KR102311271B1 - Electrode material coated with conductive polymer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도펀트가 공도핑되어 있는 전도성 고분자가 코팅된 전극재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인시츄 중합(in-situ polymerization)을 통해 도펀트가 공도핑되어 있는 전도성 고분자가 코팅된 전극재에 관한 것이다.
본 발명에 의한 도펀트가 공도핑되어 있는 전도성 고분자가 코팅된 전극재는 이온의 이동도 및 전기전도도를 향상시킴으로써 전극 물질의 충전 및 방전 용량을 향상시켜 리튬이차전지에 사용하였을 경우 코팅되지 아니한 전극보다 용량 유지율이 우수한 특징을 보이며, 물을 용매로 한 용액 상에서 진행되므로 친환경적이고 다량으로 코팅이 가능하다.The present invention relates to an electrode material coated with a conductive polymer co-doped with a dopant, and more particularly, to an electrode material coated with a conductive polymer co-doped with a dopant through in-situ polymerization. will be.
The electrode material coated with the conductive polymer co-doped with the dopant according to the present invention improves the charging and discharging capacity of the electrode material by improving the ion mobility and electrical conductivity. It has excellent retention rate and is environmentally friendly and can be coated in a large amount because it is carried out in a solution using water as a solvent.
Description
본 발명은 전도성 고분자가 코팅된 전극재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인시츄 중합을 통해 공도핑되어 있는 전도성 고분자가 코팅된 전극재에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode material coated with a conductive polymer, and more particularly, to an electrode material coated with a conductive polymer co-doped through in situ polymerization.
리튬이온전지는 외부 전원을 이용해 에너지를 충전할 수 있는 이차전지의 일종으로, 기존에 사용되고 있던 니켈-카드뮴 전지나 니켈-수소 전지보다 높은 에너지 밀도, 긴 수명 특성 등의 많은 장점을 가진다. 최근 스마트폰, 태블릿 PC, 더 나아가 전기 자동차의 등장으로 인해 많은 에너지를 저장할 수 있는 중대형 리튬이온전지의 수요가 증가하고 있다. 리튬이차전지는 고에너지 밀도와 높은 쿨롱 효율로 인해 첨단 기기인 스마트폰이나 전기자동차, ESS(Energy Storage System) 등에 널리 사용되고 있다. A lithium-ion battery is a type of secondary battery that can be charged with energy using an external power source, and has many advantages such as higher energy density and longer lifespan than conventional nickel-cadmium batteries or nickel-hydrogen batteries. Recently, with the advent of smart phones, tablet PCs, and even electric vehicles, the demand for medium and large-sized lithium-ion batteries that can store a lot of energy is increasing. Lithium secondary batteries are widely used in high-tech devices such as smart phones, electric vehicles, and ESS (Energy Storage System) due to their high energy density and high coulombic efficiency.
다만, 기존 리튬이차전지에 사용되는 음극재인 흑연과 양극재인 금속산화물은 무게 당 용량 효율이 상당히 미비하여 첨단 장비의 휴대성이나 성능 혹은 대용량의 에너지를 저장하기에 불충분하므로, 이를 해결하기 위해 저렴하면서 높은 용량을 갖는 새로운 에너지 저장용 전극재가 필요한 실정이다.However, graphite, which is a negative electrode material used in existing lithium secondary batteries, and metal oxide, which is a positive electrode material, have very insufficient capacity efficiency per weight, which is insufficient for portability or performance of advanced equipment or to store large-capacity energy. There is a need for a new electrode material for energy storage having a high capacity.
이에, 실리콘, 고니켈 함량 NMC 등과 같이 다양한 물질들이 높은 이론적 용량을 고려하여 새로운 전극재의 활물질로 제안되고 있지만, 부피 변화로 인해 실제 사이클 성능이 좋지 않은 문제점이 존재한다.Accordingly, various materials such as silicon and high nickel content NMC have been proposed as active materials for new electrode materials in consideration of high theoretical capacity, but there is a problem in that actual cycle performance is not good due to a change in volume.
이러한 새로운 전극재들을 개선시킬 수 있는 방법으로 전도성고분자를 합성 및 코팅을 동시에 하는 인시츄 중합법이 필요하나, 기존의 중합법으로는 중합에 사용되는 산 혹은 산화제 및 환원제에 따라 향상시킬 수 있는 특성이 제한되어 있으며, 이에 따라 합성된 물질 역시 금속에 버금가는 전기전도도를 달성하기 힘들 뿐 아니라, 난해한 합성법으로 인해 상용화하기는 무리가 있었다. As a method to improve these new electrode materials, an in situ polymerization method of synthesizing and coating a conductive polymer at the same time is required. This is limited, and thus the synthesized material is not only difficult to achieve electrical conductivity comparable to that of metal, but also difficult to commercialize due to a difficult synthesis method.
따라서, 상기의 문제점을 해결하는 한편, 이온의 이동도를 향상시킴으로써 전극 물질의 충전 및 방전 용량을 향상시킬 수 있는 있는 기술이 요구되고 있다.Accordingly, there is a need for a technology capable of improving the charging and discharging capacity of an electrode material by improving the mobility of ions while solving the above problems.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 이온의 이동도를 향상시킴으로써 전극 물질의 충전 및 방전 용량을 향상시킬 수 있는 전도성 고분자가 코팅된 전극재를 제공함에 있다.The present invention has been devised to solve the above-mentioned conventional problems, and to provide an electrode material coated with a conductive polymer capable of improving the charging and discharging capacity of the electrode material by improving the mobility of ions.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면은 도펀트가 공도핑되어 있는 전도성 고분자가 코팅된 전극재를 제공한다. In order to solve the above technical problem, one aspect of the present invention provides an electrode material coated with a conductive polymer co-doped with a dopant.
