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KR102308943B1 - Anode Having Double Active Material Layers, Method of Preparing the Same, and Secondary Battery Comprising the Same - Google Patents

Anode Having Double Active Material Layers, Method of Preparing the Same, and Secondary Battery Comprising the Same Download PDF

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KR102308943B1
KR102308943B1 KR1020170060062A KR20170060062A KR102308943B1 KR 102308943 B1 KR102308943 B1 KR 102308943B1 KR 1020170060062 A KR1020170060062 A KR 1020170060062A KR 20170060062 A KR20170060062 A KR 20170060062A KR 102308943 B1 KR102308943 B1 KR 102308943B1
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Abstract

본 발명은 음극용 집전체; 및 상기 음극용 집전체의 적어도 일면에 위치된 이중층 구조의 활물질층을 포함하고, 상기 활물질층이 상기 음극용 집전체의 적어도 일면에 위치된 하부 활물질층, 및 상기 하부 활물질층의 상면에 위치된 상부 활물질층으로 이루어지고, 상기 상부 활물질층이 0.91 이하의 구형화도를 갖는 흑연 입자를 포함하고, 상기 하부 활물질층이 0.91 초과의 구형화도를 갖는 흑연 입자를 포함하며, 상기 상부 활물질층의 공극률이 상기 하부 활물질층의 공극률 보다 큰 음극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다. 본 발명에 따른 음극은 상부 활물질층의 공극률이 하부 활물질층 보다 커서 리튬 이온의 확산 속도가 높아지며, 이로부터 용량, 수명, 출력 등의 전지 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. The present invention is a current collector for a negative electrode; and an active material layer of a double-layer structure located on at least one surface of the current collector for the negative electrode, wherein the active material layer is located on at least one surface of the current collector for the negative electrode, a lower active material layer, and an upper surface of the lower active material layer Consisting of an upper active material layer, the upper active material layer includes graphite particles having a sphericity of 0.91 or less, and the lower active material layer includes graphite particles having a sphericity greater than 0.91, and the porosity of the upper active material layer is Provided are a negative electrode having a higher porosity than the lower active material layer, a method for manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same. In the negative electrode according to the present invention, the porosity of the upper active material layer is greater than that of the lower active material layer, and thus the diffusion rate of lithium ions is increased, thereby further improving battery performance such as capacity, lifespan, and output.

Description

이중층 구조의 활물질층을 포함하는 음극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 이차전지{Anode Having Double Active Material Layers, Method of Preparing the Same, and Secondary Battery Comprising the Same}Anode Having Double Active Material Layers, Method of Preparing the Same, and Secondary Battery Comprising the Same

본 발명은 리튬 이온 확산 속도를 높여 전지의 성능을 향상시킬 수 있는 음극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to an anode capable of improving battery performance by increasing a lithium ion diffusion rate, a method for manufacturing the same, and a secondary battery including the same.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 재충전이 가능하고 소형화 및 대용량화가 가능한 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 또한, 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 전압을 가지는 리튬 이차전지가 상용화되어 널리 사용되고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for rechargeable batteries that can be recharged, miniaturized and large-capacity are rapidly increasing. In addition, a lithium secondary battery having a high energy density and voltage among secondary batteries has been commercialized and widely used.

리튬 이차전지는 전극 집전체 상에 각각 활물질이 도포되어 있는 양극과 음극 사이에 다공성의 분리막이 개재된 전극조립체에 리튬염을 포함하는 전해질이 함침되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 상기 전극은 활물질, 바인더 및 도전재가 용매에 분산되어 있는 슬러리를 집전체에 도포하고 건조 및 압연(pressing)하여 제조된다. A lithium secondary battery has a structure in which an electrolyte containing lithium salt is impregnated in an electrode assembly with a porous separator interposed between a positive electrode and a negative electrode, each of which is coated with an active material on an electrode current collector, and the electrode is an active material, a binder and applying a slurry in which a conductive material is dispersed in a solvent to a current collector, drying and pressing the slurry.

또한, 리튬 이차전지의 기본적인 성능 특성들인 용량, 출력 및 수명은 음극 재료에 의해서 크게 영향을 받는다. 전지의 성능 극대화를 위해 음극 활물질은 전기화학반응 전위가 리튬 금속에 근접해야 하고, 리튬이온과의 반응 가역성이 높아야 하고, 활물질내에서의 리튬 이온의 확산 속도가 빨라야 하는 등의 조건이 요구되는데, 이러한 요구에 부합되는 물질로서 흑연이 많이 사용되고 있다.In addition, capacity, output, and lifespan, which are basic performance characteristics of a lithium secondary battery, are greatly affected by the anode material. In order to maximize battery performance, the anode active material must have an electrochemical reaction potential close to lithium metal, high reversibility with lithium ions, and high diffusion rate of lithium ions in the active material. Graphite is widely used as a material meeting these requirements.

최근, 음극은 고용량화 및 고밀도화를 위해 면적이 넓고 두꺼워지는 추세이다. 전극 활물질층의 밀도가 증가함에 따라 공극률(porosity)이 감소하여 리튬(Li) 이온의 이동 통로가 감소하게 된다. 그에 따라 전극 표면에서 전극 내부로의 리튬(Li) 이온 확산이 어려워져 반응 불균일이 발생하게 되고, 반응 불균일이 커지는 경우 전극 표면에서 부반응이 일어나 음극과 분리막 사이에 부산물이 쉽게 발생하게 된다. 이러한 현상은 결국 전지의 성능을 열화시키는 요인이 되고 있다.Recently, the negative electrode tends to have a larger area and become thicker for higher capacity and higher density. As the density of the electrode active material layer increases, porosity decreases, thereby reducing the passage of lithium (Li) ions. Accordingly, diffusion of lithium (Li) ions from the electrode surface to the inside of the electrode becomes difficult, resulting in non-uniformity of reaction. When the non-uniformity of reaction increases, side reactions occur on the surface of the electrode, thereby easily generating by-products between the negative electrode and the separator. This phenomenon eventually becomes a factor that deteriorates the performance of the battery.

