KR102196750B1 - Method of manufacturing electrode comprising two-layer structure - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 (i) 제1 활물질층 형성을 위한 제1 전극합제 슬러리를 준비하고, 전극 집전체에 상기 제1 전극합제 슬러리를 코팅하고, 건조 및 압연하여 제1 활물질층을 형성시키는 단계; 및 (ii) 제2 활물질층 형성을 위한 제2 전극합제 슬러리를 준비하고, 상기 제2 전극합제 슬러리를 제1 활물질층에 코팅하고, 라미네이션(lamination)하는 단계;를 포함하는 이차전지용 전극의 제조방법을 제공하고, 이러한 방법에 의해 제조된 전극을 포함하는 전기화학소자는 고용량화 및 고밀도화라는 최근 이차전지 요구를 만족시킬 수 있다.In the present invention, (i) preparing a first electrode mixture slurry for forming a first active material layer, coating the first electrode mixture slurry on an electrode current collector, drying, and rolling to form a first active material layer; And (ii) preparing a second electrode mixture slurry for forming a second active material layer, coating the second electrode mixture slurry on the first active material layer, and laminating; A method is provided, and an electrochemical device including an electrode manufactured by such a method can satisfy the recent demand for secondary batteries of high capacity and high density.
Description
본 발명은 2층 구조를 갖는 전극의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an electrode having a two-layer structure.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지에 대해 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중에서도 높은 에너지 밀도와 작동 전위를 나타내고, 사이클 수명이 길며, 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지가 상용화되어 널리 사용되고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing, and among such secondary batteries, lithium secondary batteries exhibit high energy density and operating potential, long cycle life, and low self-discharge rate. Batteries are commercialized and widely used.
또한, 최근에는 환경문제에 대한 관심이 커짐에 따라 대기오염의 주요 원인의 하나인 가솔린 차량, 디젤 차량 등 화석연료를 사용하는 차량을 대체할 수 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로는 높은 에너지 밀도, 높은 방전 전압 및 출력 안정성의 리튬 이차전지가 주로 연구, 사용되고 있다.In addition, as interest in environmental issues has increased in recent years, electric vehicles (EV) and hybrid electric vehicles (HEV) that can replace vehicles that use fossil fuels such as gasoline vehicles and diesel vehicles, which are one of the main causes of air pollution. There is a lot of research on the back. As a power source for electric vehicles (EV) and hybrid electric vehicles (HEV), lithium secondary batteries having high energy density, high discharge voltage, and output stability are mainly studied and used.
이러한 리튬이차전지는, 최근, 고용량화 및 고밀도화를 위해 면적이 넓고 두꺼워지는 추세이며, 이로 인해 인가되는 전류값도 커지고 있다. In recent years, such a lithium secondary battery has a tendency to become wider and thicker for higher capacity and higher density, and thus, an applied current value is also increasing.
한편, 리튬이차전지를 반복 충방전하여 사용할 경우, 전해액 분해와 같은 부반응으로 인해 전지의 퇴화가 발생하게 되며, 특히 음극과 분리막 사이에 부반응 생성물이 집중적으로 발생하는 문제점이 있다.On the other hand, when the lithium secondary battery is repeatedly charged and discharged, deterioration of the battery occurs due to side reactions such as decomposition of an electrolyte solution, and in particular, there is a problem that side reaction products are intensively generated between the negative electrode and the separator.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to solve the problems of the prior art and technical problems that have been requested from the past.
즉, 본 발명에서는 리튬이온의 신속한 이동을 가능하게 하는 동시에 고에너지 밀도가 확보되도록 하는 전극의 제조방법을 제공하고자 한다.That is, in the present invention, it is intended to provide a method of manufacturing an electrode that enables rapid movement of lithium ions and secures a high energy density.
또한, 본 발명에서는 상기로부터 제조된 전극 및 이러한 전극을 포함하여 음극과 분리막 사이에서의 부반응 생성물 발생이 감소된 이차전지를 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a secondary battery in which the generation of side reaction products between the cathode and the separator including the electrode prepared above and the electrode is reduced.
본 발명의 일 양태에 따르면, 집전체의 일면 또는 양면에 활물질층이 형성되어 있는 이차전지용 전극의 제조 방법으로서, (i) 제1 활물질층 형성을 위한 제1 전극합제 슬러리를 준비하고, 전극 집전체에 상기 제1 전극합제 슬러리를 코팅하고, 건조 및 압연하여 제1 활물질층을 형성시키는 단계; 및 (ii) 제2 활물질층 형성을 위한 제2 전극합제 슬러리를 준비하고, 상기 제2 전극합제 슬러리를 제1 활물질층에 도포하고, 라미네이션(lamination)하는 단계;를 포함하는 이차전지용 전극의 제조방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, a method of manufacturing an electrode for a secondary battery in which an active material layer is formed on one or both sides of a current collector, comprising: (i) preparing a first electrode mixture slurry for forming a first active material layer, and Coating the first electrode mixture slurry on the entire surface, drying and rolling to form a first active material layer; And (ii) preparing a second electrode mixture slurry for forming a second active material layer, applying the second electrode mixture slurry to the first active material layer, and laminating; A method is provided.
