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KR102223866B1 - Preparation method of composite cathode for solid-state lithium-ion secondary battery - Google Patents

Preparation method of composite cathode for solid-state lithium-ion secondary battery Download PDF

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KR102223866B1
KR102223866B1 KR1020180165649A KR20180165649A KR102223866B1 KR 102223866 B1 KR102223866 B1 KR 102223866B1 KR 1020180165649 A KR1020180165649 A KR 1020180165649A KR 20180165649 A KR20180165649 A KR 20180165649A KR 102223866 B1 KR102223866 B1 KR 102223866B1
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material containing
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정기영
문지웅
송정훈
박윤철
남상철
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재단법인 포항산업과학연구원
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Abstract

본 발명은 고상 리튬 이온 전지용 복합 양극 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 고상 리튬 이온 전지용 복합 양극 제조방법은, 양극 활물질 분말을 준비하는 단계; 양극 활물질 분말의 표면을 제1 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질로 코팅하는 단계; 코팅된 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질을 1차 중합 및 가교화 중 어느 하나 이상을 하여 고분자가 코팅된 양극 활물질 분말을 수득하는 단계; 고분자가 코팅된 양극 활물질을 집전체 상에 위치시키는 단계; 집전체에 제2 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질을 주입하는 단계; 및 제2 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질을 2차 중합하는 단계;를 포함한다.
The present invention relates to a method of manufacturing a composite positive electrode for a solid-state lithium ion battery.
A method for manufacturing a composite positive electrode for a solid-state lithium ion battery according to an embodiment of the present invention includes: preparing a positive electrode active material powder; Coating the surface of the positive electrode active material powder with a material containing a monomer for a first polymer electrolyte; Performing any one or more of primary polymerization and crosslinking of a material containing the coated polymer electrolyte monomer to obtain a polymer-coated positive electrode active material powder; Positioning a positive electrode active material coated with a polymer on a current collector; Injecting a material containing a second polymer electrolyte monomer into the current collector; And secondary polymerization of a material including a monomer for a second polymer electrolyte.

Description

고상 리튬 이온 전지용 복합 양극 제조방법 {PREPARATION METHOD OF COMPOSITE CATHODE FOR SOLID-STATE LITHIUM-ION SECONDARY BATTERY}Method for manufacturing composite anode for solid-state lithium-ion battery {PREPARATION METHOD OF COMPOSITE CATHODE FOR SOLID-STATE LITHIUM-ION SECONDARY BATTERY}

본 발명은 고상 리튬 이온 전지용 복합 양극 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 고상 리튬 이온 전지용 양극 활물질-고분자 전해질 복합 양극 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a composite positive electrode for a solid-state lithium ion battery. More specifically, it relates to a positive electrode active material for a solid-state lithium ion battery-polymer electrolyte composite positive electrode manufacturing method.

