KR20150064697A - Positive electrode for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including the same - Google Patents
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Abstract
Description
리튬 이차 전지용 양극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다.A positive electrode for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery including the same.
최근, 휴대폰, 노트북 등의 정보 처리 장치의 소형화에 따라, 이들 정보 처리 장치의 전원으로서 이용할 수 있는 리튬 이차 전지의 전지 특성 향상이 요구되고 있다.In recent years, with the miniaturization of information processing apparatuses such as mobile phones and notebook computers, it is required to improve the battery characteristics of lithium secondary batteries that can be used as power sources for these information processing apparatuses.
예를 들면, 일본공개특허 제2012-146590호에서는 양극을 고밀도화 함으로써 리튬 이차 전지의 용량을 향상시키는 기술이 제안되고 있다. 구체적으로는, 양극 합제층의 고밀도화를 위해 양극 활물질 및 도전재의 평균입경을 최밀충전이 가능하도록 조절하는 것이 제시되어 있다.For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 1465590, a technique of increasing the capacity of a lithium secondary battery by increasing the density of the positive electrode has been proposed. Specifically, in order to increase the density of the positive electrode material mixture layer, it is proposed to adjust the average particle diameter of the positive electrode active material and the electroconductive material so as to be capable of high-density filling.
그러나 이 경우 양극 활물질 표면에 있어서의 미끄러짐성이 충분하지 않기 때문에 양극의 충전 상태가 양호하지 않고 양극의 고밀도화가 불충분하다. However, in this case, since the slidability on the surface of the positive electrode active material is not sufficient, the charging state of the positive electrode is not good and the density of the positive electrode is insufficient.
일 구현예는 고밀도화가 가능한 리튬 이차 전지용 양극을 제공하기 위한 것이다.One embodiment is to provide a cathode for a lithium secondary battery capable of being densified.
다른 일 구현예는 상기 리튬 이차 전지용 양극을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공하기 위한 것이다.Another embodiment is to provide a lithium secondary battery including the positive electrode for the lithium secondary battery.
일 구현예는 리튬의 흡장 및 방출이 가역적으로 가능한 양극 활물질의 표면에 제1 도전재가 복합화된 복합 양극 활물질; 제2 도전재; 및 인장 탄성율이 900 MPa 이하인 바인더를 포함하는 리튬 이차 전지용 양극을 제공한다.One embodiment of the present invention is a composite cathode active material in which a first conductive material is complexed on a surface of a cathode active material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium; A second conductive material; And a binder having a tensile modulus of elasticity of 900 MPa or less.
상기 제1 도전재는 인편상 흑연, 그라펜 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The first conductive material may comprise scaly graphite, graphene, or a combination thereof.
상기 제1 도전재의 평균입경(D50)은 0.5 ㎛ 내지 3 ㎛ 일 수 있다.The average particle diameter (D50) of the first conductive material may be 0.5 mu m to 3 mu m.
상기 제1 도전재는 상기 복합 양극 활물질의 총량에 대하여 0.3 중량% 내지 1 중량%로 복합화될 수 있다.The first conductive material may be compounded in an amount of 0.3 wt% to 1 wt% based on the total amount of the composite cathode active material.
상기 제1 도전재 및 상기 제2 도전재의 총 함량은 상기 복합 양극 활물질, 상기 제2 도전재 및 상기 바인더의 총량에 대하여 0.6 중량% 내지 2.0 중량% 일 수 있다.The total content of the first conductive material and the second conductive material may be 0.6 wt% to 2.0 wt% based on the total amount of the composite cathode active material, the second conductive material, and the binder.
상기 리튬의 흡장 및 방출이 가역적으로 가능한 양극 활물질은 리튬 전이금속 산화물을 포함할 수 있다.The cathode active material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium may include a lithium transition metal oxide.
상기 바인더는 서로 다른 2종 이상의 단량체의 중합으로 형성된 공중합체(copolymer)를 포함할 수 있고, 구체적으로 상기 바인더는 비닐리덴플루오라이드-테트라플루오로에틸렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-클로로트리플루오로에틸렌 공중합체, 폴리비닐리덴플루오라이드와 수소화 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체의 혼합물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The binder may include a copolymer formed by polymerization of two or more different monomers. Specifically, the binder may be a vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-chlorotrifluoro Ethylene copolymers, mixtures of polyvinylidene fluoride and hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymers, or combinations thereof.
다른 일 구현예는 상기 양극을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.Another embodiment provides a lithium secondary battery comprising the positive electrode.
기타 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description below.
고밀도화가 가능한 양극을 제공함으로써 고용량의 리튬 이차 전지를 구현할 수 있다.A high capacity lithium secondary battery can be realized by providing a positive electrode capable of high density.
도 1은 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a lithium secondary battery according to one embodiment.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, it should be understood that the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.It is to be understood that where a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, unless stated otherwise in this specification, .
이하, 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지에 대해 도 1을 참고하여 설명한다.Hereinafter, a lithium secondary battery according to one embodiment will be described with reference to FIG.
도 1은 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a lithium secondary battery according to one embodiment.
도 1을 참고하면, 리튬 이차 전지(10)는 양극(20), 음극(30), 세퍼레이터(40) 및 비수전해액을 포함한다. 상기 리튬 이차 전지(10)의 형태는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 원통형, 각형, 라미네이트(laminate)형, 버튼(button)형 등 어떠한 것일 수 있다. 1, the lithium
상기 양극(20)은 집전체(21) 및 양극 활물질층(22)을 포함한다.The anode (20) includes a current collector (21) and a cathode active material layer (22).
상기 집전체(21)는 알루미늄 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The
상기 양극 활물질층(22)은 리튬의 흡장 및 방출이 가역적으로 가능한 양극 활물질의 표면에 제1 도전재가 복합화된 복합 양극 활물질, 제2 도전재, 그리고 바인더를 포함할 수 있다. The cathode
상기 양극 활물질은 리튬의 흡장 및 방출이 가역적으로 가능한 물질로서, 리튬 전이금속 산화물을 포함할 수 있다. 상기 리튬 전이금속 산화물을 양극 활물질로 사용하는 리튬 이차 전지는 고전위를 가지는 동시에 고용량을 구현할 수 있다. The cathode active material is a material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium, and may include a lithium transition metal oxide. The lithium secondary battery using the lithium transition metal oxide as a cathode active material may have a high capacity and a high capacity.
