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KR100897180B1 - Cathode Material Containing Ag Nano Particle as Conductive Material and Lithium Secondary Battery Comprising the Same - Google Patents

Cathode Material Containing Ag Nano Particle as Conductive Material and Lithium Secondary Battery Comprising the Same Download PDF

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Publication number
KR100897180B1
KR100897180B1 KR1020060010948A KR20060010948A KR100897180B1 KR 100897180 B1 KR100897180 B1 KR 100897180B1 KR 1020060010948 A KR1020060010948 A KR 1020060010948A KR 20060010948 A KR20060010948 A KR 20060010948A KR 100897180 B1 KR100897180 B1 KR 100897180B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
positive electrode
conductive material
battery
lithium secondary
secondary battery
Prior art date
Application number
KR1020060010948A
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Inventor
구창완
김정진
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주식회사 엘지화학
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Publication date
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Abstract

본원발명은 양극 활물질, 도전재 및 결착제를 포함하는 것으로 구성된 리튬 이차전지용 양극 합제에 있어서, 상기 도전재로서 평균 입경 5 내지 100 nm의 은 나노 입자가 합제 전체 중량을 기준으로 0.2 내지 2.0 중량%로 첨가되어 있는 양극 합제, 및 그것으로 구성된 리튬 이차전지를 제공한다.The present invention is a positive electrode mixture for a lithium secondary battery comprising a positive electrode active material, a conductive material and a binder, the silver nano particles having an average particle diameter of 5 to 100 nm as the conductive material 0.2 to 2.0% by weight based on the total weight of the mixture Provided is a positive electrode mixture added, and a lithium secondary battery composed therewith.

본 발명에 따른 양극 합제는 도전재를 극히 소량으로 첨가하여도, 상대적으로 다량의 카본계 도전재를 첨가하는 종래의 전지에 비견되거나 그보다 우수한 수명 특성 및 레이트 특성을 나타내며, 특히, 도전재의 미량 첨가에 따라 전지의 용량을 증가시킬 수 있다.The positive electrode mixture according to the present invention exhibits a service life and rate characteristics comparable to or better than those of conventional batteries to which a relatively large amount of carbon-based conductive material is added, even when a small amount of conductive material is added. This can increase the capacity of the battery.

Description

도전제로서 은 나노 입자를 함유하는 양극 합제 및 그것으로 구성된 리튬 이차전지 {Cathode Material Containing Ag Nano Particle as Conductive Material and Lithium Secondary Battery Comprising the Same} Cathode Material Containing Ag Nano Particle as Conductive Material and Lithium Secondary Battery Comprising the Same

도 1은 본 발명의 실험예 2에서 실시예 1 및 3과 비교예 1 및 2의 전지들에 대한 방전 특성 실험의 결과를 도시한 그래프이다;1 is a graph showing the results of the discharge characteristics test for the batteries of Examples 1 and 3 and Comparative Examples 1 and 2 in Experimental Example 2 of the present invention;

도 2는 본 발명의 실험예 3에서 실시예 1 및 3과 비교예 1 및 2의 전지들에 대한 사이클 특성 실험의 결과를 도시한 그래프이다.2 is a graph showing the results of the cycle characteristics test for the batteries of Examples 1 and 3 and Comparative Examples 1 and 2 in Experimental Example 3 of the present invention.

본 발명은 도전재로서 은 나노 입자를 함유하고 있는 양극 합제와, 그것으로 구성된 리튬 이차전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 양극용 도전재로서 소정 입경 범위의 은 나노 입자를 극히 소량으로 사용하면서도 종래의 도전재를 사용하는 전지에 상응하는 수명 특성 및 레이트 특성을 제공하며 도전재의 미량 사용으로 더욱 증가된 전지용량을 제공할 수 있는 양극 합제와, 그것으로 구성된 우수한 성 능의 리튬 이차전지를 제공한다. The present invention relates to a positive electrode mixture containing silver nanoparticles as a conductive material and a lithium secondary battery composed therefrom. More specifically, the present invention relates to a positive electrode mixture containing silver nanoparticles. Providing a positive electrode mixture that can provide the life characteristics and rate characteristics corresponding to a battery using a conventional conductive material and can provide further increased battery capacity by using a small amount of the conductive material, and a lithium secondary battery of excellent performance consisting of do.

최근 휴대용 전자기기의 폭발적인 수요 증가로 인해 이차전지의 수요 역시 급격하게 증가하고 있고, 그 중 높은 에너지 밀도, 높은 방전 전압 및 출력 안정성의 리튬 이차전지는 큰 발전을 이루고 있다.Recently, due to the explosive increase in the demand for portable electronic devices, the demand for secondary batteries is also rapidly increasing, and among them, lithium secondary batteries having high energy density, high discharge voltage, and output stability have made great progress.