최근, 휴대용 음향기기, 멀티미디어 플레이어, 휴대 전화, 스마트폰, 노트북형 퍼스널 컴퓨터, 태블릿형 디바이스, 비디오 카메라 등과 같은 휴대형 코드리스(Cordless) 제품의 소형화, 경량화, 박형화 및 휴대화가 요구되고 있다. 또한, 대기 오염이나 이산화탄소의 증가 등의 환경 문제의 관점에서, 하이브리드 자동차, 전기 자동차의 개발 및 실용화가 진행되고 있다. 이에 따라 이들 전자 기기나 전기 자동차 등에는, 고효율, 고출력, 고에너지 밀도, 경량 등의 특징을 갖는 우수한 이차 전지가 요구되는 실정이며, 이와 같은 특성을 갖는 이차 전지로서 다양한 이차 전지의 개발, 연구가 행해지고 있다. 충방전 가능한 이차 전지는, 통상 양극(정극, Cathode) 및 음극(부극, Anode) 사이를, 유기 전해액을 포함하는 다공성 중합체막에 의해 이격함으로써, 양극, 음극 사이의 전기적인 직접적 접촉을 방지하는 구조로 되어 있다. 현재 제품화되어 있는 리튬 이온 전지에서는, 4V급의 양극 활물질로서 LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2, Li(NixCoyMnz)O2 등이 사용되고 있다. 한편, 음극으로서는, 흑연계 음극재가 주종을 이루고 있으나, 금속 리튬을 비롯한 알칼리 금속에 대해서도 많은 검토가 이루어져 왔다. 특히, 리튬 금속은 높은 이론 에너지 밀도(중량 용량 밀도 3861㎃h/g) 및 낮은 충방전 전위(-3.045V vs. SHE)를 가지므로 이상적인 음극 재료라고 여겨지고 있다. In recent years, portable cordless products such as portable audio devices, multimedia players, mobile phones, smartphones, notebook-type personal computers, tablet-type devices, and video cameras are required to be miniaturized, lightweight, thinner, and portable. In addition, from the viewpoint of environmental problems such as air pollution and an increase in carbon dioxide, hybrid vehicles and electric vehicles are being developed and put into practical use. Accordingly, these electronic devices and electric vehicles require excellent secondary batteries having features such as high efficiency, high output, high energy density, and light weight, and development and research of various secondary batteries as secondary batteries having such characteristics are required. It is being done. In a rechargeable secondary battery, a structure that prevents direct electrical contact between a positive electrode and a negative electrode by spaced apart between a positive electrode (a positive electrode, a cathode) and a negative electrode (a negative electrode, an anode) by a porous polymer film containing an organic electrolyte. It is made into. In the currently commercialized lithium ion battery, LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , Li(Ni x Co y Mn z )O 2, etc. are used as 4V-class positive electrode active materials. On the other hand, as a negative electrode, a graphite-based negative electrode material is mainly used, but many studies have been made on alkali metals including metallic lithium. In particular, lithium metal is considered an ideal negative electrode material because it has a high theoretical energy density (weight capacity density 3861 mAh/g) and a low charge/discharge potential (-3.045V vs. SHE).

전해액으로서는, 예컨대 비수계 유기 용매에 용해된 리튬염이 사용되고, 이는 양호한 이온 전도성을 가지고 있다. 다만 용액상의 전해액의 안정성 문제 등으로 고체 전해질이 개발되었다. 고체 전해질의 개발에 있어, 초기에는 낮은 이온 전도도가 문제였으나, 이러한 단점은 상당히 극복되었다. 또한, 단순히 고체 전해질을 양극과 음극 사이에 두는 것이 아닌 고체 전해질을 양극 또는 음극에 첨가하여 복합 양극 또는 복합 음극을 제조하는 방법이 개발되었다.As the electrolytic solution, for example, a lithium salt dissolved in a non-aqueous organic solvent is used, which has good ionic conductivity. However, a solid electrolyte was developed due to the stability problem of the electrolyte in solution. In the development of solid electrolytes, initially, low ionic conductivity was a problem, but these shortcomings were significantly overcome. In addition, a method of manufacturing a composite positive electrode or a composite negative electrode by adding a solid electrolyte to the positive electrode or negative electrode has been developed, rather than simply placing a solid electrolyte between the positive electrode and the negative electrode.

복합 양극 제조방법과 관련하여, 양극 활물질-고분자 전해질 복합 양극 제조방법 중 하나로서, 양극 활물질-고체 전해질 등 다공성의 전극 제조 후 액상의 단량체를 주입(infiltration)시킨 후 중합(polymerization)을 통해 고화시켜 제조하는 방법이 있다. 다만, 이는 중합 시의 수축 문제가 있으므로 이를 개선하는 방안이 필요하다.Regarding the method of manufacturing a composite positive electrode, it is one of the positive electrode active material-polymer electrolyte composite positive electrode manufacturing methods.After preparing a porous electrode such as a positive electrode active material-solid electrolyte, a liquid monomer is injected and then solidified through polymerization. There is a way to make it. However, since this has a shrinkage problem during polymerization, there is a need for a way to improve this.

본 발명은 고상 리튬 이온 전지용 복합 양극 제조방법을 제공하고자 한다. 보다 구체적으로 고상 리튬 이온 전지용 양극 활물질-고분자 전해질 복합 양극 제조방법을 제공하고자 한다.The present invention is to provide a method of manufacturing a composite positive electrode for a solid-state lithium ion battery. More specifically, to provide a positive electrode active material for a solid-state lithium ion battery-polymer electrolyte composite positive electrode manufacturing method.

