리고 20 mm 이하, 혹은 15 mm 이하, 혹은 10 mm 이하일 수 있다.
상기 다공성층 내에 전해질이 충분히 스며들 수 있도록 하기 위하여, 상기 접착부의 간격(d)은 0.1 mm 이상, 혹은 0.5 mm 이상, 혹은 1 mm 이상인 것이 바람직하다. 다만, 상기 접착부의 간격이 과도할 경우, 상기 음극부와 상기 양극부 간의 접착력이 저하할 수 있다. 그러므로, 상기 접착부의 간격(d)은 20 mm 이하, 혹은 15 mm 이하, 혹은 10 mm 이하인 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 접착부의 간격(d)은 0.1 mm 내지 20 mm, 혹은 0.5 mm 내지 20 mm, 혹은 0.5 mm 내지 15 mm, 혹은 1 mm 내지 15 mm, 혹은 1 mm 내지 10 mm일 수 있다.
다른 일 예로, 상기 접착부는 둘 이상의 접착부 유닛들을 포함한 접착부 패턴의 형태를 이룰 수 있다.
접착부 패턴(350)은 복수의 접착부 유닛들이 소정의 간격으로 배치되어 패턴을 이룬 것으로, 상기 다공성층이 일체화된 상기 음극부를 상기 양극부와 결합시킨다.
상기 접착부 패턴을 통해 상기 음극부와 상기 양극부 간의 적절한 접착력이 발현될 수 있도록 하기 위하여, 상기 접착부 패턴은 둘 이상 혹은 넷 이상의 접착부 유닛을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 접착부 패턴에 포함되는 상기 접착부 유닛의 개수의 상한은 상기 음극부와 상기 양극부의 면적에 따라 적절히 조절 가능하므로, 특별히 제한되지 않는다.
상기 접착부 유닛들은 각각 독립적으로 원형, 타원형, 부채꼴, 다각형, 및 오목 다각형으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 횡단면 형태를 가지는 것일 수 있다.
도 7 내지 도 10은 각각 발명의 실시예들에 따른 접착부 패턴의 횡단면도이다. 도 7에 따른 접착부 패턴(350)은 원형의 횡단면을 갖는 접착부 유닛(351)으로 이루어진 것이다. 도 8에 따른 접착부 패턴(350)은 사각형의 횡단면을 갖는 접착부 유닛(351)으로 이루어진 것이다. 도 9에 따른 접착부 패턴(350)은 원형의 횡단면을 갖는 접착부 유닛(351)과 십자형의 횡단면을 갖는 접착부 유닛(352)으로 이루어진 것이다. 도 10에 따른 접착부 패턴(350)은 사분 원형의 횡단면을 갖는 접착부 유닛(351), 반원형의 횡단면을 갖는 접착부 유닛(352) 및 원형의 횡단면을 갖는 접착부 유닛(353)으로 이루어진 것이다. 도 7 내지 도 10은 접착부 패턴의 일부분을 예시하여 나타낸 것으로, 상기 음극부와 상기 양극부의 면적에 따라 상기 접착부 패턴이 확장되고, 상기 접착부 유닛의 개수가 증가할 수 있다.
상기 접착부 패턴(350)을 통해 균일한 접착력이 발현될 수 있도록 하기 위하여, 상기 접착부 패턴은 각 접착부 유닛의 중심부가 동일한 간격으로 배치되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 접착부 유닛의 중심부는 그 횡단면을 기준으로 결정될 수 있다. 일 예로, 원형인 횡단면의 중심부는 원의 중심일 수 있다. 다른 일 예로, 타원형인 횡단면의 중심부는 타원의 장축과 단축이 교차하는 지점일 수 있다. 또 다른 일 예로, 사분 원형 및 반원형과 같은 부채꼴인 횡단면의 중심부는 상기 횡단면에 내접하는 원의 중심일 수 있다. 또 다른 일 예로, 다각형 또는 오목 다각형인 횡단면의 중심부는 상기 횡단면에 외접하는 원의 중심일 수 있다.
상기 접착부 패턴(350)은 원형, 타원형, 부채꼴, 다각형, 및 오목 다각형으로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상의 횡단면 형태를 가지는 접착부 유닛들을 포함할 수 있다.
여기서, 서로 같은 횡단면 형태를 가지는 접착부 유닛들은 그 중심부가 동일한 간격으로 배치될 수 있다. 일 예로, 도 9에서 원형의 횡단면을 갖는 접착부 유닛(351)들은 그 중심부를 기준으로 동일한 간격으로 배치된다. 그리고, 독립적으로, 십자형의 횡단면을 갖는 접착부 유닛(352)들은 그 중심부를 기준으로 동일한 간격으로 배치된다.
상기 접착부 유닛들의 횡단면은 200 nm 내지 5000 ㎛의 장축 직경을 가질 수 있다.
여기서, 상기 장축 직경은 상기 접착부 유닛들의 횡단면의 형태를 기준으로 다음과 같이 결정될 수 있다. 일 예로, 원형인 횡단면의 장축 직경은 원의 지름을 의미한다. 다른 일 예로, 타원형인 횡단면의 장축 직경은 타원의 장축 길이를 의미한다. 또 다른 일 예로, 사분 원형 및 반원형과 같은 부채꼴인 횡단면의 장축 직경은 두 개의 반지름과 호(arc)가 만나는 두 지점을 이은 선분의 길이를 의미한다. 또 다른 일 예로, 다각형 또는 오목 다각형인 횡단면의 장축 직경은 상기 횡단면에 외접하는 원의 지름을 의미한다.