전자기기가 고기능화 및 소형화 되면서 이차전지 역시 고성능화와 동시에 소형화 및 다양한 형태로의 변형이 요구되고 있다. 예를 들어, 노트북 컴퓨터의 경우, 이차전지의 크기가 노트북 컴퓨터의 두께에 큰 영향을 미치므로, 고용량 및 고성능과 함께 전지의 형태에 있어서 노트북의 두께를 축소하기 위해 구조의 변화가 시도되고 있다. 또한, 환경 문제가 심각하게 대두되면서 지구 온난화 현상에 대한 해결 방안의 하나로서, 차량 등에 이차전지를 사용하는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 개발도 가속화되고 있다. As electronic devices become highly functional and miniaturized, secondary batteries are also required to be miniaturized and transformed into various forms at the same time as high performance. For example, in the case of a notebook computer, since the size of the secondary battery has a great influence on the thickness of the notebook computer, structural changes have been attempted to reduce the thickness of the notebook in the form of the battery with high capacity and high performance. In addition, as a serious environmental problem, as a solution for global warming, development of electric vehicles, hybrid electric vehicles, etc., which use secondary batteries, is being accelerated.

일반적으로 리튬 이차전지는 전극 활물질로서 리튬 전이금속 산화물을 포함하는 양극과 카본계 활물질을 포함하는 음극 및 분리막으로 이루어진 전극조립체에 리튬 전해질이 함침되어 있는 구조로 이루어져 있다. 양극은 리튬 전이금속 산화물을 포함하는 양극 합제를 알루미늄 호일에 코팅하여 제조되며, 음극은 카본계 활물질을 포함하는 음극 합제를 구리 호일에 코팅하여 제조된다. 이러한 구조의 전극에서, 이차전지의 용량 증가를 목적으로 집전체 상에 코팅되어 있는 전극 합제의 양을 증가시킬 경우, 전지의 성능이 저하되는 현상이 있을 수 있다. 또한, 전극 내부의 불균일화가 심화될 경우 전극 반응이 국부적으로 집중되게 되며, 이 경우 리튬 금속이 석출되어 안전성에도 문제를 일으킬 수 있다.In general, a lithium secondary battery has a structure in which a lithium electrolyte is impregnated into an electrode assembly including a cathode including a lithium transition metal oxide, a cathode including a carbon-based active material, and a separator. The positive electrode is prepared by coating a positive electrode mixture containing a lithium transition metal oxide on an aluminum foil, and the negative electrode is prepared by coating a negative electrode mixture including a carbon-based active material on a copper foil. In the electrode of such a structure, when the amount of the electrode mixture is coated on the current collector for the purpose of increasing the capacity of the secondary battery, there may be a phenomenon that the performance of the battery is reduced. In addition, when the disproportionation of the inside of the electrode is intensified, the electrode reaction is locally concentrated, and in this case, lithium metal may be precipitated, which may cause problems in safety.

한편, 양극 합제와 음극 합제에는 활물질의 전기전도성을 향상시키기 위한 목적에서 일반적으로 도전재가 첨가되고 있다. 특히, 양극 활물질로 사용되는 리튬 전이금속 산화물은 전기전도성이 낮기 때문에, 양극 합제에는 도전재가 필수적으로 첨가되고 있다.On the other hand, a conductive material is generally added to the positive electrode mixture and the negative electrode mixture for the purpose of improving the electrical conductivity of the active material. In particular, since the lithium transition metal oxide used as the positive electrode active material has low electrical conductivity, a conductive material is essentially added to the positive electrode mixture.

이러한 도전재로는, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연, 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙과 같이 카본계 물질이 주로 사용되고 있고, 일부의 경우에 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유 등이 사용되고 있다. 시판되고 있는 도전제의 구체적인 예로는 아세틸렌 블랙 계열인 쉐브론 케미칼 컴퍼니(Chevron Chemical Company)나 덴카 블랙(Denka Singapore Private Limited), 걸프 오일 컴퍼니(Gulf Oil Company) 제품 등), 케트젠블랙(Ketjenblack), EC 계열(아르막 컴퍼니(Armak Company) 제품), 불칸(Vulcan) XC-72(캐보트 컴퍼니(Cabot Company) 제품) 및 수퍼(Super) P(Timcal 사 제품) 등이 있다. As such a conductive material, a carbon-based material is mainly used, such as graphite such as natural graphite or artificial graphite, carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, or summer black, In some cases, conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers are used. Specific examples of commercially available conducting agents include acetylene black Chevron Chemical Company, Denka Singapore Private Limited, Gulf Oil Company, Ketjenblack, EC series (Armak Company), Vulcan XC-72 (Cabot Company), and Super P (Timcal).

도전재는 양극 합제의 중량을 기준으로 대략 3 내지 15 중량% 정도로 첨가되고 있으며, 너무 적게 사용하는 경우에는 전극의 내부 저항 증가로 전지의 성능이 저하되고, 반대로 너무 많이 사용되는 경우에는 그에 따라 결착제(binder)의 함량을 함께 증가시켜야 하므로 전극 활물질의 감소로 인한 전지 용량의 감소 등의 문제를 초래한다. The conductive material is added in an amount of about 3 to 15% by weight based on the weight of the positive electrode mixture, and when too little is used, the performance of the battery is degraded due to an increase in the internal resistance of the electrode. Since the content of the binder must be increased together, a problem such as a decrease in battery capacity due to a decrease in the electrode active material is caused.