본 발명의 일 실시예에 의한 고상 리튬 이온 전지용 복합 양극 제조방법은, 양극 활물질 분말을 준비하는 단계; 양극 활물질 분말의 표면을 제1 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질로 코팅하는 단계; 코팅된 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질을 1차 중합 및 가교화 중 어느 하나 이상을 하여 고분자가 코팅된 양극 활물질 분말을 수득하는 단계; 고분자가 코팅된 양극 활물질을 집전체 상에 위치시키는 단계; 집전체에 제2 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질을 주입하는 단계; 제2 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질을 2차 중합하는 단계;를 포함한다.A method for manufacturing a composite positive electrode for a solid-state lithium-ion battery according to an embodiment of the present invention includes: preparing a positive electrode active material powder; Coating the surface of the positive electrode active material powder with a material containing a monomer for a first polymer electrolyte; Performing any one or more of primary polymerization and crosslinking of a material containing the coated polymer electrolyte monomer to obtain a polymer-coated positive electrode active material powder; Positioning a positive electrode active material coated with a polymer on a current collector; Injecting a material containing a second polymer electrolyte monomer into the current collector; And secondary polymerization of a material containing a second polymer electrolyte monomer.

단량체를 포함하는 물질은 단량체 자체일 수 있다.The material containing the monomer may be the monomer itself.

단량체를 포함하는 물질은 액상일 수 있다.The material containing the monomer may be liquid.

단량체는 polyethylene glycol (PEO), polyethylene glycol diacrylate (PEGDA), polyethylene glycol dimethacrylate (PEGDMA), polypropylene glycol diacrylate (PPGDA), polypropylene glycol dimethacrylate (PPGMA) 및 이들의 조합으로부터 선택된 1종을 포함할 수 있다.The monomer may include one selected from polyethylene glycol (PEO), polyethylene glycol diacrylate (PEGDA), polyethylene glycol dimethacrylate (PEGDMA), polypropylene glycol diacrylate (PPGDA), polypropylene glycol dimethacrylate (PPGMA), and combinations thereof.

양극 활물질 분말의 표면을 제1 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질로 코팅하는 단계; 및 집전체에 제2 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질을 주입하는 단계;는, 단량체를 포함하는 물질과 리튬염을 함께 코팅 또는 주입하는 것일 수 있다.Coating the surface of the positive electrode active material powder with a material containing a monomer for a first polymer electrolyte; And injecting a material containing a second polymer electrolyte monomer into the current collector; may be coating or injecting a material containing a monomer and a lithium salt together.

리튬염은 LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3CO2, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, LiSCN, LiC(CF3SO2)3, (CF3SO2)2NLi, (FSO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4-페닐 붕산 리튬, 이미드 및 이들의 조합으로부터 선택된 1종을 포함할 수 있다.Lithium salts are LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4 , LiBF 4 , LiB 10 Cl 10 , LiPF 6 , LiCF 3 CO 2 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, LiSCN, LiC( CF 3 SO 2 ) 3 , (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, (FSO 2 ) 2 NLi, lithium chloroborane, lithium lower aliphatic carboxylic acid, lithium 4-phenyl borate, imide, and a combination thereof Can include.

양극 활물질 분말의 표면을 제1 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질로 코팅하는 단계;에서, 전구체 입자 대비 단량체를 포함하는 물질의 양은 0.1 내지 20 중량%일 수 있다.In the step of coating the surface of the positive electrode active material powder with a material including a monomer for a first polymer electrolyte, the amount of the material including the monomer relative to the precursor particles may be 0.1 to 20% by weight.

본 발명의 일 실시예에 의한 고상 리튬 이온 전지용 복합 양극은, 양극 활물질 분말과 고분자 간 접촉 저항을 대폭 저감하여, 고체 고분자 전해질 전지의 출력 특성이 향상되고, dead 이온이 감소된다. 이로 인해, 전지의 용량 및 싸이클 특성이 향상된다.The composite positive electrode for a solid-state lithium ion battery according to an embodiment of the present invention significantly reduces the contact resistance between the positive electrode active material powder and the polymer, thereby improving the output characteristics of the solid polymer electrolyte battery and reducing dead ions. As a result, the capacity and cycle characteristics of the battery are improved.

도 1은 종래의 복합 양극 제조방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 복합 양극 제조방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
1 schematically shows a conventional method for manufacturing a composite anode.
2 schematically shows a method of manufacturing a composite anode according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서, 제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다. In this specification, terms such as first, second and third are used to describe various parts, components, regions, layers, and/or sections, but are not limited thereto. These terms are only used to distinguish one part, component, region, layer or section from another part, component, region, layer or section. Accordingly, a first part, component, region, layer or section described below may be referred to as a second part, component, region, layer or section without departing from the scope of the present invention.