발명의 구현 예에 따르면, 상기 접착부는 25℃ 하에서 2000 cPs 내지 95000 cPs의 점도 범위를 가지는 열가소성 고분자를 포함한다.
구체적으로, 상기 열가소성 고분자의 점도는 25℃ 하에서 2000 cPs 이상, 혹은 2500 cPs 이상, 혹은 3000 cPs 이상; 그리고 95000 cPs 이하, 혹은 80000 cPs 이하, 혹은 60000 cPs 이하, 혹은 40000 cPs 이하일 수 있다.
상기 열가소성 고분자를 포함한 접착부가 상기 다공성층 내에 침투하는 것을 방지하기 위하여, 상기 열가소성 고분자의 점도는 25℃ 하에서 2000 cPs 이상, 혹은 2500 cPs 이상, 혹은 3000 cPs 이상인 것이 바람직하다. 다만, 상기 열가소성 고분자의 점도가 너무 높을 경우, 접착부의 두께 제어가 어렵고 두께의 불균일로 인해 저항이 증가하여 전지의 물성이 저하할 수 있다. 그러므로, 상기 열가소성 고분자의 점도는 25℃ 하에서 95000 cPs 이하, 혹은 80000 cPs 이하, 혹은 60000 cPs 이하, 혹은 40000 cPs 이하인 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 열가소성 고분자의 점도는 25℃ 하에서 2000 cPs 내지 95000 cPs, 혹은 2000 cPs 내지 80000 cPs, 혹은 2500 cPs 내지 80000 cPs, 혹은 2500 cPs 내지 60000 cPs, 혹은 3000 cPs 내지 60000 cPs, 혹은 3000 cPs 내지 40000 cPs일 수 있다.
상기 열가소성 고분자의 점도는 점도계(viscometer) 및 레오미터(rheometer)와 통상적인 장치를 이용하여 측정될 수 있다.
바람직하게는, 상기 열가소성 고분자는 상기 점도 범위를 충족하는 아크릴레이트계 고분자일 수 있다.
상기 아크릴레이트계 고분자는 아크릴레이트 모노머 및 광개시제를 포함하는 조성물을 중합하여 얻어질 수 있다. 상기 조성물에는 아크릴레이트계 고분자, 아크릴레이트계 올리고머, 고무, 및 통상적인 첨가제가 더욱 부가될 수 있다.
상기 아크릴레이트 모노머로는 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 부틸 메타릴레이트, n-아밀 아크릴레이트, n-아밀 메타크릴레이트, 이소보닐 아크릴레이트, 이소보닐 메타릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, tert-부틸 아크릴레이트, tert-부틸 메타크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 헥실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 3,5,5-트리메틸헥실 아크릴레이트, 3,5,5-트리메틸헥실 메타크릴레이트, 2-메톡시에틸 아크릴레이트, 2-메톡시에틸 메타크릴레이트, 2-페녹시에틸 아크릴레이트, 2-페녹시에틸 메타크릴레이트, 4-tert-부틸사이클로헥실 아크릴레이트, 4-tert-부틸사이클로헥실 메타크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 옥틸 메타크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트, 이소데실 메타크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 데실 메타크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 트리데실 아크릴레이트, 트리데실 메타크릴레이트, 옥타데실 아크릴레이트, 옥타데실 메타크릴레이트, 베헤닐 아크릴레이트, 및 베헤닐 메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물이 적용될 수 있다.
상기 접착부는 리튬염을 더 포함할 수 있다.
상기 접착부에 상기 이온 전도성 고분자와 함께 리튬염을 적용함으로써 더욱 향상된 이온 전도성을 발현될 수 있다.
상기 리튬염은 LiPF6, LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiSbF6, LiAlO4, LiAlCl4, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiN(C2F5SO3)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(SO2F)2 (이하 LiFSI), LiN(CF3SO2)2 (이하 LiTFSI), LiCl, LiI, 및 LiB(C2O4)2 등일 수 있다. 바람직하게는, 상기 리튬염은 LiPF6, LiFSI, LiTFSI, 및 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 리튬염은 상기 이온 전도성 고분자 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 5 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 함량 범위로 포함되는 리튬염은 상기 접착부에 적절한 이온 전도도 향상 효과를 발현할 수 있다.
한편, 상기 양극부는 양극 집전체의 적어도 일면 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물인 양극재를 도포한 후 건조하여 상기 양극 활물질층을 형성하는 방법으로 얻어질 수 있다.
상기 양극 집전체로는 본 발명이 속하는 기술분야에서 이차 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것으로 알려진 것이 적용될 수 있다. 일 예로, 상기 양극 집전체는 스테인리스 스틸; 알루미늄; 니켈; 티탄; 소성 탄소; 또는 알루미늄이나 스테인레스 스틸 표면에 탄소, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다.
바람직하게는, 상기 양극 집전체는 3 ㎛ 내지 500 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 양극재의 접착력을 높이기 위하여, 상기 양극 집전체는 그 표면에 미세한 요철이 형성된 것일 수 있다. 상기 양극 집전체는 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
상기 양극 활물질로는 리튬 이온의 가역적인 삽인 및 탈리가 가능한 물질이라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 일 예로, 상기 양극 활물질은 코발트, 망간, 니켈, 철, 또는 이들 조합의 금속과 리튬을 포함한 복합 산화물 또는 인산화물일 수 있다.