상기 제2 전극합제 슬러리는 1 센티포이즈 내지 1000 센티포이즈 범위의 점도를 가질 수 있다.The second electrode mixture slurry may have a viscosity ranging from 1 centipoise to 1000 centipoise.
제2 전극합제 슬러리가 스프레이 코팅(spray coating) 또는 잉크젯 프린팅(inkjet printing)에 의해 제1 활물질층에 도포될 수 있다.The second electrode mixture slurry may be applied to the first active material layer by spray coating or inkjet printing.
상기 제2 전극합제 슬러리의 도포는 라미네이션 공정 라인에서 수행될 수 있다.The application of the second electrode mixture slurry may be performed in a lamination process line.
상기 전극이 음극이고, 상기 제2 활물질층이 하기 화학식으로 표시되는 리튬 티타늄 산화물(LTO)일 수 있다:The electrode may be a negative electrode, and the second active material layer may be lithium titanium oxide (LTO) represented by the following formula:
[화학식 1][Formula 1]
LiaTibO4 Li a Ti b O 4
상기 식에서, 0.5≤a≤3, 1≤b≤2.5 이다.In the above formula, 0.5≤a≤3 and 1≤b≤2.5.
본 발명의 일 양태에 따른 이차전지용 전극은 제1 활물질층과 제2 활물질층으로 이루어져 있는데, 상기 제1 활물질층에 의해 높은 에너지 밀도가 확보가능하게 되고, 상기 제2 활물질층에 의해 리튬이온의 신속한 이동이 확보되므로, 이로부터, 당업계에서 요구되고 있는 고용량화 및 고밀도화를 만족시키는 이차전지가 제공가능하게 된다. The electrode for a secondary battery according to an aspect of the present invention includes a first active material layer and a second active material layer, and a high energy density is secured by the first active material layer, and lithium ions are formed by the second active material layer. Since rapid movement is ensured, from this, it is possible to provide a secondary battery that satisfies the high capacity and high density required in the art.
또한, 본 발명에 따른 소정의 제조방법에 의해 이차전지의 고용량화 및 고밀도화가 가능하게 되기에, 활물질 입경이나 전극 구조 설계에 대한 선택범위의 폭이 넓은 장점이 있다. In addition, since it is possible to increase the capacity and density of the secondary battery by the predetermined manufacturing method according to the present invention, there is an advantage of a wide range of options for active material particle size and electrode structure design.
또한, 리튬 이온이 전극 내부로 신속하게 이동할 수 있으므로, 음극 표면에서 음극 활물질 및 음극 전극 내부로 확산되지 못한 리튬 이온과 전해액이 반응하여 음극과 분리막 사이에 발생하였던 부산물 생성이 감소되는 효과를 갖는다. 이러한 효과는 고용량 전지에서 더욱 효과적인데, 전지의 고용량화에 의해 전류값(전류 밀도)가 커지면 음극 표면에 인가되는 리튬 이온의 양이 더욱 많아져서 음극 활물질 및 음극 내부로 확산되지 못하는 리튬 이온의 양이 더 많아지기 때문이다. In addition, since lithium ions can quickly move into the electrode, lithium ions that have not diffused from the negative electrode surface to the negative electrode active material and the negative electrode react with the electrolyte, thereby reducing generation of by-products generated between the negative electrode and the separator. This effect is more effective in a high-capacity battery. As the current value (current density) increases due to the high capacity of the battery, the amount of lithium ions applied to the surface of the negative electrode increases, and the amount of lithium ions that cannot diffuse into the negative electrode active material and the negative electrode is increased. Because there are more.
또한, 제2 활물질층을 형성하기 위한 제2 전극합제 슬러리의 도포 설비 측면에 있어, 기존 라미네이션 공정 라인에서 제2 전극합제 슬러리의 도포가 가능하므로, 제2 전극합제 슬러리 도포를 위한 시설이나 공간을 추가로 마련할 필요가 없는 장점이 있다.In addition, on the side of the equipment for applying the second electrode mixture slurry for forming the second active material layer, since it is possible to apply the second electrode mixture slurry in the existing lamination process line, facilities or spaces for applying the second electrode mixture slurry are saved. There is an advantage that there is no need to provide additional.
도 1a는 본 발명의 일 양태에서 음극에 제2 전극합제 슬러리를 도포한 후에, 양극, 음극, 분리막을 라미네이션하는 공정을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 1b는 본 발명의 일 양태에서 집전체에 제1 활물질층이 형성되어 있는 양태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1c는 본 발명의 일 양태에서 집전체에 제1 활물질층이 형성되어 있고, 상기 제1 활물질층에 제2 활물질층이 형성되어 있는 양태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.1A schematically shows a process of laminating a positive electrode, a negative electrode, and a separator after applying a second electrode mixture slurry to a negative electrode in one embodiment of the present invention.