상기 도펀트는 이온화 가능한 염 화합물일 수 있다.The dopant may be an ionizable salt compound.
상기 도펀트는 리튬 염 화합물일 수 있다.The dopant may be a lithium salt compound.
상기 도펀트의 함량은 전도성 고분자 대비 1 내지 50 몰%일 수 있다.The content of the dopant may be 1 to 50 mol% compared to the conductive polymer.
상기 공도핑은 인시츄(in-situ) 중합하여 형성되는 것 일 수 있다.The co-doping may be formed by in-situ polymerization.
상기 전도성 고분자는 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리시에닐렌 비닐렌, 폴리사이오펜, 폴리에실렌다이옥시사이오펜 및 폴리페닐렌으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.The conductive polymer may be any one selected from the group consisting of polyacetylene, polypyrrole, polyaniline, polyxenylene vinylene, polythiophene, polyethylenedioxythiophene, and polyphenylene.
상기 전극재의 함량은 전극을 구성하는 총 물질 대비 0.01 내지 95 중량%일 수 있다.The content of the electrode material may be 0.01 to 95% by weight relative to the total material constituting the electrode.
상기 전극재는 이온의 흡탈착 방식의 전기 에너지 저장 소자용일 수 있다.The electrode material may be for an electric energy storage device of an ion adsorption/desorption method.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 측면은 상기 전극재는 활물질로 포함하는 리튬이온전지용 전극재를 제공한다.In order to solve the above technical problem, another aspect of the present invention provides an electrode material for a lithium ion battery including the electrode material as an active material.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 측면은 상기 전극재를 바인더로 포함하는 리튬이온전지용 전극재를 제공한다.In order to solve the above technical problem, another aspect of the present invention provides an electrode material for a lithium ion battery comprising the electrode material as a binder.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 측면은 상기 전극재를 도전재로 포함하는 리튬이온전지용 전극재를 제공한다.In order to solve the above technical problem, another aspect of the present invention provides an electrode material for a lithium ion battery comprising the electrode material as a conductive material.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 측면은 상기 전극재를 집전체로 포함하는 리튬이온전지용 전극재를 제공한다.In order to solve the above technical problem, another aspect of the present invention provides an electrode material for a lithium ion battery including the electrode material as a current collector.
본 발명의 인시츄 중합을 통해 도펀트가 공도핑되어 있는 전도성 고분자가 코팅된 전극재는 이온의 이동도를 향상시킴으로써 전극 물질의 충전 및 방전 용량을 향상시킬 수 있다.The electrode material coated with a conductive polymer co-doped with a dopant through the in situ polymerization of the present invention can improve the charging and discharging capacity of the electrode material by improving the mobility of ions.
또한, 상기 공도핑되어 있는 전도성 고분자의 합성 및 코팅은 물을 용매로 한 용액 상에서 진행되기에 친환경적이며 다량으로 코팅할 수 있는 특성이 있다. In addition, the synthesis and coating of the co-doped conductive polymer is eco-friendly because it is carried out in a solution using water as a solvent, and has characteristics that can be coated in a large amount.
또한, 상기 전도성 고분자를 전극재에 코팅하여 전극 재료를 이차전지에 사용하였을 경우 코팅하지 않은 전극보다 용량 유지율이 우수한 특징을 보인다.In addition, when the conductive polymer is coated on the electrode material and the electrode material is used in a secondary battery, the capacity retention rate is superior to that of an uncoated electrode.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명에 따른 인시츄 중합을 통해 공도핑되어 있는 전도성 고분자를 코팅하는 과정을 나타낸 모식도이다.
도 2는 실리콘 입자 및 리튬이 공도핑되어 있는 폴리아닐린으로 표면 코팅된 실리콘 입자의 투과전자현미경 사진이다.
도 3는 기존 인시츄 중합으로 합성된 폴리아닐린 음극, 기존 인시츄 중합으로 합성된 폴리아닐린으로 코팅된 실리콘 음극, 리튬 공도핑되어 있는 폴리아닐린 음극 및 리튬 공도핑되어 있는 폴리아닐린 코팅된 실리콘 음극의 XPS 스펙트럼 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 인시츄 폴리아닐린 중합을 통한 실리콘 입자 표면 코팅 시 LiCl 농도에 리튬 이온 이차 전지의 실리콘 음극의 사이클 성능을 비교한 그래프이다(첫 3 사이클 동안 200 mA g-1, 나머지 사이클 동안 1000 mA g-1).
도 5는 기존 인시츄 중합으로 코팅된 실리콘 음극 및 리튬 공도핑되어 있는 폴리아닐린이 코팅된 실리콘 음극의 반응 픽을 순환전압전류법 곡선으로 나타낸 그래프이다.
도 6는 기존 인시츄 중합으로 코팅된 실리콘 음극 및 리튬 공도핑되어 있는 폴리아닐린이 코팅된 실리콘 음극의 전기화학적 임피던스 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7는 기존 인시츄 중합으로 코팅된 실리콘 음극 및 리튬 공도핑되어 있는 폴리아닐린이 코팅된 실리콘 음극의 등가회로 도식 및 각 저항 별 측정값을 나타낸 것이다.1 is a schematic diagram showing a process of coating a conductive polymer co-doped through in situ polymerization according to the present invention.
2 is a transmission electron micrograph of silicon particles and silicon particles surface-coated with polyaniline co-doped with lithium.
3 is a polyaniline negative electrode synthesized by conventional in situ polymerization, a silicon negative electrode coated with polyaniline synthesized by conventional in situ polymerization, a polyaniline negative electrode co-doped with lithium, and a polyaniline-coated silicon negative electrode coated with lithium co-doping XPS spectrum results. is the graph shown.
