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KR20220058421A - Electrode assembly and battery cell including the same - Google Patents

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KR20220058421A
KR20220058421A KR1020210137514A KR20210137514A KR20220058421A KR 20220058421 A KR20220058421 A KR 20220058421A KR 1020210137514 A KR1020210137514 A KR 1020210137514A KR 20210137514 A KR20210137514 A KR 20210137514A KR 20220058421 A KR20220058421 A KR 20220058421A
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active material
material layer
electrode
current collector
separator
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KR1020210137514A
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Korean (ko)
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김명수
김정길
김태곤
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

An electrode assembly according to an embodiment of the present invention includes: a separator; a positive electrode active material layer attached to a first surface of the separator; and a negative electrode active material layer attached to a second surface of the separator, wherein the positive electrode active material layer is made of a first electrode composition in which a positive electrode active material, a conductive material and a binder are dry mixed, and the negative electrode active material layer is made of a second electrode composition in which a negative electrode active material, the conductive material, and the binder are dry mixed.

Description

전극 조립체 및 이를 포함하는 전지셀{ELECTRODE ASSEMBLY AND BATTERY CELL INCLUDING THE SAME}Electrode assembly and battery cell including the same

본 발명은 전극 조립체 및 이를 포함하는 전지셀에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 생산성 및 저항 감소 효과가 향상된 전극 조립체 및 이를 포함하는 전지셀에 관한 것이다. The present invention relates to an electrode assembly and a battery cell including the same, and more particularly, to an electrode assembly having improved productivity and resistance reduction effects, and a battery cell including the same.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차 전지 중 높은 에너지 밀도와 전압을 가지고, 사이클 수명이 길며, 자기방전률이 낮은 리튬 이차 전지가 사용화되어 널리 사용되고 있다. As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing. Among such secondary batteries, lithium secondary batteries with high energy density and voltage, long cycle life, and low self-discharge rate has been used and is widely used.

특히, 이차 전지는 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북, 웨어러블 디바이스 등의 모바일 기기뿐만 아니라, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 동력 장치에 대한 에너지원으로도 많은 관심을 가지고 있다. In particular, secondary batteries are of great interest not only as mobile devices such as mobile phones, digital cameras, notebooks, and wearable devices, but also as energy sources for power devices such as electric bicycles, electric vehicles, and hybrid electric vehicles.

또한, 환경문제에 대한 관심이 커짐에 따라, 대기 오염의 주요 원인의 하나인 가솔린 차량, 디젤 차량 등 화석 연료를 사용하는 차량을 대체할 수 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 동력원으로는 주로 니켈 수소금속 이차전지가 사용되고 있지만, 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지를 사용하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 일부 상용화 단계에 있다.In addition, as interest in environmental problems grows, research on electric vehicles and hybrid electric vehicles that can replace vehicles using fossil fuels such as gasoline vehicles and diesel vehicles, which are one of the main causes of air pollution, is being conducted. there is. Although nickel-metal hydride secondary batteries are mainly used as power sources for such electric vehicles and hybrid electric vehicles, research using lithium secondary batteries with high energy density and discharge voltage is being actively conducted, and some are in the commercialization stage.

기존의 이차 전지용 전극은 일반적으로 습식 방법으로 제조되었다. 그러나, 습식 방법으로 전극을 제조하는 경우, 고온에서의 열처리 과정이 필수적으로 요구되어, 금속 산화물이 손상될 우려가 있었다. 이에 따라, 최근에는 건식 방법으로 제조된 전극 개발이 진행되고 있다.Conventional electrodes for secondary batteries are generally manufactured by a wet method. However, when the electrode is manufactured by a wet method, a heat treatment process at a high temperature is essential, and there is a risk that the metal oxide may be damaged. Accordingly, in recent years, the development of electrodes manufactured by a dry method is in progress.

도 1는 종래의 전극 조립체를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래의 전극 조립체는 양극(10), 음극(20) 및 양극(10)과 음극(20) 사이에 개재된 분리막(30)을 포함한다. 여기서, 양극(10)은 양극 집전체(15) 상에 양극 활물질층(11)이 위치하고, 음극(20)은 음극 집전체(25) 상에 음극 활물질층(21)이 위치한다.1 is a view showing a conventional electrode assembly. Referring to FIG. 1 , a conventional electrode assembly includes a positive electrode 10 , a negative electrode 20 , and a separator 30 interposed between the positive electrode 10 and the negative electrode 20 . Here, in the positive electrode 10 , the positive electrode active material layer 11 is positioned on the positive electrode current collector 15 , and the negative electrode 20 has the negative active material layer 21 positioned on the negative current collector 25 .

도 2은 도 1의 전극 조립체에 포함되는 전극의 제조 공정을 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 양극 활물질층(11)은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, Polytetrafluoroethylene)를 바인더로 포함하는 전극 조성물이 건식으로 혼합되어 프리스탠딩 필름 형태로 형성된다. 이 때, 양극(10)은 양극 집전체(15) 상에 양극 활물질층(11)이 롤 프레스(roll press)되어 부착되어 있다. 이는 음극(20)의 경우에도 마찬가지로 설명된다. FIG. 2 is a view illustrating a manufacturing process of an electrode included in the electrode assembly of FIG. 1 . Referring to FIG. 2 , the cathode active material layer 11 is formed in the form of a freestanding film by dry mixing an electrode composition containing polytetrafluoroethylene (PTFE, Polytetrafluoroethylene) as a binder. At this time, the positive electrode 10 is attached to the positive electrode current collector 15 by roll pressing the positive electrode active material layer 11 . This is also explained in the case of the cathode 20 .

다만, 도 2와 같이 양극(10) 및 음극(20)이 건식으로 제조되는 경우, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, Polytetrafluoroethylene)의 특성상 고온 및 압력에 의한 화학적 결합 방식이 아니라, 전단력에 의한 섬유화를 통해 활물질을 감싸는 결합 방식으로 전극 조성물이 제조된다. 특히, 상기 전극 조성물을 프리스탠딩 필름 형태로 집전체(15, 25) 상에 부착하기 위해서는, 상기 프리스탠딩 필름과 집전체 사이에 별도의 바인더가 추가적으로 도포 혹은 코팅될 필요가 있었다. However, when the positive electrode 10 and the negative electrode 20 are manufactured in a dry method as shown in FIG. 2 , fiberization is prevented by shear force, not by a chemical bonding method by high temperature and pressure due to the characteristics of polytetrafluoroethylene (PTFE, Polytetrafluoroethylene). The electrode composition is prepared by a bonding method that wraps the active material through the In particular, in order to attach the electrode composition to the current collectors 15 and 25 in the form of a free-standing film, a separate binder needs to be additionally applied or coated between the free-standing film and the current collector.

일 예로, 종래에는 상기 전극 조성물에 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, Polytetrafluoroethylene) 외에 플루오르화 폴리비닐리덴(PVDF, Polyinylidene fluoride), 아크릴 바인더 등을 추가함에 따라 프리스탠딩 필름의 접착력을 높이거나, 집전체(15, 25) 상에 미리 접착 바인더를 코팅하여 집전체(15, 25)의 접착력을 높였다. 이 때, 접착 바인더는 일반적인 바코팅, 그라비아 코팅 등의 슬러리 코팅 방법 또는 패턴 코팅 방법이 사용되어 집전체(15, 25) 상에 코팅되었다. For example, conventionally, by adding polyvinylidene fluoride (PVDF, Polyinylidene fluoride), an acrylic binder, etc. to the electrode composition in addition to polytetrafluoroethylene (PTFE, Polytetrafluoroethylene), the adhesion of the freestanding film is increased, or the current collector The adhesive force of the current collectors 15 and 25 was increased by coating the adhesive binder on the (15, 25) in advance. At this time, the adhesive binder was coated on the current collectors 15 and 25 by using a slurry coating method or a pattern coating method such as general bar coating and gravure coating.

그러나, 상기 프리스탠딩 필름과 집전체(15, 25) 사이에 형성된 접착층은 상기 프리스탠딩 필름과 집전체(15, 25) 사이의 접촉을 막아, 전자 이동을 제한시키는 문제가 있다. 이에 따라, 종래에는 상기 접착층에 전도성을 띄는 도전재가 혼합하여 위 문제를 해결하고자 하였다. 그러나, 여전히, 종래의 방법은 상기 프리스탠딩 필름과 집전체(15, 25) 사이에 바인더가 위치하는 점에서, 고율 영역에서 상기 바인더가 저항으로 작용하여 방전 용량이 저하되는 문제가 있다.However, the adhesive layer formed between the free-standing film and the current collectors 15 and 25 blocks contact between the free-standing film and the current collectors 15 and 25, thereby limiting electron movement. Accordingly, in the prior art, a conductive material having conductivity was mixed with the adhesive layer to solve the above problem. However, in the conventional method, since the binder is positioned between the freestanding film and the current collectors 15 and 25 , the binder acts as a resistor in the high-rate region, thereby reducing the discharge capacity.

도 3은 도 1의 전극 조립체의 분해도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 종래의 전극 조립체는 도 2와 같이 각각 제조된 양극(10) 및 음극(20) 사이에 분리막(30)이 개재되는 구조를 가진다. 이에 따라, 종래의 전극 조립체에서 양극(10) 및 음극(20)은 소정의 강도를 확보하기 위해 필름 형태로 제한되고, 양극(10) 및 음극(20)을 별도로 제조함에 따라 생산성이 저하되는 문제가 있다.3 is an exploded view of the electrode assembly of FIG. 1 . 1 to 3 , the conventional electrode assembly has a structure in which a separator 30 is interposed between the anode 10 and the cathode 20 respectively manufactured as shown in FIG. 2 . Accordingly, in the conventional electrode assembly, the positive electrode 10 and the negative electrode 20 are limited in the form of a film to secure a predetermined strength, and the productivity is lowered as the positive electrode 10 and the negative electrode 20 are separately manufactured. there is

이에 따라, 종래와 달리, 건식 방법으로 제조된 전극을 포함하면서도, 바인더의 함량을 최소화함에 따라 저항 감소 효과가 개선되고, 생산성이 향상된 전극 조립체 개발에 대한 필요성이 높아지고 있다.Accordingly, unlike the related art, there is a growing need for developing an electrode assembly with improved resistance reduction effect and improved productivity by minimizing the binder content while including the electrode manufactured by the dry method.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 생산성 및 저항 감소 효과가 향상된 전극 조립체 및 이를 포함하는 전지셀을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electrode assembly having improved productivity and resistance reduction effects, and a battery cell including the same.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and the problems not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the present specification and the accompanying drawings. .

본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체는, 분리막; 상기 분리막의 제1 면에 부착된 양극 활물질층; 및 상기 분리막의 제2 면에 부착된 음극 활물질층을 포함하고, 상기 양극 활물질층은 양극 활물질, 도전재, 및 바인더가 건식으로 혼합된 제1 전극 조성물로 형성되어 있고, 상기 음극 활물질층은 음극 활물질, 도전재, 및 바인더가 건식으로 혼합된 제2 전극 조성물로 형성되어 있다.An electrode assembly according to an embodiment of the present invention includes a separator; a positive active material layer attached to the first surface of the separator; and a negative active material layer attached to the second surface of the separator, wherein the positive active material layer is formed of a first electrode composition in which a positive electrode active material, a conductive material, and a binder are dry mixed, and the negative electrode active material layer is a negative electrode It is formed of a second electrode composition in which an active material, a conductive material, and a binder are dry mixed.

