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KR20090035041A - 이차전지용 전극의 제조방법 및 이차전지 - Google Patents

이차전지용 전극의 제조방법 및 이차전지 Download PDF

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KR20090035041A
KR20090035041A KR1020097004431A KR20097004431A KR20090035041A KR 20090035041 A KR20090035041 A KR 20090035041A KR 1020097004431 A KR1020097004431 A KR 1020097004431A KR 20097004431 A KR20097004431 A KR 20097004431A KR 20090035041 A KR20090035041 A KR 20090035041A
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KR
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current collector
porous membrane
active material
material layer
negative electrode
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KR1020097004431A
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히데아키 후지타
츠요시 하타나카
히데노리 다카하시
겐이치 니시바타
Original Assignee
파나소닉 주식회사
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Abstract

집전체(1) 상에 그 양 단부가 노출되도록 활물질층(2)을 도포한다. 집전체(1) 한쪽 단부의 제 1 미형성부(1a) 폭은, 다른 쪽 단부의 제 2 미형성부(1b) 폭보다 좁게 형성된다. 다음에, 집전체(1) 상에, 활물질층(2)을 피복하도록 다공질막(3)을 형성한다. 이때 다공질막(3)은 제 1 미형성부(1a)의 활물질층(2) 단면을 피복함과 더불어, 제 2 미형성부(1b)의 집전체(1) 일부를 노출시키도록 형성된다.
제 1 미형성부, 제 2 미형성부, 활물질층, 다공질막

Description

이차전지용 전극의 제조방법 및 이차전지{METHOD OF PRODUCING ELECTRODE FOR SECONDARY BATTERY, AND SECONDARY BATTERY}
본 발명은, 탭리스 구조의 이차전지용 전극의 제조방법 및 이차전지에 관한 것이다.
일반적으로, 리튬이온 이차전지는 에너지밀도 또는 출력밀도가 크며, 기기의 소형화 및 경량화가 가능한 점에서, 종래의 휴대전화나 PC용 전원에서, 고출력이 더욱더 요구되는 전동공구 또는 혼성자동차용 전원에 이르기까지 적용이 확대되고 있으며, 한층 높은 고출력성능이 요구되고 있다.
리튬이온 이차전지의 고출력화를 도모하기 위해서는 전지의 내부저항을 작게 할 필요가 있다. 그 대책의 하나로서, 극판의 집전저항 저감을 도모하기 위해, 이른바 탭리스(Tabless) 구조의 집전구조가 채용되고 있다. 도 4의 (a)는 탭리스 구조를 채용한 리튬이온 이차전지의 일반적인 구성을 나타낸 단면도이다. 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 양극집전체(101) 상에 양극 활물질층(102)이 형성된 양극 및 음극집전체(103) 상에 음극 활물질층(104)이 형성된 음극이, 분리막(105)을 개재하고 감겨 전지케이스(108) 내에 수용된다. 그리고 각 집전체(101, 103)의 단부(101a, 103a)는, 활물질층(102, 104)이 형성되지 않고 노출되며, 각각 양극집전판(106) 및 음극집전판(107)에 용접 등으로 접합된다. 이와 같이 양극 및 음극의 단부 전체를 집전판(106, 107)에 접합함으로써 극판의 집전저항을 저감할 수 있으며, 리튬이온 이차전지의 고출력화를 도모할 수 있다.
그런데, 리튬이온 이차전지의 용량은 일반적으로 양극 용량으로 정해지므로, 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이 양극의 면적은 음극 면적보다 작게 설계된다. 또, 양극을 예로 들면, 도 4의 (c)에 나타내는 바와 같이 양극집전체(101)의 활물질층(102)이 형성되지 않은 단부(101a)와 반대쪽 단부에서, 양극집전체(101)의 절단 시에 양극 활물질층(102) 단면에 도전성의 버(burr)(111)가 발생하는 경우가 있다. 이 절단버(111)가, 분리막(105)을 뚫고, 대향하는 음극의 활물질층(104)에 접촉하면, 양극집전체(101)와 음극 활물질층(104)과의 단락이 발생한다. 이때, 흑연 등 활물질을 함유한 음극 활물질층(104)은 도전성을 가지므로, 양극집전체(101)와 음극 활물질층(104) 사이로 대전류가 흐르고, 그 결과 전지의 발열에 이를 우려가 있다.
이와 같은 내부단락 발생을 방지하는 방법으로서, 활물질층 표면에 내열성의 다공질막을 형성하는 기술이 특허문헌 1(일본 특허공개 평성 7-220759호 공보)에 기재되어 있다. 도 5는 이 기술을 탭리스 구조에 적용한 경우의 전극군 구성을 나타내는 단면도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 음극집전체(103) 상에 형성된 음극 활물질층(104) 표면에 다공질막(120)을 형성함으로써, 양극 활물질층(102) 단면 에 생긴 절단버(111)가 분리막(105)을 뚫고 음극 활물질층(104b)에 달하는 것을 저지할 수 있다.
[발명의 개시]
[발명이 해결하고자 하는 과제]
그런데, 음극 활물질층(104) 상에 형성되는 다공질막(120)은, 전지의 용량을 확보하는 관점에서, 가능한 한 얇은 것이 바람직하다. 이를 위해 다공질막(120)의 형성에는 그라비어 인쇄 등 방법이 이용된다(예를 들어 특허문헌 2(일본 특허공개 평성 9-298058호 공보 참조)).
그러나 그라비어 인쇄 등의 방법으로는, 도 5에 나타내는 바와 같이 음극집전체(103)의 노출부(103a)와 반대쪽 단부의 음극 활물질층(104) 단면에 다공질막(120)을 형성하기가 어렵다. 따라서, 양극집전체(101)의 노출부(101a)가 외부압력에 의해 구부러진 경우, 음극 활물질층(104)의 단면과 접촉됨으로써, 양극집전체(101)와 음극 활물질층(104)이 단락될 우려가 있다.