따라서, 도전재의 함량을 감소시키면서 소망하는 효과를 발휘할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다. 본 발명에서는 소정의 입경 범위를 가지는 은 나노 입자를 극히 소량으로 첨가하여 상기와 같은 문제점을 해결하고 있는 바, 전지의 내부 구성에 금속 입자를 첨가하는 일부 선행기술에 대해 하기에서 설명한다. Therefore, there is a high need for a technology capable of exerting a desired effect while reducing the content of the conductive material. In the present invention to solve the above problems by adding a very small amount of silver nanoparticles having a predetermined particle size range, some prior art of adding metal particles to the internal configuration of the battery will be described below.

한국 특허등록 제515,029호에는 양극 활물질의 표면에 도전성 물질과 금속 산화물의 층을 단독 또는 혼합하여 1 ~ 300 nm의 두께로 클러스터 또는 박막을 형성하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 상기와 같은 금속 클러스터 또는 박막의 형성을 위해서는 가스 분산 코팅 기술이 요구되는 바, 이를 위해서는 가스 분산 코팅조, 히터, 코팅용액 공급 펌프, 코팅용액 저장조, 배플(baffle), 가스공급 시스템, 고속회전 로터, 필터, 가스 후처리 시스템 등과 같은 별도의 장치들이 필요하므로 양호한 물성에도 불구하고 제조비용이 크게 상승한다는 문제점을 가지고 있다. 또한, 양극 활물질의 표면에 도포되는 도전성 물질의 양을 상기 특허의 실시예 등에서 확인하여 보면 12 중량%까지 사용되고 있으므로, 앞서 설명한 바와 같이 전지의 용량이 크게 감소하는 단점을 가지고 있다. Korean Patent Registration No. 515,029 discloses a technique of forming a cluster or a thin film having a thickness of 1 to 300 nm by singly or mixing a layer of a conductive material and a metal oxide on the surface of a cathode active material. However, in order to form the metal cluster or thin film as described above, a gas dispersion coating technology is required. For this purpose, a gas dispersion coating tank, a heater, a coating solution supply pump, a coating solution storage tank, a baffle, a gas supply system, and a high speed Since a separate device such as a rotary rotor, a filter, and a gas aftertreatment system is required, the manufacturing cost is greatly increased despite good physical properties. In addition, since the amount of the conductive material applied to the surface of the positive electrode active material is confirmed by the embodiment of the patent, etc. up to 12% by weight, the battery capacity is greatly reduced as described above.

한국 특허등록 제519,013호에는 음극 활물질로서 카본계 물질이 아닌 코발트 금속 분말을 사용하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 상기 특허는 전극에 금속 분말을 첨가하고는 있지만, 도전재로서 별도로 카본 블랙을 사용하고 있고, 상기 도전재의 사용량이 25 중량%이고 그에 따라 결착제의 사용량이 15 중량%로 매우 많으므로, 활물질의 함량 감소로 인한 전지 용량의 감소가 불가피하다.Korean Patent No. 519,013 discloses a technique of using cobalt metal powder instead of a carbonaceous material as a negative electrode active material. However, although the patent adds metal powder to the electrode, carbon black is separately used as the conductive material, and since the amount of the conductive material is 25% by weight and the amount of the binder is very high, 15% by weight, Reduction of the battery capacity due to the decrease in the content of the active material is inevitable.

한국 특허출원공개 제2002-68782호에는 양극 활물질로서 황 또는 황 화합물을 사용하는 이차전지에서, 금속 미립자를 도전재로서 사용되는 탄소의 내부에 함침법, 침적법, 초기 습윤법, 이온 교환법, 콜로이달 흡착법 등으로 포함시켜 첨가 하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 상기 출원은 금속 미립자를 전지에 첨가하고는 있으나, 도전재로서 탄소를 사용하고 있고, 그러한 탄소의 내부에 금속 미립자를 첨가하고 있으므로, 도전재의 사용량이 줄어든 것은 아니다. 또한, 도전재인 탄소 내부에 금속 미립자를 포함시키기 위하여 별도의 첨가 공정 및 정제 공정 등을 필요로 하므로 공정 전체의 경제성이 매우 낮다는 단점도 가지고 있다. Korean Patent Application Publication No. 2002-68782 discloses an impregnation method, deposition method, initial wetting method, ion exchange method, and colo in a carbon secondary battery using sulfur or a sulfur compound as a cathode active material. This month, the technique of including by adding in the adsorption method is disclosed. However, although the above application adds the metal fine particles to the battery, carbon is used as the conductive material, and since the metal fine particles are added to the inside of the carbon, the amount of the conductive material is not reduced. In addition, since a separate addition process and purification process are required to include the metal fine particles in the carbon, which is a conductive material, the overall economic efficiency of the process is very low.

