KR100364965B1 - 리튬이온 고분자 전지용 전극 제조방법 및 상기 방법에의하여 얻어진 전극을 이용한 리튬이온 고분자 전지제조방법 - Google Patents

리튬이온 고분자 전지용 전극 제조방법 및 상기 방법에의하여 얻어진 전극을 이용한 리튬이온 고분자 전지제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100364965B1
KR100364965B1 KR1020000036125A KR20000036125A KR100364965B1 KR 100364965 B1 KR100364965 B1 KR 100364965B1 KR 1020000036125 A KR1020000036125 A KR 1020000036125A KR 20000036125 A KR20000036125 A KR 20000036125A KR 100364965 B1 KR100364965 B1 KR 100364965B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
negative electrode
lithium
positive electrode
polymer battery
lithium ion
Prior art date
Application number
KR1020000036125A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20020001416A (ko
Inventor
김순식
한승우
김영재
이주학
안명규
김종천
류상덕
김응균
Original Assignee
새한에너테크 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 새한에너테크 주식회사 filed Critical 새한에너테크 주식회사
Priority to KR1020000036125A priority Critical patent/KR100364965B1/ko
Publication of KR20020001416A publication Critical patent/KR20020001416A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100364965B1 publication Critical patent/KR100364965B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1393—Processes of manufacture of electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1391—Processes of manufacture of electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 리튬이온 고분자 전지용 전극 제조방법 및 상기 방법에 의하여 얻어진 전극을 이용한 리튬이온 고분자 전지 제조방법에 관한 것으로서, 사이클 특성이 우수하고 특히 고온 및 고율특성이 우수한 리튬이온 고분자 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따르면, 음극 활물질, 고분자 결착재 및 가소재를 공용매에 녹여 음극 슬러리를 만들고, 상기 음극 슬러리를 도포장치의 다이노즐을 통하여 일정한 압력으로 분출하여 해권롤로부터 권취롤로 이송되는 집전체의 한 쪽 면 또는 양쪽 면에 도포하며, 상기 음극 슬러리가 도포된 집전체를 건조장치로 이송한 다음 공용매를 제거하여 건조시킴으로써 음극을 제조한다. 또한, 양극 활물질, 도전재, 고분자 결착재 및 가소재를 공용매에 녹여 양극 슬러리를 만들어 위와 같은 방법을 수행하여 양극을 만든다. 또한, 고분자 매트릭스 및 리튬염에 용매를 첨가하여 녹임으로써 고분자 전해질을 만든다. 그리고, 상기 양극, 음극 및 고분자 전해질을 소정의 배열로 조합하여 권취하고, 이것을 용매에 침적시켜 가소제를 추출하여 건조시켜 리튬이온 고분자 전지 제조한다.