Figure 4 is a polyaniline in situ compares the cycle performance of the silicon negative electrode of a lithium ion secondary battery in the LiCl concentration when the silicon particle surface coatings graph through polymerization (the first three
5 is a graph showing the reaction pick of a silicon negative electrode coated with conventional in situ polymerization and a silicon negative electrode coated with polyaniline co-doped with lithium as a cyclic voltammetry curve.
6 is a graph showing the electrochemical impedance measurement results of a silicon anode coated with conventional in situ polymerization and a silicon anode coated with polyaniline co-doped with lithium.
7 is an equivalent circuit diagram of a silicon anode coated with a conventional in situ polymerization and a silicon anode coated with polyaniline co-doped with lithium and a measurement value for each resistance.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the embodiment of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided in order to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art.
본 발명의 발명자들은 인시츄 중합을 통해 공도핑되어 있는 전도성 고분자가 코팅된 전극재를 사용하는 경우 종전과는 달리 이온의 이동도를 향상시킴으로써 높은 충전 및 방전 용량을 특성을 나타낼 수 있음을 발견하게 되어 본 발명에 이르게 되었다.The inventors of the present invention discovered that, when an electrode material coated with a conductive polymer co-doped through in situ polymerization is used, high charge and discharge capacity can be exhibited by improving the mobility of ions, unlike before. and led to the present invention.
본 발명의 일 구현 예에 따르면, 도펀트가 공도핑되어 있는 전도성 고분자가 코팅된 전극재에 관한 것으로, 상기 도펀트는 산 성분 이외에 염 이온일 수 있으며, 바람직하게 상기 도펀트는 이온화 가능한 염 화합물일 수 있다. 더욱 바람직하게 상기 도펀트는 리튬 염 화합물일 수 있다. 또한, 상기 리튬 염 화합물은 1.0 내지 2.5M의 리튬 염 일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, it relates to an electrode material coated with a conductive polymer co-doped with a dopant, wherein the dopant may be a salt ion in addition to an acid component, and preferably, the dopant may be an ionizable salt compound. . More preferably, the dopant may be a lithium salt compound. In addition, the lithium salt compound may be a lithium salt of 1.0 to 2.5M.
상기 공도핑은 인시츄(in-situ) 중합하여 형성되는 것 일 수 있다.The co-doping may be formed by in-situ polymerization.
상기 도펀트의 함량은 전도성 고분자 대비 1 내지 50 몰%일 수 있다.The content of the dopant may be 1 to 50 mol% compared to the conductive polymer.
상기 전도성 고분자는 개질전 전도성 고분자의 전자 전도도보다 전기 전도도가 향상된 것 일 수 있다. 바람직하게, 상기 전도성 고분자는 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리시에닐렌 비닐렌, 폴리사이오펜, 폴리에실렌다이옥시사이오펜 및 폴리페닐렌으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 더욱 바람직하게 상기 전도성 고분자는 폴리아닐린 일 수 있다.The conductive polymer may have improved electrical conductivity than that of the conductive polymer before modification. Preferably, the conductive polymer may be any one selected from the group consisting of polyacetylene, polypyrrole, polyaniline, polyxenylene vinylene, polythiophene, polyethylenedioxythiophene, and polyphenylene. More preferably, the conductive polymer may be polyaniline.
상기 전극재의 함량은 전극을 구성하는 총 물질 대비 0.01 내지 95 중량%일 수 있다.The content of the electrode material may be 0.01 to 95% by weight relative to the total material constituting the electrode.
상기 전극재는 이온의 흡탈착 방식의 전기 에너지 저장 소자용일 수 있다,The electrode material may be for an electrical energy storage device of an ion adsorption/desorption method,
또한, 본 발명은 상기 전극재를 활물질로 바람직하게는 전극 활물질로 포함하는 리튬이온전지용 전극재를 제공한다.In addition, the present invention provides an electrode material for a lithium ion battery comprising the electrode material as an active material, preferably an electrode active material.
본 발명에서 상기 전극 활물질은 전기전도성을 보다 향상시키기 위하여 도전성 물질로 코팅된 것일 수 있다. 본 발명에서 상기 도전성 물질은 도전성 카본, 귀금속 및 금속으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 특히, 도전성 카본으로 피복하는 경우, 제조 비용 및 중량을 크게 높이지 않으면서도 효과적으로 전도성 높일 수 있어 바람직하다. In the present invention, the electrode active material may be coated with a conductive material to further improve electrical conductivity. In the present invention, the conductive material may be at least one selected from the group consisting of conductive carbon, noble metals, and metals. In particular, in the case of coating with conductive carbon, it is preferable because the conductivity can be effectively increased without significantly increasing the manufacturing cost and weight.
본 발명에서 상기 도전성 카본은 카본 블랙, 탄소 나노 튜브 및 그래핀으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In the present invention, the conductive carbon may be at least one selected from the group consisting of carbon black, carbon nanotubes, and graphene, but is not limited thereto.
본 발명에서 상기 도전성 카본은 전극 활물질 입자의 표면에 도포될 수 있으며, 예를 들어, 전극 활물질 입자의 표면을 0.1 nm 내지 20 nm의 두께로 코팅할 수 있다.In the present invention, the conductive carbon may be applied to the surface of the electrode active material particles, for example, the surface of the electrode active material particles may be coated to a thickness of 0.1 nm to 20 nm.