상기 양극 활물질층은 상기 분리막과 접하는 면과 대향하는 면에 양극 집전체가 적층되고, 상기 음극 활물질층은 상기 분리막과 접하는 면과 대향하는 면에 음극 집전체가 적층될 수 있다.The positive electrode active material layer may have a positive electrode current collector stacked on a surface opposite to a surface in contact with the separator, and a negative electrode current collector may be stacked on a surface opposite to the negative active material layer in contact with the separator.

상기 양극 집전체 및 상기 음극 집전체 중 적어도 하나는 평면형 시트로 형성되어 있을 수 있다.At least one of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector may be formed of a flat sheet.

상기 양극 집전체 및 상기 음극 집전체 중 적어도 하나는 적어도 두 개 이상의 선형 시트로 형성되어 있고, 상기 선형 시트는 서로 이격되어 있을 수 있다.At least one of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector may be formed of at least two or more linear sheets, and the linear sheets may be spaced apart from each other.

상기 선형 시트는 서로 동일한 패턴을 가질 수 있다.The linear sheets may have the same pattern as each other.

상기 양극 집전체 및 상기 음극 집전체 중 적어도 하나는 무작위적 배열을 가지는 섬유형 시트로 형성되어 있을 수 있다.At least one of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector may be formed of a fibrous sheet having a random arrangement.

상기 제1 전극 조성물 및 상기 제2 전극 조성물은 각각 바인더를 포함하고, 상기 제1 전극 조성물에 포함된 상기 바인더의 함량은 상기 제1 전극 조성물의 전체 중량을 기준으로 1중량% 이상 5중량% 이하이고, 상기 제2 전극 조성물에 포함된 상기 바인더의 함량은 상기 제2 전극 조성물의 전체 중량을 기준으로 1중량% 이상 5중량% 이하일 수 있다.The first electrode composition and the second electrode composition each include a binder, and the content of the binder included in the first electrode composition is 1 wt% or more and 5 wt% or less based on the total weight of the first electrode composition and the content of the binder included in the second electrode composition may be 1 wt% or more and 5 wt% or less based on the total weight of the second electrode composition.

상기 바인더는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, Polytetrafluoroethylene)를 포함할 수 있다.The binder may include polytetrafluoroethylene (PTFE, polytetrafluoroethylene).

상기 제1 전극 조성물에 포함된 상기 양극 활물질의 함량은 상기 제1 전극 조성물의 전체 중량을 기준으로 90중량% 이상 98중량% 이하일 수 있다.The content of the positive active material included in the first electrode composition may be 90% by weight or more and 98% by weight or less based on the total weight of the first electrode composition.

상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2), 리튬 망간 산화물, 리튬 동 산화물(Li2CuO2), 바나듐 산화물, Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물, 리튬 망간 복합 산화물, 스피넬 구조의 리튬 망간 복합 산화물, 화학식 Li 일부가 알칼리 토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4, 디설파이드 화합물, Fe2(MoO4)3,,리튬 망간 산화물(LMO, Lithium Manganese Oxide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The positive active material is lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), lithium manganese oxide, lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ), vanadium oxide, Ni site-type lithium nickel oxide, lithium manganese composite oxide, spinel Lithium manganese composite oxide of the structure, LiMn 2 O 4 in which a part of formula Li is substituted with alkaline earth metal ions, a disulfide compound, Fe 2 (MoO 4 ) 3, Lithium Manganese Oxide (LMO, Lithium Manganese Oxide) can

상기 제2 전극 조성물에 포함된 상기 음극 활물질의 함량은 상기 제2 전극 조성물의 전체 중량을 기준으로 90중량% 이상 98중량% 이하일 수 있다.The content of the negative active material included in the second electrode composition may be 90% by weight or more and 98% by weight or less based on the total weight of the second electrode composition.

상기 음극 활물질은 리튬 금속, 리튬 합금, 석유 코크, 활성화 탄소(activated carbon), 그래파이트(graphite), 규소, 주석, 및 금속 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The negative active material may include at least one of lithium metal, lithium alloy, petroleum coke, activated carbon, graphite, silicon, tin, and metal oxide.

상기 양극 활물질층 및 상기 음극 활물질층은 각각 프리스탠딩 필름으로 제조될 수 있다.Each of the positive active material layer and the negative active material layer may be manufactured as a freestanding film.

상기 분리막과 상기 양극 활물질층, 및 상기 분리막과 상기 음극 활물질층사이에 각각 접착층이 형성되어 있고, 상기 접착층은 다공성 구조를 가질 수 있다.An adhesive layer is formed between the separator and the positive active material layer, and between the separator and the negative active material layer, and the adhesive layer may have a porous structure.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀은 상술한 전극 조립체를 포함할 수 있다.The battery cell according to another embodiment of the present invention may include the above-described electrode assembly.

상기 전지셀은 적어도 두 개의 상기 전극 조립체가 적층되어 있고, 상기 적어도 두 개의 전극 조립체는 각각의 전극 조립체에 포함되어 있는 상기 양극 활물질층이 서로 대향하거나, 상기 음극 활물질층이 서로 대향하도록 배치될 수 있다.In the battery cell, at least two of the electrode assemblies are stacked, and the at least two electrode assemblies may be disposed such that the positive active material layers included in each electrode assembly face each other, or the negative active material layers face each other. there is.

적어도 두 개의 상기 전극 조립체는 각각의 상기 양극 활물질층 사이에 양극 집전체가 적층되고, 각각의 상기 음극 활물질층 사이에 음극 집전체가 적층될 수 있다.In the at least two electrode assemblies, a positive electrode current collector may be stacked between each of the positive electrode active material layers, and a negative electrode current collector may be stacked between each of the negative electrode active material layers.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 방법은 양극 활물질, 도전재, 및 바인더가 건식으로 혼합된 제1 전극 조성물로 형성되어 있는 양극 활물질층을 제조하는 단계; 음극 활물질, 도전재, 및 바인더가 건식으로 혼합된 제2 전극 조성물로 형성되어 있는 음극 활물질층을 제조하는 단계; 및 상기 양극 활물질층은 분리막의 제1 면에 부착되고, 상기 음극 활물질층은 분리막의 제2 면에 부착하는 단계를 포함한다.An electrode assembly manufacturing method according to another embodiment of the present invention includes: manufacturing a positive electrode active material layer formed of a first electrode composition in which a positive electrode active material, a conductive material, and a binder are dryly mixed; preparing an anode active material layer formed of a second electrode composition in which an anode active material, a conductive material, and a binder are dry mixed; and attaching the positive active material layer to the first surface of the separator, and attaching the negative active material layer to the second surface of the separator.

상기 양극활물질층 및 상기 음극 활물질층은 프리스탠딩 필름으로 제조될수 있다. The positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer may be made of a freestanding film.

상기 양극 활물질층에서 상기 분리막과 접하는 면과 대향하는 면에 양극 집전체가 적층되고, 상기 음극 활물질층에서 상기 분리막과 접하는 면과 대향하는 면에 음극 집전체가 적층되는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include laminating a positive electrode current collector on a surface of the positive active material layer opposite to the surface in contact with the separator, and laminating a negative current collector on a surface opposite to the surface in contact with the separator in the negative active material layer. .

본 발명의 실시예에 따르면, 건식 방법으로 제조된 프리스탠딩 필름이 분리막에 부착되어 있는 전극 조립체 및 이를 포함하는 전지셀을 제공하여, 생산성 및 저항 감소 효과가 향상될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by providing an electrode assembly in which a freestanding film manufactured by a dry method is attached to a separator and a battery cell including the same, productivity and resistance reduction effect can be improved.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains from the present specification and accompanying drawings.

도 1는 종래의 전극 조립체를 나타내는 도면이다.
도 2은 도 1의 전극 조립체에 포함되는 전극의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 전극 조립체의 분해도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극 조립체를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 전극 조립체에 포함되는 집전체를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 4의 전극 조립체를 제조하는 공정을 나타내는 순서도이다.
도 7은 도 6의 전극 조립체 제조 단계를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 6의 전극 조립체 제조 단계에서 제조된 전극 조립체의 분해도이다.
1 is a view showing a conventional electrode assembly.
FIG. 2 is a view illustrating a manufacturing process of an electrode included in the electrode assembly of FIG. 1 .
3 is an exploded view of the electrode assembly of FIG. 1 .
4 is a view showing an electrode assembly according to an embodiment of the present invention.
5 is a view illustrating a current collector included in the electrode assembly of FIG. 4 .
6 is a flowchart illustrating a process of manufacturing the electrode assembly of FIG. 4 .
7 is a view illustrating a manufacturing step of the electrode assembly of FIG. 6 .
8 is an exploded view of the electrode assembly manufactured in the electrode assembly manufacturing step of FIG. 6 .

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체에 대해 설명한다.Hereinafter, an electrode assembly according to an embodiment of the present invention will be described.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극 조립체를 나타내는 도면이다.4 is a view showing an electrode assembly according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체는, 양극 활물질층(110), 음극 활물질층(210), 및 분리막(300)을 포함한다. 분리막(300)에서, 양극 활물질층(110)이 분리막(300)의 제1 면에 부착되어 있고, 음극 활물질층(210)이 분리막(300)의 제2 면에 부착되어 있다. Referring to FIG. 4 , the electrode assembly according to an embodiment of the present invention includes a positive active material layer 110 , a negative active material layer 210 , and a separator 300 . In the separator 300 , the positive active material layer 110 is attached to the first surface of the separator 300 , and the negative active material layer 210 is attached to the second surface of the separator 300 .

일 예로, 분리막(300)의 제1 면에 양극 활물질층(110)이 적층되고, 분리막(300)의 제2 면에 음극 활물질층(210)이 적층된 상태에서, 양극 활물질층(110), 음극 활물질층(210), 및 분리막(300)이 롤 프레싱(roll pressing)되어 부착될 수 있다.For example, in a state in which the positive active material layer 110 is laminated on the first surface of the separator 300 and the negative active material layer 210 is laminated on the second surface of the separator 300, the positive active material layer 110, The anode active material layer 210 and the separator 300 may be attached by roll pressing.