본 명세서에서, 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In the present specification, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and the same reference numerals are attached to the same or similar components throughout the specification.

본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the present specification, when a certain part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

본 명세서에서, 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.In this specification, the terminology used is only for referring to specific embodiments and is not intended to limit the present invention. Singular forms as used herein also include plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite. As used in the specification, the meaning of "comprising" specifies a specific characteristic, region, integer, step, action, element and/or component, and the presence of another characteristic, region, integer, step, action, element and/or component, or It does not exclude additions.

본 명세서에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.In the present specification, the term "combination of these" included in the expression of the Makushi form refers to a mixture or combination of one or more selected from the group consisting of the constituent elements described in the expression of the Makushi form, and the constituent elements It means to include one or more selected from the group consisting of.

본 명세서에서, 어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.In this specification, when a part is referred to as being "on" or "on" another part, it may be directly on or on the other part, or another part may be involved in between. In contrast, when a part is referred to as being "directly above" another part, no other part is interposed between them.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Although not defined differently, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms defined in a commonly used dictionary are additionally interpreted as having a meaning consistent with the related technical literature and the presently disclosed content, and are not interpreted in an ideal or very formal meaning unless defined.

또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm 은 0.0001중량%이다.In addition, unless otherwise specified,% means% by weight, and 1 ppm is 0.0001% by weight.

먼저, 종래 기술은 양극 활물질-고분자 전해질 등 다공성의 전극 제조 후 액상의 단량체를 주입시킨 후 중합을 통해 고화시켜 복합 양극을 제조하는 기술이다. 다만, 이러한 종래 기술로 복합 양극의 제조할 때에는 문제가 있다. 이는 도 1에 도시하였다. 액상 단량체 상태에서는 양극 활물질 분말과 액상 단량체 간 접촉이 좋으나, 중합을 진행하면, 고분자의 수축으로 양극 활물질-고체 전해질 간의 접촉이 원활하지 못하여, 저항 증가의 원인이 된다. 고분자 수축의 방향은 양극 활물질 중심 방향이고, 고분자 간 길이를 축소시키는 방향이므로, 양극 활물질-고분자 간 크랙 등이 유발될 가능성이 있다.First, the prior art is a technology for manufacturing a composite positive electrode by injecting a liquid monomer after preparing a porous electrode such as a positive electrode active material-polymer electrolyte, and solidifying through polymerization. However, there is a problem when manufacturing a composite anode using such a conventional technique. This is shown in FIG. 1. In the liquid monomer state, the contact between the positive electrode active material powder and the liquid monomer is good, but when polymerization proceeds, the contact between the positive electrode active material and the solid electrolyte is not smooth due to shrinkage of the polymer, which causes an increase in resistance. Since the direction of polymer shrinkage is the direction of the center of the positive electrode active material and the length between the polymers is reduced, there is a possibility that a crack between the positive electrode active material and the polymer may be caused.

따라서, 본 발명의 발명자들은 하기와 같은 복합 양극 제조방법을 고안했다.Accordingly, the inventors of the present invention devised a method for manufacturing a composite anode as follows.

본 발명의 일 실시예에 의한 고상 리튬 이온 전지용 복합 양극 제조방법은, 양극 활물질 분말을 준비하는 단계; 양극 활물질 분말의 표면을 제1 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질로 코팅하는 단계; 코팅된 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질을 1차 중합 및 가교화 중 어느 하나 이상을 하여 고분자가 코팅된 양극 활물질 분말을 수득하는 단계; 고분자가 코팅된 양극 활물질을 집전체 상에 위치시키는 단계; 집전체에 제2 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질을 주입하는 단계; 제2 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질을 2차 중합하는 단계;를 포함한다.A method for manufacturing a composite positive electrode for a solid-state lithium-ion battery according to an embodiment of the present invention includes: preparing a positive electrode active material powder; Coating the surface of the positive electrode active material powder with a material containing a monomer for a first polymer electrolyte; Performing any one or more of primary polymerization and crosslinking of a material containing the coated polymer electrolyte monomer to obtain a polymer-coated positive electrode active material powder; Positioning a positive electrode active material coated with a polymer on a current collector; Injecting a material containing a second polymer electrolyte monomer into the current collector; And secondary polymerization of a material containing a second polymer electrolyte monomer.