다른 일 예로, 상기 양극 활물질은 하기 화학식 중 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있다: LiaA1-bRbD2 (0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.5); LiaE1-bRbO2-cDc (0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.05); LiE2-bRbO4-cDc (0≤b≤0.5, 0≤c≤0.05); LiaNi1-b-cCobRcDd (0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.05, 0<d≤2); LiaNi1-b-cCobRcO2-dZd (0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.05, 0<d<2); LiaNi1-b-cCobRcO2-dZ2 (0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.05, 0<d<2); LiaNi1-b-cMnbRcDd (0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.05, 0<d≤2); LiaNi1-b-cMnbRcO2-dZd (0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.05, 0<d<2); LiaNi1-b-cMnbRcO2-dZ2 (0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.05, 0<d<2); LiaNibEcGdO2 (0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.9, 0≤c≤0.5, 0.001≤d≤0.1.); LiaNibCocMndGeO2 (0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.9, 0≤c≤0.5, 0≤d≤0.5, 0.001≤e≤0.1); LiaNiGbO2 (0.90≤a≤1.8, 0.001≤b≤0.1); LiaCoGbO2 (0.90≤a≤1.8, 0.001≤b≤0.1); LiaMnGbO2 (0.90≤a≤1.8, 0.001≤b≤0.1); LiaMn2GbO4 (0.90≤a≤1.8, 0.001≤b≤0.1); QO2; QS2; LiQS2; V2O5; LiV2O5; LiTO2; LiNiVO4; Li(3-f)J2(PO4)3 (0≤f≤2); Li(3-f)Fe2(PO4)3 (0≤f≤2); 및 LiFePO4.
상기 화학식에 있어서, A는 Ni, Co, Mn 또는 이들의 조합이고; R은 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, 희토류 원소 또는 이들의 조합이고; D는 O, F, S, P 또는 이들의 조합이고; E는 Co, Mn 또는 이들의 조합이고; Z는 F, S, P 또는 이들의 조합이고; G는 Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V 또는 이들의 조합이고; Q는 Ti, Mo, Mn 또는 이들의 조합이고; T는 Cr, V, Fe, Sc, Y 또는 이들의 조합이고; J는 V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu 또는 이들의 조합이다.
물론 상기 양극 활물질의 표면에 코팅층을 갖는 것도 사용할 수 있고, 또는 상기 양극 활물질과 코팅층을 갖는 양극 활물질을 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 코팅층에 포함되는 코팅 원소로는 Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 양극 활물질은 상기 양극재의 총 중량 대비 80 중량% 내지 95 중량%로 포함될 수 있다. 바람직하게는, 상기 양극 활물질의 함량은 상기 양극재의 총 중량 대비 82 중량% 내지 95 중량%, 혹은 82 중량% 내지 93 중량%, 혹은 85 중량% 내지 93 중량%, 혹은 85 중량% 내지 90 중량%일 수 있다.
상기 양극 활물질층의 두께는 리튬 이차 전지의 전기적 특성을 저해하지 않는 범위에서 결정될 수 있다. 비제한적인 예로, 상기 양극 활물질층은 10 ㎛ 내지 500 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것이다.
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.
상기 도전재의 함량은 적절한 수준의 도전성을 발현하면서도 배터리의 용량 감소를 유발하지 않는 범위에서 조절될 수 있다. 바람직하게는, 상기 도전재의 함량은 상기 양극재의 총 중량 대비 1 중량% 내지 10 중량% 혹은 1 중량% 내지 5 중량%일 수 있다.
상기 바인더는 상기 양극재를 상기 양극 집전체에 잘 부착시키기 위해 사용되는 것이다.
비제한적인 예로, 상기 바인더는 폴리비닐알콜, 폴리아크릴레이트, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로즈, 디아세틸셀룰로즈, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지, 나일론 수지 등일 수 있다. 상기 바인더로는 상술한 예들 중 1종 혹은 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.
상기 바인더의 함량은 적절한 수준의 접착성을 발현하면서도 배터리의 용량 감소를 유발하지 않는 범위에서 조절될 수 있다. 바람직하게는, 상기 바인더의 함량은 상기 양극재의 총 중량 대비 1 중량% 내지 10 중량% 혹은 1 중량% 내지 5 중량%일 수 있다.
상기 음극부 및 상기 다공성층은 음극 집전체의 적어도 일면 상에 음극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물인 음극재를 도포한 후 건조하여 상기 음극 활물질층을 형성하고; 고분자 바인더 및 무기 미세 입자를 포함하는 혼합물을 상기 음극 활물질층 상에 도포한 후 건조하여 상기 다공성층을 형성하는 방법으로 얻어질 수 있다.
상기 음극부에 포함되는 상기 음극 집전체는 상기 양극 집전체에 대한 내용으로 갈음한다. 또한, 상기 음극부에 포함되는 상기 도전재 및 바인더는 상기 양극부에서 설명된 내용으로 갈음한다.
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.
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.
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 선택되는 금속과 리튬의 합금일 수 있다.
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 선택되는 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 선택되는 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.
그리고, 상기 전이 금속 산화물은 바나듐 산화물, 리튬 바나듐 산화물, 리튬 티타늄 산화물 등일 수 있다.
바람직하게는, 상기 음극 활물질은 탄소질 물질 및 규소 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함할 수 있다. 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 이상의 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.