상기 리튬 전이금속 산화물로는 예를 들면, LiCoO2등의 리튬코발트계 복합 산화물, LiNixCoyMnzO2 등의 리튬니켈코발트망간계 복합 산화물, LiNiO2 등의 리튬니켈계 복합 산화물, LiMn2O4 등의 리튬망간계 복합 산화물 등을 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.Examples of the lithium transition metal oxide include lithium cobalt composite oxides such as LiCoO 2 , lithium nickel cobalt manganese complex oxides such as LiNi x Co y Mn z O 2 , LiNiO 2 , Lithium manganese-based complex oxides such as LiMn 2 O 4, etc. These may be used alone or in combination of two or more.
상기 양극 활물질층 내에서의 상기 양극 활물질의 함유량은 특별히 제한되지 않는다. 또한 상기 양극 활물질은 고전압 시의 전해액과의 부반응을 억제하기 위해, 상기 각 물질에 표면 처리를 실시한 것을 사용할 수도 있다. The content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is not particularly limited. In addition, the above-mentioned cathode active material may be subjected to surface treatment for each of the above-mentioned substances in order to suppress side reactions with an electrolyte at a high voltage.
상기 양극 활물질의 평균 응집 입경은 10 ㎛ 내지 30 ㎛ 일 수 있다. 상기 범위 내의 입경을 가지는 경우 양극 활물질의 안전성이나 충전성이 향상될 수 있다. 상기 평균 응집 입경은 상기 리튬의 흡장 및 방출이 가역적으로 가능한 물질의 1차 입자가 응집되어 형성된 2차 입자를 구체로 간주했을 때, 직경 분포의 50% 적산값(D50값)을 나타내며, 이는 레이저 회절/산란법에 의해 측정할 수 있다. The average agglomerated particle size of the cathode active material may be 10 탆 to 30 탆. When the particle size is within the above range, the safety and the filling property of the cathode active material can be improved. The average agglomerated particle size represents a 50% integrated value (D50 value) of the diameter distribution when secondary particles formed by agglomerating primary particles of a material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium are regarded as spheres, And can be measured by a diffraction / scattering method.
상기 양극 활물질의 표면에 제1 도전재를 복합화시킨 물질을 양극에 사용할 경우 양극의 고밀도화가 가능하다. 또한, 제1 도전재를 상기 양극 활물질의 표면에 복합화시킴으로써, 동일 양의 도전재와 양극 활물질을 단순히 혼합한 경우 대비 높은 도전성을 얻을 수 있다. 일반적으로 도전재는 양극의 도전성 확보를 위해 첨가되지만, 다량 첨가 시 높은 입체장애 및 미끄러짐 저항 증가 때문에 양극 활물질의 충전성을 저하시키게 된다. 그러나 일 구현예에 따르면 상기 제2 도전재의 사용량을 억제할 수 있으므로, 도전재에 의한 입체장애 및 미끄러짐 저항을 저하시키고, 양극의 충전성 및 부피밀도를 향상시킬 수 있다. When a material obtained by compounding the first conductive material on the surface of the positive electrode active material is used for the positive electrode, it is possible to increase the density of the positive electrode. Further, by compounding the first conductive material on the surface of the cathode active material, higher conductivity can be obtained when the same amount of the conductive material and the cathode active material are simply mixed. Generally, the conductive material is added for securing the conductivity of the anode, but the chargeability of the cathode active material is lowered due to the increased steric hindrance and slip resistance when added in a large amount. However, according to one embodiment, since the amount of the second conductive material can be suppressed, the steric hindrance and slip resistance by the conductive material can be reduced, and the filling property and bulk density of the anode can be improved.
여기에서, 복합화란 제1 도전재를 양극 활물질의 표면에 견고하게 결합시켜 피복하는 것을 나타낸다. 복합화는 예를 들면, 건식 메카노케미컬(mechanochemical)법, 습식 분무에 의한 전동유동 코팅법, 스프레이 코트(spray coat)법, 강제 담지법 등으로 수행할 수 있다.Here, the term " composite " means that the first conductive material is firmly bonded to the surface of the positive electrode active material. The compounding can be performed by, for example, a dry mechanochemical method, an electric flow coating method by wet spraying, a spray coat method, or a forced deposition method.
상기 건식 메카노케미컬법은 예를 들면, 원료의 혼합 분체의 입자 각각에 충격력, 전단력 및 압축력을 균일적으로 부여하는 방법이다. 건식 메카노케미컬법에 의한 복합화는 예를 들면, 호소카와 미크론(Hosokawa Micron)사 제조의 노빌타(Nobilta)등에 의해 수행될 수 있다. The dry mechanochemical method is a method for uniformly imparting an impact force, a shearing force and a compressive force to each of the particles of the mixed powder of raw materials, for example. The compounding by the dry mechanochemical method can be carried out, for example, by Nobilta et al., Manufactured by Hosokawa Micron.
상기 제1 도전재는 탄소계 물질일 수 있고, 구체적으로 인편상 흑연, 그라펜 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고, 이들은 박편형일 수 있다. 상기 종류의 제1 도전재를 상기 양극 활물질의 표면에 복합화시킴으로써, 양극 활물질의 미끄러짐성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 양극 제조시 충전성을 향상시킬 수 있고, 양극을 고밀도화 할 수 있다. 또한 상기 복합화에 의해 상기 제1 도전재는 복합 양극 활물질에 효율적으로 도전성을 부여할 수 있으므로, 제2 도전재의 사용량이 억제될 수 있다. 이로 인해, 제2 도전재에 의한 입체 장애 및 미끄러짐 저항이 경감되어 양극을 보다 고밀도화 시킬 수 있다. The first conductive material may be a carbon-based material, and may specifically include scaly graphite, graphene, or a combination thereof, and these may be flake-shaped. The slipperiness of the positive electrode active material can be improved by compounding the first conductive material of this kind on the surface of the positive electrode active material. As a result, it is possible to improve the filling property during the production of the positive electrode and to increase the density of the positive electrode. In addition, the first conductive material can efficiently impart conductivity to the composite cathode active material by the above-described complexing, so that the usage amount of the second conductive material can be suppressed. As a result, the steric hindrance and slip resistance caused by the second conductive material are reduced, and the anode can be more densified.