따라서, 활물질 내부에서의 리튬 이온의 확산 속도뿐만 아니라, 활물질 간의 공극에서의 리튬 이온의 확산 속도를 높일 수 있는 음극의 개발이 필요하다.Therefore, it is necessary to develop a negative electrode capable of increasing the diffusion rate of lithium ions in the pores between the active materials as well as the diffusion rate of lithium ions inside the active material.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 한 목적은 전극 활물질층 내 공극에서의 리튬 이온의 확산 속도를 높여서 전극 표면에서 내부로의 리튬 이온 확산 속도가 높은 음극을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, and one object of the present invention is to provide a negative electrode having a high lithium ion diffusion rate from the electrode surface to the inside by increasing the diffusion rate of lithium ions in the pores in the electrode active material layer. .

본 발명의 다른 목적은 상기 음극을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the negative electrode.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 음극을 포함하는 리튬 이차전지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a lithium secondary battery including the negative electrode.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따라 음극용 집전체; 및 상기 음극용 집전체의 적어도 일면에 위치된 이중층 구조의 활물질층을 포함하고, 상기 활물질층이 상기 음극용 집전체의 적어도 일면에 위치된 하부 활물질층, 및 상기 하부 활물질층의 상면에 위치된 상부 활물질층으로 이루어지고, 상기 상부 활물질층이 0.91 이하의 구형화도를 갖는 흑연 입자를 포함하고, 상기 하부 활물질층이 0.91 초과의 구형화도를 갖는 흑연 입자를 포함하며, 상기 상부 활물질층의 공극률이 상기 하부 활물질층의 공극률 보다 큰 음극이 제공된다.The present invention is to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, a current collector for a negative electrode; and an active material layer of a double-layer structure located on at least one surface of the current collector for the negative electrode, wherein the active material layer is located on at least one surface of the current collector for the negative electrode, a lower active material layer, and an upper surface of the lower active material layer Consisting of an upper active material layer, the upper active material layer includes graphite particles having a sphericity of 0.91 or less, and the lower active material layer includes graphite particles having a sphericity greater than 0.91, and the porosity of the upper active material layer is A negative electrode having a greater porosity than that of the lower active material layer is provided.

상기 상부 활물질층에 포함된 흑연 입자는 0.6 내지 0.91의 구형화도를 갖는 인조 흑연일 수 있다.The graphite particles included in the upper active material layer may be artificial graphite having a sphericity of 0.6 to 0.91.

상기 하부 활물질층에 포함된 흑연 입자가 0.91 초과 및 0.97 이하의 구형화도를 갖는 천연 흑연일 수 있다.The graphite particles included in the lower active material layer may be natural graphite having a sphericity of greater than 0.91 and less than or equal to 0.97.

상기 상부 활물질층은 하부 활물질층 보다 3 내지 10%의 범위로 큰 공극률을 가질 수 있다.The upper active material layer may have a greater porosity than that of the lower active material layer in a range of 3 to 10%.

상기 상부 활물질층의 두께는 전체 활물질층 두께의 20% 이상일 수 있다.The thickness of the upper active material layer may be 20% or more of the total thickness of the active material layer.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 음극용 집전체의 적어도 일면에 활물질층이 상부 활물질층 및 하부 활물질층의 이중층 구조로 형성되어 있는 음극의 제조방법으로서, According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a negative electrode in which an active material layer is formed on at least one surface of a current collector for a negative electrode in a double-layer structure of an upper active material layer and a lower active material layer,

(i) 활물질로서 0.91 초과의 구형화도를 갖는 흑연 입자의 슬러리를 준비하고, 상기 슬러리를 음극용 집전체의 적어도 일면에 코팅 및 건조하여 하부 코팅층을 형성하는 단계;(i) preparing a slurry of graphite particles having a sphericity of greater than 0.91 as an active material, and coating and drying the slurry on at least one surface of a current collector for a negative electrode to form a lower coating layer;

(ii) 활물질로서 0.91 이하의 구형화도를 갖는 흑연 입자의 슬러리를 준비하고, 상기 슬러리를 상기 하부 코팅층 상에 코팅 및 건조하여 상부 코팅층을 형성하는 단계; 및 (ii) preparing a slurry of graphite particles having a sphericity of 0.91 or less as an active material, and coating and drying the slurry on the lower coating layer to form an upper coating layer; and

(iii) 상기 상부 코팅층과 하부 코팅층을 동시에 압연하는 단계를 포함하는 음극의 제조방법이 제공된다.(iii) There is provided a method of manufacturing a negative electrode comprising the step of rolling the upper coating layer and the lower coating layer at the same time.

본 발명에 따른 제조방법에서, 상기 하부 코팅층을 형성하는 단계(i) 및 상기 상부 코팅층을 형성하는 단계(ii)는 동시에 수행될 수 있다.In the manufacturing method according to the present invention, the step (i) of forming the lower coating layer and the step (ii) of forming the upper coating layer may be performed simultaneously.

본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 상기 음극을 포함하는 리튬 이차전지가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a lithium secondary battery including the negative electrode.

본 발명에 따르면, 이중층 구조의 활물질층을 포함하는 음극 제조시에 상부 활물질층과 하부 활물질층에 상이한 활물질을 사용하여 1회의 압연 공정만을 수행하는 효율적인 방법으로, 상부 활물질층이 하부 활물질층 보다 공극률이 큰 음극을 제공함으로써, 리튬 이온의 이동 통로가 증가하는 효과가 발생하여 리튬 이온의 확산 속도를 높일 수 있으며 이로부터 용량, 수명, 출력 등의 전지 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. According to the present invention, an efficient method of performing only one rolling process using different active materials for the upper active material layer and the lower active material layer when manufacturing a negative electrode including an active material layer having a double-layer structure, wherein the upper active material layer has a porosity higher than that of the lower active material layer By providing this large negative electrode, the effect of increasing the passage of lithium ions is generated, and the diffusion rate of lithium ions can be increased, thereby further improving battery performance such as capacity, lifespan, and output.