Description

리튬이온 고분자 전지용 전극 제조방법 및 상기 방법에 의하여 얻어진 전극을 이용한 리튬이온 고분자 전지 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRODE OF LITHIUM POLYMER BATTERY AND LITHIUM POLYMER BATTERY USING THE ELECTRODE MADE BY THE METHOD}
본 발명은 리튬이온 고분자 전지용 전극 제조방법 및 상기 방법에 의하여 얻어진 전극을 이용한 리튬이온 고분자 전지 제조방법에 관한 것으로서, 특히 극판과 집전체 사이에 낮은 계면저항을 가지도록 하기 위하여 집전체 표면에 전극 슬러리를 한쪽 면 또는 양쪽 면에 직접 도포함으로써 사이클 특성이 우수하고, 고온 및 고율특성이 우수한 전극을 얻을 수 있는 리튬이온 고분자 전지용 전극 제조방법 및 상기 방법에 의하여 얻어진 전극을 이용한 리튬이온 고분자 전지 제조방법에 관한 것이다.
노트북, 핸드 피시, 이동통신단말기 등 휴대용 기기의 급속한 확산으로 인하여 고용량, 고성능의 재충전용 이차전지에 대한 수요가 급증하고 있다. 리튬이온 고분자 전지는 음극으로 흡장탈착이 가능한 탄소재(카본 또는 카본복합체)를 사용함과 아울로 양극으로 구조변형에 의해서 리튬이온의 충방전이 가능한 리튬복합산화물을 사용하고, 산소기, 질소기, 황산기 등을 포함하는 한 개 이상의 유기 용매에 리튬염을 녹인 비수 전해액을 사용하여, 양극과 음간에 리튬이온이 이동될 때 기전력을 발생시킴으로써 충,방전이 이루어지도록 한 전지로서, 수분과의 반응성이 크고, 열적으로 불안정한 과량의 전해액을 쓰기 때문에 안정성에 대한 우려가 상존하고 있다. 또한, 전지 포장재로 금속 캔 등을 사용함으로써 에너지 밀도가 떨어짐은 물론 전지형태에 대한 설계 자유도가 자유롭지 못한 단점도 있다.
이러한 문제점들을 극복하기 위하여 다양한 형태의 전지 설계가 가능하고, 에너지 밀도가 높으며, 소형/경량화가 가능할 뿐만 아니라 안정성이 우수한 리튬이온 고분자 전지를 제공하기 위한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 고분자 전해질은 극판 안으로의 리튬이온의 흡장탈착에 의한 전극부피변화에 내구력이 있으며 고체의 성질과 낮은 액체 함량 때문에 액체 전해질보다 반응성이 낮아서 전지 사이클 특성을 개선시킬 수 있으므로 이에 대하여 많은 연구가 이루어지고 있다.
이러한 연구 결과 제안된 미국 특허 제5756230호 및 국내 등록특허 제220449호의 리튬이온 고분자 전지 제조방법에는 음극으로 탄소를 사용하고 양극으로 리튬복합산화물을 사용하여 리튬이온 고분자 전지를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 이들 방법에서는 전극 활물질, 도전재, 필러 및 고분자를 용매에 녹여서 분산시킨 슬러리를 유리판이나 필름 위에 도포한 극판을 집전체인 그리드에 압착시켜서 전극을 만들고, 극판의 고분자와 고분자 전해질의 고분자는 폴리(비닐리덴플루오라이드-co-헥사플루오르프로필렌)(이하, 약어로 "P(VDF-HFP)"라 칭함)을 사용하고 있다.