일 실시 예에 따르면, 상기 음극 활물질은 상기 음극재의 총 중량 대비 85 중량% 내지 98 중량%로 포함될 수 있다. 바람직하게는, 상기 음극 활물질의 함량은 상기 음극재의 총 중량 대비 85 중량% 내지 97 중량%, 혹은 87 중량% 내지 97 중량%, 혹은 87 중량% 내지 95 중량%, 혹은 90 중량% 내지 95 중량%일 수 있다.
상기 다공성층은 고분자 바인더 및 상기 고분자 바인더 상에 분산된 무기 미세 입자를 포함한다.
상기 고분자 바인더는 액체 전해질 함침시 겔화되어 높은 전해액 함침율(degree of swelling)을 나타내는 것일 수 있다. 이차 전지 조립 후 주입되는 전해질은 상기 고분자 바인더로 스며들게 되고, 흡수된 전해질을 보유하는 고분자 바인더는 전해질 이온 전도 능력을 갖게 된다. 따라서, 상기 고분자 바인더로는 용해도 지수가 15 내지 45 MPa1/2인 고분자가 바람직하게 적용될 수 있다.
일 예로, 상기 고분자 바인더는 폴리비닐리덴플로라이드, 폴리비닐리덴 플로라이드-헥사플루오로프로필렌, 폴리비닐리덴플로라이드-트리클로로에틸렌, 폴리비닐리덴플로라이드-클로로트리플로로에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐아세테이트, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 시아노에틸풀루란, 시아노에틸폴리비닐알코올, 시아노에틸셀룰로오스, 시아노에틸수크로오스, 풀루란, 카르복시메틸셀룰로오스, 아크릴로니트릴-스티렌-부타디엔 공중합체, 에틸렌-프로필렌-디엔 터폴리머, 술폰화 에틸렌-프로필렌-디엔 터폴리머, 스티렌 부타디엔 고무, 불소 고무, 및 폴리이미드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물일 수 있다.
상기 무기 미세 입자는 입자들간 빈 공간에 의한 미세 기공을 형성하고, 고온에서 물리적 형태를 유지하며, 전기화학적으로 안정한 것이다.
상기 무기 미세 입자는 이차 전지의 작동 전압 범위(예컨대 Li/Li+ 기준으로 0~5V)에서 산화 및/또는 환원 반응이 일어나지 않는 것이 바람직하다. 상기 무기 미세 입자는 전해질 이온 전달 능력이 높은 것이 바람직하다. 상기 고분자 바인더 내에 잘 분산될 수 있도록, 상기 무기 미세 입자는 가급적 밀도가 작은 것이 바람직하다. 그리고, 전해질 내 전해질 염의 해리도 증가에 기여할 수 있도록, 상기 무기 미세 입자는 유전율이 높은 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 무기 미세 입자는 유전 상수가 1 이상인 무기 입자, 압전성을 갖는 무기 입자, 및 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기 입자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
일 예로, SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, Al2O3, 보헤마이트(AlO(OH)), Al(OH)3, TiO2, 및 SiC 와 같은 무기 입자는 1 이상인 유전 상수를 가져 상기 무기 미세 입자로 바람직하게 적용될 수 있다.
다른 일 예로, 상기 압전성을 갖는 무기 입자는 상압에서 부도체이나, 일정 압력이 인가되었을 경우 내부 구조 변화에 의해 전도성을 나타내는 물질이다. 상기 압전성 무기 입자는 유전 상수가 100 이상인 고유전율 특성을 갖는다. 또한, 상기 압전성 무기 입자에 일정 압력을 인가하여 인장 또는 압축하는 경우 전하가 발생하여 한 면은 양(+)으로, 반대편은 음(-)으로 대전됨으로써, 양쪽 면 간에 전위차가 발생한다. 상기 압전성 무기 입자가 갖는 상기 특성들로 인해, 외부 충격에 의해 이차 전지의 전극에서 내부 단락이 발생하는 경우 양극과 음극이 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있고, 전압의 완만한 감소와 안전성 향상을 도모할 수 있다. 상기 압전성 무기 입자로는 BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3 (PLZT), Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT), 및 HfO2 와 같은 무기 입자가 바람직하게 적용될 수 있다.
또 다른 일 예로, 상기 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기 입자는 리튬 원소를 함유하되 리튬을 저장하지 않고 리튬 이온을 이동시키는 기능을 갖는 무기 입자를 지칭한다. 상기 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기 입자는 전지 내 리튬 이온 전도도의 향상을 가능하게 한다. 이러한 무기 입자로는 Li3PO4, LixTiy(PO4)3 (0<x<2, 0<y<3), LixAlyTiz(PO4)3 (0<x< 2, 0<y<1, 0<z<3), (LiAlTiP)xOy (0<x<4, 0<y<13), LixLayTiO3 (0<x<2, 0<y<3), LixGeyPzSw (0<x<4, 0<y<1, 0<z<1, 0<w<5), LixNy (0<x<4, 0<y<2), LixSiySz (0<x<3, 0<y<2, 0<z< 4), 및 LixPySz (0<x<3, 0<y<3, 0<z<7) 와 같은 무기 입자를 예로 들 수 있다.