본 발명에서 상기 도전성 카본이 전극 활물질의 전체 중량을 기준으로 0.5 내지 1.5 중량% 코팅된 1차 입자의 경우, 카본 코팅층의 두께는 약 0.1nm 내지 2.0 nm일 수 있다.In the present invention, in the case of the primary particles coated with the conductive carbon in an amount of 0.5 to 1.5% by weight based on the total weight of the electrode active material, the thickness of the carbon coating layer may be about 0.1 nm to 2.0 nm.
또한, 본 발명은 상기 전극재를 바인더로 포함하는 리튬이온전지용 전극재를 제공한다.In addition, the present invention provides an electrode material for a lithium ion battery comprising the electrode material as a binder.
본 발명에서 상기 바인더는 전극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 집전체에 양극 활물질의 결합을 향상시키기 위한 것으로, 그 구체적인 종류를 특별히 제한하지는 않으나, 예를 들면, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무 및 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.In the present invention, the binder is for well adhering the electrode active material particles to each other and improving the binding of the positive electrode active material to the current collector, and the specific type thereof is not particularly limited, but for example, polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, Polyacrylic acid, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene ether polymer ( EPDM), sulfonated EPDM, styrene butyrene rubber, fluororubber, and various copolymers.
본 발명에서 상기 바인더는 전극 활물질 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부의 양으로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In the present invention, the binder may be included in an amount of 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the electrode active material, but is not limited thereto.
본 발명에서 바인더의 용매로는 특별히 제한하지 않으나, 예를 들면 N-메틸피롤리돈(NMP), 아세톤 또는 물 등이 사용될 수 있다. 본 발명에서 상기 용매는 양극 활물질 100 중량부를 기준으로 하여 1 내지 10 중량부로 포함되는 것이 음극 재료를 형성하기 위한 작업이 용이하다.The solvent of the binder in the present invention is not particularly limited, but, for example, N-methylpyrrolidone (NMP), acetone, or water may be used. In the present invention, when the solvent is included in an amount of 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the positive electrode active material, the operation for forming the negative electrode material is easy.
또한, 본 발명은 상기 전극재를 도전재로 포함하는 리튬이온전지용 전극재를 제공한다.In addition, the present invention provides an electrode material for a lithium ion battery comprising the electrode material as a conductive material.
상기 도전재로는 일반적으로 리튬 이온 전지에 사용되는 것은 어떠한 것도 사용할 수 있으며, 그 예로 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 탄소섬유 등의 탄소계 물질; 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유 등의 금속계 물질; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 폴리머, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 도전성 재료를 사용할 수 있다. 도전재의 함량은 적당하게 조절하여 사용할 수 있다.As the conductive material, any material generally used in lithium ion batteries may be used, and examples thereof include carbon-based materials such as carbon black, acetylene black, Ketjen black, and carbon fiber; metal-based substances such as metal powders such as copper, nickel, aluminum, and silver, or metal fibers; A conductive material including a conductive polymer such as a polyphenylene derivative or a mixture thereof can be used. The content of the conductive material may be appropriately adjusted and used.
또한, 본 발명에서 상기 도전재의 그 입도는 2 nm 내지 1 μm 인 것이 바람직하다. 상기 도전재의 입도가 2 nm 미만인 경우 전극 제조 공정상의 균일한 슬러리의 형성에 어려움이 있는 문제점이 있고, 1 μm를 초과하는 경우에는 전극의 전기 전도도를 향상시키는 못하는 문제점이 있다.In addition, in the present invention, it is preferable that the particle size of the conductive material is 2 nm to 1 μm. When the particle size of the conductive material is less than 2 nm, there is a problem in that it is difficult to form a uniform slurry in the electrode manufacturing process, and when it exceeds 1 μm, there is a problem in that the electrical conductivity of the electrode cannot be improved.
또한, 본 발명에서 상기 전극 활물질과 도전재는 9:1 내지 99:1의 중량비로 포함될 수 있고, 보다 바람직하게는 9:1의 중량비로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, in the present invention, the electrode active material and the conductive material may be included in a weight ratio of 9:1 to 99:1, and more preferably, may be included in a weight ratio of 9:1, but is not limited thereto.
또한, 본 발명은 상기 전극재를 집전체로 포함하는 리튬이온전지용 전극재를 제공한다.In addition, the present invention provides an electrode material for a lithium ion battery comprising the electrode material as a current collector.
본 발명에서 상기 집전체의 그 두께는 3 내지 500 μm 인 것이 바람직하며, 상기 집전체로는 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, 표면에 미세한 요철을 형성하여 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다. 구체적으로, 양극 집전체는, 알루미늄을 포함하는 금속 집전체일 수 있고, 음극 집전체는, 구리를 포함하는 금속 집전체일 수 있다. 상기 전극 집전체는 금속 호일일 수 있고, 알루미늄(Al) 호일 또는 구리(Cu) 호일일 수 있다.In the present invention, the thickness of the current collector is preferably 3 to 500 μm, and the 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, one in which the surface of copper or stainless steel is surface-treated with carbon, nickel, titanium, silver, etc., an aluminum-cadmium alloy, etc. may be used. In addition, the bonding strength of the active material may be strengthened by forming fine irregularities on the surface, and may be used in various forms such as a film, sheet, foil, net, porous body, foam body, non-woven body, and the like. Specifically, the positive electrode current collector may be a metal current collector including aluminum, and the negative electrode current collector may be a metal current collector including copper. The electrode current collector may be a metal foil, an aluminum (Al) foil, or a copper (Cu) foil.
본 발명에서 용어 "충전하다" 및 "충전"은 전지에 전기화학 에너지를 제공하는 과정을 지칭할 수 있다. In the present invention, the terms “charge” and “charge” may refer to a process of providing electrochemical energy to a battery.