그러나, 이러한 리튬이온 고분자 전지 제조방법에 있어서는, 극판을 집전체에 압착해서 전극을 제조하기 때문에 고분자 전지는 극판과 집전체의 높은 계면저항과 낮은 접착력으로 인하여 사이클 특성이 저하되고, 낮은 고율특성을 보이는 단점이 있다. 또한, 극판 중의 고분자는 전해질 중에 함침되면 원래부피의 300∼600%로 부풀고 특히 고온에서 고분자의 팽윤은 더 크기 때문에 극판 중의 활물질간 및 극판과 집전체의 결착력이 감소되어 전지의 수명과 용량이 저하된다. 또한, 집전체와 극판의 결착력을 증가시키기 위해서는 고압에서 극판을 집전체에 압착시켜야 하지만 이 경우에는 극판 중의 활물질 구조가 파괴되어 극판이 열화되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명자들은 상기한 문제점들과 함께 집전체로서 그리드를 사용함으로써 호일을 사용하는 리튬이온전지에 비하여 사이클 특성 및 고율특성이 상대적으로 떨어지는 리튬이온 고분자 전지의 단점, 특히 고온에서 충방전하는 경우에 고분자의 전해액에 의한 팽윤으로 집전체와 활물질간의 결착력이 떨어지고, 극판 내부에서 활물질간의 결착력 감소로 인하여 극판 저항이 증가하여 전지의 사이클 특성 저하됨은 물론 고율 충반전 특성 열화가 크다는 점을 고려하여 집전체에 극판을 압착하지 않고 접전체에 전극 슬러리를 직접 도포하여 전극을 형성할 수 있는 방법을 개발하게 되었다.
본 발명은 집전체 표면에 전극 슬러리를 한 쪽 면 또는 양쪽 면에 직접 도포하여 균일한 두께의 전극을 얻을 수 있도록 함으로써 사이클 특성이 우수하고 특히 고온 및 고율특성이 우수한 리튬이온 고분자 전지를 제공할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 리튬이온 고분자 전지용 전극 제조방법을 수행하기 위한 도포장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제조방법에 의하여 제조된 리튬이온 고분자 전지와 종래 제조방법에 의하여 제조된 리튬이온 고분자 전지의 특성을 비교한 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 해권롤 2 : 권취롤
3 : 가이드롤 4 : 다이노즐
5 : 건조장치 6 : 집전체
7 : 음극 8 : 양극
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 리튬이온 고분자 전지용 전극제조방법으로서 음극제조방법은, 음극 활물질, 고분자 결착재 및 가소재를 공용매에 녹여 음극 슬러리를 만드는 단계와, 상기 음극 슬러리를 도포장치의 다이노즐을 통하여 일정한 압력으로 분출하여 해권롤로부터 권취롤로 이송되는 집전체의 한 쪽 면 또는 양쪽 면에 도포하는 단계와, 그리고 상기 음극 슬러리가 도포된 집전체를 건조장치로 이송한 다음 공용매를 제거하여 건조시킴으로써 음극을 제조하는 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명에 따른 리튬이온 고분자 전지용 전극 제조방법으로서 양극제조방법은, 양극 활물질, 도전재, 고분자 결착재 및 가소재를 공용매에 녹여 양극 슬러리를 만드는 단계와, 상기 양극 슬러리를 도포장치의 다이노즐을 통하여 일정한 압력으로 분출하여 해권롤로부터 권취롤로 이송되는 집전체의 한 쪽 면 또는 양쪽 면에 도포하는 단계와, 그리고 상기 양극 슬러리가 도포된 집전체를 건조장치로 이송한 다음 공용매를 제거하여 건조시킴으로써 양극을 제조하는 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명에 따른 리튬이온 고분자 전지 제조방법은 상기 방법들에 의하여 얻어진 음극 및 양극을 이용하여 리튬이온 고분자 전지를 제조하는 방법으로서, 양극/고분자 전해질/음극/고분자 전해질/양극의 순으로 조합하여 건조하는 단계와, 이 건조체를 전지 케이스에 넣어 전지 케이스에 전해액을 주입한 후 포장하여 리튬이온 고분자 전지를 완성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 다른 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