도 1a 및 1b는 각각 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 음극의 단면을 SEM(scanning electron microscope)으로 촬영한 이미지를 보여주는 것이다.
도 2는 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 전지의 수명 특성을 나타낸 그래프이다.
1A and 1B show images taken by a scanning electron microscope (SEM) of a cross-section of a cathode prepared according to Example 1 of the present invention, respectively.
2 is a graph showing the lifespan characteristics of batteries prepared according to Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 3;

이하, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the inventor appropriately defines the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that it can be done, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명의 일 실시형태는 음극용 집전체; 및 상기 음극용 집전체의 적어도 일면에 위치된 이중층 구조의 활물질층을 포함하고, 상기 활물질층이 상기 음극용 집전체의 적어도 일면에 위치된 하부 활물질층, 및 상기 하부 활물질층의 상면에 위치된 상부 활물질층으로 이루어지고, 상기 상부 활물질층이 0.91 이하의 구형화도를 갖는 흑연 입자를 포함하고, 상기 하부 활물질층이 0.91 초과의 구형화도를 갖는 흑연 입자를 포함하며, 상기 상부 활물질층의 공극률이 상기 하부 활물질층의 공극률 보다 큰 음극에 관한 것이다.One embodiment of the present invention is a current collector for a negative electrode; and an active material layer of a double-layer structure located on at least one surface of the current collector for the negative electrode, wherein the active material layer is located on at least one surface of the current collector for the negative electrode, a lower active material layer, and an upper surface of the lower active material layer Consisting of an upper active material layer, the upper active material layer includes graphite particles having a sphericity of 0.91 or less, and the lower active material layer includes graphite particles having a sphericity greater than 0.91, and the porosity of the upper active material layer is It relates to a negative electrode greater than the porosity of the lower active material layer.

본 발명에서, 흑연입자의 '구형화도'는 SEM(주사식 전자현미경) 등의 기기를 사용하여, 분쇄 공정 등의 과정 후 얻어진 흑연 입자의 이미지를 관찰하고, 관찰된 입자의 투영상과 동일 면적을 가진 원의 원주를 측정한 후 그 비를 계산하여 얻은 값을 의미하며, 10,000개의 입자에 대한 구형화도의 평균값을 적용한다. In the present invention, the 'sphericity' of graphite particles is measured by using a device such as a scanning electron microscope (SEM) and observing the image of the graphite particles obtained after the grinding process, etc., and the same area as the projected image of the observed particles. Means the value obtained by measuring the circumference of a circle with

구형화도 = 동일 면적인 원의 원주/투영한 이미지의 둘레 길이Sphericity = circumference of a circle of equal area / perimeter of the projected image

또한, 이러한 구형화도는 분석 장치, 예컨대 FPIA3000(Malvern社) 등을 이용하여 측정할 수 있다.In addition, the degree of sphericity can be measured using an analysis device, such as FPIA3000 (Malvern).

본 발명에서, '공극률'은 활물질층의 전체 부피에 대한 공극의 부피를 의미하며, 당해 분야에서 사용되는 다양한 방법을 통해 측정될 수 있다. In the present invention, the 'porosity' refers to the volume of the pores with respect to the total volume of the active material layer, and may be measured through various methods used in the art.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 상부 활물질층에 포함된 흑연 입자는 인조 흑연일 수 있다. 인조 흑연은 일반적으로 콜타르, 콜타르 피치(coal tar pitch) 및 석유계 중질류 등의 원료를 2,500℃ 이상으로 탄화시켜 제조되며, 이러한 흑연화 이후에 분쇄 및 2차 입자 형성과 같은 입자도 조정을 거쳐 음극 활물질로서 사용된다. 인조 흑연의 경우 결정이 입자 내에서 랜덤하게 분포되어 있으며, 천연 흑연에 비해 구형화도가 낮고 다소 뾰족한 형상을 갖는다.In one embodiment of the present invention, the graphite particles included in the upper active material layer may be artificial graphite. Artificial graphite is generally manufactured by carbonizing raw materials such as coal tar, coal tar pitch, and petroleum heavy products at 2,500° C. or higher, and after such graphitization, particle size adjustment such as grinding and secondary particle formation is performed. It is used as an anode active material. In the case of artificial graphite, the crystals are randomly distributed in the particles, and the sphericity is lower than that of natural graphite and has a rather sharp shape.

본 발명에서 사용되는 인조 흑연은 상업적으로 많이 사용되고 있는 MCMB(mesophase carbon microbeads), MPCF(mesophase pitch-based carbon fiber), 블록 형태로 흑연화된 인조 흑연, 분체 형태로 흑연화된 인조 흑연 등이 있으며, 구형도가 0.91 이하, 바람직하게는 0.6 내지 0.91, 더욱 바람직하게는 0.7 내지 0.9인 인조 흑연이 바람직하다. Artificial graphite used in the present invention includes commercially widely used MCMB (mesophase carbon microbeads), MPCF (mesophase pitch-based carbon fiber), artificial graphite graphitized in block form, artificial graphite graphitized in powder form, and the like. , preferably artificial graphite having a sphericity of 0.91 or less, preferably 0.6 to 0.91, more preferably 0.7 to 0.9.

또한, 상기 인조 흑연은 5 내지 30㎛, 바람직하게는 10 내지 25㎛의 입경을 가질 수 있다.In addition, the artificial graphite may have a particle diameter of 5 to 30 μm, preferably 10 to 25 μm.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 하부 활물질층에 포함된 흑연 입자는 천연 흑연일 수 있다. 천연 흑연은 일반적으로 가공되기 이전에는 판상의 응집체로 되어 있으며, 판상의 입자는 전극 제조를 위한 활물질로 사용되기 위해서 입자 분쇄 및 재조립 과정 등의 후처리 가공을 통해 매끈한 표면을 갖는 구형 형태로 제조된다.In one embodiment of the present invention, the graphite particles included in the lower active material layer may be natural graphite. Natural graphite is generally a plate-shaped aggregate before processing, and plate-shaped particles are manufactured in a spherical shape with a smooth surface through post-processing such as particle crushing and re-assembly process in order to be used as an active material for electrode manufacturing. do.