도 2는 양극 활물질 분말의 표면을 제1 고분자 전해질용 단량체로 코팅하고, 코팅된 고분자 전해질용 단량체를 1차 중합(polymerization) 또는 가교화(cross-linking)하여 고분자가 코팅된 양극 활물질 분말을 수득하는 단계의 개략적 도시, 그 후 제2 고분자 전해질용 단량체를 주입하고, 주입된 고분자 전해질용 단량체를 2차 중합하는 단계의 개략적 도시를 나타낸다.2 is a first polymer electrolyte monomer coated on the surface of the positive electrode active material powder, and the coated polymer electrolyte monomer was first polymerized or cross-linked to obtain a polymer-coated positive electrode active material powder. A schematic illustration of a step of, after that, a second polymer electrolyte monomer is injected, and a second polymerization step of the injected polymer electrolyte monomer is shown.

도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 1차 코팅 및 1차 중합 및/또는 가교화를 통하여, 고분자가 양극 활물질 분말 중심 방향으로 수축함으로써, 양극 활물질-1차 코팅된 고분자 간 간극이 최소화되고, 기계적 접촉이 우선 좋아진다. 그 후, 2차 주입 및 2차 중합을 통하여, 전극 내 빈 공간을 메울 수 있고, 종래 기술과는 다르게 양극 활물질-고분자 간 접촉이 좋아, 저항 증가 및 크랙 발생 등의 문제가 생기지 않는다. 또한 양극 내부의 이온 전도도도 향상된다.As can be seen in FIG. 2, through the first coating and the first polymerization and/or crosslinking, the polymer shrinks in the direction of the center of the positive electrode active material powder, thereby minimizing the gap between the polymers coated with the positive electrode active material first, and mechanically Contact is better first. Thereafter, through secondary injection and secondary polymerization, the empty space in the electrode can be filled, and unlike the prior art, the contact between the positive electrode active material and the polymer is good, so that problems such as increase in resistance and occurrence of cracks do not occur. Also, the ionic conductivity inside the anode is improved.

한편, 제1 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질과 제2 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질은 같은 종류일 수도 있고, 다른 종류일 수도 있다. 보다 구체적으로는 같은 종류일 수 있다. 같은 종류일 때 더 양극 효율이 좋을 수 있다.Meanwhile, the material including the monomer for the first polymer electrolyte and the material including the monomer for the second polymer electrolyte may be of the same type or different types. More specifically, they may be of the same type. When they are of the same type, the anode efficiency may be better.

이때, 단량체를 포함하는 물질이란 단량체 자체 또는 단량체가 2개 이상 결합한 물질을 의미한다. 보다 구체적으로, 단량체가 2개 이상 결합한 물질은 단량체가 1000개 이하 결합한 것일 수 있다. 단량체가 1000 개 이상 결합한 물질이면, 유동성이 저감되어 infiltration 시키기 어려워진다는 단점이 있다.In this case, the material containing a monomer means a monomer itself or a material in which two or more monomers are bonded. More specifically, a material in which two or more monomers are bonded may be one in which 1000 or less monomers are bonded. A material in which 1000 or more monomers are bonded has a disadvantage in that it is difficult to infiltration due to reduced fluidity.

보다 구체적으로, 단량체를 포함하는 물질은 단량체 자체일 수 있다. 이때, 단량체(monomer)란, 고분자 화합물 또는 화합체를 구성하는 단위가 되는 분자량이 작은 물질을 의미한다. 단량체가 더 유리한 이유는 제1 고분자 전해질용으로 사용할 경우, 통상 단량체는 액상이기 때문에 1차 코팅시 양극 활물질 표면을 고르게 도포하기 용이하며, 가교화 또는 중합을 통해 양극 활물질 입자의 중심방향으로 탄성응력을 발생시켜, 양극 활물질 입자-제1 고분자 전해질 간 접촉을 향상시킬 수 있기 때문이다. 또한, 제2고분자 전해질용으로 사용할 경우에도, 낮은 점도를 갖는 액상일 때 infiltration을 용이하게 하게 할 수 있다. 제2고분자 전해질로 사용할 경우에는 가소제(plasticizer)를 첨가하는 것이 중합 또는 가교화에 따른 수축으로 발생하는 부작용을 저감시킬 수 있다.More specifically, the material containing the monomer may be the monomer itself. At this time, the monomer (monomer) refers to a material having a small molecular weight that becomes a unit constituting a polymer compound or a compound. The reason why the monomer is more advantageous is that when it is used for the first polymer electrolyte, the monomer is usually in a liquid state, so it is easy to evenly apply the surface of the positive electrode active material during the first coating. This is because it is possible to improve the contact between the positive electrode active material particles and the first polymer electrolyte. In addition, even when used for the second polymer electrolyte, infiltration can be facilitated when it is a liquid having a low viscosity. When used as a second polymer electrolyte, adding a plasticizer can reduce side effects caused by shrinkage caused by polymerization or crosslinking.