일본 특허등록 제2925612호에는 리튬 이차전지가 아닌 금속-수소 알칼리 축전지에서 수소흡장 합금의 음극에 도전재로서 금속 분말을 사용하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 상기 기술은 약 30 ㎛의 금속 분말을 5 중량%로 첨가함으로써, 이를 리튬 이차전지에 그대로 적용하는 경우, 카본계 물질을 도전재로서 사용하는 종래의 기술과 비교하여 도전재의 함량을 감소시키는 효과는 얻을 수 없다.Japanese Patent No. 2925612 discloses a technique in which a metal powder is used as a conductive material for a negative electrode of a hydrogen storage alloy in a metal-hydrogen alkali storage battery rather than a lithium secondary battery. However, the above technique reduces the content of the conductive material by adding about 30 μm of the metal powder at 5 wt%, when compared to the conventional technology using a carbon-based material as the conductive material when it is applied to a lithium secondary battery as it is. No effect is obtained.

따라서, 리튬 이차전지에서 양극에 대한 도전재의 함량을 감소시키면서 우수한 물성을 발휘할 수 있는 전지에 대한 기술 개발의 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high necessity for developing a technology for a battery capable of exhibiting excellent physical properties while reducing the content of a conductive material for a positive electrode in a lithium secondary battery.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to solve the problems of the prior art and the technical problems that have been requested from the past.

본 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 소정 입경의 은 나노 입자를 도전재로서 사용하는 경우에는 극히 소량으로 첨가하여도, 상대적으로 다량의 카본계 도전재를 첨가하는 종래의 전지에 비견되거나 그보다 우수한 수명 특성 및 레이트 특성을 나타내며, 특히, 도전재의 미량 첨가에 따라 전지의 용량을 증가시킬 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.After extensive research and various experiments, the inventors of the present invention, in the case of using silver nanoparticles having a predetermined particle diameter as a conductive material, add a relatively small amount of carbon nanoconductive material to a conventional battery. The present invention has been shown to show comparable or better life characteristics and rate characteristics, and in particular, that the capacity of a battery can be increased by the addition of a trace amount of a conductive material.

따라서, 본 발명에 따른 리튬 이차전지용 양극 합제는, 양극 활물질, 도전재 및 결착제를 포함하는 것으로 구성된 리튬 이차전지용 양극 합제에 있어서, 상기 도전재로서 평균 입경 5 내지 100 nm의 은 나노 입자가 합제 전체 중량을 기준으로 0.2 내지 2.0 중량%로 첨가되는 것으로 구성되어 있다.Accordingly, the positive electrode mixture for lithium secondary batteries according to the present invention is a positive electrode mixture for lithium secondary batteries comprising a positive electrode active material, a conductive material and a binder, wherein the silver nanoparticles having an average particle diameter of 5 to 100 nm are mixed as the conductive material. It is composed of 0.2 to 2.0% by weight based on the total weight.

이러한 적은 양의 도전재 사용은 더욱 콤팩트한 구조와 고출력 및 대용량이 요구되는 이차전지에 대한 최근의 개발 경향을 고려할 때, 양극 합제에서의 전극 활물질 사용량을 증가시킴으로써 그러한 요구에 부응할 수 있다. 즉, 소량으로 첨가된 나노 입경의 은 입자는 양극에서의 리튬이온의 이동성을 향상시켜 전극 전체에 걸쳐 균일한 충방전이 행해질 수 있도록 도와 주며, 리튬 석출도를 낮추어 전지의 안전성 향상 및 전극 퇴화 억제에 의한 수명 특성의 향상 효과를 발휘할 수 있다. The use of such a small amount of conductive material can meet such demands by increasing the amount of the electrode active material used in the positive electrode mixture, considering the recent development trend for secondary batteries requiring a more compact structure and high output and large capacity. That is, a small amount of silver particles added in a small amount improves the mobility of lithium ions in the positive electrode to help uniform charging and discharging throughout the electrode. The improvement effect of the lifetime characteristic by this can be exhibited.

특히, 본 발명에 따른 양극 합제는 고속 충방전시 우수한 수명 특성과 레이트 특성을 나타내므로, 그것을 적용한 이차전지는 우수한 파워를 제공한다.In particular, since the positive electrode mixture according to the present invention exhibits excellent life characteristics and rate characteristics at high speed charging and discharging, the secondary battery to which it is applied provides excellent power.

본 발명의 양극 합제에서 도전재로서 사용되는 은 나노 입자는 앞서 설명한 바와 같이 5 ~ 100 nm의 입경을 가지는 바, 입경이 너무 작은 경우에는 제조가 용이하지 않고 양극 합제 내에서의 균일한 분산이 어려우며, 반대로 너무 큰 경우에는 소망하는 수준의 전기전도성을 제공하기 위하여 그것의 함량을 증가시켜야 하므 로 바람직하지 않다. As described above, the silver nanoparticles used as the conductive material in the cathode mixture of the present invention have a particle diameter of 5 to 100 nm, and when the particle diameter is too small, it is not easy to manufacture and uniform dispersion in the cathode mixture is difficult. On the contrary, if it is too large, it is not preferable because its content must be increased to provide a desired level of electrical conductivity.