1B is a cross-sectional view schematically showing an embodiment in which a first active material layer is formed on a current collector in one embodiment of the present invention.
1C is a cross-sectional view schematically showing an embodiment in which a first active material layer is formed on a current collector and a second active material layer is formed on the first active material layer in one embodiment of the present invention.
본 발명의 일 양태에 따르면, 전극 집전체의 일면 또는 양면에 활물질층이 도포되어 있는 이차전지용 전극으로서, 전극 집전체; 상기 집전체 상에 도포되어 있는 제1 활물질층; 및 상기 제1 활물질층 상에 도포되어 있는 제2 활물질층을 포함하고, 상기 제2 활물질층은 리튬이온 확산속도가 빠른 고출력층인 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electrode for a secondary battery in which an active material layer is coated on one or both surfaces of an electrode current collector, comprising: an electrode current collector; A first active material layer applied on the current collector; And a second active material layer coated on the first active material layer, wherein the second active material layer is a high-power layer having a high lithium ion diffusion rate.
상기 전극은 양극 또는 음극일 수 있다.The electrode may be an anode or a cathode.
상기 제1 활물질층은 높은 에너지 밀도를 확보하도록 설계되고, 상기 제2 활물질층은 리튬 이온의 보다 빠른 이동이 확보되도록 설계되는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 상기 목적을 만족시키도록 하는 전극 구성요소에 관한 요건뿐만 아니라, 전극의 제조방법 또한 제시한다.It is preferable that the first active material layer is designed to secure a high energy density, and the second active material layer is designed to secure faster movement of lithium ions. In the present invention, not only requirements related to electrode components to satisfy the above object, but also a method of manufacturing an electrode is presented.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 집전체의 일면 또는 양면에 활물질층이 형성되어 있는 이차전지용 전극의 제조 방법으로서, (i) 제1 활물질층 형성을 위한 제1 전극합제 슬러리를 준비하고, 전극 집전체에 상기 제1 전극합제 슬러리를 코팅하고, 건조 및 압연하여 제1 활물질층을 형성시키는 단계; 및 (ii) 제2 활물질층 형성을 위한 제2 전극합제 슬러리를 준비하고, 상기 제2 전극합제 슬러리를 제1 활물질층에 코팅하고, 라미네이션(lamination)하는 단계;를 포함하는 리튬이차전지용 전극의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, as a method of manufacturing an electrode for a secondary battery in which an active material layer is formed on one or both sides of a current collector, (i) a first electrode mixture slurry for forming a first active material layer is prepared, and the electrode collector Coating the first electrode mixture slurry on the entire surface, drying and rolling to form a first active material layer; And (ii) preparing a second electrode mixture slurry for forming a second active material layer, coating the second electrode mixture slurry on the first active material layer, and laminating; A manufacturing method is provided.
본 발명에서 양극을 구성하는 제1 활물질층 및 제2 활물질층의 양극 활물질은 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 ~ 0.1임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; LiNixMn2 - xO4로 표현되는 스피넬 구조의 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the positive electrode active material of the first and second active material layers constituting the positive electrode is a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or a compound substituted with one or more transition metals. ; Lithium manganese oxides such as the formula Li 1 + x Mn 2 - x O 4 (wherein x is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2, etc.; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 , and Cu 2 V 2 O 7 ; Ni site-type lithium nickel oxide represented by the formula LiNi 1 - x M x O 2 (where M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga, and x = 0.01 to 0.3); Formula LiMn 2 - x MxO 2 (where M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn or Ta, and x = 0.01 to 0.1) or Li 2 Mn 3 MO 8 (where M = Fe, Co, Ni, A lithium manganese composite oxide represented by Cu or Zn); A lithium manganese composite oxide having a spinel structure represented by LiNi x Mn 2 - x O 4 ; LiMn 2 O 4 wherein part of Li in the formula is substituted with alkaline earth metal ions; Disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 and the like may be mentioned, but the present invention is not limited thereto.
본 발명에서 음극을 구성하는 제1 활물질층 및 제2 활물질층의 음극 활물질은 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 및 Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료; 티타늄 산화물; 리튬 티타늄 산화물 등을 사용할 수 있다.In the present invention, the negative electrode active material of the first active material layer and the second active material layer constituting the negative electrode may include, for example, carbon such as non-graphitized carbon and graphite-based 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' Metal composite oxides such as Al, B, P, Si, elements of groups 1, 2, and 3 of the periodic table, halogen, 0<x≦1;1≦y≦3;1≦z≦8); Lithium metal; Lithium alloy; 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; Titanium oxide; Lithium titanium oxide or the like can be used.