본 발명에서 용어 "방전하다" 및 "방전"은, 예를 들어, 원하는 작업을 수행하기 위하여 전지를 사용할 때, 전지로부터 전기화학 에너지를 제거하는 과정을 지칭할 수 있다. In the present invention, the terms “discharge” and “discharge” may refer to a process of removing electrochemical energy from a battery, for example, when the battery is used to perform a desired operation.
본 발명에서 용어 "양극"은 방전 과정 동안 전기화학적 환원 및 나트륨화가 일어나는 전극 (종종 캐소드로 불림)을 지칭할 수 있다. In the present invention, the term "anode" may refer to an electrode (sometimes referred to as a cathode) where electrochemical reduction and sodiumization occurs during the discharge process.
본 발명에서 용어 "음극"은 방전 과정 동안 전기화학적 산화 및 탈나트튬화가 일어나는 전극 (종종 애노드로 불림)을 지칭할 수 있다. In the present invention, the term "cathode" may refer to an electrode (sometimes referred to as an anode) in which electrochemical oxidation and denitrification occurs during the discharge process.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따르면, 본 발명에 따른 전극재를 포함하는 리튬이온전지에 관한 것이다. 상기 본 발명에 따른 전극 재료를 포함한 전극이 양극일 경우, 음극은 음극 활물질을 포함하는 음극 재료를 집전체 위에 직접 코팅하여 제조하거나 혹은 별도의 지지체 상에서 캐스팅하고 상기 지지체로부터 박리시킨 음극 재료 필름을 집전체에 라미네이션하여 음극 극판으로 얻을 수 있다. 본 발명에서 상기 음극은 열거한 형태에 한정되는 것은 아니고 상기 형태 이외의 형태일 수 있다. According to another embodiment of the present invention, it relates to a lithium ion battery comprising the electrode material according to the present invention. When the electrode including the electrode material according to the present invention is a positive electrode, the negative electrode is prepared by directly coating the negative electrode material containing the negative electrode active material on the current collector, or casting on a separate support and peeling the negative electrode material film from the support. It can be obtained as a negative electrode plate by laminating the whole. In the present invention, the negative electrode is not limited to the enumerated form and may be in a form other than the above form.
상기 본 발명에 따른 전극 재료를 포함한 전극이 양극일 경우, 상기 음극 활물질로는 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물을 사용할 수 있다.When the electrode including the electrode material according to the present invention is a positive electrode, a compound capable of reversible intercalation and deintercalation of lithium may be used as the negative electrode active material.
본 발명에서 상기 음극 재료는 음극 활물질층 외에 바인더, 용매 및 선택적으로 도전재를 더 포함할 수 있다. In the present invention, the negative electrode material may further include a binder, a solvent, and optionally a conductive material in addition to the negative electrode active material layer.
본 발명에서 상기 바인더는 전극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 집전체에 전극 활물질의 결합을 향상시키기 위한 것으로, 그 구체적인 종류를 특별히 제한하지는 않으나, 예를 들면, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로즈, 디아세틸셀룰로즈, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지 및 나일론 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the binder is for well adhering the electrode active material particles to each other and improving the bonding of the electrode active material to the current collector, and the specific type thereof is not particularly limited, but for example, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, carboxymethyl Cellulose, hydroxypropylcellulose, diacetylcellulose, polyvinylchloride, carboxylated polyvinylchloride, polyvinylfluoride, polymers including ethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyurethane, polytetrafluoroethylene, Polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, epoxy resin, nylon, etc. may be used, but is not limited thereto.
본 발명에서 상기 바인더는 음극 활물질 100 중량부에 대하여 1 ~ 20 중량부의 양으로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In the present invention, the binder may be included in an amount of 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the negative active material, but is not limited thereto.
본 발명에서 상기 바인더의 용매의 종류는 특별히 제한하지 않으나, 예를 들면 N-메틸피롤리돈(NMP), 아세톤 또는 물 등이 사용될 수 있다. In the present invention, the type of solvent of the binder is not particularly limited, but for example, N-methylpyrrolidone (NMP), acetone, or water may be used.
본 발명에서 상기 용매는 음극 활물질 100 중량부를 기준으로 하여 1 ~ 10 중량부로 포함되는 것이 음극 재료를 형성하기 위한 작업이 용이하다.In the present invention, the solvent is included in an amount of 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the negative electrode active material, so that the operation for forming the negative electrode material is easy.
본 발명에서 상기 전해질은 액체 전해액, 고체 전해질, 또는 이들의 조합을 포함하고, 상기 액체 전해액은 나트륨염, 유기용매, 또는 이들의 조합을 포함하며, 상기 고체 전해질은 고분자 화합물을 포함하는 유기계 고체 전해질, 무기계 고체 전해질, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.In the present invention, the electrolyte includes a liquid electrolyte, a solid electrolyte, or a combination thereof, the liquid electrolyte includes a sodium salt, an organic solvent, or a combination thereof, and the solid electrolyte includes a polymer compound. , an inorganic solid electrolyte, or a combination thereof.
본 발명에서 상기 전해질이 액체 전해액인 경우, 전해질염 및 용매를 포함한다. In the present invention, when the electrolyte is a liquid electrolyte, it includes an electrolyte salt and a solvent.