한편, 활물질층 단면에 절연재료를 형성하는 기술이 특허문헌 3(일본 특호공개 2004-55537호 공보 참조)에 기재되어 있다. 그러나 이들 절연재료는 세라믹스 분무나, 절연테이프의 접착에 의해 형성되는 것이며, 제어성 좋게 형성하기가 어려우므로, 양산공정에 적용하기에는 문제가 있다. 더불어, 활물질층의 표면에 다공질막을 형성하는 공정과는 다른 공정이 필요하므로, 제조원가 면에서도 문제가 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로 그 주된 목적은, 간단한 방법으로, 안전성 높은 탭리스 구조의 이차전지용 전극을 제조하는 방법, 및 안전성이 우수한 탭리스 구조의 전극을 구비하는 이차전지를 제공하는 데 있다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
본원 발명자들은, 탭리스 구조의 전극에서, 활물질층이 형성되지 않은 집전체의 노출부가, 활물질층 단면에 다공질막을 형성하기 위한 "형성마진"이 되는 점에 착안하여, 집전체 단부의 미형성부(집전판에 접합되는 부분)와는 별도로, 반대쪽 단부에, 다공질막의 "형성마진"으로서 폭이 좁은 미형성부를 별도 형성함으로써, 당해 미형성부(형성마진)의 활물질층 단면에 다공질막을 형성하는 것을 가능하게 한다.
즉, 본 발명에 관한 이차전지용 전극의 제조방법은, 집전체 상에, 이 집전체의 양 단부가 노출되도록 활물질층을 형성하는 공정(a)과, 집전체 상에, 활물질층을 피복하도록 다공질막을 형성하는 공정(b)을 구비하며, 공정(a)에서, 집전체 일단부의 활물질층의 제 1 미형성부 폭은, 타단부의 제 2 미형성부 폭보다 좁게 형성되며, 공정(b)에서 다공질막은, 제 1 미형성부의 활물질층 단면을 피복함과 더불어, 제 2 미형성부의 집전체 일부를 노출시키도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 방법에 의해, 집전체의 일단부에 폭이 좁은 제 1 미형성부(형성마진)를 형성함으로써, 집전체 상에 다공질막을 형성할 때, 활물질층의 표면과 동시에, 활물질층의 단면에도 다공질막을 형성할 수 있고, 이로써, 내부단락 발생을 방지하며 안전성이 높은 탭리스 구조의 전극을 얻을 수 있다.
여기서 상기 다공질막은 제 1 미형성부 전체를 피복하도록 형성되는 것이 바람직하다. 이로써 제 1 미형성부의 폭을 최소한으로 할 수 있어, 전지 용량을 충분히 확보할 수 있다.
또 상기 다공질막은, 다공질막 슬러리를 인쇄에 의해 집전체 상에 도포함으로써 형성되는 것이 바람직하다. 이로써, 간단한 방법으로 안전성 높은 전극구조를 얻을 수 있다.
본 발명에 관한 이차전지는, 집전체 상에 활물질층이 각각 형성된 양극 및 음극을 분리막을 개재하고 감거나 또는 적층시킨 전극군을 구비하는 이차전지에 있어서, 양극 또는 음극 중 적어도 한쪽 전극의 집전체 상에는 활물질층을 피복하는 다공질막이 추가로 형성되며, 다공질막이 형성된 집전체는, 이 집전체의 양 단부에, 상기 활물질층이 형성되지 않는 제 1 미형성부 및 제 2 미형성부를 갖고, 제 1 미형성부의 폭은 상기 제 2 미형성부 폭보다 좁게 형성되며, 제 1 미형성부의 상기 활물질층 단면은 다공질막으로 피복되고, 제 2 미형성부의 집전체 일부는 다공질막으로 피복되지 않는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성에 의해, 집전체 단부에 형성된 폭이 좁은 제 1 미형성부의 활물질층 단면을 다공질막으로 피복함으로써 내부단락의 발생을 방지한, 안전성 높은 탭리스 구조를 구비한 이차전지를 얻을 수 있다.
[발명의 효과]
본 발명에 의하면, 집전체의 일단부에 폭이 좁은 제 1 미형성부(형성마진)를 형성함으로써, 활물질층의 표면 및 단면에 다공질막을 형성할 수 있고, 이로써 내부단락의 발생을 방지한 안전성 높은 탭리스 구조의 전극 및 이를 구비한 이차전지를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 있어서 이차전지의 전극구조를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 2의 (a)∼(b)는, 본 발명의 실시형태에 있어서 이차전지용 전극의 제조방법을 나타낸 공정도이다.
도 3의 (a)∼(d)는, 본 발명의 실시형태에 있어서 이차전지용 전극의 제조방법을 나타낸 공정도이다.
도 4는, 종래의 리튬이온 이차전지 구성을 나타낸 도이며, (a)는 전지 전체의 단면도이고, (b)는 전극군의 부분단면도이며, (c)는 극판의 부분확대도이다.
도 5는, 종래의 탭리스 구조의 전극군 구성을 나타낸 단면도이다.