본 발명에 따른 리튬이온 고분자 전지용 전극 제조방법으로서, 음극제조방법은 다음과 같이 이루어진다.
우선, 음극 활물질, 고분자 결착재 및 가소재를 공용매에 녹여 음극 슬러리를 만든다. 다음에, 상기 음극 슬러리를 도 1에 도시된 바와 같이 도포장치의 다이노즐(4)을 통하여 일정한 압력으로 분출하여 해권롤(1)로부터 권취롤(2)로 이송되는 집전체(6)의 한 쪽 면 또는 양쪽 면에 도포한다. 다음에, 상기 음극 슬러리가 도포된 집전체(6)를 건조장치(5)로 이송시키면서 집전체(6)에 도포된 음극 슬러리에 함유된 공용매를 제거하여 건조시킴으로써 집전체(6)의 한 쪽 면 또는 양쪽 면에 극판이 형성된 음극(7)을 제조하여 권취롤(2)에 감는다.
본 발명에 따르면, 음극 활물질로는 코크를 원로로 하는 메조페이스카본마이크로비드(MCMB), 메조페이스카본파이버(MPCF), 천연흑연계 탄소 및 메조흑연계 탄소를 포함하는 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들을 조합한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 집전체(6)로는 익스펜디드 메탈(expended metal), 펀치드 메탈
(punched metal)로 구성된 그리드 또는 호일 중에서 선택된 어느 한가지를 사용하는 것이 바람직하다.
미설명부호 3은 집전체 및 전극의 이송을 안내하기 위한 가이드롤이다.
다음에 본 발명에 따른 리튬이온 고분자 전지용 전극 제조방법으로서, 양극제조방법은 다음과 같이 이루어진다.
양극 활물질, 도전재, 고분자 결착재 및 가소재를 공용매에 녹여 양극 슬러리를 만든다. 다음에, 음극 제조방법에서와 마찬가지로 상기 양극 슬러리를 도 1에 도시된 바와 같은 도포장치의 다이노즐(4)을 통하여 일정한 압력으로 분출하여 해권롤(1)로부터 권취롤(2)로 이송되는 집전체(6)의 한 쪽 면 또는 양쪽 면에 도포한다. 다음에, 상기 양극 슬러리가 도포된 집전체(6)를 건조장치(5)로 이송시키면서 집전체(6)에 도포된 양극 슬러리에 함유된 공용매를 제거하여 건조시킴으로써 집전체(6)의 한 쪽 면 또는 양쪽 면에 극판이 형성된 양극(8)을 제조하여 권취롤(2)에 감는다.
양극 활물질로는 리튬복합산화물인 리튬코발트산화물, 리튬망간산화물, 리튬니켈산화물 및 리튬니켈코발트산화물을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합물이 사용된다. 그리고, 고분자 결착제로서 폴리비닐리덴플루오라이드
(PVDF) 고분자 또는 폴리비닐리덴플루오라이드 공중합체를 사용한다.
다음에는 상기한 바와 같이 제조된 음극 및 양극을 사용하여 리튬이온 고분자 전지를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.