본 발명에서 상기 전해질염은 구체적으로는 나트륨 함유 수산화물(예를 들면, 수산화나트륨(NaOH) 등), 붕산염(예를 들면, 메타붕산나트륨(NaBO2), 붕사(Na2B4O7), 붕산(H3BO3) 등), 인산염(예를 들면, 인산삼나트륨(Na3PO4), 피로인산나트륨(Na2HPO4) 등), 염소산(예를 들면, NaClO4 등), NaAlCl4, NaAsF6, NaBF4, NaPF6, NaSbF6, NaCF3SO3 또는 NaN(SO2CF3)2 등일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. In the present invention, the electrolyte salt is specifically sodium-containing hydroxide (eg, sodium hydroxide (NaOH), etc.), borate (eg, sodium metaborate (NaBO 2 ), borax (Na 2 B 4 O 7 ), boric acid (H 3 BO 3 ), etc.), phosphates (eg, trisodium phosphate (Na 3 PO 4 ), sodium pyrophosphate (Na 2 HPO 4 ), etc.), chloric acid (eg, NaClO 4 , etc.), NaAlCl 4 , NaAsF 6 , NaBF 4 , NaPF 6 , NaSbF 6 , NaCF 3 SO 3 or NaN(SO 2 CF 3 ) 2 , and the like, and any one or a mixture of two or more thereof may be used.
본 발명에서 상기 전해질은 전해질 총 중량에 대하여 상기 전해질염을 2 내지 5 중량%로 포함할 수 있다. In the present invention, the electrolyte may include 2 to 5% by weight of the electrolyte salt based on the total weight of the electrolyte.
또한, 본 발명에서 상기 용매는 전지의 전기 화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 할 수 있는 것이라면 특별한 제한없이 사용할 수 있다. 바람직하게, 상기 용매는 물, 알코올 등과 같은 수계 용매이거나; 또는 에스테르 용매, 에테르 용매, 케톤 용매, 방향족 탄화수소 용매, 알콕시알칸 용매, 카보네이트 용매와 같은 비수계 용매일 수 있다. 이들 중 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게 상기 용매는 물, 알코올 등과 같은 수계 용매 일 수 있다.In addition, in the present invention, the solvent may be used without any particular limitation as long as it can serve as a medium through which ions involved in the electrochemical reaction of the battery can move. Preferably, the solvent is an aqueous solvent such as water, alcohol or the like; or a non-aqueous solvent such as an ester solvent, an ether solvent, a ketone solvent, an aromatic hydrocarbon solvent, an alkoxyalkane solvent, or a carbonate solvent. Among these, it can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. More preferably, the solvent may be an aqueous solvent such as water or alcohol.
또한, 본 발명에서 상기 전해질이 고체 전해질인 경우, 구체적으로 폴리에틸렌옥시드계 고분자 화합물, 폴리오르가노실록산쇄 또는 폴리옥시알킬렌쇄 중 적어도 1종 이상을 포함하는 고분자 화합물 등의 유기계 고분자 전해질을 사용할 수 있다. 또한, 고분자 화합물에 비수전해질 용액을 유지시킨, 이른바 겔 타입의 것을 이용할 수도 있다. In the present invention, when the electrolyte is a solid electrolyte, specifically, an organic polymer electrolyte such as a polyethylene oxide-based polymer compound, a polymer compound containing at least one of a polyorganosiloxane chain, or a polyoxyalkylene chain may be used. have. In addition, a so-called gel-type thing in which a non-aqueous electrolyte solution is maintained in a high molecular compound can also be used.
또한, 본 발명의 나트륨 이차 전지에 있어서 고체 전해질을 이용하는 경우에는, 고체 전해질이 세퍼레이터 역할을 하는 경우도 있고, 그 경우에는 세퍼레이터를 필요로 하지 않는 경우도 있다.Moreover, when using a solid electrolyte in the sodium secondary battery of this invention, a solid electrolyte may serve as a separator, and a separator may not be needed in that case.
또, 상기 전해질은 상기 전해질 구성 성분들 외에도 전지의 수명특성 향상, 전지 용량 감소 억제, 전지의 방전 용량 향상 등을 목적으로 일반적으로 전해질에 사용될 수 있는 첨가제(이하, '기타 첨가제'라 함)를 더 포함할 수 있다.In addition, the electrolyte contains additives (hereinafter referred to as 'other additives') that can be generally used in the electrolyte for the purpose of improving the lifespan characteristics of the battery, suppressing the reduction of the battery capacity, and improving the discharge capacity of the battery, in addition to the electrolyte components. may include more.
본 발명에서 상기 전해질에는 0.1 내지 5 중량%의 불소화에틸렌카보네이트를 더 첨가하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable to further add 0.1 to 5% by weight of fluorinated ethylene carbonate to the electrolyte.
본 발명의 리튬 이온 전지는 상기한 바와 같이 전해질로 고체 전해질을 사용하고, 고체 전해질이 세퍼레이터 역할을 하는 경우 별도의 세퍼레이터를 필요로 하지 않을 수 있으나, 그렇지 않은 경우 세퍼레이터를 추가로 더 포함할 수 있다. The lithium ion battery of the present invention uses a solid electrolyte as the electrolyte as described above, and when the solid electrolyte serves as a separator, a separate separator may not be required, but in this case, it may further include a separator. .
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are only for illustrating the present invention in more detail, and it will be apparent to those of ordinary skill in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples according to the gist of the present invention. .
실시예Example
[실시예 1] 화합물의 제조[Example 1] Preparation of compound
본 발명에 따른 도펀트로서 리튬이 공도핑되어 있는 전도성 고분자층을 갖는 전극재 입자의 인시츄 제작 방법의 모식도를 도 1에 나타내었다.1 is a schematic diagram of an in situ manufacturing method of electrode material particles having a conductive polymer layer co-doped with lithium as a dopant according to the present invention.