[부호의 설명]
1, 103, 107 : 음극집전체 1a : 제 1 미형성부
1b : 제 2 미형성부 2, 104 : 음극 활물질층
3, 120 : 다공질막 4, 105 : 분리막
5, 101 : 양극집전체 5b : 노출부
6 : 양극 활물질층 7 : 그라비어롤
8 : 음극판 9 : 액조
10 : 블레이드 12 : 테이프
101a : 양극집전체 단부 102 : 양극활물질
103a : 음극집전체 단부 106 : 양극집전판
108 : 전지케이스 111 : 버
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 이하의 도면에서는 설명을 간략화하기 위해, 실질적으로 동일기능을 갖는 구성요소를 동일 참조부호로 나타낸다. 또, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 있어서 이차전지의 전극구조를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 음극집전체(1) 상에 활물질층(2)이 형성된 음극 및 양극집전체(5) 상에 활물질층(6)이 형성된 양극이, 분리막(separator)(4)을 개재하고 감기거나 적층되어 전극군을 구성한다. 또 음극집전체(1) 상에는 음극 활물질층(2)을 피복하는 다공질막(3)이 추가로 형성된다. 다공질막(3)이 형성된 음극집전체(1)는, 그 양 단부에, 음극 활물질층(2)이 형성되지 않는 제 1 미형성부(1a) 및 제 2 미형성부(1b)를 가지며, 제 1 미형성부(1a)의 폭은 제 2 미형성부(1b) 폭보다 좁게 형성된다. 그리고 제 1 미형성부(1a)에서 음극 활물질층(2) 단면은 다공질막(3)으로 피복됨과 더불어, 제 2 미형성부(1b)에서 음극집전체(1)의 일부는 다공질막(3)으로 피복되지 않는다.
본 실시형태에서, 음극집전체(1) 상에 형성된 음극 활물질층(2)의 표면, 및 제 1 미형성부(1a)의 음극 활물질층(2) 단면을 다공질막(3)으로 피복함으로써, 예를 들어 양극 활물질층(6) 단면에서 발생한 절단버(burr), 혹은 양극집전체(5) 노출부(5b)의 누름에 의한 굴곡 등에 기인하여, 양극집전체(5)와 음극 활물질층(2)이 내부단락을 일으키는 것을 방지할 수 있으며, 이로써 안전성 높은 탭리스 구조를 구비한 이차전지를 실현할 수 있다.
여기서 제 2 미형성부(1b)는 전극단자(외부단자)에 접속된 집전판에 접합되는 것으로, 종래의 탭리스 구조 전극에는 형성된 것이었으나, 제 1 미형성부(1a)는 종래의 탭리스 구조 전극에는 없던 것이다. 즉, 종래의 탭리스 구조의 전극에서, 제 2 미형성부(1b)와 반대쪽의 집전체 단부는, 표면에 형성된 활물질층과 함께 절단되므로, 집전체 단면과 활물질층 단면은 동일평면으로 구성된다.
이에 반해, 본 발명의 제 1 미형성부(1a)는, 제 2 미형성부(1b)와는 반대쪽 단부에, 다공질막(3)의 "형성마진"으로서 제 2 미형성부(1b)보다 폭이 좁은 미형성부를 별도 형성한 것이다. 다공질막(3)은 다공질막 재료를 함유한 슬러리(이하, "다공질막 슬러리"라 함)를 인쇄 등의 방법으로 집전체 위에 도포함으로써 형성되는데, 이때 제 1 미형성부(1a)를 "형성마진"으로 하여 미형성부(1a)에 다공질막 슬러리가 도포되고, 그 슬러리가 활물질층 단면으로 흘러 들어감으로써, 음극 활물질층(2)의 단면에도 다공질막(3)을 형성할 수 있다.
따라서 제 1 미형성부(1a)는, "형성마진"으로서 작용하는 최소한의 폭을 구 비하면 된다. 바꾸어 말하면, 다공질막(3)은 제 1 미형성부(1a) 전체를 피복하도록 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 형성하면 제 1 미형성부(1a)의 폭을 최소한으로 할 수 있으므로, 전지의 용량을 충분히 확보할 수 있다.
또, 음극집전체(1)의 표면에 음극 활물질층(2)을 형성한 후, 제 1 미형성부(1a)를 남기고 음극집전체(1)를 절단할 때, 가공 상 정밀도 등의 이유 때문에, 잔존시킨 제 1 미형성부(1a)의 폭이 "형성마진"으로서의 최소한의 폭 이상이 되더라도, 본 발명에 의한 발명의 효과에 영향을 미치는 일은 없다. 예를 들어, 제 1 미형성부(1a)의 폭을 3㎜ 이하, 보다 바람직하게는 1㎜ 이하로 설정하면, 전지용량의 실질적인 저하를 억제하면서 안전성 높은 이차전지를 실현할 수 있다. 또, 제 2 미형성부(1b)의 폭을, 예를 들어 5㎜ 이상으로 설정하면, 집전판으로의 용접 등에 의한 접합을 확실하게 할 수 있다. 또한 다공질막(3)은, 예를 들어 2∼30㎛(전형적으로는 2∼10㎛) 정도의 두께로 설정하면, 전지용량의 실질적인 저하를 억제하면서 안전성 높은 이차전지를 실현할 수 있다.
전술한 바와 같이 다공질막(3)은, 다공질막 재료를 용매에 섞어 생성한 슬러리를, 인쇄법에 의해, 표면에 음극 활물질층(2)이 형성된 음극집전체(1) 상에 도포함으로써 형성하는 것이 바람직하다. 또 다공질막 재료로는, 예를 들어 알루미나 또는 실리카 등 분말상 무기산화물(필러)을 함유한 것이 바람직하다. 또한 필러를 다공질막(3)으로서 형성하기 위한 결착제로는, 예를 들어 비결정성이며 내열성이 높고 고무 탄성을 갖는 폴리아크릴니트릴기를 함유한 고무성 고분자 등을 이용하는 것이 바람직하다. 이들 재료를 함유한 다공질막(3)은 내열성이 우수하며 전기화학 적으로도 안정되므로, 내부단락 발생을 효과적으로 방지할 수 있다. 여기서 다공질막 슬러리의 인쇄법으로는, 예를 들어 그라비어 인쇄, 스크린 인쇄 등을 이용할 수 있다.