리튬이온 고분자 전지를 제조하는데 사용하는 고분자 전해질을 만들기 위하여, 고분자 매트릭스로 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리아크릴니트릴(PAN), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리염화비닐(PVC), 폴리스티렌(PS) 또는 공중합체로 이루어진 고분자 중에서 적어도 한가지를 준비한다. 그리고, 리튬헥사플루오르포스페이트(LiPF6), 리튬퍼클로레이트(LiCIO4), 리튬테트라플루오르보레이트(LiBF4), 리튬헥사플로오르아스젠네이트(LiAsF6), 리튬트리플루오르메탄설포네이트(LiCF3SO3) 및 이들의 혼합물 중에서 적어도 한가지를 포함하는 리튬염을 준비한다. 또한, 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 부틸렌카보네이트(BC),-부틸로락톤(GBL), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트
(DMC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 테트라하이드로퓨란(THF) 및 이들의 혼합물 중에서 적어도 한가지를 포함하는 고분자 전해질의 용매를 준비하고, 상기 용매를 고분자 매트릭스 및 리튬염에 첨가하여 이들을 녹인 다음 필름 위에 도포하여 건조함으로써 고분자 전해질을 제조한다.
다음에 상기한 제조방법들에 의하여 제조된 양극/고분자 전해질/음극/고분자 전해질/양극의 순으로 권취하고, 이것을 용매에 침적시켜 가소제를 추출하여 건조시킨 후, 이 건조체를 전지 케이스에 넣어 전지 케이스에 전해액을 주입한 후 포장함으로써 최종적으로 리튬이온 고분자 전지를 완성할 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 리튬이온 고분자 전지는 충방전 특성을 시험한 결과 극판 슬러리를 유리판이나 필름 위에 도포하여서 된 극판을 집전체인 그리드에 압착시켜 만든 전극을 사용하여 이루어진 종래 리튬이온 고분자 전지에 비하여 집전체와 극판의 계면저항이 낮고, 결착력이 증대되어 리튬이온 고분자 전지의 사이클 특성 및 고율특성이 우수함을 알 수 있었다.
<실시예>
음극 활물질로 MCMB 10-28, 고분자 결착재로 폴리(비닐리덴플루오라이드-co-헥사플루오르프로필렌)(P(VDF-HFP)) 및 가소재로 디부틸프탈레이트를, 이들의 무게비가 75 : 10 : 15의 비율이 되도록 준비하여 아세톤에 녹여 소정의 점도를 가지는 음극 슬러리를 제조하였다.
제조된 음극 슬러리는 도 1에 도시된 도포장치로 이송된다. 도포장치의 해권롤(1)에 감긴 집전체(6)가 건조장치(5)를 통과하여 권취롤(2)에 감기도록 준비한 상태에서, 상기 집전체(6)가 일정한 속도로 해권되는 동안 도포장치의 다이노즐(4)을 통하여 집전체(6)의 적어도 한 쪽 면에 음극 슬러리를 직접 도포한다.다이노즐(4)은 집전체(6)의 면에 대하여 90°∼150°의 범위의 각도로 배치되는 것이 바람직하며, 수직이 되도록 배치되는 것이 가장 이상적이다. 이와 같이 다이노즐(4)이 집전체(6)의 면에 수직으로 배치되면 음극 슬러리를 집전체(6)의 양 쪽 면에 동시에 수직으로 도포할 수 있고, 이 경우에는 아세톤과 같이 낮은 비점의 용매를 사용하여 제조된 음극 슬러리를 도포하기에 적당하다.
이와 같이 음극 슬러리가 도포된 집전체(6)는 건조장치(5)로 이송되어 가열되어 아세톤을 제거되면서 건조됨으로써 집전체(6)의 적어도 한 면에 극판이 적층된 음극(7)을 얻을 수 있다. 이 음극(7)은 권취롤(2)에 일정한 속도로 권취되기 때문에 연속, 대량생산이 가능하므로 제조원가를 낮출 수 있는 이점이 있다.