본 발명에서 사용되는 천연 흑연은 구형도가 0.91 초과 및 0.97 이하, 바람직하게는 0.93 내지 0.97, 더욱 바람직하게는 0.94 내지 0.96인 것이 바람직하다.The natural graphite used in the present invention preferably has a sphericity of greater than 0.91 and less than or equal to 0.97, preferably 0.93 to 0.97, more preferably 0.94 to 0.96.

또한, 상기 천연 흑연은 5 내지 30㎛, 바람직하게는 10 내지 25㎛의 입경을 가질 수 있다.In addition, the natural graphite may have a particle diameter of 5 to 30㎛, preferably 10 to 25㎛.

본 발명의 일 실시형태에 따른 음극은 이중층 구조의 전극 활물질층을 포함하면서, 각 활물질층은 구형화도가 상이한 흑연 입자를 함유함에 따라 서로 다른 공극률을 나타낸다. 즉, 구형화도가 낮은 흑연 입자가 함유된 상부 활물질층은 제조 과정에서 압연이 잘 되지 않아 공극률이 커지는 한편, 구형화도가 높은 흑연 입자가 함유된 하부 활물질층은 상부 활물질층에 비해 압연이 잘 이루어져 상대적으로 공극률이 작아진다. 따라서, 전극 내부인 하부 활물질층에 비해 전극 표면인 상부 활물질층의 공극률이 커지므로, 전극 내부로의 이온 이동이 유리하게 되어 리튬 이온의 확산 속도가 높아진다. 이로부터, 반응 불균일 및 그에 따른 전극 표면에서의 부반응이 최소화되어, 전지의 수명 성능을 또한 향상시킬 수 있다.The negative electrode according to an embodiment of the present invention includes an electrode active material layer having a double-layer structure, and each active material layer exhibits different porosity as it contains graphite particles having different sphericity. That is, the upper active material layer containing graphite particles with a low degree of sphericity does not roll well during the manufacturing process, so the porosity increases, while the lower active material layer containing graphite particles with a high degree of sphericity rolls well compared to the upper active material layer. The porosity is relatively small. Therefore, since the porosity of the upper active material layer, which is the surface of the electrode, is increased compared to the lower active material layer, which is inside the electrode, ions move into the electrode and the diffusion rate of lithium ions is increased. From this, the reaction non-uniformity and consequent side reactions on the electrode surface can be minimized, so that the life performance of the battery can also be improved.

본 발명의 일 실시형태에서, 상부 활물질층의 공극률은 25 내지 35%, 바람직하게는 26 내지 33%이며, 하부 활물질층의 공극률은 20 내지 30%, 바람직하게는 20 내지 28%이다.In one embodiment of the present invention, the porosity of the upper active material layer is 25 to 35%, preferably 26 to 33%, and the porosity of the lower active material layer is 20 to 30%, preferably 20 to 28%.

본 발명의 일 실시형태에서, 상부 활물질층의 공극률은 하부 활물질층의 공극률보다 3 내지 10%, 바람직하게는 5 내지 10% 정도 크다. 공극률 차이가 3% 미만인 경우에는 리튬 이온 확산 속도의 향상이 미비하고, 10%를 초과하는 경우에는 공극률이 큰 활물질층의 두께가 너무 크게 증가하여 리튬 이온의 확산 거리가 증가하여 오히려 확산 저항이 커질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the porosity of the upper active material layer is greater than that of the lower active material layer by 3 to 10%, preferably by 5 to 10%. When the porosity difference is less than 3%, the improvement of the lithium ion diffusion rate is insignificant, and when it exceeds 10%, the thickness of the active material layer having a large porosity increases too large, so that the diffusion distance of lithium ions increases and the diffusion resistance becomes rather large. can

본 발명의 일 실시형태에서, 이중층 구조의 음극 활물질층의 전체 두께는 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 100 내지 300㎛일 수 있으며, 상부 활물질층과 하부 활물질층은 각각 50 내지 150㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다. In one embodiment of the present invention, the total thickness of the negative active material layer of the double-layer structure is not particularly limited, but may be, for example, 100 to 300 μm, and the upper active material layer and the lower active material layer each have a thickness in the range of 50 to 150 μm. can

이때, 상부 활물질층의 두께가 전체 활물질층 두께의 20% 이상일 때, 리튬 이온 확산 속도의 개선 효과가 있다. 상부 활물질층의 두께가 20% 미만일 경우, 전극 표면에서의 공극이 부족해지므로 리튬 이온 확산 속도 개선을 기대하기 어렵다.At this time, when the thickness of the upper active material layer is 20% or more of the total active material layer thickness, there is an effect of improving the lithium ion diffusion rate. When the thickness of the upper active material layer is less than 20%, it is difficult to expect an improvement in the lithium ion diffusion rate because voids on the electrode surface are insufficient.

본 발명의 다른 일 실시형태는 음극용 집전체의 적어도 일면에 활물질층이 상부 활물질층 및 하부 활물질층의 이중층 구조로 형성되어 있는 음극의 제조방법에 관한 것이다.Another embodiment of the present invention relates to a method of manufacturing a negative electrode in which an active material layer is formed on at least one surface of a current collector for a negative electrode in a double-layer structure of an upper active material layer and a lower active material layer.

본 발명의 일 실시형태에 따른 음극의 제조방법은 하기의 단계들을 포함한다:A method of manufacturing an anode according to an embodiment of the present invention includes the following steps:

(i) 활물질로서 0.91 초과의 구형화도를 갖는 흑연 입자의 슬러리를 준비하고, 상기 슬러리를 음극용 집전체의 적어도 일면에 코팅 및 건조하여 하부 코팅층을 형성하는 단계;(i) preparing a slurry of graphite particles having a sphericity of greater than 0.91 as an active material, and coating and drying the slurry on at least one surface of a current collector for a negative electrode to form a lower coating layer;

(ii) 활물질로서 0.91 이하의 구형화도를 갖는 흑연 입자의 슬러리를 준비하고, 상기 슬러리를 상기 하부 코팅층 상에 코팅 및 건조하여 상부 코팅층을 형성하는 단계; 및 (ii) preparing a slurry of graphite particles having a sphericity of 0.91 or less as an active material, and coating and drying the slurry on the lower coating layer to form an upper coating layer; and

(iii) 상기 상부 코팅층과 하부 코팅층을 동시에 압연하는 단계.(iii) rolling the upper coating layer and the lower coating layer at the same time.