도 1에 나타낸 구조의 전극군은, 도 4의 (a)에 나타낸 종래의 탭리스 구조 이차전지와 마찬가지로 전지케이스 내에 수용되며, 음극집전체(1)의 제 2 미형성부(1b) 및 양극집전체(5)의 노출부(5b)는 각각 음극집전판 및 양극집전판에 용접 등으로 접합되어 이차전지를 구성한다.
또, 본 실시형태에서 다공질막(3)은 음극측에만 형성하나, 음극과 양극의 양쪽, 혹은 양극측에만 형성해도 됨은 물론이다.
다음에, 본 실시형태의 이차전지용 전극의 제조방법에 대하여 도 2의 (a)∼(b), 및 도 3의 (a)∼(d)를 참조하면서 설명한다. 또 본 실시형태에서는 음극을 예로 설명하기로 한다.
우선, 도 2의 (a)(상측이 평면도, 하측이 단면도를 나타낸다. 도 2의 (b)도 마찬가지이다.)에 나타내는 바와 같이, 음극집전체(1)의 양면에, 그 양 단부가 노출되도록 음극 활물질층(2)을 형성한다. 음극 활물질층(2)은, 예를 들어 흑연 등 음극활물질을 함유한 슬러리를 음극집전체(1) 상에 도포함으로써 형성할 수 있다.
다음에 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 음극집전체(1) 양 단부의, 음극 활물질층(2)이 형성되지 않는 미형성부를, 각각 Ⅱa-Ⅱa선, Ⅱb-Ⅱb선을 따라 절단한다. 이때, 음극집전체(1) 일단부의 제 1 미형성부(1a) 폭은, 타단부의 제 2 미형성부(1b) 폭보다 좁게 형성된다.
다음으로, 표면에 음극 활물질층(2)이 형성된 음극집전체(1)(이하, "음극판(8)이라 함") 상에, 음극 활물질층(2)을 피복하도록 다공질막을 형성한다. 다공질막의 형성은, 예를 들어 도 3의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 통상의 그라비어 인쇄법을 이용하여 행할 수 있다. 여기서 도 3의 (a)는 그라비어 인쇄장치의 측면 단면도이며, 도 3의 (b)는 그라비어 인쇄장치의 정면 단면도이다.
도 3의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 둘레면에 복수의 홈이 형성된 그라비어롤(7)을, 그 하측 둘레면이, 액조(9)에 저장되어 있는 다공질막 슬러리에 잠기도록 배치한다. 그리고 그라비어롤(7)을, 주행하는 음극판(8)에 접촉시키면서 음극판(8)의 주행방향과 역방향으로 회전시킴으로써, 그라비어롤(7)의 홈 내에 공급된 다공질막 슬러리를 음극판(8) 표면에 전사시킬 수 있다. 음극판(8) 표면에 전사된 다공질막 슬러리는 그 후 건조시킨다.
도 3의 (c) 및 (d)는, 음극판(8) 단부(A, B)의 상태를 나타내는 확대도이다. 도 3의 (d)에 나타내는 바와 같이, 폭이 좁은 제 1 미형성부(1a)는, 그라비어롤(7)과 접촉함으로써 음극 활물질층(2) 단면에도 다공질막(도시 생략)을 형성할 수 있다.
한편, 도 3의 (c)에 나타내는 바와 같이, 폭이 넓은 제 2 미형성부(1)의 선단을 포함한 일부에 테이프(12)를 붙여놓음으로써, 제 2 미형성부(1b)의 일부에 다공질막이 형성되지 않는 영역(집전판과 접합하는 부분)을 확보할 수 있다. 혹은 그 영역에 그라비어롤(7)이 접촉하지 않게 배치하거나, 그 영역에 접촉하는 그라비어롤(7)의 홈을 다른 영역보다 깊게 형성해두는 것으로도, 다공질막이 형성되지 않 는 영역을 확보할 수 있다.
또 그라비어롤(7)의 홈을 그라비어롤(7) 둘레면에 대하여 경사지게 형성하고, 그 경사방향 및/또는 경사각을 조정함으로써, 제 1 미형성부(1a)의 음극 활물질층(2) 단면에 형성되는 다공질막의 두께를 최적화할 수 있다.
여기서, 도면 중의 블레이드(10)는, 그라비어롤(7)을 따라 형성함으로써, 그라비어롤(7)의 홈 이외의 표면에 부착한 여분의 다공질막 슬러리를 긁어내기 위한 것이다.
본 발명의 이차전지를 구성하는 양극, 음극 및 분리막은, 다음에 나타내는 재료 및 형성방법을 적합하게 이용할 수 있다.
양극 활물질로는, 코발트산리튬 및 그 변성체(알루미늄이나 마그네슘을 공정(共晶)시킨 것 등), 니켈산리튬 및 그 변성체(일부 니켈을 코발트나 알루미늄 등으로 치환시킨 것), 망간산리튬 및 그 변성체 등 복합산화물을 이용할 수 있다. 또 도전제로는, 아세틸렌블랙, 케첸블랙, 각종 흑연을 단독 또는 복수 조합시킨 것을 이용한다. 또한 결착제로는, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)이나 폴리불화비닐리덴(PVdF) 등을 이용한다.
이들 재료를, 혼합장치를 이용하여, 필요에 따라 증점제를 혼합하고 물 또는 유기용매와 함께 혼합하여, 양극합제 슬러리를 제작한다. 그 후, 알루미늄 집전체 위에 다이코팅장치 등을 이용하여 슬러리를 도포, 건조시켜, 집전체 상에 활물질층을 형성한다. 여기서, 양극 길이방향의 양 끝단에, 양극 활물질층을 형성하지 않는 미형성부를 연속 형성한다. 그 후, 필요에 따라 가압처리하며, 다공질막을 형 성할 경우는, 다공질막의 형성마진으로서 필요한 폭의 미형성부를 남긴 상태로 절단하여 양극 기재를 제작한다.