은 나노 입자는 상기와 같은 크기를 가지는 것이라면 어떠한 방법으로 제조된 것이라도 사용 가능하며, 예를 들어, AgNO3와 NaBH4를 졸-겔(sol-gel) 합성법으로 제조한 후 불순물 제거를 위해 500 ~ 700℃의 고순도 질소 가스로 소성하여 5 nm 이상 크기의 은 나노 입자를 제조할 수 있다. 은나노 입자의 크기는 반응 조건들에 따라 5 ~ 100 nm 크기로 합성될 수 있다.The silver nanoparticles may be used as long as they have the same size as described above. For example, AgNO 3 and NaBH 4 may be prepared by sol-gel synthesis to remove impurities. The silver nanoparticles having a size of 5 nm or more may be prepared by firing with high purity nitrogen gas at ˜700 ° C. The size of the silver nanoparticles can be synthesized in the size of 5 ~ 100 nm depending on the reaction conditions.

상기 은 나노 입자는 앞서 설명한 바와 같이 양극 합제 전체 중량을 기준으로 0.2 내지 2 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 1.5 중량%로 첨가될 수 있다. 상기 함량이 너무 적은 경우에는 전극의 전기전도성이 낮아져 전지의 성능, 특히, 고율 방전 특성을 향상시키기 어려우며, 반대로 너무 많은 경우에는 결착제의 사용량이 증가하여 동일 규격 대비 높은 전지 용량을 기대하기 어려우므로 바람직하지 않다. As described above, the silver nanoparticles may be added at 0.2 to 2% by weight, preferably 0.5 to 1.5% by weight based on the total weight of the positive electrode mixture. When the content is too small, it is difficult to improve the performance of the battery, in particular, high-rate discharge characteristics due to the low electrical conductivity of the electrode, on the contrary, when too large, it is difficult to expect a high battery capacity compared to the same standard because the amount of the binder is increased Not desirable

양극 합제는 양극 활물질에 상기와 같은 도전재 및 결착제를 포함하는 것으로 구성되어 있으며, 필요에 따라 충진제가 더 첨가되기도 한다.The positive electrode mixture is composed of the above-mentioned conductive material and a binder in the positive electrode active material, and a filler may be further added as necessary.

상기 양극 활물질의 예로는, 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Examples of the positive electrode active material include a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) and lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxides such as Li 1 + x Mn 2-x O 4 (where x is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2, and the like; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 , Cu 2 V 2 O 7 and the like; Ni-site type lithium nickel oxide represented by the formula LiNi 1-x M x O 2 , wherein M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, or Ga, and x = 0.01 to 0.3; Formula LiMn 2-x M x O 2 (wherein M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn or Ta and x = 0.01 to 0.1) or Li 2 Mn 3 MO 8 (wherein M = Fe, Co, Lithium manganese composite oxide represented by Ni, Cu or Zn); LiMn 2 O 4 in which a part of Li in the formula is substituted with alkaline earth metal ions; Disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 and the like, but are not limited to these.

상기 결착제는 활물질과 도전제 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 5 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 결착제의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component that assists in bonding the active material and the conductive agent to the current collector, and is usually added in an amount of 5 to 30 wt% based on the total weight of the mixture including the positive electrode active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, Polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluorine rubber, various copolymers, and the like.

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 optionally used as a component for inhibiting expansion of the positive electrode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing chemical change in the battery. Examples of the filler include olefinic polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials, such as glass fiber and carbon fiber, are used.

양극은, 예를 들어, 양극 합제를 NMP 등의 용매에 첨가하여 슬러리를 제조한 후, 이를 전류 집전체에 도포하고 건조 및 압축하여 제조된다. 본 발명에 따른 은 나노 입자는 비표면적이 매우 작아 분산이 용이하지 않으므로, 결착제와 용매 및 은 나노 입자를 분산시킨 뒤 여기에 추가로 활물질을 분산시켜 상기 슬러리를 제조하는 것이 바람직하다. The positive electrode is prepared by, for example, adding a positive electrode mixture to a solvent such as NMP to prepare a slurry, and then applying the same to a current collector, drying and compressing the same. Since the silver nanoparticles according to the present invention have a very small specific surface area and are not easily dispersed, it is preferable to disperse the binder, the solvent and the silver nanoparticles, and further disperse the active material therein to prepare the slurry.

상기 양극용 전류 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다. The current collector for the positive electrode is generally made to a thickness of 3 to 500 ㎛. Such a positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical changes in the battery. For example, the surface of stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, or aluminum or stainless steel Surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like can be used. The current collector may form fine irregularities on its surface to increase the adhesion of the positive electrode active material, and may be in various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric.

본 발명은 또한 상기 양극 합제로 제조된 양극을 포함하는 것으로 구성된 리튬 이차전지를 제공한다. The present invention also provides a lithium secondary battery comprising a positive electrode made of the positive electrode mixture.

본 발명에 따른 리튬 이차전지는 상기와 같은 방법으로 제조된 양극과, 음극, 분리막, 및 리튬염 함유 비수 전해질로 구성되어 있다.The lithium secondary battery according to the present invention is composed of a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a lithium salt-containing nonaqueous electrolyte prepared by the above method.

음극은 전류 집전체 상에 음극 재료를 도포하고 건조 및 압축하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 더 포함될 수도 있다.The negative electrode is manufactured by applying, drying, and compressing a negative electrode material on a current collector, and, as necessary, may further include components as described above.