본 발명의 일 실시형태에 따른 방법에서, 활물질층을 형성하는 기재로 사용되는 음극용 집전체는 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다.In the method according to an embodiment of the present invention, the current collector for a negative electrode used as a substrate for forming the active material layer is not particularly limited as long as it has conductivity without causing a chemical change in the battery, 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.

상기 집전체의 두께는 특별히 제한되지는 않으나, 통상적으로 적용되는 3 ~ 500 ㎛의 두께를 가질 수 있다.The thickness of the current collector is not particularly limited, but may have a commonly applied thickness of 3 to 500 μm.

본 발명의 일 실시형태에 따른 방법에서, 단계 (i)에서 하부 코팅층 형성에 사용된 슬러리는 활물질로서 0.91 초과의 구형화도를 갖는 흑연 입자를 포함하고, 단계 (ii)에서 상부 코팅층 형성에 사용된 슬러리는 활물질로서 0.91 이하의 구형화도를 갖는 흑연 입자를 포함하며, 각각의 흑연 입자에 대한 사항은 앞서 설명한 바와 같다.In the method according to an embodiment of the present invention, the slurry used for forming the lower coating layer in step (i) includes graphite particles having a sphericity of more than 0.91 as an active material, and used for forming the upper coating layer in step (ii) The slurry contains graphite particles having a sphericity of 0.91 or less as an active material, and the details of each graphite particle are as described above.

상기 단계 (i) 및 (ii)에서 사용된 각각의 슬러리는 상기한 바와 같은 흑연 입자와 함께, 바인더와 용매, 필요에 따라 도전재와 분산제를 혼합 및 교반하여 제조될 수 있다.Each of the slurries used in steps (i) and (ii) may be prepared by mixing and stirring a binder, a solvent, and, if necessary, a conductive material and a dispersing agent together with the graphite particles as described above.

본 발명에서는, 하부 코팅층을 형성하는 단계(i)와 상부 코팅층을 형성하는 단계(ii)는 순차적으로 또는 동시에 수행될 수 있다. In the present invention, the step (i) of forming the lower coating layer and the step (ii) of forming the upper coating layer may be performed sequentially or simultaneously.

즉, 집전체상에 하부 코팅층-형성 슬러리를 먼저 코팅 및 건조한 후 그 위에 상부 코팅층-형성 슬러리를 코팅 및 건조하여 상부 코팅층 및 하부 코팅층을 순차적으로 형성하거나, 이중 슬롯 다이(double slot die) 등의 장치를 이용해 두 종류의 슬러리를 동시에 코팅하고 건조시켜 상/하부 코팅층을 한번에 형성할 수 있다.That is, the lower coating layer-forming slurry is first coated and dried on the current collector, and then the upper coating layer-forming slurry is coated and dried thereon to sequentially form the upper coating layer and the lower coating layer, or using a double slot die, etc. Two types of slurries can be simultaneously coated and dried using the device to form the upper and lower coating layers at once.

상기 코팅 방법은 당해 분야에서 통상적으로 사용되는 방법이라면 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 슬롯 다이를 이용한 코팅법이 사용될 수도 있고, 그 이외에도 메이어 바 코팅법, 그라비아 코팅법, 침지 코팅법, 분무 코팅법 등이 사용될 수 있다. The coating method is not particularly limited as long as it is a method commonly used in the art. For example, a coating method using a slot die may be used, and in addition, a Mayer bar coating method, a gravure coating method, a dip coating method, a spray coating method, etc. may be used.

상기 바인더로는 폴리비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HEP), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로오스, 재생 셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴산, 스티렌 부티렌 고무(SBR), 불소 고무, 다양한 공중합체 등의 다양한 종류의 바인더 고분자가 사용될 수 있다. As the binder, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-co-HEP), polyvinylidenefluoride, polyacrylonitrile, polymethylmethacrylate, Polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, polyacrylic acid, styrene butyrene rubber (SBR), fluororubber , various types of binder polymers such as various copolymers may be used.

상기 용매로는 N-메틸피롤리돈, 아세톤, 물 등을 사용할 수 있다.As the solvent, N-methylpyrrolidone, acetone, water, or the like may be used.

상기 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 파네스 블랙, 램프 블랙, 서멀 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 플루오로카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스커; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다. The conductive material is not particularly limited as long as it has conductivity without causing a chemical change in the battery, and for example, carbon black, acetylene black, Ketjen black, channel black, Farness black, lamp black, thermal black, etc. carbon black; conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; metal powders such as fluorocarbon, aluminum, and nickel powder; conductive whiskers such as zinc oxide and potassium titanate; conductive metal oxides such as titanium oxide; A conductive material such as a polyphenylene derivative may be used.

또한, 상기 슬러리는 필요에 따라 카복시메틸 셀룰로오스(CMC)와 같은 증점제 등의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. In addition, the slurry may further include an additive such as a thickener such as carboxymethyl cellulose (CMC), if necessary.

상기 단계 (iii)에서는 각각의 슬러리를 코팅 및 건조하여 얻어진 상부 코팅층과 하부 코팅층을 압연시킨다. 압연은 롤 프레싱(roll pressing)와 같이 당업 분야에서 통상적으로 사용되는 방법에 의해 수행될 수 있으며, 예컨대, 1 내지 20 MPa의 압력 및 15 내지 30℃의 온도에서 수행될 수 있다. In step (iii), the upper and lower coating layers obtained by coating and drying each slurry are rolled. The rolling may be performed by a method commonly used in the art, such as roll pressing, for example, may be performed at a pressure of 1 to 20 MPa and a temperature of 15 to 30 ℃.