바람직하게는, 상기 무기 미세 입자는 SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, Al2O3, 보헤마이트(AlO(OH)), Al(OH)3, TiO2, SiC, BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3, Pb1-xLaxZr1-yTiyO3, Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3, HfO2, Li3PO4, LixTiy(PO4)3 (0<x<2, 0<y<3), LixAlyTiz(PO4)3 (0<x< 2, 0<y<1, 0<z<3), (LiAlTiP)xOy (0<x<4, 0<y<13), LixLayTiO3 (0<x<2, 0<y<3), LixGeyPzSw (0<x<4, 0<y<1, 0<z<1, 0<w<5), LixNy (0<x<4, 0<y<2), LixSiySz (0<x<3, 0<y<2, 0<z< 4), 및 LixPySz (0<x<3, 0<y<3, 0<z<7)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 무기 미세 입자는 0.001 ㎛ 내지 10 ㎛의 입경을 가지는 것이 바람직하다. 상기 다공성층에서의 분산성 확보를 위하여, 상기 무기 미세 입자는 0.001 ㎛ 이상인 입경을 갖는 것이 바람직하다. 다만, 상기 무기 미세 입자의 입경이 너무 클 경우 상기 다공성층의 두께가 증가하여 기계적 물성이 저하하고, 지나치게 큰 기공 크기로 인해 이차 전지의 충방전시 내부 단락이 발생할 수 있다. 그러므로, 상기 무기 미세 입자는 10 ㎛ 이하의 입경을 갖는 것이 바람직하다.
상기 다공성층은 상기 무기 미세 입자 10 내지 99 중량% 및 상기 고분자 바인더 1 내지 90 중량%를 포함할 수 있다. 상기 다공성층에 적절한 기공도와 절연성이 부여될 수 있도록, 상기 무기 미세 입자는 10 중량% 이상으로 포함되는 것이 바람직하다. 다만, 상기 무기 미세 입자가 과량으로 포함될 경우 접착력 약화로 인해 상기 다공성층의 기계적 물성이 저하할 수 있다. 그러므로, 상기 무기 미세 입자는 99 중량% 이하로 포함되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 음극 집전체, 상기 음극 활물질층 및 상기 다공성층의 단면 면적은 동일할 수 있다. 또는 상기 음극 집전체의 단면 면적을 기준으로 상기 음극 활물질층 및 상기 다공성층의 단면 면적은 80 % 내지 120 % 혹은 90 % 내지 110%일 수 있다.
상기 접착부를 매개로 상기 다공성층 상에 상기 양극부를 결합하는 방법은 통상적인 적층 방법으로 수행될 수 있다. 일 예로, 상기 다공성층 또는 상기 양극부 중 어느 하나의 일 면 상에 상기 접착부를 배치한 후, 그 위에 다른 하나를 적층하는 방법으로 수행될 수 있다. 상기 접착부는 코팅, 디스펜싱, 전사, 증착, 프린팅, 또는 스프레잉 등의 방법으로 형성될 수 있다.
상기 음극 활물질층, 상기 다공성층, 및 상기 접착부의 두께는 상기 음극을 포함하는 리튬 이차 전지의 전기적 특성을 저해하지 않는 범위에서 결정될 수 있다. 비제한적인 예로, 상기 음극 활물질층은 10 ㎛ 내지 500 ㎛의 두께를 가질 수 있고; 상기 다공성층은 5 ㎛ 내지 200 ㎛의 두께를 가질 수 있으며; 상기 접착부는 10 ㎛ 내지 300 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 음극부와 상기 양극부는 전지의 종류 또는 형태에 따라서 그 면적 및 비율의 비율이 달라질 수 있다. 일 예로, 상기 양극부의 크기는 상기 음극부의 크기와 동일할 수 있다. 혹은 상기 양극부의 크기는 상기 음극부의 크기보다 작거나 클 수 있다. 바람직하게는, 상기 음극부의 단면 면적을 기준으로 한 상기 양극부의 단면 면적의 비율은 0.7 내지 1.0, 혹은 0.8 내지 1.0, 혹은 0.8 내지 1.0의 범위일 수 있다.
일 구현 예에 따르면, 상기 리튬 이차 전지는 도 3과 같이 복수의 전극 조립체를 포함할 수 있다.
도 3을 참고하면, 하나의 전극 조립체 유닛(S1)과 다른 하나의 전극 조립체 유닛(S2)이 접착부(300'')를 매개로 결합될 수 있다. 여기서, 상기 전극 조립체 유닛 S1은 다공성층(250, 257)과 일체화된 음극부(100) 및 접착부(300)를 매개로 상기 다공성층(250)과 결합된 양극부(400)를 포함한다. 상기 전극 조립체 유닛 S2는 다공성층(250', 257')과 일체화된 음극부(100') 및 접착부(300')를 매개로 상기 다공성층(250')과 결합된 양극부(400')를 포함한다.
발명의 일 구현 예에 따르면, 상기 리튬 이차 전지는 상기 음극부, 상기 다공성층 및 상기 양극부를 포함하는 전극 조립체; 전해질; 및 상기 전극 조립체와 상기 전해질을 밀봉하여 수납하는 전지 케이스를 포함할 수 있다.
상기 리튬 이차 전지는 상술한 전극 조립체를 구비함에 따라, 우수한 내구성과 안정적인 성능을 나타낼 수 있다.
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.
상기 리튬 이차 전지는 상기 전극 조립체와, 상기 전극 조립체가 내장되는 전지 케이스를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 전극 조립체는 전해질에 함침되어 있을 수 있다.
상기 리튬 이차 전지는 각형, 원통형, 파우치형 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
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 등일 수 있다.
구체적으로, 상기 전해질은 비수성 유기 용매 및 리튬염을 포함할 수 있다.
상기 비수성 유기 용매로는 전지의 전기 화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 할 수 있는 것이라면 특별한 제한없이 사용될 수 있다.
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.
상기 예들 중에서도 상기 비수성 유기 용매로 카보네이트계 용매가 바람직하게 사용될 수 있다.