여기서, 분리막(300)은 통상 리튬이차전지에서 세퍼레이터로 사용되는 것이라면 특별한 제한없이 사용가능하며, 특히 전해질의 이온 이동에 대하여 저저항이면서 전해액 함습 능력이 우수하면서, 표면 접착력을 가지는 것이 바람직하다. 일 예로, 분리막(300)은 다공성 고분자 필름으로, 에틸렌 단독 중합체, 프로필렌 단독 중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 이텔린/헥센 공중합체 및 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀(PO) 계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름일 수 있다. 또는, SRS(Safety Reinforced Separator)이 사용될 수 있다. 또는 통상적인 다공성 부직포로, 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로된 부직포가 사용될 수 있다. Here, the separator 300 can be used without any particular limitation as long as it is usually used as a separator in a lithium secondary battery. In particular, it is preferable to have low resistance to ion movement of the electrolyte and excellent electrolyte moisture content while having surface adhesion. For example, the separator 300 is a porous polymer film, and is made of a polyolefin (PO)-based polymer such as an ethylene homopolymer, a propylene homopolymer, an ethylene/butene copolymer, an itelin/hexene copolymer, and an ethylene/methacrylate copolymer. It may be a prepared porous polymer film. Alternatively, a Safety Reinforced Separator (SRS) may be used. Alternatively, as a conventional porous nonwoven fabric, a nonwoven fabric made of glass fiber having a high melting point, polyethylene terephthalate fiber, or the like may be used.

이에 따라, 분리막(300)은 양극 활물질층(110)과 음극 활물질층(210)을 분리하여 리튬 이온 통로로서의 역할을 수행하면서도, 각 면에 부착되는 양극 활물질층(110) 및 음극 활물질층(210)에 대한 지지체로서의 역할을 수행할 수 있다. 또한, 분리막(300)의 표면 접착력을 통해, 전극 조립체에 포함되는 바인더의 함량을 최소화함에 따라 저항 감소 효과가 개선될 수 있다.Accordingly, the separator 300 separates the cathode active material layer 110 and the anode active material layer 210 to serve as a lithium ion passage, while the cathode active material layer 110 and the anode active material layer 210 attached to each side. ) can serve as a support for In addition, through the surface adhesive force of the separator 300, as the content of the binder included in the electrode assembly is minimized, the effect of reducing the resistance may be improved.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전극 조립체에서, 분리막(300)은 분리막(300)과 양극 활물질층(110) 사이에 접착층(미도시됨)이 포함되어 있을 수 있고, 분리막(300)과 음극 활물질층(210) 사이에 접착층(미도시됨)이 포함되어 있을 수 있다. In the electrode assembly according to another embodiment of the present invention, the separator 300 may include an adhesive layer (not shown) between the separator 300 and the positive active material layer 110 , and the separator 300 and the negative electrode. An adhesive layer (not shown) may be included between the active material layers 210 .

상기 접착층(미도시됨)은 분리막(300)에 부착되되, 분리막(300)을 통해 이동하는 리튬 이온의 이동을 방해하지 않는 다공성 구조를 가질 수 있다. 일 예로, 상기 접착층(미도시됨)은 가습 상 분리법에 의해 상기 분리막(300)에 형성될 수 있다. 이외에, 상기 접착층(미도시됨)은 분리막(300)에 형성된 기공을 막지 않는 코팅 기법이라면 제한되지 않고 사용 가능하며, 바인더 패턴 코팅, 무기물 및 바인더의 혼합 조성물 코팅 등의 방법들이 적용될 수 있다.The adhesive layer (not shown) is attached to the separator 300 , and may have a porous structure that does not impede the movement of lithium ions moving through the separator 300 . For example, the adhesive layer (not shown) may be formed on the separation film 300 by a humidified phase separation method. In addition, the adhesive layer (not shown) can be used without limitation as long as it is a coating technique that does not block the pores formed in the separator 300 , and methods such as binder pattern coating, coating of a mixed composition of an inorganic material and a binder, and the like can be applied.

또한, 상기 접착층은 플루오르화 폴리비닐리덴(PVDF, Polyinylidene fluoride), 아크릴 바인더 등과 같은 접착성 바인더를 포함하는 코팅용 슬러리로 형성될 수 있다. 다만, 상기 접착층을 구성하는 물질이 이에 제한되는 것은 아니며, 분리막(300)의 표면에 코팅되면서 접착성을 가지는 물질이라면 제한 없이 사용 가능하다.In addition, the adhesive layer may be formed of a coating slurry including an adhesive binder such as polyvinylidene fluoride (PVDF) or an acrylic binder. However, the material constituting the adhesive layer is not limited thereto, and any material having adhesive properties while being coated on the surface of the separator 300 may be used without limitation.

이에 따라, 분리막(300)은 양극 활물질층(110) 및 음극 활물질층(210) 각각에 대한 접착력이 보다 향상될 수 있다. 또한, 분리막(300)은 상기 접착층이 형성되어 있더라도 리튬 이온의 통로로서의 역할 또한 제한되지 아니한다. 또한, 분리막(300)의 표면 접착력을 통해, 분리막(300)에 형성되는 접착층에 포함되는 바인더의 함량이 종래에 비해 줄어들 수 있어, 저항 감소 효과가 개선될 수 있다. 또한, 상기 접착층에 따른 저항 증가가 크지 않을 수 있고, 고율 영역에서 방전 용량 또한 개선될 수 있다.Accordingly, the separator 300 may have improved adhesion to each of the positive active material layer 110 and the negative active material layer 210 . In addition, the separator 300 is not limited in its role as a passage for lithium ions even if the adhesive layer is formed. In addition, through the surface adhesive force of the separator 300 , the content of the binder included in the adhesive layer formed on the separator 300 may be reduced compared to the prior art, and thus the effect of reducing resistance may be improved. In addition, the increase in resistance according to the adhesive layer may not be large, and the discharge capacity may also be improved in a high rate region.

또한, 분리막(300)과 양극 활물질층(110) 또는 음극 활물질층(210) 사이의 접착력은 13gf/15mm 이상 내지 100gf/15mm 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 분리막(300)과 양극 활물질층(110) 또는 음극 활물질층(210) 사이의 접착력은 15gf/15mm 이상 내지 95gf/15mm 이하일 수 있다. 일 예로, 분리막(300)과 양극 활물질층(110) 또는 음극 활물질층(210) 사이의 접착력은 20gf/15mm 이상 내지 90gf/15mm 이하일 수 있다. In addition, the adhesive force between the separator 300 and the positive active material layer 110 or the negative active material layer 210 may be 13 gf/15 mm or more and 100 gf/15 mm or less. More specifically, the adhesive force between the separator 300 and the positive active material layer 110 or the negative active material layer 210 may be 15 gf/15 mm or more and 95 gf/15 mm or less. For example, the adhesive force between the separator 300 and the positive active material layer 110 or the negative active material layer 210 may be 20 gf/15 mm or more and 90 gf/15 mm or less.

이에 따라, 본 실시예의 전극 조립체에서, 분리막(300)과 양극 활물질층(110) 또는 음극 활물질층(210) 사이의 접착력은 상술한 범위의 접착력을 가질 수 있으며, 분리막(300)과 양극 활물질층(110) 또는 음극 활물질층(210)이 안정적으로 고정되어 있을 수 있다. Accordingly, in the electrode assembly of this embodiment, the adhesive force between the separator 300 and the positive electrode active material layer 110 or the negative active material layer 210 may have an adhesive strength in the above-described range, and the separator 300 and the positive electrode active material layer (110) or the anode active material layer 210 may be stably fixed.

이와 달리, 분리막(300)과 양극 활물질층(110) 또는 음극 활물질층(210) 사이의 접착력이 상술한 범위를 벗어나 지나치게 작은 경우, 분리막(300)과 양극 활물질층(110) 또는 음극 활물질층(210)이 안정적으로 고정되지 않을 수 있다. 또한, 분리막(300)과 양극 활물질층(110) 또는 음극 활물질층(210) 사이의 접착력이 상술한 범위를 벗어나 지나치게 큰 경우, 제조 비용이 증가하거나 제조 공정상으로 구현이 어렵다는 문제가 있다.On the other hand, when the adhesive force between the separator 300 and the positive electrode active material layer 110 or the negative electrode active material layer 210 is too small outside the above-mentioned range, the separator 300 and the positive electrode active material layer 110 or the negative active material layer ( 210) may not be stably fixed. In addition, when the adhesive force between the separator 300 and the positive electrode active material layer 110 or the negative electrode active material layer 210 is too large outside the above-described range, there is a problem in that the manufacturing cost increases or the implementation is difficult in terms of the manufacturing process.

또한, 양극 활물질층(110)은 양극 활물질이 건식으로 혼합된 제1 전극 조성물로 형성되어 있다. 음극 활물질층(210)은 음극 활물질이 건식으로 혼합된 제2 전극 조성물로 형성되어 있다. 일 예로, 양극 활물질층(110) 및 음극 활물질층(210)은 각각 프리스탠딩 필름으로 제조되어 있을 수 있다. 이에 따라, 양극 활물질층(110)과 음극 활물질층(210)은 전극 조립체로 제조되기 전에, 각각의 프리스탠딩 필름이 롤(roll) 형태로 보관되어 있을 수 있어, 생산성이 향상될 수 있다.In addition, the positive electrode active material layer 110 is formed of a first electrode composition in which the positive electrode active material is dry mixed. The anode active material layer 210 is formed of a second electrode composition in which the anode active material is dry mixed. For example, each of the positive active material layer 110 and the negative active material layer 210 may be made of a freestanding film. Accordingly, before the positive active material layer 110 and the negative active material layer 210 are manufactured into an electrode assembly, each freestanding film may be stored in a roll form, and thus productivity may be improved.

상기 제1 전극 조성물에 포함된 상기 양극 활물질은, 일 예로, 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2); 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); 바나듐 산화물; Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 리튬 망간 복합 산화물; 스피넬 구조의 리튬 망간 복합 산화물; 화학식 Li 일부가 알칼리 토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 양극 활물질은 리튬 망간 산화물(LMO, Lithium Manganese Oxide)을 포함할 수 있다. The positive active material included in the first electrode composition may include, for example, lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ); lithium manganese oxide; lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); vanadium oxide; Ni site-type lithium nickel oxide; lithium manganese composite oxide; Lithium-manganese composite oxide of spinel structure; LiMn 2 O 4 in which a part of the formula Li is substituted with an alkaline earth metal ion; disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 and the like. For example, the positive active material may include lithium manganese oxide (LMO).

여기서, 상기 양극 활물질은 상기 제1 전극 조성물의 전체 중량을 기준으로 88중량% 내지 99중량%로 포함될 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 양극 활물질은 상기 제1 전극 조성물의 전체 중량을 기준으로 89중량% 내지 98.5중량%로 포함될 수 있다. 일 예로, 상기 양극 활물질은 상기 제1 전극 조성물의 전체 중량을 기준으로 90중량% 내지 98중량%로 포함될 수 있다. Here, the positive active material may be included in an amount of 88 wt% to 99 wt% based on the total weight of the first electrode composition. More preferably, the positive active material may be included in an amount of 89 wt% to 98.5 wt% based on the total weight of the first electrode composition. For example, the positive active material may be included in an amount of 90 wt% to 98 wt% based on the total weight of the first electrode composition.