그리고, 양극 활물질로 리튬코발트산화물, 도전재로 슈퍼-피(SUPER-P), 고분자 결착재로 폴리(비닐리덴플루오라이드-co-헥사플루오프로필렌)(P(VDF-HFP)) 및 가소재로 디부틸프탈레이트를, 그 무게비가 75 : 4 : 8 : 13의 비율이 되도록 준비하여 아세톤에 녹여 양극 슬러리를 제조하였다. 이 양극 슬러리를 음극제조방법과 같은 제조방을 통하여 집전체(6)에 도포,건조하여 양극(8)을 제조하였다.
한편, 폴리(비닐리덴플루오라이드-co-헥사플루오르프로필렌)(P(VDF-HFP)) 공중합체, 실리카 및 디부틸프탈레이트를 각각 50 : 30 : 20의 무게비로 아세톤에 녹여 필름에 직접 도포하여 열풍건조함으로써 고분자 전해질을 제조하였다.
그리고, 양극/고분자 전해질/음극/고분자 전해질/양극의 순으로 조합하여 디부틸프탈레이트를 추출,건조한 후에 이를 전지 케이스에 넣고, 1M의 리튬헥사플루오라이드 및 에틸렌카보네이트/디메틸카보네이트로 이루어진 전해액을 전지 케이스에 주입한 후 포장하여 최종적으로 리튬이온 고분자 전지를 완성하였다.
이와 같이 제조된 리튬이온 고분자 전지를 4.2∼3.0V의 범위에서 1㎃/㎠의 전류를 인가하여 전지의 충방전 특성을 시험한 결과 도 2의 그래프와 같은 결과를 얻었다.
<비교예>
비교예의 리튬이온 고분자 전지는 일반적인 리튬이온 고분자 전지를 제조하는 방법으로 제조되었다.
먼저, 실시예와 같이 동일한 방법으로 슬러리를 제조하고, 이 슬러리를 평탄한 유리판 위에 붓고, 탁터블레이드(doctor blade)로 밀어서 도포한 다음 이를 30여분간 상온에서 방치하여 아세톤을 제거함으로써 극판을 얻었다. 이 극판을 집전체(6)인 그리드 양면에 적층하여 롤프레스의 두 롤 사이를 통과,압착시켜 전극을 제조하였다. 또한, 실시예와 동일하게 고분자 전해질 제조공정 및 전지제조공정을 통하여 리튬이온 고분자 전지를 만들고, 이를 4.2∼3.0V의 범위에서 1㎃/㎠의 전류를 인가하여 전지의 충방전 특성을 시험한 결과 도 2의 그래프와 같은 결과를 얻었다.
도 2의 그래프에서 알 수 있듯이, 실시예에 따른 리튬이온 고분자 전지는 비교예의 리튬이온 고분자 전지에 비하여 사이클 특성이 개선되었음과 아울러 특히 고율특성이 개선되었다. 또한, 실시예의 리튬이온 고분자 전지에 있어서는 집전체(6) 위에 직접 전극 슬러리가 도포되어 적층되어 극판이 적층됨으로써 극판과 집전체(6)와의 계면저항이 낮고, 전극 저항이 낮아 리튬이온의 충전/방전이 용이해짐으로써 전지의 충방전 효율이 증가됨을 알 수 있었다.
반면에, 비교예의 리튬이온 고분자 전지는 사이클이 진행될수록 용량 열화가 크게 발생하고 충반전 효율도 저하되었다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 있어서는, 집전체(6) 표면에 전극 슬러리를 한 쪽 면 또는 양쪽 면에 도포하여 전극을 만들고, 이 전극을 이용하여 리튬이온 고분자 전지를 제조하도록 이루어짐으로써, 극판과 집전체(6)와의 계면저항이 낮고, 전극 저항이 낮아 리튬이온의 충전/방전이 용이해져 전지의 충방전 효율이 증가되므로 리튬이온 고분자 전지의 수명을 연장시킬 수 있다.
또한, 별도로 극판을 만들어 집전체(6)에 압착하지 않고, 도포에 의하여 집전체(6)에 극판이 적층되도록 함으로써 리튬이온 고분자 전지용 전극의 제조공수 절감 및 생산성 향상에 의하여 리튬이온 고분자 전지의 제조원가를 낮출 수 있다.