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 부피 비로 혼합하여 사용하는 것이 상술한 성능의 발현에 유리할 수 있다.
또한, 상기 비수성 유기 용매로는 에틸렌 카보네이트(EC)와 에틸 메틸 카보네이트(EMC)를 1:2 내지 1:10의 부피 비로 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.
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.
구체적으로, 상기 리튬염은 LiPF6, LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiSbF6, LiAlO4, LiAlCl4, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiN(C2F5SO3)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(CF3SO2)2, LiFSI, LiTFSI, LiCl, LiI, 및 LiB(C2O4)2 등일 수 있다. 바람직하게는, 상기 리튬염은 LiPF6, LiFSI, LiTFSI, 및 이들의 혼합물일 수 있다.
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.
선택적으로, 상기 전해질에는 전지의 수명특성 향상, 전지 용량 감소 억제, 전지의 방전 용량 향상 등을 목적으로 한 첨가제들이 포함될 수 있다.
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.
본 발명에 따르면, 전극 간의 이온전도도를 저해하지 않으면서 우수한 접착 내구성을 가지는 리튬 이차 전지용 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지가 제공된다.
도 1 내지 도 3은 각각 발명의 실시예들에 따른 전극 조립체의 단면도이다.
도 4 내지 도 6은 각각 발명의 실시예들에 따른 접착부의 횡단면도이다.
도 7 내지 도 10은 각각 발명의 실시예들에 따른 접착부 패턴의 횡단면도이다.
<부호의 설명>
100, 100' : 음극부
110, 110' : 음극 집전체
130, 130', 137, 137'' : 음극 활물질층
250, 250', 257, 257' : 다공성층
300, 300', 300'' : 접착부
w : 접착부의 폭
d : 접착부의 간격
350 : 접착부 패턴
351, 352, 353 : 접착부 유닛
400, 400' : 양극부
410, 410' : 양극 집전체
430, 430', 437, 437' : 양극 활물질층
S1, S2 : 전극 조립체 유닛
이하 발명의 구체적인 실시예들을 통해 발명의 작용과 효과를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 이해를 돕기 위한 예시로서 제시되는 것이다. 이하의 실시예들을 통해 발명의 권리범위가 어떠한 의미로든 한정되는 것을 의도하지 않으며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 통상의 기술자에게 있어서 명백할 것이다.
실시예 1
인조흑연과 천연흑연이 3:7의 비율로 혼합되어 있는 흑연 활물질 86 중량부, 도전재로 아세틸렌 블랙 7 중량부, 바인더로 SBR(스타이렌 부타디엔 러버) 7 중량부로 구성된 수계 활물질 슬러리를 준비하였다. 콤마 코터(comma coater)를 이용하여 상기 활물질 슬러리를 구리 집전체(두께 100 ㎛, 폭 50 mm, 길이 90 mm)의 한 면 전체에 도포하여 건조한 다음 동일한 방식으로 집전체의 다른 쪽 면에 도포하여 건조하였다. 이를 압연하여 기공도 24 %의 음극 활물질층(두께 50 ㎛)을 형성하였다.
N-메틸-2-피롤리디논(NMP)을 용매로 한 10 중량% 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 용액에 산화알루미늄 분말(평균 입자 크기 400 nm)을 첨가하고 비드 밀(beads mill)하여 무기 미세 입자 분산액을 준비하였다. 여기서 상기 산화알루미늄과 PVDF의 중량 비는 90 : 10 이다.
닥터 블레이드를 이용하여 상기 무기 미세 입자 분산액을 상기 음극 활물질층 상에 20 ㎛의 두께로 코팅한 후 100 ℃에서 5 분간 건조하여 음극 일체형 다공성층을 제조하였다.
양극 활물질로 LiNiCoMnO2 (Ni:Co:Mn=8:1:1) 94 중량부, 도전재로 전도성 카본 블랙(Super P; IMERYS Graphite & Carbon) 3 중량부, 및 바인더로 폴리비닐리덴 플루오라이드 3 중량부로 이루어진 혼합물을 NMP에 넣어 균일하게 분산된 슬러리를 준비하였다. 상기 슬러리를 알루미늄 집전체(두께 100 ㎛)의 양면에 50 ㎛의 두께로 도포하고, 이를 건조 및 압연하여 양극 플레이트를 준비하였다. 상기 양극 플레이트를 금형 타발기를 이용하여 타발하여 양극부(폭 47.5 mm, 길이 81 mm)를 준비하였다.
폴리메틸메타크릴레이트 10 g, 부틸 아크릴레이트 10 g 및 광개시제(Irgacure 651) 0.1 g을 아세톤에 녹인 접착부 조성물을 준비하였다.
디스펜싱 장비를 이용하여 양극부(400)의 가장자리를 따라 상기 접착부 조성물을 도포하였다. 이때, 상기 접착부 조성물은 도 5와 같은 형태(폭 300 μm 및 길이 2 mm인 사각형 또는 다각형이 2 mm의 간격으로 배치된 형태) 및 양극부(400)와 동일한 두께로 도포되었다. 상기 양극부 상에 도포된 접착부 조성물을 UV 경화하여 접착부를 형성하였다. 이때, 상기 접착부가 차지하는 면적은 상기 양극부(400) 일면의 면적을 기준으로 0.5 %의 면적 비율을 차지하도록 형성되었다.
상기 양극부(400) 상에 형성된 접착부와 상기 음극부(100)의 다공성층이 맞닿게 배치하였다. 이어서 90 ℃ 하에서 가압 라미네이션하여 전극 조립체를 제조하였다.