예를 들면, 상기 제1 도전재는 상기 복합 양극 활물질의 총량에 대하여 0.3 중량% 내지 1 중량%로 첨가되어 복합화될 수 있고, 구체적으로는 0.6 중량% 내지 1 중량%로 첨가될 수 있다. 상기 제1 도전재의 첨가량이 상기 범위 내인 경우, 제1 도전재가 양극 활물질의 표면을 적절히 피복하기 위해 리튬 이온의 이동을 저해하지 않고 양극 활물질의 미끄러짐성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지용 양극은 전지 특성을 유지하면서 부피밀도를 향상시킬 수 있다. For example, the first conductive material may be added in an amount of 0.3 wt% to 1 wt% relative to the total amount of the composite cathode active material, and may be compounded, specifically, 0.6 wt% to 1 wt%. When the amount of the first conductive material is within the above range, slipperiness of the cathode active material can be improved without hindering the movement of lithium ions so that the first conductive material adequately covers the surface of the cathode active material. Accordingly, the positive electrode for a lithium secondary battery according to one embodiment can improve the bulk density while maintaining battery characteristics.
상기 제1 도전재의 평균입경(D50)은 0.5 ㎛ 내지 3 ㎛ 일 수 있고, 예를 들면, 1 ㎛ 내지 3 ㎛ 일 수 있다. 상기 제1 도전재의 D50이 상기 범위 내인 경우 제1 도전재에 의한 미끄러짐성이 향상되어 양극 활물질층의 부피밀도가 증가할 수 있다. 이때 상기 평균입경(D50)은 제1 도전재의 입자를 구체로 간주했을 때, 직경의 입경 분포에 있어서 적산값이 50%가 되는 입경을 의미한다. 또한 상기 제1 도전재의 평균입경(D50)은 예를 들면, 레이저 회절/산란법에 의해 측정할 수 있다. The average particle diameter (D50) of the first conductive material may be 0.5 mu m to 3 mu m, and may be, for example, 1 mu m to 3 mu m. When the D50 of the first conductive material is within the above range, slipperiness due to the first conductive material is improved and the bulk density of the cathode active material layer can be increased. Here, the average particle diameter (D50) means a particle diameter at which the integrated value becomes 50% in the diameter distribution of the diameter when the particles of the first conductive material are regarded as spheres. The average particle diameter (D50) of the first conductive material can be measured by, for example, a laser diffraction / scattering method.
상기 제2 도전재는 예를 들면, 케첸 블랙(ketjen black), 아세틸렌 블랙(acetylene black) 등의 카본 블랙, 카본나노튜브, 천연흑연, 인조흑연 등의 탄소계 물질을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The second conductive material may be, for example, carbon black such as ketjen black or acetylene black, carbon nanotubes, natural graphite, artificial graphite, etc., but is not limited thereto .
상기 제2 도전재는 상기 양극 활물질층(22)에 도전성을 부여할 수 있다. 상기 제2 도전재는 상기 양극 활물질에 복합화되어 있지 않은 것으로, 양극 활물질층(22)에 포함될 경우 양극 활물질층(22)은 도전성을 더욱 얻을 수 있다. The second conductive material may impart conductivity to the cathode
상기 제1 도전재와 상기 제2 도전재의 첨가량 총합은 상기 양극 활물질층(22)의 총량에 대하여, 즉, 상기 복합 양극 활물질, 상기 제2 도전재 및 상기 바인더의 총량에 대하여 0.6 중량% 내지 2.0 중량% 일 수 있고, 예를 들면, 0.8 중량% 내지 1.5 중량% 일 수 있다. 제1 및 제2 도전재의 총 첨가량이 상기 범위 내인 경우 충분한 도전성을 부여할 수 있고, 양극의 압축 성형성 및 충전성이 우수하여 양극의 고밀도화를 구현할 수 있다.The total amount of addition of the first conductive material and the second conductive material is preferably 0.6 to 2.0% based on the total amount of the cathode
상기 바인더는 상기 복합 양극 활물질과 상기 제2 도전재를 상기 집전체(21) 위에 결착시킬 수 있다.The binder may bind the composite cathode active material and the second conductive material on the
상기 바인더는 인장 탄성율이 900 MPa 이하일 수 있고, 예를 들면 300 MPa 내지 900 MPa 일 수 있다. 상기 바인더의 인장 탄성율이 상기 범위 내인 경우 유연성이 높아서 양극 제조시 압축 성형성을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 양극 활물질층의 부피밀도를 향상시킬 수 있고 양극을 고밀도화시킬 수 있다. 상기 인장 탄성율은 예를 들면, ASTM D638의 인장 시험에 의해 측정할 수 있다.The binder may have a tensile modulus of 900 MPa or less, for example, 300 MPa to 900 MPa. When the tensile modulus of elasticity of the binder is within the above range, flexibility is high and compression moldability can be improved during production of the positive electrode, thereby increasing the bulk density of the positive electrode active material layer and increasing the density of the positive electrode. The tensile modulus can be measured, for example, by a tensile test according to ASTM D638.
상기 바인더는 적어도 하나의 공중합체(copolymer)를 포함할 수 있다. 이때 상기 공중합체는 서로 다른 2종 이상의 단량체의 중합으로 형성된 중합체로서, 단일 단량체의 중합으로 형성된 호모폴리머(homopolymer)와는 구분될 수 있다. 상기 공중합체를 사용할 경우 인장 탄성율이 900 MPa 이하인 바인더를 얻을 수 있다.The binder may comprise at least one copolymer. Wherein the copolymer is a polymer formed by polymerization of two or more different monomers and can be distinguished from a homopolymer formed by polymerization of a single monomer. When the copolymer is used, a binder having a tensile modulus of 900 MPa or less can be obtained.