상기 제2 전극 조성물에 포함된 상기 음극 활물질은 당 업계에서 통상적인 리튬 이차 전지용 음극 활물질을 사용할 수 있으며, 일 예로, 리튬 금속, 리튬 합금, 석유 코크, 활성화 탄소(activated carbon), 그래파이트(graphite), 규소, 주석, 금속 산화물 또는 기타 탄소류 등과 같은 물질이 사용될 수 있다.The negative active material included in the second electrode composition may use a conventional negative electrode active material for a lithium secondary battery in the art, for example, lithium metal, lithium alloy, petroleum coke, activated carbon (activated carbon), graphite (graphite) , silicon, tin, metal oxides, or other carbons may be used.

여기서, 상기 음극 활물질은 상기 제2 전극 조성물의 전체 중량을 기준으로 88중량% 내지 99중량%로 포함될 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 음극 활물질은 상기 제2 전극 조성물의 전체 중량을 기준으로 89중량% 내지 98.5중량%로 포함될 수 있다. 일 예로, 상기 음극 활물질은 상기 제2 전극 조성물의 전체 중량을 기준으로 90중량% 내지 98중량%로 포함될 수 있다. Here, the negative active material may be included in an amount of 88 wt% to 99 wt% based on the total weight of the second electrode composition. More preferably, the negative active material may be included in an amount of 89 wt% to 98.5 wt% based on the total weight of the second electrode composition. For example, the negative active material may be included in an amount of 90 wt% to 98 wt% based on the total weight of the second electrode composition.

또한, 상기 제1 전극 조성물 및 상기 제2 전극 조성물은 각각 바인더를 포함할 수 있다. 상기 바인더는 각각 활물질 입자들 간의 부착 및 활물질과 집전체와의 접착력을 향상시키는 역할을 한다. 구체적인 예로는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF), 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리비닐알코올, 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 폴리머(EPDM), 술폰화-EPDM, 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 불소 고무, 또는 이들의 다양한 공중합체 등을 들 수 있으며, 이들 중 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. In addition, each of the first electrode composition and the second electrode composition may include a binder. The binder serves to improve adhesion between the active material particles and adhesion between the active material and the current collector, respectively. Specific examples include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-co-HFP), polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile (polyacrylonitrile) ), carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene polymer (EPDM) , sulfonated-EPDM, styrene-butadiene rubber (SBR), fluororubber, or various copolymers thereof, and any one of them or a mixture of two or more thereof may be used.

일 예로, 상기 바인더는 각각 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 포함할 수 있다. 여기서, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)은 전단력이 가해짐에 따라 입자에서 섬유가 뽑아져 나오는 특징을 가진다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 전극 조성물 및 상기 제2 전극 조성물은 각각 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 바인더를 포함하되, 상기 제1 전극 조성물 및 상기 제2 전극 조성물은 강한 전단력이 가해져 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)의 섬유화에 따른 물리적 혼합 방식에 의해 혼합될 수 있다. For example, each of the binders may include polytetrafluoroethylene (PTFE). Here, polytetrafluoroethylene (PTFE) has a characteristic that the fibers are pulled out from the particles as a shear force is applied. That is, in one embodiment of the present invention, the first electrode composition and the second electrode composition each include polytetrafluoroethylene (PTFE) as a binder, but the first electrode composition and the second electrode composition are strong It can be mixed by a physical mixing method according to the fiberization of polytetrafluoroethylene (PTFE) by applying shear force.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 전극 조성물 및 상기 제2 전극 조성물이 별도의 용매 또는 첨가제 없이 건식으로 혼합될 수 있어, 활물질 입자 사이의 브릿징 또는 활물질 입자와 집전체 사이의 브릿징에 매우 효과적이면서도, 기존의 혼합 방식에 따른 고온에서의 열처리 과정에서 발생되는 활물질의 손상이 방지될 수 있다.Accordingly, in an embodiment of the present invention, the first electrode composition and the second electrode composition may be dry mixed without a separate solvent or additive, so that bridging between the active material particles or between the active material particles and the current collector While very effective for bridging, damage to the active material generated during the heat treatment at high temperature according to the conventional mixing method can be prevented.

또한, 상기 제1 전극 조성물에 포함된 상기 바인더의 함량은 상기 제1 전극 조성물의 전체 중량을 기준으로 1중량% 이상 5중량% 이하이고, 상기 제2 전극 조성물에 포함된 상기 바인더의 함량은 상기 제2 전극 조성물의 전체 중량을 기준으로 1중량% 이상 5중량% 이하일 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 제1 전극 조성물에 포함된 상기 바인더의 함량은 상기 제1 전극 조성물의 전체 중량을 기준으로 2중량% 이상 4중량% 이하이고, 상기 제2 전극 조성물에 포함된 상기 바인더의 함량은 상기 제2 전극 조성물의 전체 중량을 기준으로 2중량% 이상 4중량% 이하일 수 있다. In addition, the content of the binder included in the first electrode composition is 1% by weight or more and 5% by weight or less based on the total weight of the first electrode composition, and the content of the binder included in the second electrode composition is It may be 1 wt% or more and 5 wt% or less based on the total weight of the second electrode composition. More preferably, the content of the binder included in the first electrode composition is 2% by weight or more and 4% by weight or less based on the total weight of the first electrode composition, and the amount of the binder included in the second electrode composition is The content may be 2 wt% or more and 4 wt% or less based on the total weight of the second electrode composition.

이에 따라, 상기 제1 전극 조성물 및 상기 제2 전극 조성물은 양극 활물질층(110) 및 음극 활물질층(210)을 형성하기에 충분한 인장 강도 및 방전 용량을 가질 수 있다. 이와 달리, 상기 바인더의 함량이 1중량% 미만인 경우, 양극 활물질층(110) 및 음극 활물질층(210)의 인장 강도가 저하될 수 있다. 또한, 상기 바인더의 함량이 5중량% 초과인 경우, 양극 활물질층(110) 및 음극 활물질층(210)에서 상기 바인더가 저항으로 작용하여, 방전 용량이 저하될 수 있다.Accordingly, the first electrode composition and the second electrode composition may have sufficient tensile strength and discharge capacity to form the positive electrode active material layer 110 and the negative electrode active material layer 210 . On the other hand, when the content of the binder is less than 1% by weight, the tensile strength of the positive active material layer 110 and the negative active material layer 210 may be reduced. In addition, when the content of the binder is more than 5% by weight, the binder acts as a resistance in the positive active material layer 110 and the negative active material layer 210 , and thus the discharge capacity may be reduced.

이와 더불어, 상기 제1 전극 조성물 및 상기 제2 전극 조성물은 각각 도전재를 포함할 수 있다. 상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성을 갖는 것이면 특별한 제한없이 사용 가능하다. 구체적인 예로는 카본 블랙, 아세틸렌블랙, 케첸블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙, 탄소 그래핀, 탄소섬유 등의 탄소계 물질; 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 또는 폴리페닐렌 유도체 등의 전도성 고분자 등을 들 수 있으며, 이들 중 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 여기서, 상기 도전재는 전극 총 중량에 대하여 1중량% 내지 10중량%로 포함될 수 있다.In addition, the first electrode composition and the second electrode composition may each include a conductive material. The conductive material is used to impart conductivity to the electrode, and in the configured battery, it can be used without any particular limitation as long as it does not cause chemical change and has electronic conductivity. Specific examples include carbon-based materials such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, summer black, carbon graphene, and carbon fiber; graphite such as natural graphite and artificial graphite; metal powders or metal fibers, such as copper, nickel, aluminum, and silver; conductive whiskeys such as zinc oxide and potassium titanate; conductive metal oxides such as titanium oxide; or a conductive polymer such as a polyphenylene derivative, and the like, and one or a mixture of two or more thereof may be used. Here, the conductive material may be included in an amount of 1 wt% to 10 wt% based on the total weight of the electrode.

이하에서는, 본 실시예에 따른 전극 조립체에 포함되는 집전체(150, 250)에 대해서 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the current collectors 150 and 250 included in the electrode assembly according to the present embodiment will be described in detail.

도 5는 도 4의 전극 조립체에 포함되는 집전체를 나타내는 도면이다.5 is a view illustrating a current collector included in the electrode assembly of FIG. 4 .

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체는, 양극 활물질층(110)이 분리막(300)과 접하는 면과 대향하는 면에 양극 집전체(150)가 적층되어 있다. 또한, 음극 활물질층(210)은 분리막(300)과 접하는 면과 대향하는 면에 음극 집전체(250)가 적층되어 있다. 4 and 5 , in the electrode assembly according to an embodiment of the present invention, the positive electrode current collector 150 is stacked on the surface of the positive electrode active material layer 110 in contact with the separator 300 and the opposite surface. . In addition, in the negative active material layer 210 , the negative electrode current collector 250 is stacked on the surface opposite to the surface in contact with the separator 300 .

이에 따라, 본 실시예에 따른 전극 조립체는 양극 활물질층(110)과 양극 집전체(150) 사이에는 별도의 접착층 없이 적층되어 있어, 양극 활물질층(100)과 양극 집전체(150) 사이에의 접촉 면적이 증가할 수 있고, 양극 활물질층(100)과 양극 집전체(150) 사이의 전자 이동에 있어서도 제한되지 아니하여 방전 용량 또한 개선될 수 있다. 이는 음극 활물질층(210) 및 음극 집전체(250)에 대해서도 동일하게 설명될 수 있다.Accordingly, the electrode assembly according to the present embodiment is laminated without a separate adhesive layer between the positive electrode active material layer 110 and the positive electrode current collector 150 , so that between the positive electrode active material layer 100 and the positive electrode current collector 150 . The contact area may be increased, and the discharge capacity may also be improved because electron movement between the positive electrode active material layer 100 and the positive electrode current collector 150 is not limited. This may be equally described for the anode active material layer 210 and the anode current collector 250 .

여기서, 양극 집전체(150) 및 음극 집전체(250)는 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인레스 스틸의 표면에 탄소, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. Here, the positive electrode current collector 150 and the negative electrode current collector 250 are not particularly limited as long as they have high conductivity without causing chemical change in the battery, and 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.

또한, 양극 집전체(150)와 양극 활물질층(110) 또는 음극 집전체(250)와 음극 활물질층(210) 사이의 접착력은 거의 없을 수 있다. 만약 양극 집전체(150)와 양극 활물질층(110) 또는 음극 집전체(250)와 음극 활물질층(210) 사이에 접착력이 있더라도, 상기 접착력은 집전체(150, 250)와 활물질층(210, 250) 자체의 접착력일 수 있다.Also, there may be little adhesion between the positive electrode current collector 150 and the positive electrode active material layer 110 or the negative electrode current collector 250 and the negative electrode active material layer 210 . If there is an adhesive force between the positive electrode current collector 150 and the positive electrode active material layer 110 or the negative electrode current collector 250 and the negative electrode active material layer 210, the adhesive force is the current collector 150, 250 and the active material layer 210, 250) may be self-adhesive.