바람직한 일 양태에서, 상기 전극이 음극일 경우, 제2 활물질층을 구성하는 음극 활물질은 하기 화학식으로 표시되는 리튬 티타늄 산화물(LTO)일 수 있다. In a preferred embodiment, when the electrode is a negative electrode, the negative active material constituting the second active material layer may be lithium titanium oxide (LTO) represented by the following formula.
[화학식 1][Formula 1]
LiaTibO4 Li a Ti b O 4
상기 식에서, 0.5≤a≤3, 1≤b≤2.5 이다.In the above formula, 0.5≤a≤3 and 1≤b≤2.5.
상기 리튬 티타늄 산화물의 비제한적인 예로는, Li0 . 8Ti2 . 2O4, Li2 . 67Ti1 . 33O4, LiTi2O4, Li1 . 33Ti1 . 67O4, Li1 . 14Ti1 . 71O4 등 일 수 있다.Non-limiting examples of the lithium titanium oxide, Li 0 . 8 Ti 2 . 2 O 4 , Li 2 . 67 Ti 1 . 33 O 4 , LiTi 2 O 4 , Li 1 . 33 Ti 1 . 67 O 4 , Li 1 . 14 Ti 1 . 71 O 4 etc.
음극 및 양극에 있어, 제2 활물질층을 구성하는 활물질은 전술한 활물질로서, 0.2 내지 10 ㎛의 평균 입경을 갖는 것이 더욱 바람직하다. 상기 평균 입경이 0.2 ㎛ 보다 작은 경우에는 슬러리 형성시 매우 많은 양의 용제가 필요하여 라미네이션 공정에서 코팅후 건조가 어려워지게 되고, 활물질간 접착력이 낮아 이후 공정에서 탈리가 발생할 수 있으며, 상기 평균 입경이 10 ㎛보다 큰 경우에는 활물질내 리튬 이온의 확산 거리가 길어져 제2 활물질층에서의 리튬이온 확산속도가 낮아지게 되어 double layer의 구성효과가 사라지게 된다.In the negative electrode and the positive electrode, the active material constituting the second active material layer is the aforementioned active material, and more preferably has an average particle diameter of 0.2 to 10 µm. If the average particle diameter is less than 0.2 µm, a very large amount of solvent is required when forming the slurry, making drying after coating difficult in the lamination process, and desorption may occur in subsequent processes due to low adhesion between active materials, and the average particle diameter is If it is larger than 10 μm, the diffusion distance of lithium ions in the active material becomes longer, so that the diffusion rate of lithium ions in the second active material layer decreases, so that the composition effect of the double layer disappears.
음극 및 양극에서 상기 제1 및 제2 활물질층은 상기 활물질 이외에, 도전재, 바인더, 충진제를 포함할 수 있고, 필요에 따라, 당업계에서 사용되는 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.In the negative electrode and the positive electrode, the first and second active material layers may include a conductive material, a binder, and a filler in addition to the active material, and may further include other additives used in the art, if necessary.
도전재는 활물질층을 구성하는 전체 성분 중에서 1 내지 50중량%로 포함될 수 있다.The conductive material may be included in an amount of 1 to 50% by weight of the total components constituting the active material layer.
이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.Such a conductive material is not particularly limited as long as it has conductivity without causing a chemical change in the battery, and examples thereof include graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon blacks such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and thermal black; Conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives may be used.
상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 활물질층을 구성하는 전체 성분 중에 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 부타디엔 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component that aids in binding of the active material to the conductive material and bonding to the current collector, and is added in an amount of 1 to 50% by weight to the total components constituting the active material layer. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, recycled cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , Polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butadiene rubber, fluorine rubber, and various copolymers.
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 올레핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is optionally used as a component that suppresses the expansion of the positive electrode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing chemical changes to the battery, and examples thereof include olefin-based polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fiber and carbon fiber are used.
양극 및 음극에서 제1 활물질층의 두께는 특별히 제한되지 않으나, 25 ㎛ 내지 150 ㎛ 범위의 두께를 가지는 경우에 에너지 밀도와 출력의 균형을 확보할 수 있게 되기 때문에 보다 바람직하다. 제2 활물질층은 2 내지 30 ㎛ 범위의 두께를 가지는 경우에 리튬이온의 빠른 속도를 확보할 수 있게 되므로 바람직하다.The thickness of the first active material layer in the positive electrode and the negative electrode is not particularly limited, but it is more preferable because it is possible to ensure a balance between energy density and output when having a thickness in the range of 25 μm to 150 μm. When the second active material layer has a thickness in the range of 2 to 30 μm, it is possible to secure a high rate of lithium ions, so it is preferable.
상기 양극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테리인레스 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 positive electrode current collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 μm. 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, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, or aluminum or stainless steel. Surface treatment of carbon, nickel, titanium, silver, or the like may be used on the surface of. The current collector may increase the adhesion of the positive electrode active material by forming fine irregularities on its surface, and various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams, and nonwoven fabrics are possible.