또한, 단량체를 포함하는 물질은 액상일 수 있다.In addition, the material containing the monomer may be liquid.

한편, 단량체는 polyethylene glycol (PEO), polyethylene glycol diacrylate (PEGDA), polyethylene glycol dimethacrylate (PEGDMA), polypropylene glycol diacrylate (PPGDA), polypropylene glycol dimethacrylate (PPGMA) 및 이들의 조합으로부터 선택된 1종을 포함할 수 있다.Meanwhile, the monomer may include one selected from polyethylene glycol (PEO), polyethylene glycol diacrylate (PEGDA), polyethylene glycol dimethacrylate (PEGDMA), polypropylene glycol diacrylate (PPGDA), polypropylene glycol dimethacrylate (PPGMA), and combinations thereof. .

또한, 양극 활물질 분말의 표면을 제1 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질로 코팅하는 단계; 및 집전체에 제2 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질을 주입하는 단계;는, 단량체를 포함하는 물질과 리튬염을 함께 코팅 또는 주입하는 것일 수 있다.In addition, coating the surface of the positive electrode active material powder with a material containing a monomer for a first polymer electrolyte; And injecting a material containing a second polymer electrolyte monomer into the current collector; may be coating or injecting a material containing a monomer and a lithium salt together.

이때, 리튬염은 LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3CO2, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, LiSCN, LiC(CF3SO2)3, (CF3SO2)2NLi, (FSO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4-페닐 붕산 리튬, 이미드 및 이들의 조합으로부터 선택된 1종을 포함할 수 있다.At this time, the lithium salt is LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4 , LiBF 4 , LiB 10 Cl 10 , LiPF 6 , LiCF 3 CO 2 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, LiSCN, 1 selected from LiC(CF 3 SO 2 ) 3 , (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, (FSO 2 ) 2 NLi, lithium chloroborane, lithium lower aliphatic carboxylic acid, lithium 4-phenyl borate, imide, and combinations thereof It may contain species.

또한, 양극 활물질 분말의 표면을 제1 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질로 코팅하는 단계;에서, 전구체 입자 대비 단량체를 포함하는 물질의 양은 0.01 내지 20 중량%일 수 있다. 단량체를 포함하는 물질의 양이 너무 많으면 양극 활물질 입자간 거리가 멀어져 전체 저항을 높이고, 전극 밀도를 낮추는 단점이 있고, 반대로 너무 적으면 연속적인 1차 코팅층 형성이 어려워지는 단점이 있다.In addition, coating the surface of the positive electrode active material powder with a material containing a monomer for a first polymer electrolyte; In, the amount of the material containing the monomer relative to the precursor particles may be 0.01 to 20% by weight. If the amount of the material containing the monomer is too large, the distance between the positive electrode active material particles increases, thereby increasing overall resistance and lowering the electrode density. Conversely, if the amount is too small, it is difficult to form a continuous primary coating layer.

본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The present invention is not limited to the above embodiments, but may be manufactured in a variety of different forms, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It will be appreciated that it can be implemented with Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative and non-limiting in all respects.