본 발명에 따른 화합물을 제조하기 위하여 상온의 반응기에서 전도성 고분자의 전구체(아닐린), 산 및 공도핑 하고자 하는 리튬 염을 초순수 정제수 15ml에 혼합하였다. 상기 혼합물 내의 아닐린의 농도는 0.11 몰농도이고, 산의 농도는 1 몰농도이고, 리튬 염의 농도는 1.0 몰농도 내지 2.5 몰농도이다. 상기 혼합물이 정제수 안에서 용해시킨 후, 전극재 입자 0.07g를 추가로 첨가하였다. 이 후, 과황산암모늄 0.09g(0.026몰농도)을 초순수 정제수 5ml에 혼합한 용액을 만든 후, 위 용액에 추가로 첨가하여 인시츄 중합 반응을 진행시키고, 인시츄 중합 반응이 종결된 용액을 원심분리 및 정제하여 공도핑된 고분자층을 갖는 전극재 입자를 수득하였다. In order to prepare the compound according to the present invention, a precursor of a conductive polymer (aniline), an acid, and a lithium salt to be co-doped were mixed in 15 ml of ultrapure purified water in a reactor at room temperature. The concentration of aniline in the mixture is 0.11 molar concentration, the concentration of acid is 1 molar concentration, and the concentration of lithium salt is 1.0 molar concentration to 2.5 molar concentration. After the mixture was dissolved in purified water, 0.07 g of electrode material particles were further added. After that, 0.09 g (0.026 molar concentration) of ammonium persulfate was mixed with 5 ml of ultrapure purified water to make a solution, and then the solution was further added to the above solution to proceed with the in situ polymerization reaction, and the in situ polymerization reaction was completed by centrifuging the solution. By separation and purification, electrode material particles having a co-doped polymer layer were obtained.
상기 합성된 화합물의 3차원적 구조와 결정 구조를 확인하기 위하여 투과전자 현미경(Transmission electron microscope: TEM) 및 광전자 분광분석기(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS)를 사용하였다.Transmission electron microscope (TEM) and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) were used to confirm the three-dimensional structure and crystal structure of the synthesized compound.
[실시예 2] TEM 시료 준비 및 분석[Example 2] TEM sample preparation and analysis
본 발명에 따른 공도핑된 전도성 고분자층을 갖는 전극재(실리콘 입자)에 대하 투과전자 현미경(Transmission electron microscope: TEM)을 이용하여 표면 처리층을 확인하였다. The surface treatment layer was confirmed by using a transmission electron microscope (TEM) for the electrode material (silicon particles) having the co-doped conductive polymer layer according to the present invention.
공도핑된 전도성 고분자가 코팅된 전극재(실리콘) 분말을 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate) 용매가 담긴 병에 넣어 밀봉한 후, 초음파 세척기를 이용하여 10분간 분산시켰다. 이 후, 분산용액을 투과전자현미경용 그리드(TEM grid)에 적하한 후 건조하였다. 결과를 도 2에 나타내었다.The co-doped conductive polymer-coated electrode material (silicon) powder was put in a bottle containing a dimethyl carbonate solvent, sealed, and dispersed for 10 minutes using an ultrasonic cleaner. After that, the dispersion solution was added dropwise to a transmission electron microscope grid (TEM grid) and dried. The results are shown in FIG. 2 .
실리콘 입자 및 공도핑된 전도성 고분자가 코팅된 전극재(실리콘) 분말에 대한 저배율 TEM상 및 HRTEM상을 나태낸 것으로, 해당 이미지를 통해 실리콘 분말이 결정성 구조(도 2 상단)임인 반면, 공도핑된 전도성 고분자가 코팅된 전극재(실리콘) 분말은 인시츄 중합법에 의해 실리콘 입자 표면에 10 nm 이하의 얇은 전도성 고분자층이 형성되어 있음을 확인할 수 있었다.Low-magnification TEM image and HRTEM image of the electrode material (silicon) powder coated with silicon particles and co-doped conductive polymer. It was confirmed that the electrode material (silicon) powder coated with the conductive polymer had a thin conductive polymer layer of 10 nm or less formed on the surface of the silicon particle by the in situ polymerization method.
[실시예 3] 화합물의 XRS 그래프 분석[Example 3] XRS graph analysis of compounds
전도성 고분자 및 본 발명에 따른 공도핑된 전도성 고분자가 코팅된 실리콘 나노입자를 광전자 분광분석기(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS)를 이용하여 분석하였다.The conductive polymer and silicon nanoparticles coated with the co-doped conductive polymer according to the present invention were analyzed using X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS).
B/Q 값은 도핑되지 않은 벤조노이드(C-N-C) 및 도핑에 의해 생성된 퀴노노이드 (C-N+=C)에 대한 피크의 면적 비율을 나타낸 것으로서, XPS를 통하여 공도핑 되지 아니한 PANi 화합물 및 Si/PANi 화합물에서 해당 값이 각 2.36, 3.59를 나타내는 것으로 확인되어, 해당 화합물에서 도핑되지 않은 비전도성의 벤조노이드의 비율이 높은 것을 확인할 수 있었다. 한편, 리튬 및 음이온을 공도핑한 폴리아닐린인 Li-PANi 화합물 및 이를 실리콘 나노입자에 코팅한 Si/Li-PANi 화합물의 경우 B/Q 비율이 1.28 내지 1.74에 해당하여 전도성을 갖는 퀴노노이드의 비율이 높아진 것을 확인할 수 있었다.The B/Q value represents the area ratio of the peak to the undoped benzooid (CNC) and the quinoid generated by doping (CN + =C), and the undoped PANi compound and Si/PANi compound through XPS It was confirmed that the corresponding values in the compound were 2.36 and 3.59, respectively, and it was confirmed that the ratio of non-doped non-conductive benzooids in the compound was high. On the other hand, in the case of the Li-PANi compound, which is polyaniline co-doped with lithium and anions, and the Si/Li-PANi compound coated with the same on silicon nanoparticles, the B/Q ratio is 1.28 to 1.74, so the ratio of conductive quinoids is high. could be seen to increase.