상기 음극용 전류 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 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 current collector for the cathode is generally made of a thickness of 3 to 500 ㎛. Such a negative electrode current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery. For example, the surface of copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, copper or stainless steel Surface-treated with carbon, nickel, titanium, silver, and the like, aluminum-cadmium alloy, and the like can be used. In addition, like the positive electrode current collector, fine concavities and convexities may be formed on the surface to enhance the bonding strength of the negative electrode active material, and may be used in various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric.

상기 음극 재료로는, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me : Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.As said negative electrode material, For example, carbon, such as hardly graphitized carbon and graphite type carbon; Li x Fe 2 O 3 (0 ≦ x ≦ 1), Li x WO 2 (0 ≦ x ≦ 1), Sn x Me 1-x Me y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me: Al Metal complex oxides such as B, P, Si, Group 1, Group 2, Group 3 elements of the periodic table, halogen, 0 <x ≦ 1; 1 ≦ y ≦ 3; 1 ≦ z ≦ 8); Lithium metal; Lithium alloys; Silicon-based alloys; Tin-based alloys; SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , GeO, GeO 2 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 4 , and metal oxides such as Bi 2 O 5 ; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials and the like can be used.

상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.The separator is interposed between the anode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the separator is generally from 0.01 to 10 ㎛ ㎛, thickness is generally 5 ~ 300 ㎛. As such a separator, for example, olefin polymers such as chemical resistance and hydrophobic polypropylene; Sheets or non-woven fabrics made of glass fibers or polyethylene are used. When a solid electrolyte such as a polymer is used as the electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separator.

리튬염 함유 비수계 전해질은, 비수 전해질과 리튬 염으로 이루어져 있다. 비수 전해질로는 비수 전해액, 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다. The lithium salt-containing non-aqueous electrolyte consists of a nonaqueous electrolyte and a lithium salt. As the nonaqueous electrolyte, a nonaqueous electrolyte, a solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte, and the like are used.

상기 비수 전해액으로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보 네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.As said non-aqueous electrolyte, N-methyl- 2-pyrrolidinone, a propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma-butyl Low lactone, 1,2-dimethoxy ethane, tetrahydroxy franc, 2-methyl tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,3-dioxolon, formamide, dimethylformamide, dioxolon, aceto Nitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, phosphate triester, trimethoxy methane, dioxorone derivatives, sulfolane, methyl sulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate derivative Aprotic organic solvents such as tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl pyroionate and ethyl propionate can be used.

상기 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 중합체 등이 사용될 수 있다.Examples of the organic solid electrolytes include polyethylene derivatives, polyethylene oxide derivatives, polypropylene oxide derivatives, phosphate ester polymers, polyedgetion lysine, polyester sulfides, polyvinyl alcohols, polyvinylidene fluorides, Polymers containing ionic dissociating groups and the like can be used.

상기 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.Examples of the inorganic solid electrolyte include 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 , Nitrides, halides, sulfates and the like of Li, such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH, Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 , and the like, may be used.

상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.The lithium salt is a good material to be dissolved in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4 , LiBF 4 , LiB 10 Cl 10 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate and imide have.

또한, 비수계 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 있다.In addition, for the purpose of improving charge / discharge characteristics, flame retardancy, etc., for example, pyridine, triethyl phosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylene diamine, n-glyme, hexaphosphate triamide, etc. Nitrobenzene derivatives, sulfur, quinone imine dyes, N-substituted oxazolidinones, N, N-substituted imidazolidines, ethylene glycol dialkyl ethers, ammonium salts, pyrroles, 2-methoxy ethanol, aluminum trichloride, etc. It may be. In some cases, in order to impart nonflammability, halogen-containing solvents such as carbon tetrachloride and ethylene trifluoride may be further included, and carbon dioxide gas may be further included to improve high temperature storage characteristics.

하나의 바람직한 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 preferred embodiment, lithium salts such as LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2, and the like, may be prepared by cyclic carbonate of EC or PC as a highly dielectric solvent and DEC, DMC or EMC as a low viscosity solvent. Lithium salt-containing non-aqueous electrolyte can be prepared by adding to a mixed solvent of linear carbonate.

상기와 같은 구성의 양극, 음극, 분리막 등으로 구성된 전극조립체는 젤리-롤형(권취형), 스택형(적층형) 등 다양한 형태로 제조될 수 있다. The electrode assembly composed of the positive electrode, the negative electrode, the separator and the like as described above may be manufactured in various forms such as jelly-roll type (wound type) and stack type (lamination type).

이하, 본 발명을 다음의 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the following examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.

[실시예 1]Example 1

양극 활물질로서 LiCoO2에 도전재로서 입경이 5 ~ 100 nm 범위에 있는 은 입자들을 0.3 중량%로 혼합하고 결착제로서 PVdF를 3 중량%로 혼합한 양극 합제를 용매인 NMP와 함께 교반한 후, 금속 집전체인 알루미늄 호일에 코팅하였다. 이를 120℃의 진공오븐에서 2 시간 이상 건조하여 양극을 제조하였다.After mixing 0.3 wt% of silver particles having a particle size in the range of 5 to 100 nm as a conductive material to LiCoO 2 as a cathode active material and 3 wt% of PVdF as a binder, the mixture was stirred with NMP as a solvent. It was coated on aluminum foil, which is a metal current collector. This was dried in a vacuum oven at 120 ° C. for 2 hours or more to prepare a positive electrode.