상기 바인더는 예를 들면, 비닐리덴플루오라이드-테트라플루오로에틸렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-클로로트리플루오로에틸렌 공중합체, 폴리비닐리덴플루오라이드와 수소화 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체의 혼합물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이들 중에서, 비닐리덴플루오라이드-테트라플루오로에틸렌 공중합체를 사용할 수 있다. 상기 바인더는 전해액 등에 의해 팽윤되기 어려운 동시에 내산화성이 우수하다. 상기 비닐리덴플루오라이드-테트라플루오로에틸렌 공중합체는 비닐리덴플루오라이드와 테트라플루오로에틸렌의 중합 비율을 조절함에 따라 바인더의 인장 탄성율을 조절할 수 있으며, 구체적으로 테트라플루오로에틸렌의 중합 비율이 높아질수록 인장 탄성율이 낮아질 수 있다.The binder may be, for example, a vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, a vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene copolymer, a mixture of polyvinylidene fluoride and a hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer, or And combinations of these. Of these, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymers can be used. The binder hardly swells due to an electrolyte or the like, and is excellent in oxidation resistance. The vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer can control the tensile elastic modulus of the binder by controlling the polymerization ratio of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene. Specifically, as the polymerization ratio of tetrafluoroethylene increases, The tensile modulus can be lowered.
상기 양극 활물질층(22) 내에서 상기 바인더의 함유량은 특별히 제한되지 않으며, 종래 리튬 이차 전지의 양극 활물질층에 적용되는 함유량이라면 어떤 범위도 가능하다.The content of the binder in the positive electrode
상기 양극 활물질층(22)은 예를 들면, N-메틸-2-피롤리돈 등과 같은 유기 용매에, 상기 양극 활물질의 표면에 상기 제1 도전재가 복합화된 복합 양극 활물질, 상기 제2 도전재 및 상기 바인더를 분산시킨 슬러리를 상기 집전체(21) 위에 도포하고, 건조 및 압연하여 형성할 수 있다. 상기 도포의 방법은 예를 들면, 닥터 블레이드(doctor blade)법, 슬롯 다이(slot die)법, 나이프 코터(knife coater)법, 그라비아 코터(gravure coater)법 등을 들 수 있다. 형성된 양극 활물질층(22)의 두께는 특별히 제한되지 않고, 리튬 이차 전지의 양극 활물질층이 갖는 두께라면 된다. The cathode
상기 음극(30)은 집전체(31) 및 음극 활물질층(32)을 포함한다. The
상기 집전체(31)는 예를 들면, 구리(Cu), 니켈(Ni) 등을 포함할 수 있다.The
상기 음극 활물질층(32)은 리튬 이차 전지의 음극 활물질층으로서 사용되는 것이라면, 어떠한 것이어도 된다. 예를 들면, 상기 음극 활물질층(32)은 음극 활물질을 포함하고, 결착제를 추가로 포함할 수 있다.The negative electrode
상기 음극 활물질은 탄소계 물질, 규소계 물질, 주석계 물질, 리튬금속산화물, 금속 리튬 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 탄소계 물질은 예를 들면, 인조흑연, 천연흑연, 인조흑연과 천연흑연의 혼합물, 인조흑연으로 코팅된 천연흑연 등 흑연계 물질을 사용할 수 있다. 상기 규소계 물질은 예를 들면, 규소, 규소 산화물, 규소 함유 합금, 이들과 흑연계 물질의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 상기 규소 산화물은 SiOx(0.5≤x≤1.5)으로 표시될 수 있다. 상기 규소 함유 합금은 합금의 총량에 대하여 규소의 함량이 전체 금속 원소 중 가장 많은 합금이며, 예를 들면, Si-Al-Fe 합금 등을 들 수 있다. 상기 주석계 물질은 예를 들면, 주석, 주석 산화물, 주석 함유 합금, 이들과 흑연계 물질의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 상기 리튬금속산화물은 예를 들면, Li4Ti5O12 등 산화티탄계 화합물 등을 들 수 있다.The negative electrode active material may be a carbon-based material, a silicon-based material, a tin-based material, a lithium metal oxide, a metal lithium, or the like, or a mixture of two or more thereof. The carbon-based material may be, for example, graphite based materials such as artificial graphite, natural graphite, a mixture of artificial graphite and natural graphite, and natural graphite coated with artificial graphite. The silicon-based material may be, for example, silicon, a silicon oxide, a silicon-containing alloy, or a mixture of these with a graphite-based material. The silicon oxide may be represented by SiOx (0.5? X? 1.5). The silicon-containing alloy is an alloy in which the content of silicon is the greatest among all the metal elements with respect to the total amount of the alloy, and examples thereof include Si-Al-Fe alloys. The tin-based material may be, for example, tin, tin oxide, a tin-containing alloy, a mixture thereof with a graphite-based material, or the like. The lithium metal oxide includes, for example, a titanium oxide-based compound such as Li 4 Ti 5 O 12 .
상기 결착제는 특별히 제한되지 않으며, 상기 양극에서 사용된 바인더와 동일한 것을 사용할 수도 있다. The binder is not particularly limited, and the same binder as that used in the positive electrode may be used.
상기 음극 활물질과 상기 결착제와의 중량비는 특별히 제한되지 않고, 종래의 리튬 이차 전지에서 사용되는 중량비로도 사용 가능하다.The weight ratio of the negative electrode active material to the binder is not particularly limited and may be used in a weight ratio used in a conventional lithium secondary battery.
