이차전지용 음극, 이를 포함하는 이차전지 및 이의 제조방법
Negative Electrode for Secondary Battery, Secondary Battery Comprising the Same and Manufacturing Method Thereof
특허 요약
본 발명은 기계적 및 구조적 안정성이 우수한 이차전지용 음극에 관한 것으로, 상세하게 본 발명의 이차전지용 음극은 집전체; 및 전극층;을 포함하며, 전극층이 각진 다면체이며 전도성을 갖는 다공성 탄소 입자를 포함하는 다공성 골격 및 금속리튬을 포함한다. 또한, 우수한 수명 특성과 향상된 안전성을 갖는 이차전지를 제공한다.
청구항
번호청구항
18

제 12항에 있어서,상기 b) 단계에서 전압은 1 내지 10분 동안 인가되는 것인 이차전지용 음극의 제조방법.

1

집전체; 및 전극층;을 포함하며,상기 전극층은 각진 다면체이며 전도성 및 전기영동 특성을 갖는 다공성 탄소 입자 및 바인더를 포함하는 다공성 골격, 및 상기 탄소 입자간 빈 공간 및 상기 탄소 입자 내부의 빈 공간을 채우며 상기 다공성 골격과 복합화되는 금속리튬을 포함하며,상기 탄소 입자의 입도분포는 하기 식 1을 만족하는 이차전지용 음극:[식 1]1.1 ≤ D90/D10 ≤ 1.9상기 식 1에서 D10 및 D90은 각각 상기 탄소 입자의 입경 누적분포에서 10% 및 90%에 해당하는 입자크기이다.

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삭제

3

제 1항에 있어서,상기 다공성 골격은 인접하여 위치하는 서로 다른 탄소 입자들이 선 또는 면 접촉하여 적층된 이차전지용 음극.

4

삭제

5

삭제

6

제 1항에 있어서,상기 탄소 입자의 평균 크기는 300 내지 400 nm인 이차전지용 음극.

7

제 1항에 있어서,상기 탄소 입자는 금속-유기 골격체로부터 기인한 것인 이차전지용 음극.

8

제 1항에 있어서,상기 전극층의 두께는 10 내지 800 μm인 이차전지용 음극.

9

제 1항에 있어서,상기 전극층은 전하 제어제를 더 포함하는 이차전지용 음극.

10

제 1항에 있어서,상기 탄소 입자에는 리튬 이온이 가역적으로 삽입 및 탈리되는 이차전지용 음극.

11

제 1항, 제 3항, 및 제 6항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 따른 이차전지용 음극을 포함하는 이차전지.

12

a) 각진 다면체이며 전도성을 갖는 다공성 탄소 입자, 바인더 및 극성 용매를 포함하는 분산액을 준비하는 단계;b) 이격되어 위치하는 작업전극인 집전체 및 상대전극을 상기 분산액에 침지 시킨 후 전압을 40 V 내지 80 V의 전위차로 인가하는 단계;c) 상기 집전체 상에 상기 다공성 탄소 입자 및 바인더를 전기영동에 의해 전착시켜 다공성 골격을 형성하는 단계; 및d) 상기 다공성 골격에 금속리튬을 담지하는 단계;를 포함하며,상기 금속리튬은 상기 탄소 입자간 빈 공간 및 상기 탄소 입자 내부의 빈 공간을 채우며 상기 다공성 골격과 복합화되며,상기 탄소 입자의 입도분포는 하기 식 1을 만족하는 이차전지용 음극의 제조방법:[식 1]1.1 ≤ D90/D10 ≤ 1.9상기 식 1에서 D10 및 D90은 각각 상기 탄소 입자의 입경 누적분포에서 10% 및 90%에 해당하는 입자크기이다.

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제 12항에 있어서,상기 a) 단계에서 분산액에 포함되는 탄소 입자 : 바인더의 중량비는 1 : 0.01 내지 0.5 인 이차전지용 음극의 제조방법.

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제 12항에 있어서,상기 극성 용매는 물, 아세톤, 아이소프로필알코올, 에탄올, 메탄올, 아세토나이트릴, 아세틸아세톤, N-메틸-2-피롤리돈, n-프로판올, n-뷰탄올, 및 에틸렌글리콜 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 이차전지용 음극의 제조방법.

15

제 12항에 있어서,상기 a) 단계에서 상기 분산액은 전하 제어제를 더 포함하는 이차전지용 음극의 제조방법.

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제 15항에 있어서,상기 전하 제어제는 1가 또는 2가 양이온을 포함하는 염 및 유기산 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 이차전지용 음극의 제조방법.

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제 16항에 있어서,상기 유기산은 시트르산, 타닌산, 옥살산 및 히알루론산 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 이차전지용 음극의 제조방법.