본 발명에서는 상부 코팅층 및 하부 코팅층을 동시에, 즉 한번에 압연시키는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that the upper coating layer and the lower coating layer are rolled simultaneously, that is, at once.

통상적으로 다층 활물질층을 형성하는 경우, 먼저 제1 활물질 슬러리를 코팅, 건조 및 압연의 순서로 수행하여 1층의 활물질층을 형성한 후, 그 위에 다시 제2 활물질 슬러리를 코팅, 건조 및 압연의 순서로 수행하여 2층의 활물질층을 형성하는 방식으로 각 층에 대해서 별도의 압연 과정을 수행하지만, 본 발명에서는 상부층 슬러리 및 하부층 슬러리의 코팅 및 건조 공정을 동시에 또는 순차적으로 수행한 후, 압연 과정은 한번만 진행한다.In general, when forming a multi-layer active material layer, the first active material slurry is first coated, dried and rolled in the order of forming a first active material layer, and then the second active material slurry is coated thereon again, dried and rolled. Although a separate rolling process is performed for each layer in such a way as to form two active material layers by performing it sequentially, in the present invention, the coating and drying processes of the upper layer slurry and the lower layer slurry are simultaneously or sequentially performed, and then the rolling process is performed only once.

이러한 한번의 압연 과정만으로도 구형화도가 서로 다른 흑연 입자를 활물질로서 포함하고 있는 상부 활물질층과 하부 활물질층의 공극률을 다르게 조절할 수 있다. 구체적으로, 구형화도가 낮은 흑연 입자가 함유된 상부 활물질층은 압연이 잘 되지 않아 공극률이 커지는 한편, 구형화도가 높은 흑연 입자가 함유된 하부 활물질층은 상부 활물질층에 비해 압연이 잘 이루어져 상대적으로 공극률이 작아지게 되는 것이다. The porosity of the upper active material layer and the lower active material layer including graphite particles having different degrees of sphericity as an active material can be differently adjusted through such a single rolling process. Specifically, the upper active material layer containing graphite particles with a low degree of sphericity does not roll well, so the porosity increases, while the lower active material layer containing graphite particles with a high degree of sphericity rolls well compared to the upper active material layer. The porosity will decrease.

이와 같이, 이중층 구조의 활물질층을 구비하는 전극을 제조함에 있어서, 상부 활물질층에 구형화도가 상대적으로 작은 흑연입자를 포함하여 공극률을 더 크게 형성하는 경우 전극 표면에서 전극 내부로의 이온 이동이 유리하게 되어 리튬 이온의 확산 속도가 높아진다. 이로부터, 반응 불균일 및 그에 따른 전극 표면에서의 부반응이 최소화되어, 전지의 수명 성능을 또한 향상시킬 수 있다.As such, in manufacturing an electrode having an active material layer having a double-layer structure, when the upper active material layer includes graphite particles having a relatively small sphericity to form a larger porosity, ion movement from the electrode surface to the inside of the electrode is advantageous This increases the diffusion rate of lithium ions. From this, the reaction non-uniformity and consequent side reactions on the electrode surface can be minimized, so that the life performance of the battery can also be improved.

본 발명의 또 다른 일 실시형태는 상기와 같이 제조된 음극을 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다. 구체적으로, 상기 리튬 이차전지는 양극, 상술한 바와 같은 음극, 및 그 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체에 리튬염 함유 전해질을 주입하여 제조될 수 있다.Another embodiment of the present invention relates to a lithium secondary battery including the negative electrode prepared as described above. Specifically, the lithium secondary battery may be manufactured by injecting a lithium salt-containing electrolyte into an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode as described above, and a separator interposed therebetween.

상기 양극은 양극 활물질, 도전재, 바인더 및 용매를 혼합하여 슬러리를 제조한 후 이를 금속 집전체에 직접 코팅하거나, 별도의 지지체상에 캐스팅하고 이 지지체로부터 박리시킨 양극 활물질 필름을 금속 집전체에 라미네이션하여 양극을 제조할 수 있다. For the positive electrode, a slurry is prepared by mixing a positive electrode active material, a conductive material, a binder, and a solvent, and the slurry is directly coated on a metal current collector, or a positive electrode active material film that is cast on a separate support and peeled from the support is laminated on a metal current collector. Thus, a positive electrode can be manufactured.

양극에 사용되는 활물질로는 LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4, LiCoPO4, LiFePO4 및 LiNi1-x-y-zCoxM1yM2zO2(M1 및 M2는 서로 독립적으로 Al, Ni, Co, Fe, Mn, V, Cr, Ti, W, Ta, Mg 및 Mo로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, x, y 및 z는 서로 독립적으로 산화물 조성 원소들의 원자 분율로서 0≤x<0.5, 0≤y<0.5, 0≤z<0.5, 0<x+y+z≤ 1임)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 활물질 입자 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.The active material used for the positive electrode includes LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , LiCoPO 4 , LiFePO 4 and LiNi 1-xyz Co x M1 y M2 z O 2 (M1 and M2 are each independently Al, Ni, Co, Fe, Mn, V, Cr, Ti, W, Ta, any one selected from the group consisting of Mg and Mo, x, y and z are each independently 0≤x<0.5, 0≤ as the atomic fraction of the oxide composition elements y<0.5, 0≤z<0.5, 0<x+y+z≤1) may include any one active material particle selected from the group consisting of, or a mixture of two or more thereof.

한편, 도전재, 바인더 및 용매는 상기 음극 제조시에 사용된 것과 동일하게 사용될 수 있다.Meanwhile, the conductive material, the binder, and the solvent may be used in the same manner as used for manufacturing the negative electrode.