또한, 상기에서 제조된 양극과 구리호일에 MCMB 인조흑연을 코팅한 음극 및 폴리프로필렌의 다공성 분리막을 사용하여 전극조립체를 제조하였다. 상기 전극조립체를 각형의 알루미늄 캔에 넣고 후, 1 M의 LiPF6 염이 녹아 있는 부피비 1 : 1의 에틸렌카보네이트(EC)와 다이메틸카보네이트(DMC) 용액을 전해질로 주입한 다음, 밀봉하여 리튬 이차전지를 조립하였다.In addition, an electrode assembly was prepared using a cathode and a polypropylene porous separator coated with MCMB artificial graphite on the anode and the copper foil prepared above. After the electrode assembly was placed in a rectangular aluminum can, 1 M LiPF 6 salt dissolved in a volume ratio of 1: 1 ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (DMC) solution was injected into the electrolyte, and then sealed and lithium secondary. The cell was assembled.

[실시예 2]Example 2

은 입자를 0.5 중량%로 혼합하고 PVdF를 3 중량%로 혼합하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 양극 및 전지를 제조하였다. A positive electrode and a battery were manufactured in the same manner as in Example 1, except that 0.5 wt% of silver particles and 3 wt% of PVdF were mixed.

[실시예 3]Example 3

은 입자를 1.0 중량%로 혼합하고 PVdF를 3 중량%로 혼합하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 양극 및 전지를 제조하였다. A positive electrode and a battery were manufactured in the same manner as in Example 1, except that 1.0 wt% of silver particles and 3 wt% of PVdF were mixed.

[실시예 4]Example 4

은 입자를 1.5 중량%로 혼합하고 PVdF를 3 중량%로 혼합하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 양극 및 전지를 제조하였다. A positive electrode and a battery were manufactured in the same manner as in Example 1, except that the silver particles were mixed at 1.5 wt% and the PVdF was mixed at 3 wt%.

[비교예 1]Comparative Example 1

도전재로서 카본 블랙(carbon black)을 1.5 중량%로 혼합하고 PVdF를 3 중량%로 혼합하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 양극 및 전지를 제조하였다.A positive electrode and a battery were manufactured in the same manner as in Example 1, except that carbon black was mixed at 1.5 wt% and PVdF was mixed at 3 wt% as the conductive material.

[비교예 2]Comparative Example 2

도전재로서 카본 블랙을 3 중량%로 혼합하고 PVdF를 3 중량%로 혼합하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 양극 및 전지를 제조하였다.A positive electrode and a battery were manufactured in the same manner as in Example 1, except that 3 wt% of carbon black and 3 wt% of PVdF were mixed as the conductive material.

[실험예 1]Experimental Example 1

상기 실시예 1 ~ 4와 비교예 1 및 2에서 각각 제조된 양극의 전기전도도를 측정하였고, 각각 제조된 리튬 이차전지들을 상온 조건에서 충방전을 수행하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The electrical conductivities of the cathodes prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, respectively, were measured, and charge and discharge of the prepared lithium secondary batteries, respectively, were performed at room temperature, and the results are shown in Table 1 below.

<표 1>TABLE 1

Figure 112006008445708-pat00001
Figure 112006008445708-pat00001

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 ~ 4의 전지는 도전재의 함량이 1.5 중량% 이하로 첨가되었음에도 불구하고 도전재 함량이 최소 3 중량% 이상인 비교예 1 및 2의 전지에 비견되는 충방전 특성을 보임을 알 수 있다. As shown in Table 1, the battery of Examples 1 to 4 according to the present invention is a battery of Comparative Examples 1 and 2 having a conductive material content of at least 3% by weight, even though the content of the conductive material is 1.5% by weight or less. It can be seen that the charge and discharge characteristics are comparable.

[실험예 2]Experimental Example 2

상기 실시예 1 및 3과 비교예 1 및 2에서 각각 제조된 전지들에 대해 충방전 시험기를 사용하여 고율 방전 특성을 측정하였다. 충전은 0.2 C 조건으로, 방전은 0.5C/1.0C의 조건으로 실시하였다. 도 1의 그래프에는 이러한 실험 결과로서 방전 거동이 나타나 있다. The high-rate discharge characteristics of the batteries prepared in Examples 1 and 3 and Comparative Examples 1 and 2, respectively, were measured using a charge / discharge tester. The charging was carried out under the conditions of 0.2 C and the discharge under the conditions of 0.5 C / 1.0 C. The graph of FIG. 1 shows the discharge behavior as a result of this experiment.