상기 음극(30)은 다음과 같이 제조될 수 있다. 상기 음극 활물질 및 상기 결착제를 원하는 비율로 혼합한 것을, 물 등과 같은 용매에 분산시켜 슬러리를 제조한 다음, 상기 슬러리를 집전체(31) 위에 도포하고, 건조 및 압연하여 음극 활물질층(32)을 형성할 수 있다. 이때 상기 음극 활물질층(32)의 두께는 특별히 제한되지 않고, 리튬 이차 전지의 음극 활물질층이 갖는 두께라면 된다. 또, 음극 활물질층(32)으로서 금속 리튬을 이용할 경우 집전체(31)에 금속 리튬 박을 겹칠 수 있다.The
상기 세퍼레이터층(40)은 세퍼레이터 및 전해액을 포함할 수 있다.The
상기 세퍼레이터는 특별히 제한되지 않고, 리튬 이차 전지의 세퍼레이터로서 사용되는 것이라면 어떠한 것이어도 된다. 예를 들면, 우수한 고율방전 성능을 나타내는 다공막이나 부직포 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.The separator is not particularly limited, and any separator may be used as long as it is used as a separator of a lithium secondary battery. For example, a porous film or nonwoven fabric exhibiting excellent high rate discharge performance can be used singly or in combination.
또한 상기 세퍼레이터는 Al2O3, Mg(OH)2, SiO2 등의 무기물에 의해 그 표면이 코팅된 것을 사용할 수도 있다.The separator may be coated with an inorganic material such as Al 2 O 3 , Mg (OH) 2 , SiO 2 or the like.
상기 세퍼레이터의 재료로는 예를 들면, 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-퍼플루오로비닐에테르 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-테트라플루오로에틸렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-트리플루오로에틸렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-플루오로에틸렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로아세톤 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-에틸렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-프로필렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-트리플루오로프로필렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체 등을 들 수 있다. 상기 폴리올레핀계 수지의 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등이 있으며, 상기 폴리에스테르계 수지의 예로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등이 있다.Examples of the material of the separator include a polyolefin resin, a polyester resin, polyvinylidene fluoride (PVDF), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-perfluorovinyl ether Copolymers, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymers, vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymers, vinylidene fluoride-fluoroethylene copolymers, vinylidene fluoride-hexafluoroacetone copolymers, Vinylidene fluoride-ethylene copolymer, vinylidene fluoride-propylene copolymer, vinylidene fluoride-trifluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride Rye-ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, and the like. Examples of the polyolefin-based resin include polyethylene and polypropylene. Examples of the polyester-based resin include polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate.
상기 세퍼레이터의 기공율은 특별히 제한되지 않으며, 리튬 이차 전지의 세퍼레이터가 갖는 기공율이 임의로 적용 가능하다. The porosity of the separator is not particularly limited, and the porosity of the separator of the lithium secondary battery can be arbitrarily applied.
상기 전해액은 비수용매에 전해질염을 함유시킨 조성을 가질 수 있다.The electrolytic solution may have a composition containing an electrolytic salt in a non-aqueous solvent.
상기 비수용매로는 예를 들면, 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, 클로로에틸렌 카보네이트, 비닐렌 카보네이트 등의 환형 카보네이트류; 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트 등의 쇄상 카보네이트류; γ-부티로락톤, γ-발레로락톤 등의 환형 에스테르류; 포름산 메틸(methyl formate), 아세트산 메틸(methyl acetate), 부티르산 메틸(butyric acid methyl) 등의 쇄상 에스테르류; 테트라하이드로푸란 또는 그 유도체; 1,3-디옥산, 1,4-디옥산, 1,2-디메톡시 에탄, 1,4-디부톡시에탄, 메틸 디글라임 등의 에테르류; 아세토니트릴, 벤조니트릴 등의 니트릴류; 디옥솔란 또는 그 유도체; 에틸렌 술파이드, 술포란, 술톤 또는 그 유도체 등을 단독 또는 2종 이상의 혼합물로 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. Examples of the non-aqueous solvent include cyclic carbonates such as propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, chloroethylene carbonate and vinylene carbonate; Chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate; cyclic esters such as? -butyrolactone and? -valerolactone; Chain esters such as methyl formate, methyl acetate and butyric acid methyl; Tetrahydrofuran or a derivative thereof; Ethers such as 1,3-dioxane, 1,4-dioxane, 1,2-dimethoxyethane, 1,4-dibutoxyethane and methyl diglyme; Nitriles such as acetonitrile and benzonitrile; Dioxolane or derivatives thereof; Ethylene sulfide, sulfolane, sultone or a derivative thereof may be used alone or as a mixture of two or more thereof, but is not limited thereto.
상기 전해질염은, 예를 들면, LiClO4, LiBF4, LiAsF6, LiPF6, LiPF6 -x(CnF2n +1)x (1<x<6, n=1 또는 2), LiSCN, LiBr, LiI, Li2SO4, Li2B10Cl10, NaClO4, NaI, NaSCN, NaBr, KClO4, KSCN 등의 리튬, 나트륨 또는 칼륨의 1종을 포함하는 무기이온 염; LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(CF3SO2)(C4F9SO2), LiC(CF3SO2)3, LiC(C2F5SO2)3, (CH3)4NBF4, (CH3)4NBr, (C2H5)4NClO4, (C2H5)4NI, (C3H7)4NBr, (n-C4H9)4NClO4, (n-C4H9)4NI, (C2H5)4N-말레에이트, (C2H5)4N-벤조에이트, (C2H5)4N-프탈레이트, 스테아릴 술폰산 리튬, 옥틸 술폰산 리튬, 도데킬벤젠술폰산 리튬 등의 유기이온 염 등을 들 수 있고, 이들의 이온성 화합물을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The electrolyte salt may be, for example, LiClO 4, LiBF 4, LiAsF 6, LiPF 6, LiPF 6 -x (CnF 2n +1) x (1 <x <6, n = 1 or 2), LiSCN, LiBr, LiI, Li 2 SO 4, Li 2 B 10 Cl 10, NaClO 4, NaI, NaSCN, NaBr, KClO 4, an inorganic ion salt containing lithium, sodium or potassium, such as one type of KSCN; LiCF 3 SO 3, LiN (CF 3 SO 2) 2, LiN (C 2 F 5 SO 2) 2, LiN (CF 3 SO 2) (C 4 F 9 SO 2), LiC (CF 3 SO 2) 3, LiC (C 2 F 5 SO 2 ) 3, (CH 3) 4 NBF 4, (CH 3) 4 NBr, (C 2 H 5) 4 NClO 4, (C 2 H 5) 4 NI, (C 3 H 7 ) 4 NBr, (nC 4 H 9) 4 NClO 4, (nC 4 H 9) 4 NI, (C 2 H 5) 4 N- maleate, (C 2 H 5) 4 N- benzoate, (C 2 H 5 ) 4 N-phthalate, lithium stearylsulfonate, lithium octylsulfonate, and lithium dodecylbenzenesulfonate. These ionic compounds may be used singly or in combination of two or more.