Claims (10)

  1. 음극 활물질, 고분자 결착재 및 가소재를 공용매에 녹여 음극 슬러리를 만드는 단계와, 상기 음극 슬러리를 도포장치의 다이노즐을 통하여 일정한 압력으로 분출하여 해권롤로부터 권취롤로 이송되는 집전체의 한 쪽 면 또는 양쪽 면에 도포하는 단계와, 그리고 상기 음극 슬러리가 도포된 집전체를 건조장치로 이송한 다음 공용매를 제거하여 건조시킴으로써 음극을 제조하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬이온 고분자 전지용 전극 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 음극 활물질로는 코크를 원로로 하는 메조페이스카본마이크로비드
    (MCMB), 메조페이스카본파이버(MPCF), 천연흑연계 탄소 및 메조흑연계 탄소를 포함하는 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들을 조합한 것임을 특징으로 하는 리튬이온 고분자 전지용 전극 제조방법.
  3. 양극 활물질, 도전재, 고분자 결착재 및 가소재를 공용매에 녹여 양극 슬러리를 만드는 단계와, 상기 양극 슬러리를 도포장치의 다이노즐을 통하여 일정한 압력으로 분출하여 해권롤로부터 권취롤로 이송되는 집전체의 한 쪽 면 또는 양쪽 면에 도포하는 단계와, 그리고 상기 양극 슬러리가 도포된 집전체를 건조장치로 이송한 다음 공용매를 제거하여 건조시킴으로써 양극을 제조하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬이온 고분자 전지용 전극 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 양극 활물질로는 리튬복합산화물인 리튬코발트산화물, 리튬망간산화물, 리튬니켈산화물 및 리튬니켈코발트산화물을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합물임을 특징으로 하는 리튬이온 고분자 전지용 전극 제조방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 음극 활물질, 고분자 결착재 및 가소재를 공용매에 녹여 음극 슬러리를 만들고, 상기 음극 슬러리를 도포장치의 다이노즐을 통하여 일정한 압력으로 분출하여 해권롤로부터 권취롤로 이송되는 집전체의 한 쪽 면 또는 양쪽 면에 도포하며, 상기 음극 슬러리가 도포된 집전체를 건조장치로 이송한 다음 공용매를 제거하여 건조시킴으로써 음극을 제조하는 단계와;
    양극 활물질, 도전재, 고분자 결착재 및 가소재를 공용매에 녹여 양극 슬러리를 만들고, 상기 양극 슬러리를 도포장치의 다이노즐을 통하여 일정한 압력으로 분출하여 해권롤로부터 권취롤로 이송되는 집전체의 한 쪽 면 또는 양쪽 면에 도포하며, 상기 양극 슬러리가 도포된 집전체를 건조장치로 이송한 다음 공용매를 제거하여 건조시킴으로써 양극을 제조하는 단계와;
    용매를 고분자 매트릭스 및 리튬염에 첨가하여 이들을 녹임으로써 고분자 전해질을 만드는 단계와; 그리고,
    상기 양극, 음극 및 고분자 전해질을 소정의 배열로 조합하여 권취하고, 이것을 용매에 침적시켜 가소제를 추출하여 건조시킨 후, 이 건조체를 전지 케이스에 넣어 전지 케이스에 전해액을 주입한 후 포장함으로써 최종적으로 리튬이온 고분자 전지를 만드는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬이온 고분자 전지 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 고분자 매트릭스는 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리아크릴니트릴
    (PAN), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리염화비닐
    (PVC), 폴리스티렌(PS) 또는 공중합체로 이루어진 고분자 중에서 적어도 한가지를 포함함을 특징으로 하는 리튬이온 고분자 전지 제조방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 리튬염은 리튬헥사플루오르포스페이트(LiPF6), 리튬퍼클로레이트
    (LiCIO4), 리튬테트라플루오르보레이트(LiBF4), 리튬헥사플로오르아스젠네이트
    (LiAsF6), 리튬트리플루오르메탄설포네이트(LiCF3SO3) 및 이들의 혼합물 중에서 적어도 한가지를 포함함을 특징으로 하는 리튬이온 고분자 전지 제조방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 용매는 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 부틸렌카보네이트(BC),-부틸로락톤(GBL), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 테트라하이드로퓨란(THF) 및 이들의 혼합물 중에서 적어도 한가지를 포함함을 특징으로 하는 리튬이온 고분자 전지 제조방법.
KR1020000036125A 2000-06-28 2000-06-28 리튬이온 고분자 전지용 전극 제조방법 및 상기 방법에의하여 얻어진 전극을 이용한 리튬이온 고분자 전지제조방법 KR100364965B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000036125A KR100364965B1 (ko) 2000-06-28 2000-06-28 리튬이온 고분자 전지용 전극 제조방법 및 상기 방법에의하여 얻어진 전극을 이용한 리튬이온 고분자 전지제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000036125A KR100364965B1 (ko) 2000-06-28 2000-06-28 리튬이온 고분자 전지용 전극 제조방법 및 상기 방법에의하여 얻어진 전극을 이용한 리튬이온 고분자 전지제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020001416A KR20020001416A (ko) 2002-01-09
KR100364965B1 true KR100364965B1 (ko) 2002-12-16