이 경우, 양극 집전체(150)와 양극 활물질층(110) 또는 음극 집전체(250)와 음극 활물질층(210) 사이의 접착력은 0gf/15mm 이상 내지 5gf/15mm 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 분리막(300)과 양극 활물질층(110) 또는 음극 활물질층(210) 사이의 접착력은 0.05gf/15mm 이상 내지 4.5gf/15mm 이하일 수 있다. 일 예로, 분리막(300)과 양극 활물질층(110) 또는 음극 활물질층(210) 사이의 접착력은 0.1gf/15mm 이상 내지 4gf/15mm 이하일 수 있다. In this case, the adhesive force between the positive electrode current collector 150 and the positive electrode active material layer 110 or the negative electrode current collector 250 and the negative electrode active material layer 210 may be 0 gf/15 mm or more and 5 gf/15 mm or less. More specifically, the adhesive force between the separator 300 and the positive active material layer 110 or the negative active material layer 210 may be 0.05 gf/15 mm or more and 4.5 gf/15 mm or less. For example, the adhesive force between the separator 300 and the positive active material layer 110 or the negative active material layer 210 may be 0.1 gf/15 mm or more and 4 gf/15 mm or less.

이에 따라, 본 실시예의 전극 조립체에서, 양극 집전체(150)와 양극 활물질층(110) 또는 음극 집전체(250)와 음극 활물질층(210) 사이의 접착력은 상술한 범위의 접착력을 가질 수 있으며, 양극 집전체(150)와 양극 활물질층(110) 또는 음극 집전체(250)와 음극 활물질층(210) 사이의 접착력은 거의 없을 수 있다. 즉, 양극 집전체(150)와 양극 활물질층(110) 또는 음극 집전체(250)와 음극 활물질층(210) 사이에 별도의 접착층이 형성되어 있지 않아, 전자 이동 방해 또한 감소하여 방전 용량이 개선될 수 있다.Accordingly, in the electrode assembly of the present embodiment, the adhesive force between the positive electrode current collector 150 and the positive electrode active material layer 110 or the negative electrode current collector 250 and the negative electrode active material layer 210 may have an adhesive strength within the above-described range. , there may be little adhesion between the positive electrode current collector 150 and the positive electrode active material layer 110 or the negative electrode current collector 250 and the negative electrode active material layer 210 . That is, since a separate adhesive layer is not formed between the positive electrode current collector 150 and the positive electrode active material layer 110 or the negative electrode current collector 250 and the negative electrode active material layer 210 , the electron movement obstruction is also reduced, thereby improving the discharge capacity. can be

이와 달리, 양극 집전체(150)와 양극 활물질층(110) 또는 음극 집전체(250)와 음극 활물질층(210) 사이의 접착력이 상술한 범위를 벗어나 지나치게 큰 경우, 양극 집전체(150)와 양극 활물질층(110) 또는 음극 집전체(250)와 음극 활물질층(210) 사이에는 별도의 접착층이 형성되어 있는 것으로 볼 수 있다. 이 경우, 양극 집전체(150)와 양극 활물질층(110) 또는 음극 집전체(250)와 음극 활물질층(210) 사이에 위치한 접착층은 양극 집전체(150)와 양극 활물질층(110) 또는 음극 집전체(250)와 음극 활물질층(210) 사이의 전자 이동을 방해할 수 있고, 고율 영역에서의 방전 용량 또한 저하될 수 있다.On the other hand, when the adhesive force between the positive electrode current collector 150 and the positive electrode active material layer 110 or the negative electrode current collector 250 and the negative electrode active material layer 210 is too large outside the above-described range, the positive electrode current collector 150 and It can be seen that a separate adhesive layer is formed between the positive electrode active material layer 110 or the negative electrode current collector 250 and the negative electrode active material layer 210 . In this case, the adhesive layer located between the positive electrode current collector 150 and the positive electrode active material layer 110 or the negative electrode current collector 250 and the negative active material layer 210 is the positive electrode current collector 150 and the positive electrode active material layer 110 or the negative electrode. Electron movement between the current collector 250 and the anode active material layer 210 may be prevented, and discharge capacity in a high rate region may also be reduced.

또한, 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 전극 조립체는, 양극 활물질층(110) 및 음극 활물질층(210)이 분리막(300)에 부착되어 있어, 양극 집전체(150) 및 음극 집전체(250)는 종래에 사용되었던 필름 형태에 제한되지 아니하고, 여러 형태로 사용 가능하다. In addition, referring to FIGS. 4 and 5 , in the electrode assembly according to the present embodiment, the positive active material layer 110 and the negative active material layer 210 are attached to the separator 300 , so that the positive electrode current collector 150 and The negative electrode current collector 250 is not limited to the conventionally used film form, and may be used in various forms.

도 5 (a)를 참조하면, 양극 집전체(150) 및 음극 집전체(250) 중 적어도 하나는 평면형 시트로 형성되어 있을 수 있다. 일 예로, 양극 집전체(150)가 평면형 시트로 형성되어 있는 경우, 양극 집전체(150)는 양극 활물질층(110)의 일면보다 동일하거나 작은 크기를 가질 수 있다. 이와 더불어, 양극 집전체(150)는 종래와 달리 양극 활물질층(110)의 지지체로서의 역할을 수행할 필요가 없어, 종래에 비해 얇은 두께를 가질 수 있다. 이는 음극 집전체(250)에 대해서도 동일하게 설명될 수 있다.Referring to FIG. 5A , at least one of the positive electrode current collector 150 and the negative electrode current collector 250 may be formed of a flat sheet. For example, when the positive electrode current collector 150 is formed of a flat sheet, the positive electrode current collector 150 may have the same size or smaller size than that of one surface of the positive electrode active material layer 110 . In addition, the positive electrode current collector 150 does not need to serve as a support for the positive electrode active material layer 110 , unlike the conventional one, and may have a smaller thickness than the conventional one. This may be equally described for the negative electrode current collector 250 .

도 5(b) 및 (c)를 참조하면, 양극 집전체(150) 및 음극 집전체(250) 중 적어도 하나는 적어도 두 개 이상의 선형 시트로 형성되어 있고, 상기 선형 시트는 서로 이격되어 있을 수 있다. 여기서, 상기 선형 시트는 섬유 형, 막대형, 얇은 판형 등의 다양한 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 선형 시트는 서로 동일한 패턴을 가질 수 있다. 일 예로, 상기 패턴은 곡선형, 직선형, 점선형 등의 패턴이 시용될 수 있다. 5(b) and (c), at least one of the positive electrode current collector 150 and the negative electrode current collector 250 is formed of at least two or more linear sheets, and the linear sheets may be spaced apart from each other. there is. Here, the linear sheet may be formed in various forms such as a fiber type, a rod type, and a thin plate type. Also, the linear sheets may have the same pattern as each other. As an example, the pattern may be a curved, straight, dotted, etc. pattern.

도 5 (d)를 참조하면, 양극 집전체(150) 및 음극 집전체(250) 중 적어도 하나는 무작위적 배열을 가지는 섬유형 시트로 형성되어 있을 수 있다.Referring to FIG. 5D , at least one of the positive electrode current collector 150 and the negative electrode current collector 250 may be formed of a fibrous sheet having a random arrangement.

이에 따라, 본 실시예에 따른 전극 조립체는 다양한 형태의 집전체(150,250)를 포함할 수 있어, 집전체(150, 250)의 총 면적을 줄이면서도 전자 이동 통로서의 역할을 충분히 수행할 수 있다. 또한, 전지셀 조립 시 전체 무게를 줄이면서도 제조 형태가 용이하여 생산성이 향상될 수 있다. 또한, 활물질층(110, 210)이 종래에 비해 더 많이 포함될 수 있고, 방전 용량 또한 더욱 증가할 수 있다.Accordingly, the electrode assembly according to the present embodiment may include various types of current collectors 150 and 250 , thereby reducing the total area of the current collectors 150 and 250 and sufficiently serving as an electron transfer chamber. In addition, when assembling the battery cell, the overall weight is reduced and the manufacturing form is easy, so that productivity can be improved. In addition, more active material layers 110 and 210 may be included than in the related art, and discharge capacity may be further increased.

이와 더불어, 본 실시예에 따른 전극 조립체에서, 집전체(150, 250)의 일 단부에 전극 탭이 형성되는 노칭 공정이 상술한 형태의 집전체(150, 250) 제조 시 함께 진행할 수 있어, 생산성이 더욱 향상될 수 있다.In addition, in the electrode assembly according to the present embodiment, a notching process in which an electrode tab is formed at one end of the current collectors 150 and 250 may proceed together when the current collectors 150 and 250 of the above-described type are manufactured, so that productivity This can be further improved.

이하에서는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전극 조립체의 제조 방법에 대해서 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing an electrode assembly according to another embodiment of the present invention will be described in detail.

도 6은 도 4의 전극 조립체를 제조하는 공정을 나타내는 순서도이다. 도 7은 도 6의 전극 조립체 제조 단계를 나타내는 도면이다. 도 8은 도 6의 전극 조립체 제조 단계에서 제조된 전극 조립체의 분해도이다.6 is a flowchart illustrating a process of manufacturing the electrode assembly of FIG. 4 . 7 is a view illustrating a manufacturing step of the electrode assembly of FIG. 6 . 8 is an exploded view of the electrode assembly manufactured in the electrode assembly manufacturing step of FIG. 6 .

도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 전극 조립체 제조 방법은 활물질, 도전재, 및 바인더를 건식으로 혼합하는 프리 믹싱 단계(S10), 고전단력을 가하여 전극 조성물을 제조하는 믹싱 단계(S20), 상기 전극 조성물을 사용하여 프리스탠딩 필름을 제조하는 단계(S30), 및 상기 프리스탠딩 필름을 분리막 상에 부착한 후 라미네이션 공정을 수행하고, 상기 프리스탠딩 필름 상에 집전체를 적층하여 전극 조립체 제조 단계(S50)을 포함한다. 6, the electrode assembly manufacturing method according to this embodiment includes a pre-mixing step of dry mixing an active material, a conductive material, and a binder (S10), a mixing step of preparing an electrode composition by applying a high shear force (S20), Preparing a free-standing film using the electrode composition (S30), and performing a lamination process after attaching the free-standing film on a separator, and laminating a current collector on the free-standing film to prepare an electrode assembly (S50).

보다 구체적으로, 도 6 및 도 7을 참조하면, 전극 조립체 제조 단계(S50)는 프리스탠딩 단계(S30)에서 제조된 양극 활물질층(110)을 분리막(300)의 일면에 부착하고, 프리스탠딩 단계(S30)에서 제조된 음극 활물질층(210)을 분리막(300)의 타면에 부착한다. 일 예로, 분리막(300)의 상하면에 양극 활물질층(110) 및 음극 활물질층(210)이 각각 적층한 상태에서, 평판 프레스로 접착하여 양극 활물질층(110)-분리막(300)-음극 활물질층(210) 구조의 전극 조립체를 형성할 수 있다.More specifically, referring to FIGS. 6 and 7 , in the electrode assembly manufacturing step S50 , the positive active material layer 110 prepared in the freestanding step S30 is attached to one surface of the separator 300 , and the freestanding step The anode active material layer 210 prepared in ( S30 ) is attached to the other surface of the separator 300 . For example, in a state in which the positive electrode active material layer 110 and the negative electrode active material layer 210 are laminated on the upper and lower surfaces of the separator 300, respectively, the positive electrode active material layer 110-separator 300-negative electrode active material layer is adhered by a flat press. An electrode assembly having a 210 structure may be formed.