상기 전해질염의 농도는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 0.5 내지 2.0 mol/L의 농도로 사용할 수 있다.The concentration of the electrolyte salt is not particularly limited, and may be used in a concentration of, for example, 0.5 to 2.0 mol / L.
이하, 리튬 이차 전지(10)의 제조 방법에 대해 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing the lithium
전술한 세퍼레이터를 상기 양극(20) 및 상기 음극(30) 사이에 배치시켜어 전극 구조체를 제조한 다음, 상기 전극 구조체를 원하는 형태, 예컨대 원통형, 각형, 라미네이트형, 버튼형 등으로 가공하고, 해당 형태의 용기에 삽입한다. 이어서, 해당 용기 내에 상기 비수전해액을 주입하여 세퍼레이터 내의 각 기공에 전해액을 함침시킴으로써, 리튬 이차 전지를 제작할 수 있다.
The separator is disposed between the
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다. 또한, 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략한다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described. However, the embodiments described below are only intended to illustrate or explain the present invention, and thus the present invention should not be limited thereto. In addition, contents not described here can be inferred sufficiently technically if they are skilled in the art, and a description thereof will be omitted.
실시예Example 1 One
(양극 제조)(Anode manufacture)
양극 활물질인 LiCoO2에 제1 도전재인 인편상 흑연을 첨가하여 노빌타 Nob-mini(호소카와 미크론(Hosokawa Micron)사 제조)에 의해 건식으로 복합화해서 복합 양극 활물질을 제조하였다. 이때 상기 제1 도전재는 상기 복합 양극 활물질의 총량에 대하여 0.6 중량% 첨가하였고, 상기 복합화는 500W의 부하 동력으로 5분간 수행하였다. 또한 상기 제1 도전재의 평균입경(D50)은 레이저 회절/산란식 입도분석계 MT3000(마이크로 트랙社)에 의해 측정한 결과 3 ㎛ 이었다.Scatter graphite, which is a first conductive material, was added to LiCoO 2 as a cathode active material, and was dry-compounded with Nobilta Nob-mini (Hosokawa Micron) to prepare a composite cathode active material. At this time, the first conductive material was added in an amount of 0.6 wt% based on the total amount of the composite cathode active material, and the composite conductive material was subjected to a load of 500W for 5 minutes. The average particle diameter (D50) of the first conductive material was 3 mu m as measured by a laser diffraction / scattering type particle size analyzer MT3000 (Microtrac).
이어서, 제조된 복합 양극 활물질, 제2 도전재인 카본블랙, 그리고 인장 탄성율 700 MPa의 비닐리덴플루오라이드-테트라플루오로에틸렌(VdF-TFE) 공중합체를 혼합하고, N-메틸 피롤리돈(NMP) 용액을 적량 첨가하여 혼합 및 분산함으로써 슬러리를 제조하였다. 상기 VdF-TFE 공중합체의 인장 탄성율은 ASTM D638에 따라, 만능시험기 오토그래프 AGS-X(SHIMADZU 제조)에 의해 측정하였다. 또한 상기 제1 도전재 및 상기 제2 도전재의 총량이 양극 활물질층 합제의 총량에 대하여 1.2 중량%가 되도록 상기 카본블랙의 첨가량을 결정하였다. 또한 상기 바인더는 양극 활물질층 합제의 총량에 대하여 1.2 중량%로 투입되었다. Next, the prepared composite cathode active material, carbon black as the second conductive material, and vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene (VdF-TFE) copolymer having a tensile modulus of 700 MPa were mixed and N-methylpyrrolidone (NMP) And a slurry was prepared by mixing and dispersing. The tensile modulus of the VdF-TFE copolymer was measured by a universal testing machine Autograph AGS-X (manufactured by SHIMADZU) according to ASTM D638. The addition amount of the carbon black was determined such that the total amount of the first conductive material and the second conductive material was 1.2 wt% with respect to the total amount of the positive electrode active material layer mixture. The binder was added in an amount of 1.2% by weight based on the total amount of the positive electrode active material layer mixture.
이어서, 상기 제조된 슬러리를 집전체인 12㎛ 두께의 알루미늄 박 위에 합제 고형분의 면적밀도가 25 mg/cm2이 되도록 도포하고 건조시켜 양극을 제조하였다.Then, the prepared slurry was applied on an aluminum foil having a thickness of 12 mu m as a current collector so that the solid density of the solid was 25 mg / cm < 2 > and dried to prepare a positive electrode.
또, 상기의 실시예 1과 동일한 방법으로, 실시예 2~9, 비교예 1~10에 따른 이차전지용 양극을 제작했다. 여기에서, 실시예 2~9, 비교예 1~10은 실시예 1에 대하여, 복합화시킨 제1 도전재의 종류, 평균 입경 및 첨가량과, 제2 도전재의 종류와, 도전재의 총 첨가량과, 바인더의 종류 및 인장 탄성율과,를 각각 변경해서 제작했다. In the same manner as in Example 1, the positive electrode for a secondary battery according to Examples 2 to 9 and Comparative Examples 1 to 10 was produced. Here, Examples 2 to 9 and Comparative Examples 1 to 10 are the same as Example 1, except that the kind, the average particle diameter and the amount of the first conductive material, the kind of the second conductive material, the total amount of the conductive material, Type and tensile modulus of elasticity, respectively.