상기 음극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The negative electrode current collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 μm. Such a negative electrode current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing a chemical change in the battery, for example, copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, copper or stainless steel. For example, carbon, nickel, titanium, silver, etc. surface-treated, aluminum-cadmium alloy, and the like may be used. In addition, like the positive electrode current collector, it is possible to enhance the bonding strength of the negative electrode active material by forming fine irregularities on the surface thereof, and may be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams, and nonwoven fabrics.
전술한 바와 같이, 본 발명의 다른 양태에서는, 집전체의 일면 또는 양면에 활물질층이 형성되어 있는 이차전지용 전극의 제조 방법으로서, (i) 제1 활물질층 형성을 위한 제1 전극합제 슬러리를 준비하고, 전극 집전체에 상기 제1 전극합제 슬러리를 코팅하고, 건조 및 압연하여 제1 활물질층을 형성시키는 단계; 및 (ii) 제2 활물질층 형성을 위한 제2 전극합제 슬러리를 준비하고, 상기 제2 전극합제 슬러리를 제1 활물질층에 코팅하고, 라미네이션(lamination)하는 단계;를 포함하는 이차전지용 전극의 제조방법이 또한 제공된다.As described above, in another aspect of the present invention, as a method of manufacturing an electrode for a secondary battery in which an active material layer is formed on one or both sides of a current collector, (i) a first electrode mixture slurry for forming a first active material layer is prepared. And coating the first electrode mixture slurry on an electrode current collector, drying and rolling to form a first active material layer; And (ii) preparing a second electrode mixture slurry for forming a second active material layer, coating the second electrode mixture slurry on the first active material layer, and laminating; Methods are also provided.
전극합제 슬러리를 준비하기 위해 용매에 활물질, 도전재, 바인더, 충전제, 필요시 기타 첨가제를 첨가한다. 상기 활물질, 도전재, 바인더, 충전제에 대해서는 전술한 내용을 참조한다. 제1 전극합제 슬러리 준비를 위해서는 제1 활물질로 선택한 활물질을 첨가하고, 제2 전극합제 슬러리 준비를 위해서는 제2 활물질로 선택한 활물질을 첨가한다.To prepare the electrode mixture slurry, an active material, a conductive material, a binder, a filler, and other additives, if necessary, are added to the solvent. For the active material, the conductive material, the binder, and the filler, refer to the above description. To prepare the first electrode mixture slurry, an active material selected as the first active material is added, and to prepare the second electrode mixture slurry, an active material selected as the second active material is added.
전극합제 슬러리를 형성하기 위해 사용되는 용매는 사용하고자 하는 바인더 고분자와 용해도 지수가 유사하며, 끓는점이 낮은 것이 바람직하다. 이는 혼합이 균일하게 이루어질 수 있으며, 이후 용매를 용이하게 제거할 수 있기 때문이다. 상기 용매의 비제한적인 예로는 아세톤(acetone), 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran), 메틸렌클로라이드(methylene chloride), 클로로포름(chloroform), 디메틸포름아미드(dimethylformamide), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone, NMP) 및 사이클로헥산(cyclohexane)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다.It is preferable that the solvent used to form the electrode mixture slurry has a solubility index similar to that of the binder polymer to be used, and has a low boiling point. This is because mixing can be made uniformly, and then the solvent can be easily removed. Non-limiting examples of the solvent include acetone, tetrahydrofuran, methylene chloride, chloroform, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone (N It may be one or a mixture of two or more selected from the group consisting of -methyl-2-pyrrolidone, NMP) and cyclohexane.
제1 전극합제 슬러리를 당업계에서 사용되는 통상적인 코팅 방법, 예컨대, 딥(dip) 코팅, 다이(die) 코팅, 롤(roll) 코팅, 콤마(comma) 코팅 또는 이들의 조합 방식을 이용하여 전극 집전체의 일면 또는 양면에 코팅한다.The first electrode mixture slurry is used in a conventional coating method used in the art, such as dip coating, die coating, roll coating, comma coating, or a combination thereof. It is coated on one or both sides of the current collector.
이어서, 상기 제1 전극합제 슬러리를 20 내지 300 ℃의 온도에서 건조한다. 필요에 따라서는, Ar 또는 N2 등의 불활성 가스 분위기에서 300 내지 800 ℃로 소성을 수행할 수 있다.Subsequently, the first electrode mixture slurry is dried at a temperature of 20 to 300°C. If necessary, firing can be performed at 300 to 800°C in an inert gas atmosphere such as Ar or N 2 .