이와 더불어, 도 6 내지 도 8을 참조하면, 전극 조립체 제조 단계(S50)는 양극 활물질층(110)-분리막(300)-음극 활물질층(210) 구조의 전극 조립체에 양극 집전체(150) 및 음극 집전체(250)가 추가적으로 적층시킬 수 있다. 일 예로, 적어도 두 개의 상기 전극 조립체가 적층되어 있고, 상기 적어도 두 개의 전극 조립체는 각각의 전극 조립체에 포함되어 있는 양극 활물질층(110)이 서로 대향하거나, 음극 활물질층(210)이 서로 대향하도록 배치될 수 있다. 또한, 적어도 두 개의 상기 전극 조립체는 각각의 양극 활물질층(110) 사이에 양극 집전체(150)가 적층되고, 각각의 음극 활물질층(210) 사이에 음극 집전체(250)가 적층될 수 있다.In addition, referring to FIGS. 6 to 8 , the electrode assembly manufacturing step S50 includes a positive electrode current collector 150 and A negative electrode current collector 250 may be additionally stacked. For example, at least two electrode assemblies are stacked, and the at least two electrode assemblies have a positive electrode active material layer 110 included in each electrode assembly facing each other or a negative electrode active material layer 210 facing each other. can be placed. In addition, in at least two of the electrode assemblies, a positive electrode current collector 150 may be stacked between each positive electrode active material layer 110 , and a negative electrode current collector 250 may be stacked between each negative electrode active material layer 210 . .

이에 따라, 본 실시예에 따른 전극 조립체 제조 방법은 양극 활물질층(110)-분리막(300)-음극 활물질층(210) 구조의 전극 조립체를 제조하여, 양극 및 음극을 별도로 제조해야 하는 종래 공정에 비해, 제조 공정이 단순화될 수 있다. 또한, 양극 활물질층(110)-분리막(300)-음극 활물질층(210) 구조의 전극 조립체는 양극 활물질층(110)과 양극 집전체(150) 혹은 음극 활물질층(210)과 음극 집전체(250) 사이에 별도의 접착층이 포함되지 않아, 전자 이동에 있어서도 제한되지 아니하여 방전 용량 또한 개선될 수 있다.Accordingly, the electrode assembly manufacturing method according to the present embodiment is a conventional process in which an electrode assembly having a structure of the positive electrode active material layer 110 - the separator 300 - the negative electrode active material layer 210 is manufactured, and the positive electrode and the negative electrode are separately manufactured. In comparison, the manufacturing process can be simplified. In addition, the electrode assembly having the structure of the positive electrode active material layer 110-separator 300-negative electrode active material layer 210 has a positive electrode active material layer 110 and a positive electrode current collector 150 or a negative electrode active material layer 210 and a negative electrode current collector ( 250), since a separate adhesive layer is not included, the electron movement is not limited, and thus the discharge capacity can also be improved.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀은 상술한 전극 조립체를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀은 상술한 전극 조립체와 전해질을 포함할 수 있다. The battery cell according to another embodiment of the present invention may include the above-described electrode assembly. In addition, the battery cell according to another embodiment of the present invention may include the above-described electrode assembly and the electrolyte.

본 발명에서 사용되는 전해액으로는 리튬 이차전지 제조시 사용 가능한 유기계 액체 전해질, 무기계 액체 전해질, 고체 고분자 전해질, 겔형 고분자 전해질, 고체 무기 전해질, 용융형 무기 전해질 등을 들 수 있으며, 이들로 한정되는 것은 아니다. Examples of the electrolyte used in the present invention include organic liquid electrolytes, inorganic liquid electrolytes, solid polymer electrolytes, gel-type polymer electrolytes, solid inorganic electrolytes, molten inorganic electrolytes, etc., which can be used in the manufacture of lithium secondary batteries. not.

구체적으로, 상기 전해액은 유기 용매 및 리튬염을 포함할 수 있다. 상기 유기 용매로는 전지의 전기 화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 할 수 있는 것이라면 특별한 제한없이 사용될 수 있다. 상기 리튬염은 리튬 이차전지에서 사용되는 리튬 이온을 제공할 수 있는 화합물이라면 특별한 제한없이 사용될 수 있다. Specifically, the electrolyte may include an organic solvent and a lithium salt. The organic 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. The lithium salt may be used without particular limitation as long as it is a compound capable of providing lithium ions used in a lithium secondary battery.

상기 전해액에는 상기 구성 성분들 외에도 전지의 수명 특성 향상, 전지 용량 감소 억제, 전지의 방전 용량 향상 등을 목적으로 예를 들어, 디플루오로 에틸렌카보네이트 등과 같은 할로알킬렌카보네이트계 화합물, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사인산 트리아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올 또는 삼염화 알루미늄 등의 첨가제가 1종 이상 더 포함될 수도 있다. 이때 상기 첨가제는 전해액 총 중량에 대하여 0.1중량% 내지 5 중량%로 포함될 수 있다.In addition to the above components, the electrolyte includes, for example, haloalkylene carbonate-based compounds such as difluoroethylene carbonate, pyridine, triethyl, for the purpose of improving battery life characteristics, suppressing battery capacity reduction, and improving battery discharge capacity. Phosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylene diamine, n-glyme, hexaphosphoric acid triamide, nitrobenzene derivative, sulfur, quinone imine dye, N-substituted oxazolidinone, N,N-substituted imidazoli One or more additives such as din, ethylene glycol dialkyl ether, ammonium salt, pyrrole, 2-methoxyethanol or aluminum trichloride may be further included. In this case, the additive may be included in an amount of 0.1 wt% to 5 wt% based on the total weight of the electrolyte.

이하에서는, 실시예를 통해 본 발명의 내용을 설명하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 권리 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the contents of the present invention will be described by way of examples, but the following examples are for illustrative purposes only, and the scope of the present invention is not limited thereto.

<실시예><Example>

실시예는 양극 활물질, 도전재, 및 바인더를 Waring사의 블렌더(blender) 장비를 사용하여 건식으로 혼합한 혼합물을 제조하는 프리 믹싱 단계를 수행한다. 여기서, 상기 양극 활물질은 94 중량%의 리튬 망간 산화물(LMO, Lithium Manganese Oxide)이고, 상기 도전재는 3중량%의 Super C65이다. 또한, 상기 바인더는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)이 3중량%로 포함된다. 이 때, 프리 믹싱 단계(S10)는 상온에서 5000rpm으로 1분동안 수행되었다. 이후, Irie Shokai 사의 PBV-0.1L 장비를 사용하여, 프리 믹싱 단계(S10)에서 제조된 혼합물에 전단력을 가하여 제1 전극 조성물을 제조하는 믹싱 단계(S20)를 수행한다. 이 때, 믹싱 단계(S20)는 상온에서 30rpm으로 5분동안 수행되었다. 이후, Inoue사의 Two roll mill MR-3 장비를 사용하여, 믹싱 단계(S20)에서 제조된 제1 전극 조성물로 프리스탠딩 필름 형태의 양극 활물질층(110)을 제조하였다. 음극 활물질층(210)의 경우, 상기 양극 활물질을 대체하여 그래파이트(Graphite)인 음극 활물질이 사용되는 점 이외에는 모두 동일한 방법으로 제조되었다. In the embodiment, a pre-mixing step of preparing a mixture in which a positive active material, a conductive material, and a binder is dry mixed using a blender equipment of Waring is performed. Here, the positive active material is 94% by weight of lithium manganese oxide (LMO, Lithium Manganese Oxide), and the conductive material is 3% by weight of Super C65. In addition, the binder contains 3% by weight of polytetrafluoroethylene (PTFE). At this time, the pre-mixing step (S10) was performed at room temperature at 5000 rpm for 1 minute. Thereafter, a mixing step (S20) of preparing a first electrode composition by applying a shear force to the mixture prepared in the pre-mixing step (S10) is performed using Irie Shokai's PBV-0.1L equipment. At this time, the mixing step (S20) was performed for 5 minutes at 30 rpm at room temperature. Then, using Inoue's Two roll mill MR-3 equipment, the positive active material layer 110 in the form of a freestanding film was prepared using the first electrode composition prepared in the mixing step (S20). In the case of the anode active material layer 210 , all were manufactured in the same manner except that an anode active material, which is graphite, is used to replace the cathode active material.

이후, 아세톤에 PVDF-HFP (Mw. 500,000) 수지를 투입하여 고분자 용액(고형분 5wt% 농도)을 제조하였다. 여기에 Al2O3(일본경금속, LS235)을 투입하여 볼밀(ball mill) 방식으로 분산시켜 다공성 코팅층용 슬러리를 준비하였다. 준비한 다공성 코팅층용 슬러리는 15um 두께의 폴리올레핀(PO)인 분리막(300)의 상에 딥 코팅(dip coating) 방법으로 코팅하였다. 여기서, 다공성 코팅층용 슬러리로 코팅된 접착층의 두께는 2um이다. 이 때, 온도는 섭씨 23도, 상대 습도(RH) 40% 수준 하에서 진행하였다.Thereafter, PVDF-HFP (Mw. 500,000) resin was added to acetone to prepare a polymer solution (solid content of 5 wt% concentration). Here, Al2O3 (Japan Light Metals, LS235) was added and dispersed in a ball mill method to prepare a slurry for a porous coating layer. The prepared slurry for the porous coating layer was coated on the separator 300 made of polyolefin (PO) having a thickness of 15 μm by a dip coating method. Here, the thickness of the adhesive layer coated with the slurry for the porous coating layer is 2 μm. At this time, the temperature was carried out under a level of 23 degrees Celsius, relative humidity (RH) 40%.

이후, 다공성 코팅층용 슬러리이 코팅된 분리막(300) 상에 양극 활물질층(110) 및 음극 활물질층(210)이 각각 적층된 후 롤 프레싱을 수행하여, 양극 활물질층(110)-분리막(300)-음극 활물질층(210) 구조의 전극 조립체를 제조하였다. Thereafter, the positive active material layer 110 and the negative active material layer 210 are respectively stacked on the separator 300 coated with the slurry for the porous coating layer, and then roll pressing is performed, the positive active material layer 110-separator 300 - An electrode assembly having a structure of the anode active material layer 210 was manufactured.