(음극 제조)(Cathode manufacture)
음극 활물질인 흑연, 결착제인 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 그리고 증점제인 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 수용액을 98:1:1의 중량비로 물과 함께 혼합 및 분산시켜 슬러리를 제조하였다. 상기 슬러리를 집전체인 6㎛ 두께의 구리박 위에 도포하고 건조 및 압연하여 음극을 제조하였다.A slurry was prepared by mixing and dispersing graphite as an anode active material, styrene-butadiene rubber (SBR) as a binder, and an aqueous solution of carboxymethyl cellulose (CMC) as a thickener in a weight ratio of 98: 1: 1 together with water. The slurry was coated on a copper foil having a thickness of 6 mu m as a current collector, followed by drying and rolling to prepare a negative electrode.
(리튬 이차 전지 제작)(Production of lithium secondary battery)
제조된 양극 및 음극을 소정의 크기로 잘라내서, 집전체인 금속박에 실란트 첨부 집전탭을 용접하였다. 이어서, 양극과 음극 사이에 폴리올레핀계 미다공막 ND314(아사히카세이 E-머티리얼스(ASAHI KASEI E- MATERIALS) 제조)로 이루어지는 세퍼레이터를 사이에 배치하여 전극 구조체를 제작하였다. 상기 전극 구조체를 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 알루미늄의 적층체로 구성된 라미네이트 용기 내에 삽입하고, 개구부로부터 집전 탭이 외부로 뚫고 나오는 상태로 한 후, 집전탭의 실란트부에서 라미네이트 외장체를 가열 밀봉(heat seal) 하였다. The produced positive electrode and negative electrode were cut to a predetermined size to weld a current collecting tab with a sealant to the metal foil as a current collector. Subsequently, a separator made of a polyolefin-based microporous membrane ND314 (manufactured by Asahi Kasei E-MATERIALS) was disposed between the positive electrode and the negative electrode to prepare an electrode structure. The electrode structure was inserted into a laminate container composed of a laminate of polyethylene terephthalate and aluminum, and the current collecting tabs were made to come out from the openings. Then, the laminate external body was heat-sealed at the sealant portions of the current collecting tabs .
에틸렌 카보네이트(EC) 및 에틸메틸 카보네이트(EMC)를 3:7 부피비로 혼합한 용매에 LiPF6를 1.3mol/L의 농도가 되도록 용해하여 LiPF6 용액을 제조하였다. 이어서 상기 LiPF6 용액 90 중량부에 대하여 10 중량부의 플루오로에틸렌 카보네이트를 혼합하여 전해액을 제조하였다. LiPF 6 was dissolved in a solvent mixture of ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) in a ratio of 3: 7 by volume to a concentration of 1.3 mol / L to prepare LiPF 6 Solution. Subsequently, 10 parts by weight of fluoroethylene carbonate was mixed with 90 parts by weight of the LiPF 6 solution to prepare an electrolytic solution.
상기 제조한 전해액을 상기 전극 구조체가 삽입된 라미네이트 외장체의 개구부로 주입한 다음, 외장체의 개구부를 감압 하에서 밀봉하여, 리튬 이차 전지를 제작하였다. The prepared electrolyte was injected into the openings of the laminate enclosure having the electrode structure inserted therein, and then the openings of the enclosure were sealed under reduced pressure to prepare a lithium secondary battery.
실시예Example 2 내지 9 및 2 to 9 and 비교예Comparative Example 1 내지 5 1 to 5
제1 도전재의 종류, 제1 도전재의 평균입경(D50), 제1 도전재의 첨가량, 제2 도전재의 종류, 제1 및 제2 도전재의 총량, 바인더의 종류 및 인장 탄성율 등을 달리한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차 전지를 제작하였다.
Except for the kind of the first conductive material, the average particle diameter (D50) of the first conductive material, the addition amount of the first conductive material, the kind of the second conductive material, the total amount of the first and second conductive materials, the kind of the binder and the tensile elastic modulus , A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1.
평가 1: 양극 Evaluation 1: anode 활물질층의Of the active material layer 부피밀도 Bulk density
실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 양극에 있어서, 양극 활물질층의 부피밀도를 측정하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The bulk density of the positive electrode active material layer in the positive electrode prepared in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 5 was measured and the results are shown in Table 1 below.
구체적으로, 롤 프레스기로 5t의 하중으로 프레스 했을 때의 양극 활물질층의 두께 및 단위면적당의 중량을 측정하고, 부피밀도를 산출하였다. Specifically, the thickness and the weight per unit area of the positive electrode active material layer when pressed with a load of 5t by a roll press machine were measured, and the bulk density was calculated.
평가 2: 사이클 수명 특성Evaluation 2: Cycle life characteristics
실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 리튬 이차 전지에 대해 하기 조건으로 충방전을 수행하여 사이클 수명을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The cycle life of the lithium secondary batteries manufactured in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 5 was measured under the following conditions. The results are shown in Table 1 below.
1 사이클: 전압이 4.4V가 될 때까지 0.1C에서 CC-CV 충전(정전류 정전압 충전)을 수행하고, 전압이 2.75V가 될 때까지 0.1C에서 CC 방전(정전류 방전)을 수행함1 cycle: CC-CV charging (constant current constant voltage charging) is performed at 0.1C until the voltage reaches 4.4V, and CC discharging (constant current discharging) is performed at 0.1C until the voltage becomes 2.75V
2 사이클: 전압이 4.4V가 될 때까지 0.2C에서 CC-CV 충전을 수행하고, 전압이 2.75V가 될 때까지 0.2C에서 CC 방전을 수행함2 cycles: CC-CV charging is performed at 0.2 C until the voltage reaches 4.4 V, and CC discharge is performed at 0.2 C until the voltage becomes 2.75 V
3 사이클 이후: 전압이 4.4V가 될 때까지 1.0C에서 CC-CV 충전, 전압이 2.75V가 될 때까지 1.0C에서 정전류 방전 수행을 반복함After 3 cycles: Charge CC-CV at 1.0 C until the voltage reaches 4.4 V. Repeat the constant current discharge at 1.0 C until the voltage becomes 2.75 V
하기 표 1에서 용량유지율(%)은 3 사이클 시의 방전 용량 대비 300 사이클 시의 방전 용량의 백분율로 산출된다.In the following Table 1, the capacity retention rate (%) is calculated as a percentage of the discharge capacity at 300 cycles to the discharge capacity at 3 cycles.