음극활물질로는, 각종 천연흑연, 인조흑연 또는 합금조성재료 등을 이용할 수 있다. 또 결착제로는 스틸렌부타디엔고무(SBR)나 폴리불화비닐리덴(PVdF) 등을 이용할 수 있다.
이들 재료를, 혼합장치를 이용하여, 필요에 따라 증점제를 혼합하고 물 또는 유기용매와 함께 혼합하여, 음극합제 슬러리를 제작한다. 그 후, 구리 집전체 위에 다이코팅장치 등을 이용하여 슬러리를 도포, 건조시켜, 집전체 상에 활물질층을 형성한다. 여기서, 음극 길이방향의 양 끝단에, 음극 활물질층을 형성하지 않는 미형성부를 연속 형성한다. 그 후, 필요에 따라 가압처리하며, 다공질막을 형성할 경우는, 다공질막의 형성마진으로서 필요한 폭의 미형성부를 남긴 상태로 절단하여 음극 기재를 제작한다.
분리막으로는, 전해액의 유지력이 높으며, 양극 및 음극의 어느 전위 하에서도 안정된 미세다공성 필름으로 이루어진 것을 이용할 수 있다. 이와 같은 분리막으로는, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리이미드 및 폴리아미드 등으로 이루어진 것들을 들 수 있다.
이상의 방법으로 제작한 양극과 음극을, 분리막을 개재하고 감거나 또는 이들 재료를 필요 치수로 가공하여 적층시키는 등으로 전극군을 제작한다. 그 후, 전극군의 양 끝단에 노출된 집전체 부분을, 외부단자에 접속되는 집전판에 용접하고 전지케이스로 삽입하며, 비수전해액을 주입한 후 필요한 부분을 밀봉함으로써 이차전지를 얻는다. 여기서 전지 형상은 원통형 또는 각형 등, 특별히 한정되지 않는다.
이하, 실시예에서 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
(실시예 1)
양극의 제작방법에 대하여 설명한다. NiSO4수용액에, 소정비율의 코발트 및 알루미늄의 황산염을 넣어, 포화수용액을 제조한다. 이 포화수용액을 교반하면서 수산화나트륨을 용해시킨 알칼리용액을 천천히 적하시켜 중화함으로써, 삼원계 수산화니켈(Ni0.7Co0.2Al0.1(OH)2)의 침전물을 공침법으로 생성한다. 이 침전물을 여과, 물세정하여, 80℃에서 건조한다. 얻어진 수산화니켈은 평균입경 약 10㎛이다.
그 후, 얻어진 Ni0.7Co0.2Al0.1(OH)2을 대기 중 900℃에서 10시간 열처리하여, 산화니켈(Ni0.7Co0.2Al0.1O)을 얻는다. 그리고 니켈, 코발트, 알루미늄의 원자수 합과 리튬의 원자수가 등량이 되도록 수산화리튬 수화물을 넣어, 건조공기 중 800℃에서 10시간 열처리함으로써, 조성식 LiNi0.7Al0.1O2로 표시되는 리튬니켈복합산화물을 양극활물질로서 얻는다. 그리고 파쇄, 분급 처리를 거쳐 양극활물질 분말로 한다. 평균입경 9.5㎛, 비표면적 0.4㎡/g이다.
이상과 같이 하여 얻은 리튬니켈 복합산화물 3㎏과, 아세틸렌블랙 90g, PTFE 분산액(고형으로 60％에 상당함) 100g을 적당량의 물과 함께 혼합하여 양극 슬러리를 제작한다. 이 슬러리를 두께 15㎛, 폭 150㎜의 알루미늄박(箔) 위에 도포 폭 110㎜, 알루미늄박의 한쪽 단부 길이방향으로 11㎜의 미형성부, 그 반대쪽 단부에 29㎜의 미형성부를 연속 형성하는 상태로 도포 건조시킨다. 그리고 총 두께가 100㎛이 되도록 가압한 후, 극판 폭 124㎜, 합제 도포 폭 110㎜, 그리고 한쪽의 미도포 폭 11㎜, 반대쪽의 미도포 폭이 다공질막의 형성마진으로서 3㎜가 되도록 절단하여 양극을 제작한다.
다음에 음극의 제작방법에 대하여 설명하기로 한다. 인조흑연 3㎏, 스틸렌부타디엔 공중합체 고무입자 결착제(고형으로 40중량％에 상당함) 75g, 카르복시메틸셀룰로스(CMC) 30g, 및 적당량의 물을 혼합하여 음극 슬러리를 제작한다. 이 슬러리를 두께 10㎛, 폭 150㎜의 구리박 위에 도포 폭 114㎜, 구리박의 한쪽 단부 길이방향으로 11㎜의 미형성부, 그 반대쪽 단부에 25㎜의 미형성부를 연속 형성하는 상태에서 도포 건조시킨다. 그리고 총 두께가 110㎛가 되도록 가압처리한 후, 극판 폭 128㎜, 합제 도포 폭 114㎜, 한쪽 미도포 폭 11㎜, 반대쪽 미도포 폭이 다공질막의 형성마진으로서 3㎜가 되도록 절단하여, 음극을 제작한다.
다음으로, 다공질막 슬러리의 제작방법에 대하여 설명한다. 중위경(median diameter) 0.3㎛의 알루미나 1000g을, 폴리아크릴니트릴 변성고무 결착제(고형으로 8중량％에 상당함) 375g 및 적당량의 NMP용매와 함께 혼합하여 다공질막 슬러리를 제작한다.