상기 세퍼레이터는 종래 세퍼레이터로 사용되는 통상적인 다공성 고분자 필름, 예를 들어 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체 및 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름을 단독 또는 이들을 적층하여 사용할 수 있다. 또한, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용될 수 있다. 상기 세퍼레이터는 세퍼레이터 표면에 세라믹 물질이 얇게 코팅된 안정성 강화 세퍼레이터(SRS, safety reinforced separator)을 포함할 수 있다. 이외에도 통상적인 다공성 부직포, 예를 들어 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The separator is a conventional porous polymer film used as a conventional separator, for example, an ethylene homopolymer, a propylene homopolymer, an ethylene/butene copolymer, an ethylene/hexene copolymer, and an ethylene/methacrylate copolymer. The prepared porous polymer film may be used alone or by laminating them. In addition, an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength may be used. The separator may include a safety reinforced separator (SRS) in which a ceramic material is thinly coated on a surface of the separator. In addition, a conventional porous nonwoven fabric may be used, for example, a nonwoven fabric made of high melting point glass fiber, polyethylene terephthalate fiber, etc., but is not limited thereto.

상기 전해액은 전해질로서 리튬염 및 이를 용해시키기 위한 유기용매를 포함한다. The electrolyte includes a lithium salt as an electrolyte and an organic solvent for dissolving the same.

상기 리튬염은 이차전지용 전해액에 통상적으로 사용되는 것들이면 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 상기 리튬염의 음이온으로는 F-, Cl-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N-, CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종을 사용할 수 있다. The lithium salt may be used without limitation as long as it is commonly used in electrolytes for secondary batteries. For example, as an anion of the lithium salt , F - , Cl - , I - , NO 3 - , N(CN) 2 - , BF 4 - , ClO 4 - , PF 6 - , (CF 3 ) 2 PF 4 - , (CF 3 ) 3 PF 3 - , (CF 3 ) 4 PF 2 - , (CF 3 ) 5 PF - , (CF 3 ) ) 6 P - , CF 3 SO 3 - , CF 3 CF 2 SO 3 - , (CF 3 SO 2 ) 2 N - , (FSO 2 ) 2 N - , CF 3 CF 2 (CF 3 ) 2 CO - , ( CF 3 SO 2 ) 2 CH - , (SF 5 ) 3 C - , (CF 3 SO 2 ) 3 C - , CF 3 (CF 2 ) 7 SO 3 - , CF 3 CO 2 - , CH 3 CO 2 - , One selected from the group consisting of SCN - and (CF 3 CF 2 SO 2 ) 2 N - may be used.

상기 전해액에 포함되는 유기 용매로는 통상적으로 사용되는 것들이면 제한 없이 사용될 수 있으며, 대표적으로 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 디에틸카보네이트, 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 메틸프로필카보네이트, 디프로필카보네이트, 디메틸술폭사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 비닐렌카보네이트, 술포란, 감마-부티로락톤, 프로필렌설파이트 및 테트라하이드로퓨란으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. The organic solvent included in the electrolyte may be used without limitation as long as it is commonly used, and representatively, propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, methylpropyl carbonate, dipropyl carbonate, dimethyl sulfoxide At least one selected from the group consisting of side, acetonitrile, dimethoxyethane, diethoxyethane, vinylene carbonate, sulfolane, gamma-butyrolactone, propylene sulfite and tetrahydrofuran may be used.

특히, 상기 카보네이트계 유기 용매 중 고리형 카보네이트인 에틸렌카보네이트 및 프로필렌카보네이트는 고점도의 유기 용매로서 유전율이 높아 전해질 내의 리튬염을 잘 해리시키므로 바람직하게 사용될 수 있으며, 이러한 고리형 카보네이트에 디메틸카보네이트 및 디에틸카보네이트와 같은 저점도, 저유전율 선형 카보네이트를 적당한 비율로 혼합하여 사용하면 높은 전기 전도율을 갖는 전해액을 만들 수 있어 더욱 바람직하게 사용될 수 있다. In particular, among the carbonate-based organic solvents, ethylene carbonate and propylene carbonate, which are cyclic carbonates, are highly viscous organic solvents and have a high dielectric constant, so they can be used preferably because they dissociate lithium salts in the electrolyte well. When a low-viscosity, low-dielectric constant linear carbonate such as carbonate is mixed in an appropriate ratio, an electrolyte having a high electrical conductivity can be prepared, which can be more preferably used.

선택적으로, 본 발명에 따라 저장되는 전해액은 통상의 전해액에 포함되는 과충전 방지제 등과 같은 첨가제를 더 포함할 수 있다. Optionally, the electrolyte stored according to the present invention may further include additives such as an overcharge inhibitor included in a conventional electrolyte.

본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지는 양극과 음극 사이에 세퍼레이터를 배치하여 전극 조립체를 형성하고, 상기 전극 조립체를 예를 들어, 파우치, 원통형 전지 케이스 또는 각형 전지 케이스에 넣은 다음, 전해질을 주입하면 이차전지가 완성될 수 있다. 또는 상기 전극 조립체를 적층한 다음, 이를 전해액에 함침시키고, 얻어진 결과물을 전지 케이스에 넣어 밀봉하면 리튬 이차전지가 완성될 수 있다.A lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention forms an electrode assembly by arranging a separator between a positive electrode and a negative electrode, and places the electrode assembly in, for example, a pouch, a cylindrical battery case or a prismatic battery case, and then the electrolyte When injected, the secondary battery can be completed. Alternatively, a lithium secondary battery may be completed by stacking the electrode assembly, impregnating it with an electrolyte, and sealing the obtained result in a battery case.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 리튬 이차전지는 스택형, 권취형, 스택 앤 폴딩형 또는 케이블형일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the lithium secondary battery may be a stack type, a wound type, a stack and fold type, or a cable type.

본 발명에 따른 리튬 이차전지는 소형 디바이스의 전원으로 사용되는 전지셀에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 다수의 전지셀들을 포함하는 중대형 전지모듈에 단위전지로도 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 중대형 디바이스의 바람직한 예로는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 전력 저장용 시스템 등을 들 수 있으며, 특히 고출력이 요구되는 영역인 하이브리드 전기자동차 및 신재생 에너지 저장용 배터리 등에 유용하게 사용될 수 있다. The lithium secondary battery according to the present invention may not only be used in a battery cell used as a power source for a small device, but may also be preferably used as a unit cell in a medium or large-sized battery module including a plurality of battery cells. Preferred examples of the medium and large devices include electric vehicles, hybrid electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles, and power storage systems, and are particularly useful in areas requiring high output, such as hybrid electric vehicles and new and renewable energy storage batteries. can be used

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, to help the understanding of the present invention, examples will be described in detail. However, the embodiments according to the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following examples. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art.