Claims (7)

양극 활물질 분말을 준비하는 단계;
상기 양극 활물질 분말의 표면을 제1 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질로 코팅하는 단계;
상기 코팅된 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질을 1차 중합 및 가교화 중 어느 하나 이상을 하여 고분자가 코팅된 양극 활물질 분말을 수득하는 단계;
상기 고분자가 코팅된 양극 활물질을 집전체 상에 위치시키는 단계;
상기 집전체에 제2 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질을 주입하는 단계; 및
상기 제2 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질을 2차 중합하는 단계;
를 포함하고,
상기 제1 고분자 전해질용 단량체와 제2 고분자 전해질용 단량체는 같은 종류인, 고상 리튬 이온 전지용 복합 양극 제조방법.
Preparing a positive electrode active material powder;
Coating the surface of the positive electrode active material powder with a material containing a monomer for a first polymer electrolyte;
Performing any one or more of primary polymerization and crosslinking of a material containing the coated polymer electrolyte monomer to obtain a positive electrode active material powder coated with a polymer;
Positioning the positive electrode active material coated with the polymer on a current collector;
Injecting a material containing a second polymer electrolyte monomer into the current collector; And
Secondary polymerization of a material containing the second polymer electrolyte monomer;
Including,
The first polymer electrolyte monomer and the second polymer electrolyte monomer are of the same type, a method of manufacturing a composite positive electrode for a solid lithium ion battery.
제1항에 있어서,
상기 단량체를 포함하는 물질은, 단량체인, 고상 리튬 이온 전지용 복합 양극 제조방법.
The method of claim 1,
The material containing the monomer is a monomer, a method for producing a composite positive electrode for a solid lithium ion battery.
제1항에 있어서,
상기 단량체를 포함하는 물질은, 액상인, 고상 리튬 이온 전지용 복합 양극의 제조방법.
The method of claim 1,
The material containing the monomer is a liquid, a method of manufacturing a composite positive electrode for a solid lithium ion battery.
제2항에 있어서,
상기 단량체는, polyethylene glycol (PEO), polyethylene glycol diacrylate (PEGDA), polyethylene glycol dimethacrylate (PEGDMA), polypropylene glycol diacrylate (PPGDA), polypropylene glycol dimethacrylate (PPGMA) 및 이들의 조합으로부터 선택된 1종을 포함하는 고상 리튬 이온 전지용 복합 양극의 제조방법.
The method of claim 2,
The monomer is solid lithium containing one selected from polyethylene glycol (PEO), polyethylene glycol diacrylate (PEGDA), polyethylene glycol dimethacrylate (PEGDMA), polypropylene glycol diacrylate (PPGDA), polypropylene glycol dimethacrylate (PPGMA), and combinations thereof. A method of manufacturing a composite positive electrode for an ion battery.
제1항에 있어서,
상기 양극 활물질 분말의 표면을 제1 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질로 코팅하는 단계; 및
상기 집전체에 제2 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질을 주입하는 단계;는,
상기 단량체를 포함하는 물질과 리튬염을 함께 코팅 또는 주입하는 고상 리튬 이온 전지용 복합 양극 제조방법.
The method of claim 1,
Coating the surface of the positive electrode active material powder with a material containing a monomer for a first polymer electrolyte; And
Injecting a material containing a second polymer electrolyte monomer into the current collector;
A method for manufacturing a composite positive electrode for a solid-state lithium ion battery in which a material containing the monomer and a lithium salt are coated or injected together.
제5항에 있어서,
상기 리튬염은, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3CO2, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, LiSCN, LiC(CF3SO2)3, (CF3SO2)2NLi, (FSO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4-페닐 붕산 리튬, 이미드 및 이들의 조합으로부터 선택된 1종을 포함하는 고상 리튬 이온 전지용 복합 양극 제조방법.
The method of claim 5,
The lithium salt is, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4 , LiBF 4 , LiB 10 Cl 10 , LiPF 6 , LiCF 3 CO 2 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, LiSCN, 1 selected from LiC(CF 3 SO 2 ) 3 , (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, (FSO 2 ) 2 NLi, lithium chloroborane, lithium lower aliphatic carboxylic acid, lithium 4-phenyl borate, imide, and combinations thereof Method for producing a composite positive electrode for solid-state lithium ion batteries containing species.
제1항에 있어서,
상기 양극 활물질 분말의 표면을 제1 고분자 전해질용 단량체를 포함하는 물질을 코팅하는 단계;에서,
상기 양극 활물질 분말 대비 상기 단량체를 포함하는 물질의 양은 0.1 내지 20 중량%인 고상 리튬 이온 전지용 복합 양극 제조방법.
The method of claim 1,
Coating the surface of the positive electrode active material powder with a material including a monomer for a first polymer electrolyte; In,
A method of manufacturing a composite positive electrode for a solid-state lithium ion battery in which the amount of the material containing the monomer relative to the positive electrode active material powder is 0.1 to 20% by weight.
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