상기 전극 조립체를 파우치에 수납하여 소형 셀을 형성하고, 파우치 내부로 전해액을 주입하여 리튬 이차 전지 스택셀을 제작하였다.
이때, 상기 전해액으로는 에틸렌 카보네이트(EC), 에틸 메틸 카보네이트(EMC) 및 디에틸 카보네이트(DEC)를 1 : 2 : 1의 부피비로 혼합한 비수성 유기 용매에 1.0 M의 LiPF6 및 2 중량%의 비닐렌 카보네이트(VC)를 용해시킨 것이 사용되었다.
실시예 2
상기 양극부 상에 도포되는 상기 접착부 조성물의 폭을 늘려 상기 접착부가 차지하는 면적의 비율이 1.0 %가 되도록 한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차 전지 스택셀을 제작하였다.
실시예 3
상기 양극부 상에 도포되는 상기 접착부 조성물의 폭을 늘려 상기 접착부가 차지하는 면적의 비율이 5.0 %가 되도록 한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차 전지 스택셀을 제작하였다.
실시예 4
상기 접착부 조성물로 메틸메타크릴레이트 올리고머 10 g, 부틸 아크릴레이트 10 g 및 광개시제(Irgacure 651) 0.1 g을 아세톤에 녹인 것을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차 전지 바이셀을 제조하였다.
비교예 1
상기 양극부 상에 도포되는 상기 접착부 조성물의 폭을 줄여 상기 접착부가 차지하는 면적의 비율이 0.01 %가 되도록 한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차 전지 스택셀을 제작하였다.
비교예 2
상기 양극부 상에 도포되는 상기 접착부 조성물의 폭을 늘려 상기 접착부가 차지하는 면적의 비율이 10.5 %가 되도록 한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차 전지 스택셀을 제작하였다.
비교예 3
상기 접착부 조성물로 부틸 아크릴레이트 10 g 및 광개시제(Irgacure 651) 0.1 g을 아세톤에 녹인 것을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차 전지 바이셀을 제조하였다.
비교예 4
상기 접착부 조성물로 폴리메틸메타크릴레이트 100 g, 부틸 아크릴레이트 10 g 및 광개시제(Irgacure 651) 0.1 g을 아세톤에 녹인 것을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차 전지 바이셀을 제조하였다.
실험예
(1) 레오미터(rheometer)를 이용하여 25 ℃ 및 1.0 shear rate 조건 하에서 상기 실시예 및 비교예에 적용된 접착부의 점도를 측정하였다.
(2) 상기 실시예 및 비교예에서 얻은 리튬 이차 전지 스택셀을 25 ℃ 하의 CC-CV 모드에서 0.1 C로 4.2 V가 될 때까지 충전하고 0.05 C에 도달할 때까지 CV 모드로 전압을 유지해 주었다. 이후, 0.1 C로 2.5 V까지 방전하여 활성화를 진행하였다. 이후 0.33C로 4.2V가 될 때까지 충전하고 0.1C, 0.33C, 1C, 2C, 3C로 2.5V까지 방전하여 고율 방전 특성을 확인하였다. 다음 값은 상기 실시예 1에서 0.1C 용량을 기준으로 계산된 비율이다.
접착부 점도
(cPs)		 C-rate 평가
0.1C 0.33C 1C 2C 3C
실시예 1 7000 100 % 99 % 96 % 90 % 75 %
실시예 2 7000 100 % 99.5 % 97 % 91 % 76 %
실시예 3 7000 100 % 98 % 95 % 89 % 74 %
실시예 4 4000 100 % 98 % 96 % 90 % 75 %
비교예 1 7000 - - - - -
비교예 2 7000 98 % 95 % 92 % 82 % 61 %
비교예 3 1000 - - - - -
비교예 4 1,000,000 98 % 97 % 93 % 85 % 68 %
상기 표 1을 참고하면, 실시예들의 리튬 이차 전지는 비교예들과 대비하여 우수한 접착 내구성과 고율 방전 특성을 나타내는 것으로 확인되었다.
상기 비교예 1에서는 상기 양극부가 상기 다공성층 상에 접착되지 않아 리튬 이차 전지 스택셀의 조립이 불가능하였다. 상기 비교예 2의 리튬 이차 전지는 상기 실시예들과 대비하여 열위한 고율 방전 특성을 나타내었다.