다공질막 형성장치로서, 그라비어 도포장치를 이용한다. 상기 양극의 11㎜의 한쪽 미형성부에, 활물질층 단부부터 6㎜ 바깥쪽 위치까지 다공질막 슬러리를 연속 도포하여, 합제 단부로의 다공질막과 5㎜ 폭의 외부집전용 노출부를 형성한 다. 그 반대쪽의 폭 3㎜의 다공질막 형성마진에는 전체 면에 다공질막을 형성하며, 활물질층 양단부 및 평면부의 전체 면에 다공질막 슬러리를 도포하고, 그 후 연속적으로 구성된 건조로에서 슬러리 중 용매를 건조시킨다. 다음에 다른 한쪽의 양극면측에도 마찬가지의 형식으로 다공질막 슬러리를 도포 건조시킴으로써, 양극합제 평면부와 단부 단면부 전체면에 다공질막을 형성하여, 한쪽에 5㎜ 폭의 집전용 노출부를 형성한 양극판을 제작한다. 다공질막은 활물질층 상의 막 두께가 약 10㎛가 되도록 그라비어 인쇄를 이용하여 형성한다. 본 실시예에서는 음극에 다공질막을 형성하지 않는다.
이상과 같이 다공질막을 도포한 양극과 다공질막을 도포하지 않는 상기 음극을, 폴리에틸렌 분리막을 개재하고 양끝에 양극 및 음극 집전체가 노출되는 형태로 각형으로 감아 전극군을 제작한다. 이 전극군의 양끝에 외부 집전단자를 저항용접하고, 양 단자가 반대방향으로 돌출되는 형태로 각형 알루미늄케이스로 삽입하여 액 마개 이외를 밀봉하고, 에틸렌카보네이트(EC)와 에틸메틸카보네이트(EMC)를 체적비 1:3의 배합비로 혼합한 혼합용매에, 용질로서 6불화인산리튬(LiPF6)을 1mol/d㎥ 농도로 용해시킨 전해액을 케이스 내로 주입한 후, 마지막에 액 마개를 밀봉하여 공칭 용량 5Ah의 이차전지를 제작한다. 여기서, 케이스에는 전지내압 상승에 의한 파열을 방지하기 위해, 10기압에서 개방되는 안전벤트를 구비한다. 이 전지를 전지(A)로 한다.
(실시예 2)
실시예 1에서 양극에 다공질막을 형성한 대신 음극 상에 다공질막을 형성한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 전지를 제작한다. 이 전지를 전지(B)로 한다.
(실시예 3)
음극 상에도 실시예 1의 양극과 마찬가지로 다공질막을 형성하며, 양극과 음극 양쪽에 다공질막을 형성한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 전지를 제작한다. 이 전지를 전지(C)로 한다.
(비교예 1)
실시예 1의 다공질막 형성 전의 양극에서 극판 폭 121㎜, 합제 도포 폭 110㎜, 한쪽 미도포 폭 11㎜가 되도록, 반대쪽의 미도포 폭 3㎜를 남기지 않고 절단하여, 그 위에 다공질막을 형성한다. 이때, 집전부와 반대의 양극합제 단부에는 다공질막이 형성되지 않는다. 또 실시예 1의 다공질막 형성 전의 음극에서 극판 폭 125㎜, 합제 도포 폭 114㎜, 한쪽 미도포 폭 11㎜가 되도록, 반대쪽의 미도포 폭 3㎜를 남기지 않고 절단하여, 음극을 형성한다. 이것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 전지를 제작한다. 이 전지를 전지(D)로 한다. 이때, 집전부와 반대의 양극합제 단부에는 다공질막이 형성되지 않는다.
(비교예 2)
비교예 1에서 양극에 다공질막을 형성하지 않고, 음극 상에 다공질막을 형성한 것 이외는, 비교예 1의 전지와 마찬가지로 전지를 제작한다. 이때, 집전부와 반대의 음극합제 단부에는 다공질막이 형성되지 않는다. 이 전지를 전지(E)로 한다.
(비교예 3)
비교예 1의 양극과 비교예 2의 음극에서, 양자 모두 다공질막을 형성하지 않는 극판을 이용한 것 이외는, 비교예 1의 전지와 마찬가지로 전지를 제작한다. 이 전지를 전지(F)로 한다.
(비교예 4)
비교예 1의 양극에서 다공질막을 형성하지 않는 것 이외는, 실시예 1의 전지와 마찬가지로 전지를 제작한다. 이 전지를 전지(G)로 한다.
이상의 각 전지를 20개씩 각각 제작한다. 얻어진 각 예의 전지에 대하여 이하의 평가를 실시한다.
(단락검사)
우선, 외부단자를 전극군의 양극 끝단측에 저항용접 시킨 후, 전극군의 단락 유무를 확인하기 위해, 250V 전압을 단자 양끝에 인가하고, 그때의 누설전류 유무를 확인한다. 그 후, 단락하지 않았을 경우는, 음극 끝단측에 외부단자를 저항용접 시켜, 마찬가지의 단락검사를 실시한다.
(압력파괴시험)
전술한 단락검사에서 이상이 없었던 전극군을 전지로 조립한 후, 25℃의 환경 하에서, 1.4A의 전류값, 3V∼4.2V의 전압범위에서 3주기만큼 충방전을 실시하여 전지용량을 확인한다. 그 후 동일전류값으로 4.4V의 과충전상태까지 충전한다. 그리고 25℃의 환경 하에서, 선단의 반지름이 8㎜의 원형으로 가공된 판을 이용하여, 1)양극단자 쪽의 케이스 단면에서 10㎜ 깊이까지, 2)음극단자 쪽의 케이스 단 면에서 10㎜ 깊이까지, 3)양극과 음극 단자가 좌우로 배치된 면의 중심선부분을 전지의 두께방향 1/2 깊이까지, 각각 압력파괴시험을 실시한다. 1)∼3)의 시험은 각 전지 2개씩 실시한다. 4.4V 과충전상태로 한 것은 압력파괴 시의 전지발열거동을 보다 명확하게 하기 위해서이다.