이어서, 상기로부터 형성된 제1 활물질층을 압연시킨다. 제1 활물질층을 압연시키지 않고 제2 전극합제 슬러리를 도포하는 경우, 제1 활물질층이 박리될 수 있다. 제1 활물질층의 압연은 롤 프레스(roll press)와 같이 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의해 수행될 수 있다. 압연은 1 MPa 내지 50 MPa 압력 및 10 내지 60℃ 온도에서 이루어질 수 있다. Then, the first active material layer formed from the above is rolled. When the second electrode mixture slurry is applied without rolling the first active material layer, the first active material layer may be peeled off. Rolling of the first active material layer may be performed by a method commonly used in the art, such as a roll press. Rolling may be performed at a pressure of 1 MPa to 50 MPa and a temperature of 10 to 60°C.
상기로부터 형성된, 제1 활물질층이 형성된 전극을 필요에 따라 권취하여 보관할 수 있다.The electrode formed from the above and on which the first active material layer is formed may be wound and stored as necessary.
이어서, 제2 전극합제 슬러리를 준비한다. 상기 제2 전극합제 슬러리는 1000 센티포이즈 범위의 점도를 갖는 것이 바람직하다. 제조공정 및 전지 성능 측면에서 제2 전극합제 슬러리의 점도 하한치가 특별히 제한되지 않으며, 슬러리를 구성하는 구성요소를 고려할 때, 제2 전극합제 슬러리는 2 센티포이즈 이상의 점도를 가질 수 있다. 제2 전극합제 슬러리의 점도가 1000 센티포이즈 보다 크면, 제2 전극합제 슬러리가 노즐에서 분사되지 않거나 코팅시 균일한 층을 구성하기 어렵게 된다.Next, a second electrode mixture slurry is prepared. It is preferable that the second electrode mixture slurry has a viscosity in the range of 1000 centipoise. In terms of the manufacturing process and battery performance, the lower limit of the viscosity of the second electrode mixture slurry is not particularly limited, and when the components constituting the slurry are considered, the second electrode mixture slurry may have a viscosity of 2 centipoise or more. If the viscosity of the second electrode mixture slurry is greater than 1000 centipoise, the second electrode mixture slurry is not sprayed from the nozzle or it is difficult to form a uniform layer during coating.
제2 전극합제 슬러리를 제1 활물질층에 도포한다. 상기 제2 전극합제 슬러리의 도포 공정은, 양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이에 분리막을 개재시켜서 라미네이션(lamination)시키는 공정 라인에서 수행되도록 함으로써 제2 활물질층 형성을 위한 추가적인 설비나 공간 필요성을 배제시킬 수 있다. 이를 위해, 제2 전극합제 슬러리를 스프레이 코팅(spray coating) 또는 잉크젯 프린팅(inkjet printing)과 같은 방법에 의해 제1 활물질층에 도포하는 것이 바람직하다. 다이 코팅(die coating) 또는 콤마 코팅(comma coating)을 이용하는 경우에는 설비나 공간 추가없이 라미네이션 공정 라인에서 제2 전극합제 슬러리를 제1 활물질층에 도포하기가 용이하지 않은 측면이 있다. 라미네이션 공정 라인에서 제2 전극합제 슬러리를 제1 활물질층에 도포함에 따라, 전지 제조의 생산성이 향상되고 설비 공간이 감소될 수 있다. 한편, 제2 전극합제 슬러리가 도포된 직후에 라미네이션 공정이 적용되므로, 라미네이션 공정에서 가해지는 열과 압력에 의해 제2 전극합제 슬러리가 건조되어 제2 활물질층으로 형성될 수 있다. 예컨대, 라미네이션은 30 ~ 150 ℃의 온도, 98,000 ~ 490,000 N/cm2의 압력 또는 이들 둘다를 적용한 조건에서 수행될 수 있다. 따라서, 제2 전극합제 슬러리를 건조하기 위한 별도 공정이 필요하지 않게 되어, 공정 단순화가 가능하게 된다.The second electrode mixture slurry is applied to the first active material layer. The application process of the second electrode mixture slurry is performed in a process line for lamination by interposing a separator between the positive electrode, the negative electrode, and the positive electrode and the negative electrode, thereby eliminating the need for additional facilities or space for forming the second active material layer. I can make it. To this end, it is preferable to apply the second electrode mixture slurry to the first active material layer by a method such as spray coating or inkjet printing. In the case of using die coating or comma coating, it is difficult to apply the second electrode mixture slurry to the first active material layer in a lamination process line without additional equipment or space. As the second electrode mixture slurry is applied to the first active material layer in the lamination process line, productivity of battery manufacturing may be improved and facility space may be reduced. Meanwhile, since the lamination process is applied immediately after the second electrode mixture slurry is applied, the second electrode mixture slurry may be dried by heat and pressure applied in the lamination process to form a second active material layer. For example, lamination may be performed at a temperature of 30 to 150° C., a pressure of 98,000 to 490,000 N/cm 2 , or both. Accordingly, a separate process for drying the second electrode mixture slurry is not required, thereby simplifying the process.