이후, 상기 전극 조립체를 적어도 두 개 이상 포함하되, 양극 활물질층(110) 상에 20um의 알루미늄 호일인 양극 집전체(150)가 적층되고, 음극 활물질층(210) 상에 20um의 구리 호일인 음극 집전체(250)가 적층한 후, 전해액과 함께 파우치로 포장하여 전지셀을 제조하였다. 여기서, 전해액은 에틸렌 카보네이트(EC)/에틸메틸카보네이트(EMC) (20/80; 부피비)의 혼합 용매로 1.0M의 LiPF6 용액을 사용하였다. Then, the negative electrode comprising at least two or more of the electrode assemblies, wherein the positive electrode current collector 150, which is an aluminum foil of 20 μm, is laminated on the positive active material layer 110, and is a copper foil of 20 μm on the negative electrode active material layer 210 After the current collector 250 was laminated, it was packaged in a pouch together with an electrolyte to prepare a battery cell. Here, as the electrolyte, a 1.0M LiPF 6 solution was used as a mixed solvent of ethylene carbonate (EC)/ethylmethyl carbonate (EMC) (20/80; volume ratio).

<비교예 1><Comparative Example 1>

상기 실시예에서, 비교예 1은 분리막(30)에 별도의 접착층이 포함되지 않고, 양극 활물질층(11)과 양극 집전체(15) 사이에 PVDF와 카본(Carbon)이 혼합되어 있는 접착용 슬러리가 0.5um의 두께로 코팅되어 있는 접착층을 포함하고, 양극 활물질층(11)과 양극 집전체(15)는 롤프레싱되어 양극(10)이 제조되었다. 또한, 음극 활물질층(21)과 음극 집전체(25) 사이에 PVDF와 카본(Carbon)이 혼합되어 있는 접착용 슬러리가 0.5um의 두께로 코팅되어 있는 접착층을 포함하고, 음극 활물질층(21)과 음극 집전체(25)는 롤프레싱되어 음극(10)이 제조되었다. 또한, 양극(10)과 음극(20) 사이에 분리막(30)을 적층하여, 양극(10)-분리막(30)-음극(20) 구조의 전극 조립체가 제조하여, 전해액과 함께 파우치로 포장하여 전지셀을 제조되는 점을 제외하고는 실시예와 동일하게 제조되었다.In the above embodiment, Comparative Example 1 does not include a separate adhesive layer in the separator 30 , and is an adhesive slurry in which PVDF and carbon are mixed between the positive electrode active material layer 11 and the positive electrode current collector 15 . includes an adhesive layer coated to a thickness of 0.5 μm, and the positive electrode active material layer 11 and the positive electrode current collector 15 were roll-pressed to prepare the positive electrode 10 . In addition, between the negative electrode active material layer 21 and the negative electrode current collector 25, an adhesive slurry in which PVDF and carbon are mixed includes an adhesive layer coated to a thickness of 0.5 μm, and the negative electrode active material layer 21 The negative electrode current collector 25 and the negative electrode current collector 25 were roll-pressed to prepare the negative electrode 10 . In addition, by stacking the separator 30 between the positive electrode 10 and the negative electrode 20, the electrode assembly of the positive electrode 10-separator 30-negative electrode 20 structure is manufactured and packaged in a pouch together with the electrolyte. Except that the battery cell was manufactured, it was manufactured in the same manner as in Example.

<비교예 2><Comparative Example 2>

상기 실시예에서, 비교예 2는 분리막(30)에 별도의 접착층이 포함되지 않고, 양극 활물질층(11)과 양극 집전체(15) 사이에 PVDF와 카본(Carbon)이 혼합되어 있는 접착용 슬러리가 1.5um의 두께로 코팅되어 있는 접착층을 포함하고, 양극 활물질층(11)과 양극 집전체(15)는 롤프레싱되어 양극(10)이 제조되었다. 또한, 음극 활물질층(21)과 음극 집전체(25) 사이에 PVDF와 카본(Carbon)이 혼합되어 있는 접착용 슬러리가 1.5um의 두께로 코팅되어 있는 접착층을 포함하고, 음극 활물질층(21)과 음극 집전체(25)는 롤프레싱되어 음극(10)이 제조되었다. 또한, 양극(10)과 음극(20) 사이에 분리막(30)을 적층하여, 양극(10)-분리막(30)-음극(20) 구조의 전극 조립체가 제조하여, 전해액과 함께 파우치로 포장하여 전지셀을 제조되는 점을 제외하고는 실시예와 동일하게 제조되었다.In the above embodiment, in Comparative Example 2, the separator 30 does not include a separate adhesive layer, and PVDF and carbon are mixed between the positive electrode active material layer 11 and the positive electrode current collector 15 for an adhesion slurry includes an adhesive layer coated to a thickness of 1.5 μm, and the positive electrode active material layer 11 and the positive electrode current collector 15 were roll-pressed to prepare the positive electrode 10 . In addition, between the negative electrode active material layer 21 and the negative electrode current collector 25, an adhesive slurry in which PVDF and carbon are mixed includes an adhesive layer coated to a thickness of 1.5 μm, and the negative electrode active material layer 21 The negative electrode current collector 25 and the negative electrode current collector 25 were roll-pressed to prepare the negative electrode 10 . In addition, by stacking the separator 30 between the positive electrode 10 and the negative electrode 20, the electrode assembly of the positive electrode 10-separator 30-negative electrode 20 structure is manufactured and packaged in a pouch together with the electrolyte. Except that the battery cell was manufactured, it was manufactured in the same manner as in Example.

<실험예 1(접착력 측정)><Experimental Example 1 (Adhesive force measurement)>

실시예, 비교예 1, 및 비교예 2에서 각각 제조된 프리스탠딩 필름 형태의 양극활물질층(11, 110) 및 음극 활물질(21,210)과 다른 기재 사이의 접착력을 측정하였다. 이 때, 접착력은 폭 15mm로 샘플링한 후 Instron 사의 UTM 장비를 사용하여, 300mm/min 속도로 각도 90도에서 박리 강도(peel strength)를 통해 접착력을 측정하였다. 여기서, 접착력은 집전체와 활물질층 사이의 접착력과 분리막과 활물질층 사이의 접착력을 각각 측정하였고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.The adhesive force between the positive active material layers 11 and 110 and the negative active materials 21 and 210 in the form of free-standing films prepared in Examples, Comparative Examples 1, and 2, respectively, and other substrates was measured. At this time, the adhesive force was sampled with a width of 15 mm, and then, using Instron's UTM equipment, the adhesive force was measured through peel strength at an angle of 90 degrees at a speed of 300 mm/min. Here, for the adhesive force, the adhesive force between the current collector and the active material layer and the adhesive force between the separator and the active material layer were measured, respectively, and the results are shown in Table 1.

실시예Example 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 집전체와 활물질층 사이의 접착력(gf/15mm)Adhesion between the current collector and the active material layer (gf/15mm) 0.20.2 5.65.6 12.512.5 분리막과 활물질층 사이의 접착력(gf/15mm)Adhesion between the separator and the active material layer (gf/15mm) 74.674.6 -- --

표 1을 참조하면, 비교예 1 및 비교예 2와 달리, 실시예와 같이 활물질층과 분리막 사이에 접착층이 형성되는 경우, 활물질층과 분리막 사이의 접착력이 매우 우수한 것을 확인할 수 있다. Referring to Table 1, unlike Comparative Examples 1 and 2, when the adhesive layer is formed between the active material layer and the separator as in Examples, it can be seen that the adhesive force between the active material layer and the separator is very excellent.

이와 달리, 비교예 1 및 비교예 2와 같이 집전체와 활물질층 사이에 접착층이 형성되는 경우, 집전체와 활물질층 사이의 접착력이 실시예보다는 우수하기는 하나, 실시예의 분리막과 활물질층 사이의 접착력에 비해서는 매우 낮은 것을 확인할 수 있다. 이와 더불어, 비교예 1 및 비교예 2의 경우에는, 실시예와 달리, 분리막과 활물질층 사이의 접착력이 없는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, when the adhesive layer is formed between the current collector and the active material layer as in Comparative Examples 1 and 2, the adhesive force between the current collector and the active material layer is superior to that of the Example, but between the separator and the active material layer of the Example. It can be seen that the adhesive strength is very low. In addition, in Comparative Examples 1 and 2, it can be seen that, unlike in Examples, there is no adhesive force between the separator and the active material layer.

이에 따라, 본 실시예에 따른 양극 활물질층(110) 및 음극 활물질층(210)은, 비교예와 동일하게 프리스탠딩 필름 형태로 제조되더라도, 활물질층(110, 210)과 분리막(300) 사이의 접착력은 매우 우수하여, 활물질층(110, 210)과 분리막(300)이 서로 안정적으로 고정되면서, 전지셀의 충방전 과정에서 전지셀의 안정성이 향상되고, 수명 또한 연장될 수 있다. Accordingly, the positive active material layer 110 and the negative active material layer 210 according to the present embodiment, even if manufactured in the form of a free-standing film in the same manner as in the comparative example, between the active material layers 110 and 210 and the separator 300 Adhesion is very good, and as the active material layers 110 and 210 and the separator 300 are stably fixed to each other, the stability of the battery cell is improved in the charging/discharging process of the battery cell, and the lifespan can also be extended.

<실험예 2(방전 용량 측정)><Experimental Example 2 (discharge capacity measurement)>

실시예 및 비교예에서 각각 제조된 전지셀을 3.0~4.3V 전압 범위에서 0.1C/0.1C, 1C/1C 조건, 2C/2C 조건으로 충방전 후 첫번째 cycle의 방전 용량 값 계산하였고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.After charging and discharging the battery cells prepared in Examples and Comparative Examples under 0.1C/0.1C, 1C/1C, and 2C/2C conditions in a voltage range of 3.0 to 4.3V, the discharge capacity value of the first cycle was calculated, and the result was Table 2 shows.

실시예Example 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 0.1C 초기 방전 용량(mAh/g)0.1C initial discharge capacity (mAh/g) 4.974.97 4.974.97 4.994.99 1C 방전 용량(mAh/g)1C discharge capacity (mAh/g) 4.564.56 4.284.28 4.174.17 2C 방전 용량(mAh/g)2C discharge capacity (mAh/g) 3.723.72 2.992.99 2.212.21

표 2를 참조하면, 비교예 1 및 비교예 2와 달리, 실시예는 방전 용량이 전반적으로 우수하게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 특히, 비교예 1 및 비교예 2와 달리, 실시예는 고율 영역에서 방전 용량이 개선되는 것을 확인할 수 있다. 이와 더불어, 비교예 1 및 비교예 2의 경우 집전체(15, 25)와 활물질층(11, 21) 사이에 위치한 접착층은 바인더와 도전재의 혼합물을 포함하나, 접착층에 포함된 바인더가 집전체(15, 25)와 활물질층(11, 21) 사이의 전자 이동을 방해하는 점에서, 고율 영역에서 열위한 것을 확인할 수 있다. 특히, 비교예 1과 비교예 2를 비교할 때, 집전체(15, 25)와 활물질층(11, 21) 사이에 위치한 접착층의 두께가 더 두꺼울수록, 열위한 정도는 더 커지는 것을 확인할 수 있다. Referring to Table 2, it can be seen that, unlike Comparative Examples 1 and 2, the Example exhibits excellent discharge capacity overall. In particular, unlike Comparative Examples 1 and 2, it can be confirmed that the discharge capacity is improved in the Example in the high-rate region. In addition, in Comparative Examples 1 and 2, the adhesive layer located between the current collectors 15 and 25 and the active material layers 11 and 21 includes a mixture of a binder and a conductive material, but the binder included in the adhesive layer is the current collector ( 15 and 25) and the active material layers 11 and 21, it can be seen that they are inferior in the high-rate region in that they interfere with the movement of electrons. In particular, when comparing Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the thicker the adhesive layer positioned between the current collectors 15 and 25 and the active material layers 11 and 21, the greater the degree of inferiority.