Family

ID=19674554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000036125A KR100364965B1 (ko) 2000-06-28 2000-06-28 리튬이온 고분자 전지용 전극 제조방법 및 상기 방법에의하여 얻어진 전극을 이용한 리튬이온 고분자 전지제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100364965B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012036908A2 (en) * 2010-09-13 2012-03-22 Applied Materials, Inc. Spray deposition module for an in-line processing system
WO2013096220A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-27 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for hot coating electrodes of lithium-ion batteries

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040001781A (ko) * 2002-06-28 2004-01-07 현대자동차주식회사 전기 차량용 니켈 금속수소 전지의 음극 제조공정
KR100481229B1 (ko) * 2002-07-04 2005-04-07 마이크로파우더 주식회사 리튬이차전지의 전극제조방법 및 이를 이용한 리튬이차전지
KR100709228B1 (ko) 2006-02-21 2007-04-18 삼성에스디아이 주식회사 슬러리 도포설비의 코터기
CN103066331B (zh) * 2012-11-29 2018-06-15 湖北龙能新能源科技股份有限公司 一种超低温高倍率型锂离子电池的制备方法
CN113161572B (zh) * 2021-03-29 2024-07-05 西安交通大学 一种连续生产电池/电解池的方法、系统及电池/电解池

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07296802A (ja) * 1994-04-26 1995-11-10 Sumitomo Chem Co Ltd リチウム二次電池用電極の製造方法とリチウム二次電池

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07296802A (ja) * 1994-04-26 1995-11-10 Sumitomo Chem Co Ltd リチウム二次電池用電極の製造方法とリチウム二次電池

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012036908A2 (en) * 2010-09-13 2012-03-22 Applied Materials, Inc. Spray deposition module for an in-line processing system
WO2012036908A3 (en) * 2010-09-13 2012-06-14 Applied Materials, Inc. Spray deposition module for an in-line processing system
WO2013096220A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-27 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for hot coating electrodes of lithium-ion batteries

Also Published As

Publication number Publication date
KR20020001416A (ko) 2002-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7288339B2 (en) Lithium secondary battery with suppressed decomposition of electrolytic solution and preparation method thereof
US6280878B1 (en) Electrode and lithium secondary battery using this electrode
JP5148477B2 (ja) 架橋高分子の導入によって安全性が向上した電極、及びそれを含む電気化学素子
JPH1135765A (ja) 高分子固体電解質とその製造方法
US6268087B1 (en) Method of preparing lithium ion polymer battery
KR100477885B1 (ko) 리튬이온 고분자 전해질 및 이를 포함하는 전지의 제조방법
KR20010103980A (ko) 리튬 2차 전지의 제조방법
KR100613800B1 (ko) 고체 전해질 이차 전지
CN102117932A (zh) 一种聚合物电解质膜及其制备方法和聚合物电池
JP3443773B2 (ja) 非水電解質二次電池の製造方法
KR20200092643A (ko) 이차전지용 음극의 제조방법
KR20210120686A (ko) 음극의 제조방법
JP4945054B2 (ja) リチウムポリマー二次電池とその製造方法
KR100364965B1 (ko) 리튬이온 고분자 전지용 전극 제조방법 및 상기 방법에의하여 얻어진 전극을 이용한 리튬이온 고분자 전지제조방법
WO2001089023A1 (en) A lithium secondary battery comprising a super fine fibrous polymer electrolyte and its fabrication method
JP4112712B2 (ja) 固体電解質、その製造方法およびこの固体電解質を用いた電気化学デバイス
KR20020002858A (ko) 리튬이온 고분자 전지 제조방법
CN113851702A (zh) 一种全固态电解质电池及其制备方法
KR100406076B1 (ko) 리튬이차 고분자 전지
JP4235285B2 (ja) 有機電解質電池
JP4817483B2 (ja) 二次電池用非水電解液及び非水電解液二次電池
KR100513637B1 (ko) 리튬이온 폴리머 전지의 제조방법
KR100413600B1 (ko) 리튬이온 고분자 전지의 제조방법
JP4048105B2 (ja) 二次電池用高分子固体電解質の製造方法と二次電池
KR100406075B1 (ko) 리튬이온 고분자 2차전지 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121204

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131204

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141204

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151203

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161202

Year of fee payment: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181204

Year of fee payment: 17