이러한 본 발명에 따른 공정 라인의 일 실시양태가 도 1a에 개략적으로 도시되어 있으며, 본 발명의 일 양태에 따른, 2개 활물질층으로 이루어진 전극으로 음극이 제시되어 있다.An embodiment of such a process line according to the present invention is schematically illustrated in FIG. 1A, and according to an aspect of the present invention, a cathode is presented as an electrode made of two active material layers.
도 1a에서 음극(100)은 권취 상태로 준비되어 있다. 상기 음극(100)은 도 1b에 도시된 바와 같이 전극 집전체(110)의 양면에 제1 활물질층(120)이 코팅, 건조 및 압연되어 있는 상태이다. 상기 코팅은 딥(dip) 코팅, 다이(die) 코팅, 롤(roll) 코팅, 콤마(comma) 코팅 또는 이들의 조합 방식을 이용하여 이루어지고, 이후 건조는 20 내지 300 ℃의 온도에서 실시되었다. 압연은 1 MPa 내지 50 MPa 압력 및 10 내지 60℃ 온도에서 실시되었다. 상기 음극(100)이 분리막(200) 및 양극(300)과 적층되기 직전에, 스프레이(400)에 의해, 제1 내지 1000 센티포이즈 점도를 갖는 제2 음극합제 슬러리(도시되지 않음)가 음극(100), 보다 구체적으로는 음극의 제1 활물질층위에 도포된다. 상기 제2 음극합제 슬러리는 바람직하게는 LTO 입자를 포함하는 것이다. 제2 전극합제 슬러리가 스프레이 방식으로 도포됨에 따라, 제2 활물질층 형성을 위한 추가적인 설비나 공간에 대한 부담이 최소한으로 되면서 기존 공정 라인이 활용될 수 있다. 이어서, 음극과 양극 사이에 분리막이 개재된 상태의 적층체가 히터 챔버(510)와 롤러(520)를 거치면서 라미네이션된다. 상기 라미네이션은 30 ~ 150 ℃의 온도, 98,000 ~ 490,000 N/cm2의 압력 또는 이들 둘다를 적용한 조건에서 수행된다. 이로써 음극은 도 1c에 도시된 바와 같이 전극집전체(110), 제1 활물질층(120) 및 제2 활물질층(130)을 구비한 구조를 갖는다. 도 1a에서 '600'은 분리막, 음극, 양극 각각을 절단하는 커팅기이다.In FIG. 1A, the
본 발명은 또한, 상기 전극을 포함하는 이차전지, 상세하게는 리튬 이차전지를 제공한다.The present invention also provides a secondary battery including the electrode, in detail, a lithium secondary battery.
상기 리튬 이차전지는 상기 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 전극조립체에 리튬염 함유 전해액이 함침되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.The lithium secondary battery may have a structure in which an electrolyte solution containing a lithium salt is impregnated into an electrode assembly in which a separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode.
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 0.01 to 10 µm, and the thickness is generally 5 to 300 µm. Examples of such separation membranes include olefin-based polymers such as polypropylene having chemical resistance and hydrophobicity; Sheets or non-woven fabrics made of glass fiber 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.
상기 리튬염 함유 전해액은 전해액과 리튬염으로 이루어져 있으며, 상기 전해액으로는 비수계 유기용매, 유기고체 전해질, 무기고체 전해질 등이 사용되지만 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The lithium salt-containing electrolyte is composed of an electrolyte solution and a lithium salt, and a non-aqueous organic solvent, an organic solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte, or the like is used as the electrolyte, but is not limited thereto.
상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 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 the non-aqueous organic solvent, for example, N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma -Butyl lactone, 1,2-dimethoxy ethane, tetrahydroxy franc (franc), 2-methyl tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,3-dioxolone, formamide, dimethylformamide, dioxolone , Acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, phosphoric acid tryster, trimethoxymethane, dioxolone derivative, sulfolane, methyl sulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbo Aprotic organic solvents such as nate derivatives, tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl pyropionate and ethyl propionate may 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, 폴리비닐알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합제 등이 사용될 수 있다.As the organic solid electrolyte, for example, a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, a poly agitation lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol, a polyvinylidene fluoride, A polymerization agent or the like containing an ionic dissociating group may be used.
상기 무기고체 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.As the inorganic solid electrolyte, for example, Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides, and sulfates of Li such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH and Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 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, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.The lithium salt is a material that is easily soluble 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 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate and imide.
또한, 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene Carbonate), PRS(Propene sultone) 등을 더 포함시킬 수 있다.In addition, for the purpose of improving charge/discharge properties and flame retardancy, the electrolyte solution includes, for example, pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylene diamine, n-glyme, hexaphosphate triamide, and nitro. Benzene derivatives, sulfur, quinone imine dyes, N-substituted oxazolidinone, N,N-substituted imidazolidine, ethylene glycol dialkyl ether, ammonium salt, pyrrole, 2-methoxy ethanol, aluminum trichloride, etc. may be added. . In some cases, in order to impart non-flammability, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride and ethylene trifluoride may be further included, and carbon dioxide gas may be further included in order to improve high-temperature storage characteristics, and FEC (Fluoro-Ethylene Carbonate), PRS (Propene sultone), and the like may be further included.