표 1에, 각 예의 전지와 그 평가결과를 나타낸다. 여기서 전지용량에 대해서는 모두 공칭 용량 5Ah 전후가 얻어진다. 또 압력파괴시험 결과는 시험을 실시한 2개 전지 중, 전지도달온도가 높은 쪽 전지의 결과를 나타낸다.
Figure 112009012833370-PCT00001
표 1의 결과에 대하여 고찰하기로 한다.
우선, 전지(G)에 대하여 외부단자 용접 후에 단락이 확인된 전극군을 관찰한 바, 합제 표면에 다공질막을 형성하지 않으므로, 용접 시의 열에 의해 분리막이 수축 혹은 용융되어, 대향하는 극판이 서로 노출된 상태로 된다. 그 결과, 단락이 발생한 것으로 추측된다. 또 압력파괴시험에서, 1)의 양극측 압력파괴에서 양극집전체는 음극단부 집전체와 단락되며, 부분적으로 음극 활물질층과의 단락도 발생하는 것으로 추측된다. 여기서, 지금까지 양극 알루미늄박과 음극 탄소 활물질층과의 단락은 단락전류가 크면서 활물질층의 자기발열도 크다는 것이 알려져 있다. 때문에 2)의 음극측 압력파괴에서의 최고도달온도가 36℃인데 반해, 1)의 양극측 압력파괴에서의 최고도달온도가 79℃까지 달한 것은, 부분적인 양극 알루미늄과 음극 탄소 활물질층과의 단락의 겹쳐졌기 때문인 것으로 추측된다. 3)의 중앙부 압력파괴에서는, 직접 양극과 음극이 단락되며 단락면적도 크므로, 150℃의 매우 큰 발열이 확인되며, 전해액의 기화에 의한 내압상승이 원인으로 추측되는 안전벤트의 개방에 이르는 거동도 확인된다.
다음에, 전지(D∼F)에서는, 1)의 양극측 압력파괴에서, 양극 알루미늄박과, 다공질막이 형성되지 않는 음극단부 활물질층이 광범위하게 단락된 것에 의해 커다란 발열이 되며, 120℃를 초과하는 발열과, 안전벤트의 개방이 확인된다. 또 다공질막을 형성하지 않는 전지(F)에서는 외부집전단자 용접 시의 단락도 발생한다.
이상의 비교예 결과에 대하여, 전지(A∼C)에서는 다공질막을 양극 또는 음극 중 어느 한쪽에 적어도 형성하므로, 집전단자 용접 시의 단락은 확인되지 않는다. 전지(A)에서는, 1)의 양극측 압력파괴에서 전지(G)와 마찬가지로 양극집전체와 음극단부 집전체가 단락되며, 부분적으로 음극 활물질층과의 단락도 발생하는 것으로 추측되고, 전지(G)의 결과로부터 생각되는 요인으로 75℃까지의 발열이 발생한 것으로 추측된다. 전지(B 및 C)에서는 압력파괴 1)∼3)의 어느 것에 대해서도 커다란 발열에 이르지 않는다.
이상의 결과로부터, 집전체 상에 활물질층을 배치한 양극 및 음극과 분리막을 적층하거나 또는 감은 구성의 이차전지에서, 양극, 음극 중 어느 한쪽 전극에 대하여, 집전체 단부의 활물질층 단면을 다공질막으로 피복함으로써, 내부단락의 억제, 나아가 전지의 외부압력에 의한 내부단락 시의 안전성을 높이기가 가능해짐을 알 수 있다. 보다 바람직하게는, 다공질막을 음극측에 형성함으로써, 안전성을 더욱 높인 이차전지를 얻기가 가능해진다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시형태에 의해 설명해왔으나, 이러한 설명은 한정사항이 아니며, 각종 개변이 가능함을 물론이다.
그리고 본 발명에서 "활물질층"은, 적어도 활물질을 포함하는 층을 말하며, 활물질 이외에, 예를 들어 결착제, 도전제, 증점제 등 재료가 포함되는지 여부는 묻지 않는다.
본 발명은, 안전성 높은 탭리스 구조의 전극, 및 이를 구비한 이차전지에 유용하며, 노트북 PC, 휴대전화, 디지털스틸카메라, 전동공구, 전동자동차 등의 구동전원에 적용할 수 있다.

Claims (13)

  1. 집전체 상에, 이 집전체의 양 단부가 노출되도록 활물질층을 형성하는 공정(a)과,
    상기 집전체 상에, 상기 활물질층을 피복하도록 다공질막을 형성하는 공정(b)을 구비하며,
    상기 공정(a)에서, 상기 집전체 일단부의 상기 활물질층의 제 1 미형성부 폭은, 타단부의 제 2 미형성부 폭보다 좁게 형성되고,
    상기 공정(b)에서, 상기 다공질막은, 상기 제 1 미형성부의 상기 활물질층 단면을 피복함과 더불어, 상기 제 2 미형성부의 상기 집전체 일부를 노출하도록 형성되는 이차전지용 전극의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 공정(b)에서 상기 다공질막은, 상기 제 1 미형성부 전체를 피복하도록 형성되는 이차전지용 전극의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 공정(b)에서 상기 다공질막은, 다공질막 슬러리를 인쇄에 의해 상기 집전체 상에 도포함으로써 형성되는 이차전지용 전극의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 공정(a)에서, 상기 제 1 미형성부의 폭은 3㎜ 이하로, 상기 제 2 미형성부의 폭은 5㎜ 이상이 되도록 형성되는 이차전지용 전극의 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 다공질막은 무기산화물을 함유하는 이차전지용 전극의 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극은 음극으로서 사용되는 이차전지용 전극의 제조방법.
  7. 양극 또는 음극의 적어도 한쪽이 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 형성된 전극을 구비하는 이차전지로서,
    상기 전극은, 상기 양극 및 상기 음극이 분리막을 개재하여 감기거나 또는 적층된 전극군을 구성하며,
    상기 집전체의 제 2 미형성부 단부는, 전극단자에 접속된 집전판에 접합되는 이차전지.