도 1에서 보는 바와 같이, 실시예 1 및 실시예 3의 전지는 비교예 1 및 2의 전지에 비견되거나 오히려 그 보다 고율 방전 특성이 우수함을 알 수 있다. 즉, 적은 량의 도전재 사용으로도 양극의 전기전도성을 좋게 하여, 전지의 충방전 특성을 향상시킴을 알 수 있다.As shown in FIG. 1, it can be seen that the batteries of Examples 1 and 3 are superior to those of Comparative Examples 1 and 2 or rather have higher rate discharge characteristics. In other words, it can be seen that the use of a small amount of conductive material improves the electrical conductivity of the positive electrode, thereby improving the charge and discharge characteristics of the battery.

[실험예 3] Experimental Example 3

상기 실시예 1 및 3과 비교예 1 및 2에서 각각 제조된 전지들에 대해 충방전 시험기를 사용하여, 전지의 수명 특성을 측정하였다. 충방전은 0.8C/0.5C의 충전/방전 조건으로 반복적으로 실시하였다.For the batteries prepared in Examples 1 and 3 and Comparative Examples 1 and 2, respectively, the life characteristics of the batteries were measured using a charge / discharge tester. Charging and discharging were repeatedly performed under charging / discharging conditions of 0.8C / 0.5C.

도 2의 그래프에는 이러한 실험 결과로서 방전 사이틀 특성이 나타나 있다. 도 2에서 보는 바와 같이, 실시예 1 및 실시예 3의 전지는 비교예 1 및 2의 전지에 비견되는 사이클 특성을 보임을 알 수 있다. 즉, 비교예 1과 실시예 1은 동일한 수준의 고율 방전 특성과 수명 특성을 보이고 있다. 이로써, 적은 양의 도전재 사용으로도 양극의 전기전도성을 좋게 하여, 소망하는 수준의 사이클 특성이 얻어짐을 알 수 있다. The graph of FIG. 2 shows discharge cycle characteristics as a result of this experiment. As shown in Figure 2, it can be seen that the battery of Examples 1 and 3 shows the cycle characteristics comparable to the batteries of Comparative Examples 1 and 2. That is, Comparative Example 1 and Example 1 show the same level of high rate discharge characteristics and lifetime characteristics. Thus, it can be seen that even when a small amount of conductive material is used, the electrical conductivity of the positive electrode is improved to obtain a desired level of cycle characteristics.

또한, 하기 표 2에서 보는 바와 같이 도전재의 사용량을 줄임으로써 그에 대응하여 활물질의 사용량을 늘려 전지의 용량 증가를 꾀할 수 있다. 하기 표 2에는 실시예 4 전지의 활물질 양을 기준으로 실시예 1 ~ 3의 전지에 대한 상대적인 활물질의 비율이 표시되어 있다. In addition, as shown in Table 2 below, by reducing the amount of the conductive material used, the amount of the active material may be increased to increase the capacity of the battery. Table 2 below shows the ratio of the active material relative to the battery of Examples 1-3 based on the amount of active material of Example 4 battery.

<표 2>TABLE 2

Figure 112006008445708-pat00002
Figure 112006008445708-pat00002

따라서, 본 발명에 따른 전지는 동일 규격 대비 고용량의 전지로서 제조될 수 있음을 알 수 있다. Therefore, it can be seen that the battery according to the present invention can be manufactured as a battery having a high capacity compared to the same standard.

이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 양극 합제는 도전재를 극히 소량으로 첨가하여도, 상대적으로 다량의 카본계 도전재를 첨가하는 종래의 전지에 비견되거나 그보다 우수한 수명 특성 및 레이트 특성을 나타내며, 특히, 도전재의 미량 첨가에 따라 전지의 용량을 증가시킬 수 있다.As described above, the positive electrode mixture according to the present invention shows a lifespan characteristic and a rate characteristic that are comparable to or better than that of a conventional battery to which a relatively large amount of carbon-based conductive material is added, even when an extremely small amount of the conductive material is added. With the addition of a small amount of conductive material, the capacity of the battery can be increased.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to make various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.

Claims (5)

양극 활물질, 도전재 및 결착제를 포함하는 것으로 구성된 리튬 이차전지용 양극 합제에 있어서, 상기 도전재로서 평균 입경 5 내지 100 nm의 은 나노 입자만을 합제 전체 중량을 기준으로 0.5 내지 1.5 중량%로 포함하고 있는 양극 합제.In the positive electrode mixture for a lithium secondary battery composed of a positive electrode active material, a conductive material and a binder comprising, as the conductive material, only silver nanoparticles having an average particle diameter of 5 to 100 nm in 0.5 to 1.5% by weight based on the total weight of the mixture Anode mixture. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 따른 양극 합제로 제조된 양극을 포함하는 것으로 구성된 리튬 이차전지. A lithium secondary battery comprising a positive electrode made of a positive electrode mixture according to claim 1. 제 4 항에 있어서, 상기 양극은 결착제와 용매 및 은 나노 입자를 분산시킨 뒤 여기에 추가로 양극 활물질을 분산시켜 제조된 슬러리를 집전체에 도포하여 제조되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The lithium secondary battery of claim 4, wherein the cathode is prepared by dispersing a binder, a solvent, and silver nanoparticles, and then dispersing a cathode active material therein and applying a slurry to a current collector.
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