하나의 구체적인 예에서, LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiN(SO2CF3)2 등의 리튬염을, 고유전성 용매인 EC 또는 PC의 환형 카보네이트와 저점도 용매인 DEC, DMC 또는 EMC의 선형 카보네이트의 혼합 용매에 첨가하여 리튬염 함유 비수계 전해질을 제조할 수 있다.In one specific example, lithium salts such as LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , and LiN(SO 2 CF 3 ) 2 are used in the cyclic carbonate of EC or PC as a highly dielectric solvent and DEC, DMC or EMC as a low viscosity solvent. The lithium salt-containing non-aqueous electrolyte may be prepared by adding it to a mixed solvent of linear carbonate.
본 발명은 또한, 상기 이차전지를 단위전지로 포함하는 전지모듈, 상기 전지모듈을 포함하는 전지팩을 제공하고, 상기 전지팩을 포함하는 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a battery module including the secondary battery as a unit cell, a battery pack including the battery module, and provides a device including the battery pack.
특히, 상기 전지팩은 고온 안정성 및 긴 사이클 특성과 높은 레이트 특성 등이 요구되는 중대형 디바이스의 전원으로 사용될 수 있다.In particular, the battery pack can be used as a power source for mid- to large-sized devices that require high temperature stability, long cycle characteristics, and high rate characteristics.
상기 디바이스는, 예를 들어, 전지적 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(Escooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart); 전력저장용 시스템 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The device may include, for example, a power tool that is driven and moved by an electric motor; Electric vehicles including electric vehicles (EV), hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), and the like; Electric two-wheeled vehicles including electric bicycles (E-bikes) and electric scooters (Escooters); Electric golf cart; Power storage systems, etc., but are not limited thereto.
Claims (5)
제2 활물질층 형성을 위한 제2 전극합제 슬러리를 준비하고, 상기 제2 전극합제 슬러리를 제1 활물질층에 코팅하는 단계;를 포함하고,
상기 제2 전극합제 슬러리의 코팅이 양극, 음극 및 분리막의 라미네이션 공정 라인에서 수행되고,
상기 전극이 양극인 경우에는,
상기 제2 전극합제 슬러리가 코팅된 결과물과 음극 사이에 분리막을 개재시켜서 라미네이션시키는 단계를 더 포함하고,
상기 전극이 음극인 경우에는,
상기 제2 전극합제 슬러리가 코팅된 결과물과 양극 사이에 분리막을 개재시켜서 라미네이션시키는 단계를 더 포함하며,
상기 라미네이션시키는 단계에서 가해지는 열과 압력에 의해 상기 제2 전극합제 슬러리가 건조되어 제2 활물질층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조방법.
Preparing a first electrode mixture slurry for forming a first active material layer, coating the first electrode mixture slurry on an electrode current collector, drying, and rolling to form a first active material layer; And
Preparing a second electrode mixture slurry for forming a second active material layer, and coating the second electrode mixture slurry on the first active material layer; Including,
The coating of the second electrode mixture slurry is performed in a lamination process line of the anode, the cathode, and the separator,
When the electrode is an anode,
Further comprising the step of laminating by interposing a separator between the result of the second electrode mixture slurry coated and the negative electrode,
When the electrode is a cathode,
Further comprising the step of laminating by interposing a separator between the result of coating the second electrode mixture slurry and the anode,
The method of manufacturing a secondary battery, characterized in that the second electrode mixture slurry is dried by the heat and pressure applied in the laminating step to form a second active material layer.
상기 제2 전극합제 슬러리는 1 센티포이즈 내지 1000 센티포이즈 범위의 점도를 가지는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조방법.
The method of claim 1,
The method of manufacturing a secondary battery, wherein the second electrode mixture slurry has a viscosity ranging from 1 centipoise to 1000 centipoise.
제2 전극합제 슬러리가 스프레이 코팅(spray coating) 또는 잉크젯 프린팅(inkjet printing)에 의해 제1 활물질층에 코팅되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조방법.
The method of claim 1,
A method of manufacturing a secondary battery, wherein the second electrode mixture slurry is coated on the first active material layer by spray coating or inkjet printing.
상기 전극이 음극이고,
상기 제2 활물질층이 하기 화학식으로 표시되는 리튬 티타늄 산화물(LTO)인 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조방법:
[화학식 1]
LiaTibO4
상기 식에서, 0.5≤a≤3, 1≤b≤2.5 이다.
The method of claim 1,
The electrode is a cathode,
Method for manufacturing a secondary battery, characterized in that the second active material layer is lithium titanium oxide (LTO) represented by the following formula:
[Formula 1]
Li a Ti b O 4
In the above formula, 0.5≤a≤3 and 1≤b≤2.5.
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