상기 비교예 3에서는 점도가 너무 낮은 접착부가 적용됨에 따라 접착부가 다공성층 내에 침투하여 다공성층 상에 양극부가 접착되지 못하였다. 상기 비교예 4에서는 점도가 너무 높은 접착부가 적용됨에 따라 접착층의 두께 제어가 어려워 저항이 증가하고 이로 인해 열위한 고율 방전 특성을 나타내었다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (16)

  1. 음극부;
    상기 음극부의 적어도 일면 상에 형성되며, 고분자 바인더 및 상기 고분자 바인더 상에 분산된 무기 미세 입자를 포함하는 다공성층; 및
    연속적 또는 불연속적으로 배치되어 있는 접착부를 매개로 상기 다공성층 상에 결합된 양극부를 포함하고,
    상기 접착부는 25℃ 하에서 2000 cPs 내지 95000 cPs의 점도 범위를 가지는 열가소성 고분자를 포함하며,
    상기 접착부가 차지하는 면적의 비율은 상기 양극부 일면의 면적을 기준으로 0.02 % 내지 10 %인,
    리튬 이차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열가소성 고분자는 아크릴레이트계 고분자인, 리튬 이차 전지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착부는 상기 양극부의 가장자리를 따라 연속적 또는 불연속적으로 배치되어 있는, 리튬 이차 전지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착부는 상기 양극부의 가장자리를 따라 50 ㎛ 내지 700 ㎛의 폭으로 배치되어 있는, 리튬 이차 전지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착부는 상기 양극부의 가장자리를 따라 불연속적이고 일정하거나 불일정한 간격으로 배치되어 있는, 리튬 이차 전지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착부는 둘 이상의 접착부 유닛들을 포함한 접착부 패턴을 포함하는, 리튬 이차 전지.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 접착부 유닛들은 각각 독립적으로 원형, 타원형, 부채꼴, 다각형, 및 오목 다각형으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 횡단면 형태를 가지는, 리튬 이차 전지.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 접착부 패턴은 각 접착부 유닛의 중심부가 동일한 간격으로 배치되어 있는, 리튬 이차 전지.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 접착부 유닛들의 횡단면은 200 nm 내지 5000 ㎛의 장축 직경을 가지는, 리튬 이차 전지.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 음극부는 음극 집전체의 적어도 일면 상에 형성된 음극 활물질층을 포함하고,
    상기 다공성층은 상기 음극 활물질층 상에 형성되어 있는,
    리튬 이차 전지.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 양극부는 양극 집전체의 적어도 일면 상에 형성된 양극 활물질층을 포함하고,
    상기 접착부 패턴을 매개로 상기 다공성층과 상기 양극 활물질층이 결합되어 있는,
    리튬 이차 전지.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 고분자 바인더는 폴리비닐리덴플로라이드, 폴리비닐리덴 플로라이드-헥사플루오로프로필렌, 폴리비닐리덴플로라이드-트리클로로에틸렌, 폴리비닐리덴플로라이드-클로로트리플로로에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐아세테이트, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 시아노에틸풀루란, 시아노에틸화 폴리비닐알코올, 시아노에틸 셀룰로오스, 시아노에틸 수크로오스, 풀루란, 카르복시메틸셀룰로오스, 아크릴로니트릴-스티렌-부타디엔 공중합체, 에틸렌-프로필렌-디엔 터폴리머, 술폰화 에틸렌-프로필렌-디엔 터폴리머, 스티렌 부타디엔 고무, 불소 고무, 및 폴리이미드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 리튬 이차 전지.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기 미세 입자는 SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, Al2O3, 보헤마이트(AlO(OH)), Al(OH)3, TiO2, SiC, BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3, Pb1-xLaxZr1-yTiyO3, Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3, HfO2, Li3PO4, LixTiy(PO4)3 (0<x<2, 0<y<3), LixAlyTiz(PO4)3 (0<x< 2, 0<y<1, 0<z<3), (LiAlTiP)xOy (0<x<4, 0<y<13), LixLayTiO3 (0<x<2, 0<y<3), LixGeyPzSw (0<x<4, 0<y<1, 0<z<1, 0<w<5), LixNy (0<x<4, 0<y<2), LixSiySz (0<x<3, 0<y<2, 0<z< 4), 및 LixPySz (0<x<3, 0<y<3, 0<z<7)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 리튬 이차 전지.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기 미세 입자는 0.001 ㎛ 내지 10 ㎛의 입경을 가지는, 리튬 이차 전지.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 다공성층은 상기 무기 미세 입자 10 내지 99 중량% 및 상기 고분자 바인더 1 내지 90 중량%를 포함하는, 리튬 이차 전지.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 음극부, 상기 다공성층 및 상기 양극부를 포함한 전극 조립체;
    전해질; 및
    상기 전극 조립체와 상기 전해질을 밀봉하여 수납하는 전지 케이스;
    를 포함하는, 리튬 이차 전지.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130123744A (ko) * 2012-05-03 2013-11-13 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 그의 제조방법
KR20170073539A (ko) * 2015-12-18 2017-06-28 주식회사 엘지화학 분리막 및 이를 포함하는 전지
KR20190093522A (ko) * 2018-02-01 2019-08-09 주식회사 엘지화학 리튬 이차전지용 절연층 형성용 조성물 및 이를 이용한 리튬 이차전지용 전극의 제조방법
KR20200077195A (ko) * 2018-12-20 2020-06-30 주식회사 엘지화학 전극조립체, 그를 포함하는 이차전지 및 그의 제조방법
KR20210114376A (ko) * 2016-10-14 2021-09-23 삼성에스디아이 주식회사 리튬 전지용 전극, 이를 포함하는 리튬 전지, 및 상기 리튬 전지의 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130123744A (ko) * 2012-05-03 2013-11-13 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 그의 제조방법
KR20170073539A (ko) * 2015-12-18 2017-06-28 주식회사 엘지화학 분리막 및 이를 포함하는 전지
KR20210114376A (ko) * 2016-10-14 2021-09-23 삼성에스디아이 주식회사 리튬 전지용 전극, 이를 포함하는 리튬 전지, 및 상기 리튬 전지의 제조방법
KR20190093522A (ko) * 2018-02-01 2019-08-09 주식회사 엘지화학 리튬 이차전지용 절연층 형성용 조성물 및 이를 이용한 리튬 이차전지용 전극의 제조방법
KR20200077195A (ko) * 2018-12-20 2020-06-30 주식회사 엘지화학 전극조립체, 그를 포함하는 이차전지 및 그의 제조방법

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