이와 달리, 실시예의 경우, 집전체(150, 250)와 활물질층(110, 210) 사이에별도의 접착층이 형성되어 있지 않아 서로 완전히 접촉하고 있어, 접착층이 집전체(150, 250)와 활물질층(110, 210) 사이의 전자 이동을 방해하지 않고, 고율 영역에서도 비교예에 비해 방전 용량이 우수하게 나타나는 것을 확인할 수 있다.Contrary to this, in the case of the embodiment, a separate adhesive layer is not formed between the current collectors 150 and 250 and the active material layers 110 and 210, so they are in complete contact with each other, so the adhesive layer is the current collectors 150 and 250 and the active material layer. It can be seen that the discharging capacity is superior to that of Comparative Example even in a high-rate region without interfering with electron movement between (110, 210).

이에 따라, 실시예와 같이 양극 활물질층(110)-분리막(300)-음극 활물질층(210) 구조의 전극 조립체를 포함하는 경우, 상기 전극 조립체에 포함되는 바인더의 함량이 최소화되어 저항 개선 효과가 향상되고, 접착층에 의한 전자 이동 방해 또한 감소하여 방전 용량이 전반적으로 우수하게 나타나는 것을 확인할 수 있다.Accordingly, in the case of including the electrode assembly having the structure of the positive electrode active material layer 110 - the separator 300 - the negative electrode active material layer 210 as in the embodiment, the content of the binder included in the electrode assembly is minimized, so that the resistance improvement effect is improved. It can be confirmed that the overall discharge capacity is excellent as the electron movement interference by the adhesive layer is also reduced.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also presented. It belongs to the scope of the right of the invention.

Claims (20)

분리막;
상기 분리막의 제1 면에 부착된 양극 활물질층; 및
상기 분리막의 제2 면에 부착된 음극 활물질층을 포함하고,
상기 양극 활물질층은 양극 활물질, 바인더, 및 도전재가 건식으로 혼합된 제1 전극 조성물로 형성되어 있고,
상기 음극 활물질층은 음극 활물질, 바인더, 및 도전재가 건식으로 혼합된 제2 전극 조성물로 형성되어 있는 전극 조립체.
separator;
a positive active material layer attached to the first surface of the separator; and
and an anode active material layer attached to the second surface of the separator,
The positive electrode active material layer is formed of a first electrode composition in which a positive electrode active material, a binder, and a conductive material are dry mixed,
The anode active material layer is an electrode assembly formed of a second electrode composition in which an anode active material, a binder, and a conductive material are dry mixed.
제1항에서,
상기 양극 활물질층은 상기 분리막과 접하는 면과 대향하는 면에 양극 집전체가 적층되고,
상기 음극 활물질층은 상기 분리막과 접하는 면과 대향하는 면에 음극 집전체가 적층되는 전극 조립체.
In claim 1,
In the positive active material layer, a positive electrode current collector is laminated on a surface opposite to a surface in contact with the separator,
The negative electrode active material layer is an electrode assembly in which an anode current collector is laminated on a surface opposite to a surface in contact with the separator.
제2항에서,
상기 양극 집전체 및 상기 음극 집전체 중 적어도 하나는 평면형 시트로 형성되어 있는 전극 조립체.
In claim 2,
At least one of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector is formed of a flat sheet.
제2항에서,
상기 양극 집전체 및 상기 음극 집전체 중 적어도 하나는 적어도 두 개 이상의 선형 시트로 형성되어 있고,
상기 선형 시트는 서로 이격되어 있는 전극 조립체.
In claim 2,
At least one of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector is formed of at least two or more linear sheets,
The linear sheet is an electrode assembly spaced apart from each other.
제4항에서,
상기 선형 시트는 서로 동일한 패턴을 가지는 전극 조립체.
In claim 4,
The linear sheet electrode assembly having the same pattern as each other.
제2항에서,
상기 양극 집전체 및 상기 음극 집전체 중 적어도 하나는 무작위적 배열을 가지는 섬유형 시트로 형성되어 있는 전극 조립체.
In claim 2,
At least one of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector is an electrode assembly formed of a fibrous sheet having a random arrangement.
제1항에서,
상기 제1 전극 조성물에 포함된 상기 바인더의 함량은 상기 제1 전극 조성물의 전체 중량을 기준으로 1중량% 이상 5중량% 이하이고,
상기 제2 전극 조성물에 포함된 상기 바인더의 함량은 상기 제2 전극 조성물의 전체 중량을 기준으로 1중량% 이상 5중량% 이하인 전극 조립체.
In claim 1,
The content of the binder included in the first electrode composition is 1 wt% or more and 5 wt% or less, based on the total weight of the first electrode composition,
The content of the binder included in the second electrode composition is 1 wt% or more and 5 wt% or less based on the total weight of the second electrode composition.
제7항에서,
상기 바인더는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, Polytetrafluoroethylene)를 포함하는 전극 조립체.
In claim 7,
The binder is an electrode assembly comprising polytetrafluoroethylene (PTFE, Polytetrafluoroethylene).
제1항에서,
상기 제1 전극 조성물에 포함된 상기 양극 활물질의 함량은 상기 제1 전극 조성물의 전체 중량을 기준으로 90중량% 이상 98중량% 이하인 전극 조립체.
In claim 1,
The content of the positive electrode active material included in the first electrode composition is 90% by weight or more and 98% by weight or less based on the total weight of the first electrode composition.
제9항에서,
상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2), 리튬 망간 산화물, 리튬 동 산화물(Li2CuO2), 바나듐 산화물, Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물, 리튬 망간 복합 산화물, 스피넬 구조의 리튬 망간 복합 산화물, 화학식 Li 일부가 알칼리 토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4, 디설파이드 화합물, Fe2(MoO4)3,,리튬 망간 산화물(LMO, Lithium Manganese Oxide) 중 적어도 하나를 포함하는 전극 조립체.
In claim 9,
The positive active material is lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), lithium manganese oxide, lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ), vanadium oxide, Ni site-type lithium nickel oxide, lithium manganese composite oxide, spinel Lithium manganese complex oxide of the structure, LiMn 2 O 4 in which a part of the formula Li is substituted with alkaline earth metal ions, a disulfide compound, Fe 2 (MoO 4 ) 3, Lithium Manganese Oxide (LMO, Lithium Manganese Oxide) containing at least one electrode assembly.
제1항에서,
상기 제2 전극 조성물에 포함된 상기 음극 활물질의 함량은 상기 제2 전극 조성물의 전체 중량을 기준으로 90중량% 이상 98중량% 이하인 전극 조립체.
In claim 1,
The content of the negative active material included in the second electrode composition is 90% by weight or more and 98% by weight or less based on the total weight of the second electrode composition.
제11항에서,
상기 음극 활물질은 리튬 금속, 리튬 합금, 석유 코크, 활성화 탄소(activated carbon), 그래파이트(graphite), 규소, 주석, 및 금속 산화물 중 적어도 하나를 포함하는 전극 조립체.
In claim 11,
The negative active material is an electrode assembly including at least one of lithium metal, lithium alloy, petroleum coke, activated carbon, graphite, silicon, tin, and a metal oxide.
제1항에서,
상기 양극 활물질층 및 상기 음극 활물질층은 각각 프리스탠딩 필름으로 제조되는 전극 조립체.
In claim 1,
The positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer are each made of a freestanding film electrode assembly.
제1항에서,
상기 분리막과 상기 양극 활물질층, 및 상기 분리막과 상기 음극 활물질층사이에 각각 접착층이 형성되어 있고,
상기 접착층은 다공성 구조를 가지는, 전극 조립체.
In claim 1,
An adhesive layer is formed between the separator and the cathode active material layer, and between the separator and the anode active material layer,
The adhesive layer has a porous structure, the electrode assembly.
제1 항의 전극 조립체를 포함하는 전지셀.A battery cell comprising the electrode assembly of claim 1 . 제15항에서,
상기 전지셀은 적어도 두 개의 상기 전극 조립체가 적층되어 있고,
상기 적어도 두 개의 전극 조립체는 각각의 전극 조립체에 포함되어 있는 상기 양극 활물질층이 서로 대향하거나, 상기 음극 활물질층이 서로 대향하도록 배치되는 전지셀.
In claim 15,
In the battery cell, at least two of the electrode assemblies are stacked,
In the at least two electrode assemblies, the positive electrode active material layer included in each electrode assembly faces each other or the negative electrode active material layer is disposed to face each other.
제16항에서,
적어도 두 개의 상기 전극 조립체는 각각의 상기 양극 활물질층 사이에 양극 집전체가 적층되고,
각각의 상기 음극 활물질층 사이에 음극 집전체가 적층되는 전지셀.
17. In claim 16,
At least two of the electrode assemblies have a positive electrode current collector stacked between each of the positive electrode active material layers,
A battery cell in which an anode current collector is stacked between each of the anode active material layers.
양극 활물질, 도전재, 및 바인더가 건식으로 혼합된 제1 전극 조성물로 형성되어 있는 양극 활물질층을 제조하는 단계;
음극 활물질, 도전재, 및 바인더가 건식으로 혼합된 제2 전극 조성물로 형성되어 있는 음극 활물질층을 제조하는 단계; 및
상기 양극 활물질층은 분리막의 제1 면에 부착되고, 상기 음극 활물질층은 분리막의 제2 면에 부착하는 단계를 포함하는, 전극 조립체 제조 방법.
manufacturing a positive electrode active material layer formed of a first electrode composition in which a positive electrode active material, a conductive material, and a binder are dryly mixed;
preparing an anode active material layer formed of a second electrode composition in which an anode active material, a conductive material, and a binder are dry mixed; and
and attaching the positive active material layer to a first surface of the separator, and attaching the negative active material layer to a second surface of the separator.
제18항에서,
상기 양극활물질층 및 상기 음극 활물질층은 프리스탠딩 필름으로 제조되는, 전극 조립체 제조 방법.
In claim 18,
The cathode active material layer and the anode active material layer are manufactured as a freestanding film, the electrode assembly manufacturing method.
제18항에서,
상기 양극 활물질층에서 상기 분리막과 접하는 면과 대향하는 면에 양극 집전체가 적층되고, 상기 음극 활물질층에서 상기 분리막과 접하는 면과 대향하는 면에 음극 집전체가 적층되는 단계를 더 포함하는, 전극 조립체 제조 방법.
In claim 18,
A positive electrode current collector is laminated on a surface opposite to the surface in contact with the separator in the positive electrode active material layer, and the negative electrode current collector is laminated on a surface opposite to the surface in contact with the separator in the negative active material layer, the electrode comprising the steps of: A method of manufacturing an assembly.
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