[실시예4] 화합물의 리튬 이온 이차 전지의 실리콘 음극의 사이클 성능 분석[Example 4] Cycle performance analysis of silicon negative electrode of lithium ion secondary battery of compound
공도핑된 고분자층을 갖는 실리콘 나노입자를 리튬이온 이차전지의 음극에 적용하였을 때, 리튬 이온 저장 능력 및 수명 성능을 조사하였다. 결과는 도 4에 나타내었다.When silicon nanoparticles having a co-doped polymer layer were applied to the negative electrode of a lithium ion secondary battery, the lithium ion storage capacity and lifespan performance were investigated. The results are shown in FIG. 4 .
1.0 내지 2.5M의 리튬 염을 사용하여 공도핑한 전도성 고분자 코팅층을 갖는 실리콘 음극의 경우 공도핑을 하지 않은 실리콘 음극과 비교하여 초기 용량 (4번째 사이클 용량) 대비 12% 용량 유지율이 증가됨을 알 수 있었다. 다만, 공도핑에 사용한 리튬염의 농도를 3.0M 이상으로 높이면 오히려 용량이 저하되며 수명 성능에 효과가 없는 것으로 확인된다.In the case of a silicon anode having a conductive polymer coating layer co-doped with a lithium salt of 1.0 to 2.5 M, it can be seen that the capacity retention rate is increased by 12% compared to the initial capacity (4th cycle capacity) compared to a silicon anode that is not co-doped. there was. However, if the concentration of the lithium salt used for co-doping is increased to 3.0 M or more, the capacity is rather reduced and it is confirmed that there is no effect on the lifespan performance.
[실시예 5] 화합물의 순환전압전류법 곡선 분석[Example 5] Cyclic voltammetry curve analysis of compounds
공도핑 되지 아니한 Si/PANi 화합물 및 리튬을 공도핑한 Si/Li-PANi 화합물로 구성된 음극의 순환전압전류 곡선을 확인하여 도 5에 나타내었다. The cyclic voltammetry curves of the negative electrode composed of the unco-doped Si/PANi compound and the lithium-co-doped Si/Li-PANi compound were confirmed and shown in FIG. 5 .
리튬을 공도핑된 고분자층 도입에 의해 실리콘 음극의 반응 피크 전류값이 점점 커지는 양상을 띠는 것을 알 수 있었다. 이는 리튬의 삽입 및 탈리 반응이 더 용이하게 일어난다는 것으로, 공도핑된 고분자층 도입으로 인해 실리콘 음극의 전도성 및 이온 이동도가 향상된 결과로 보인다.It was found that the reaction peak current value of the silicon anode gradually increased by the introduction of the lithium co-doped polymer layer. This means that lithium insertion and desorption reactions occur more easily, and it appears that the conductivity and ion mobility of the silicon negative electrode are improved due to the introduction of the co-doped polymer layer.
[실시예 6] 화합물의 전기화학적 임피던스 측정 결과 분석[Example 6] Analysis of electrochemical impedance measurement results of compounds
교류임피던스법에 의한 전극저항의 크기를 측정하여 전기화학적 임피던스 측정 결과를 도 6에 나타내었고, 이에 대한 전극저항 수치 그래프 및 전극저항 성분을 나타낸 회로도를 도 7에 나타내었다. 전극 물질 계면에서의 이온 이동이 용이해질수록, 전하전달저항(Rct)이 작아진다. 두 전극의 임피던스 측정 결과의 비교를 통하여, 공도핑된 고분자층을 도입함으로써 실리콘 전극에서 전하전달저항이 더욱 작아지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 공도핑된 고분자층을 갖는 실리콘 음극이 전도성 및 이온 이동도가 더 향상된 것을 알 수 있다.The electrochemical impedance measurement result by measuring the size of the electrode resistance by the AC impedance method is shown in FIG. 6 , and a numerical graph of the electrode resistance and a circuit diagram showing the electrode resistance components are shown in FIG. 7 . As ions move more easily at the electrode material interface, the charge transfer resistance (R ct ) decreases. Through comparison of the impedance measurement results of the two electrodes, it was confirmed that the charge transfer resistance was further reduced in the silicon electrode by introducing the co-doped polymer layer. Therefore, it can be seen that the silicon anode having the co-doped polymer layer has improved conductivity and ion mobility.
상기 결과를 통해, 본 발명의 공도핑된 전도성 고분자는 실리콘 나노입자를 이용하는 전극의 전도성 향상, 부피팽창 억제, 미분화(pulverization)에 의한 전극 소실로부터 전극을 보호하여 이차전지의 성능을 향상시키는 역할을 할 수 있음을 확인하였다.Through the above results, the co-doped conductive polymer of the present invention improves the conductivity of the electrode using silicon nanoparticles, suppresses volume expansion, and protects the electrode from electrode loss due to pulverization, thereby improving the performance of the secondary battery. confirmed that it can be done.
상기 결과를 이상에서 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.Although the above results have been described in detail with respect to the present invention above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
Claims (12)
상기 도펀트는 리튬 염 화합물이고,
상기 도펀트의 함량은 1.0 내지 2.5M인 것을 특징으로 하는 전도성 고분자가 코팅된 전극재.As an electrode material coated with a conductive polymer co-doped with a dopant,
The dopant is a lithium salt compound,
The conductive polymer-coated electrode material, characterized in that the content of the dopant is 1.0 to 2.5M.
Claims 1, and any one of the electrode material of claims 4 to 8 is an electrode material for a lithium ion battery comprising a current collector.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200018231A KR102311271B1 (en) | 2020-02-14 | 2020-02-14 | Electrode material coated with conductive polymer |
Applications Claiming Priority (1)
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