  8. 집전체 상에 활물질층이 각각 형성된 양극 및 음극이, 분리막을 개재하고 감기거나 또는 적층된 전극군을 구비하는 이차전지에 있어서,
    상기 양극 또는 음극 중 적어도 한쪽 전극의 집전체 상에는, 상기 활물질층을 피복하는 다공질막이 추가로 형성되며,
    상기 다공질막이 형성된 상기 집전체는, 이 집전체의 양 단부에서, 상기 활물질층이 형성되지 않는 제 1 미형성부 및 제 2 미형성부를 가지고,
    상기 제 1 미형성부의 폭은 상기 제 2 미형성부 폭보다 좁게 형성되며,
    상기 제 1 미형성부의 상기 활물질층 단면은 상기 다공질막으로 피복되고,
    상기 제 2 미형성부의 상기 집전체 일부는 상기 다공질막으로 피복되지 않는 이차전지.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 1 미형성부에서의 상기 집전체 전체는 상기 다공질막으로 피복되는 이차전지.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 1 미형성부의 폭은 3㎜ 이하, 상기 제 2 미형성부의 폭은 5㎜ 이상인 이차전지.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 다공질막은 무기산화물을 함유하는 이차전지.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 다공질막이 형성된 집전체의 제 2 미형성부 단부는, 전극단자에 접속된 집전판에 접합되는 이차전지.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 다공질막이 형성된 상기 집전체는 음극 집전체를 구성하는 이차전지.
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110064689A (ko) * 2009-12-08 2011-06-15 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
CN102222787A (zh) * 2010-04-15 2011-10-19 深圳市比克电池有限公司 锂离子电池极片、电池及提高电池安全性方法
FR2960705B1 (fr) * 2010-05-27 2012-08-17 Batscap Sa Batterie au lithium protegee contre l'intrusion d'elements pointus
JP5701688B2 (ja) * 2011-01-31 2015-04-15 三洋電機株式会社 積層式電池およびその製造方法
KR20130102355A (ko) * 2012-03-07 2013-09-17 에스케이이노베이션 주식회사 이차 전지용 배터리 셀
JP6256761B2 (ja) * 2014-04-11 2018-01-10 トヨタ自動車株式会社 二次電池の検査方法および製造方法
JPWO2016051645A1 (ja) * 2014-09-29 2017-07-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 フレキシブル電池
US20180026242A1 (en) * 2015-04-22 2018-01-25 Lg Chem, Ltd. Secondary battery pack and vehicle comprising the same
US9755221B2 (en) * 2015-06-26 2017-09-05 Palo Alto Research Center Incorporated Co-extruded conformal battery separator and electrode
JPWO2017057762A1 (ja) * 2015-09-30 2018-07-19 積水化学工業株式会社 リチウムイオン二次電池の電極部、リチウムイオン二次電池及びリチウムイオン二次電池の製造方法
JP6319335B2 (ja) * 2016-01-18 2018-05-09 トヨタ自動車株式会社 全固体電池の製造方法
CN106981621A (zh) 2016-01-19 2017-07-25 株式会社杰士汤浅国际 负极板及其制造方法、蓄电元件及其制造方法
CN105742527B (zh) * 2016-03-18 2018-10-16 国轩新能源（苏州）有限公司 一种高能比、长寿命的圆柱锂离子动力电池
CN105742721A (zh) * 2016-04-27 2016-07-06 国轩新能源（苏州）有限公司 一种高能比、低内阻的圆柱锂离子电池
JP6639347B2 (ja) * 2016-07-20 2020-02-05 株式会社日立ハイテクファインシステムズ 二次電池およびその製造方法
WO2018021128A1 (ja) * 2016-07-26 2018-02-01 日本電気株式会社 電極アセンブリおよびその製造方法
US12080843B2 (en) * 2017-11-16 2024-09-03 Apple Inc. Battery cell with multiple separator layers that include adhesive and ceramic material
US11870037B2 (en) 2018-04-10 2024-01-09 Apple Inc. Porous ceramic separator materials and formation processes
JP7180343B2 (ja) * 2018-12-06 2022-11-30 トヨタ自動車株式会社 電極シート製造装置
EP4169105A1 (de) * 2020-06-19 2023-04-26 VARTA Microbattery GmbH Lithium-ionen-zelle mit hoher spezifischer energiedichte

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997027635A1 (en) * 1996-01-25 1997-07-31 Danionics A/S Electrode/current collector, laminates for an electrochemical device
JPH09283131A (ja) * 1996-04-18 1997-10-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池用電極の製造法
JPH09298058A (ja) * 1996-05-02 1997-11-18 Dainippon Printing Co Ltd 非水電解液二次電池用電極板の製造方法
DE69836820T2 (de) * 1997-02-28 2007-10-11 Asahi Kasei Emd Corporation Nichtwässrige sekundärbatterie und verfahren zu deren herstellung
JP2001052747A (ja) * 1999-08-06 2001-02-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd リチウム二次電池
JP4617065B2 (ja) * 2002-05-30 2011-01-19 パナソニック株式会社 リチウムイオン二次電池
US7335448B2 (en) * 2002-05-30 2008-02-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Lithium ion secondary battery
JP4454340B2 (ja) * 2004-02-23 2010-04-21 パナソニック株式会社 リチウムイオン二次電池
JP2005310502A (ja) * 2004-04-20 2005-11-04 Sanyo Electric Co Ltd 化学電池用電極の製造方法及び電池
KR100659820B1 (ko) * 2004-11-17 2006-12-19 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이온 이차 전지
CN101371395B (zh) * 2006-01-23 2011-08-17 松下电器产业株式会社 密封型电池

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