유지율(%)Volume
Retention rate (%)
- 제1 도전재 함량은 복합 양극 활물질 총량에 대한 것임The first conductive material content is for the total amount of the composite cathode active material.
- CB는 카본블랙임- CB is carbon black
- 제1+제2 도전재 총 함량은 양극 활물질층의 총량, 즉, 복합 양극 활물질, 제2 도전재 및 바인더의 총량에 대한 것임The total content of the first and second conductive materials is about the total amount of the cathode active material layers, that is, the total amount of the composite cathode active material, the second conductive material, and the binder.
- VdF-TFE 공중합체는 비닐리덴플루오라이드-테트라플루오로에틸렌 공중합체임- the VdF-TFE copolymer is a vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer
- VdF-TFE 공중합체 1 내지 3은 비닐리덴플루오라이드 및 테트라플루오로에틸렌의 중합 비율을 변화시킨 것으로, 1에서 3으로 갈수록 테트라플루오로에틸렌의 중합 비율이 높은 것임- VdF-TFE Copolymers 1 to 3 were obtained by varying the polymerization ratio of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene. From 1 to 3, the polymerization ratio of tetrafluoroethylene was high.
- PVdF + H-NBR은 폴리비닐리덴플루오라이드와 수소화 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체의 혼합물임- PVdF + H-NBR is a mixture of polyvinylidene fluoride and hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer.
상기 표 1을 참고하면, 양극 활물질의 표면에 제1 도전재가 복합화된 양극 활물질, 제2 도전재 및 인장 탄성율이 900 MPa 이하인 바인더를 포함하는 실시예 1 내지 9의 경우, 복합화되지 않은 양극 활물질을 사용하거나 인장 탄성율이 900 MPa 초과하는 바인더를 사용한 비교예 1 내지 5의 경우와 비교하여, 사이클 수명 특성의 저하 없이 양극 활물질층의 부피밀도가 향상됨을 알 수 있다. 이에 따라, 일 구현예에 따른 양극은 우수한 전지 성능을 유지하면서 고밀도화가 가능함에 따라 고용량의 리튬 이차 전지를 구현할 수 있음을 알 수 있다.Referring to Table 1, in the case of Examples 1 to 9 including the positive electrode active material, the second electroconductive material, and the binder having the tensile elastic modulus of 900 MPa or less on the surface of the positive active material, the uncomplexed positive active material And the bulk density of the positive electrode active material layer is improved without lowering the cycle life characteristics as compared with the case of Comparative Examples 1 to 5 using a binder having a tensile modulus of elasticity of more than 900 MPa. Accordingly, it can be seen that a high capacity lithium secondary battery can be realized because the positive electrode according to one embodiment can achieve high density while maintaining excellent battery performance.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, And falls within the scope of the invention.
10: 리튬 이차 전지
20: 양극
21: 집전체
22: 양극 활물질층
30: 음극
31: 집전체
32: 음극 활물질층
40: 세퍼레이터층10: Lithium secondary battery
20: anode
21: The whole house
22: cathode active material layer
30: cathode
31: The whole house
32: anode active material layer
40: separator layer
Claims (9)
제2 도전재; 및
인장 탄성율이 900 MPa 이하인 바인더
를 포함하는 리튬 이차 전지용 양극.A composite cathode active material in which a first conductive material is complexed on a surface of a cathode active material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium;
A second conductive material; And
A binder having a tensile modulus of elasticity of 900 MPa or less
And a positive electrode for a lithium secondary battery.
상기 제1 도전재는 인편상 흑연, 그라펜 또는 이들의 조합을 포함하는 리튬 이차 전지용 양극.The method according to claim 1,
Wherein the first conductive material comprises scaly graphite, graphene, or a combination thereof.
상기 제1 도전재의 평균입경(D50)은 0.5 ㎛ 내지 3 ㎛ 인 리튬 이차 전지용 양극.The method according to claim 1,
Wherein an average particle diameter (D50) of the first conductive material is 0.5 占 퐉 to 3 占 퐉.
상기 제1 도전재는 상기 복합 양극 활물질의 총량에 대하여 0.3 중량% 내지 1 중량%로 복합화되는 리튬 이차 전지용 양극. The method according to claim 1,
Wherein the first conductive material is compounded in an amount of 0.3 wt% to 1 wt% based on the total amount of the composite cathode active material.
상기 제1 도전재 및 상기 제2 도전재의 총 함량은 상기 복합 양극 활물질, 상기 제2 도전재 및 상기 바인더의 총량에 대하여 0.6 중량% 내지 2.0 중량%인 리튬 이차 전지용 양극.The method according to claim 1,
Wherein the total content of the first conductive material and the second conductive material is 0.6 wt% to 2.0 wt% based on the total amount of the composite positive electrode active material, the second conductive material, and the binder.
상기 리튬의 흡장 및 방출이 가역적으로 가능한 양극 활물질은 리튬 전이금속 산화물을 포함하는 리튬 이차 전지용 양극.The method according to claim 1,
Wherein the positive electrode active material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium comprises a lithium transition metal oxide.
상기 바인더는 서로 다른 2종 이상의 단량체의 중합으로 형성된 공중합체(copolymer)를 포함하는 리튬 이차 전지용 양극.The method according to claim 1,
Wherein the binder comprises a copolymer formed by polymerization of two or more different monomers.
상기 바인더는 비닐리덴플루오라이드-테트라플루오로에틸렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-클로로트리플루오로에틸렌 공중합체, 폴리비닐리덴플루오라이드와 수소화 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체의 혼합물, 또는 이들의 조합을 포함하는 리튬 이차 전지용 양극.The method according to claim 1,
The binder may be selected from the group consisting of a vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, a vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene copolymer, a mixture of polyvinylidene fluoride and hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer, Including an anode for a lithium secondary battery.
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