실시예Example 1: One: 이중층double layer 구조의 structural 활물질층을active material layer 갖는 음극 및 리튬 이차전지의 제조 Preparation of negative electrode and lithium secondary battery having

<음극의 제조><Production of cathode>

음극 활물질로 평균 구형화도가 0.95인 천연 흑연, 도전재로 카본 블랙(carbon black), 바인더로 SBR, 및 증점제(CMC)를 94:1:3:2의 중량비로 용매인 물에 첨가하여, 제1 음극활물질 슬러리를 준비하였다. Natural graphite with an average sphericity of 0.95 as an anode active material, carbon black as a conductive material, SBR as a binder, and a thickener (CMC) were added to water as a solvent in a weight ratio of 94:1:3:2, 1 A negative active material slurry was prepared.

또한, 음극 활물질로 평균 구형화도가 0.9인 분체 형태로 흑연화된 인조 흑연, 도전재로 카본 블랙(carbon black), 바인더로 SBR, 및 증점제(CMC)를 94:1:3:2의 중량비로 용매인 물에 첨가하여, 제2 음극활물질 슬러리를 준비하였다.In addition, artificial graphite graphitized in powder form with an average sphericity of 0.9 as an anode active material, carbon black as a conductive material, SBR as a binder, and a thickener (CMC) in a weight ratio of 94:1:3:2 By adding it to water as a solvent, a second negative electrode active material slurry was prepared.

이때, 사용된 각 흑연의 평균 구형화도는 10,000개의 흑연 입자에 대한 구형화도를 FPIA3000(Malvern社)를 이용하여 측정한 후 그 평균값을 취하였다.At this time, the average sphericity of each graphite used was measured using FPIA3000 (Malvern) for the sphericity of 10,000 graphite particles, and then the average value was taken.

단일 슬롯 다이를 이용하여, 두께가 10㎛의 음극 집전체인 구리(Cu) 박막의 일면에 상기 제1 음극활물질 슬러리(천연 흑연 함유)를 100㎛의 두께로 코팅하고, 100℃에서 5분 동안 건조하여, 하부 코팅층을 형성하였다.Using a single slot die, the first negative electrode active material slurry (containing natural graphite) is coated on one surface of a copper (Cu) thin film having a thickness of 10 μm as an anode current collector to a thickness of 100 μm, and at 100° C. for 5 minutes and dried to form a lower coating layer.

이어서, 상기 하부 코팅층 위에 상기 제2 음극활물질 슬러리(인조 흑연 함유)를 하부 코팅층과 동일한 두께로 코팅하고, 100℃에서 5분 동안 건조하여, 상부 코팅층을 형성하였다.Then, the second negative active material slurry (containing artificial graphite) was coated on the lower coating layer to the same thickness as the lower coating layer, and dried at 100° C. for 5 minutes to form an upper coating layer.

이렇게 형성된 상부 및 하부 코팅층을 동시에 롤 프레싱(roll pressing) 방식으로 압연(압력: 10 MPa, 온도: 25℃)하여, 상/하부의 이중 활물질층을 구비한 음극을 제조하였다. 이때, 음극의 전체 로딩량은 6.0 mAh/cm2 이었다. The upper and lower coating layers thus formed were simultaneously rolled (pressure: 10 MPa, temperature: 25° C.) by a roll pressing method to prepare an anode having an upper/lower dual active material layer. At this time, the total loading amount of the negative electrode was 6.0 mAh/cm 2 .

<양극의 제조><Production of anode>

양극 활물질로서 Li(Ni0.5Mn0.3Co0.2)O2(NCM-523), 도전재로 카본블랙(carbon black) 및 바인더로 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF)를 94:4:2의 중량비로 용매인 N-메틸피롤리돈(NMP)에 첨가하여, 양극활물질 슬러리를 준비하였다. 상기 슬러리를 로딩량이 5.0 mAh/cm2가 되도록 두께 15㎛의 알루미늄 집전체의 일면에 코팅하고, 상기 음극과 동일한 조건으로 건조 및 압연을 수행하여 양극을 제조하였다. Li(Ni 0.5 Mn 0.3 Co 0.2 )O 2 (NCM-523) as a cathode active material, carbon black as a conductive material, and polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder in a weight ratio of 94:4:2 as a solvent Phosphorus was added to N-methylpyrrolidone (NMP) to prepare a cathode active material slurry. The slurry was coated on one side of an aluminum current collector having a thickness of 15 μm so that the loading amount was 5.0 mAh/cm 2 , and drying and rolling were performed under the same conditions as the negative electrode to prepare a positive electrode.

<리튬 이차전지의 제조><Manufacture of lithium secondary battery>

에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC) 및 디에틸 카보네이트(DEC)를 3:3:4(부피비)의 조성으로 혼합된 유기 용매에 LiPF6를 1.0M의 농도가 되도록 용해시켜 비수성 전해액을 제조하였다. In an organic solvent mixed with ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC) and diethyl carbonate (DEC) in a composition of 3:3:4 (volume ratio), LiPF 6 was dissolved to a concentration of 1.0M to obtain a non-aqueous electrolyte solution. prepared.

상기에서 제조된 양극과 음극 사이에 폴리올레핀 세퍼레이터를 개재시킨 후, 상기 전해액을 주입하여 리튬 이차전지를 제조하였다.After interposing the polyolefin separator between the positive electrode and the negative electrode prepared above, the electrolyte was injected to prepare a lithium secondary battery.

실시예Example 2: 2: 이중층double layer 구조의 structural 활물질층을active material layer 갖는 음극 및 리튬 이차전지의 제조 Preparation of negative electrode and lithium secondary battery having

<음극의 제조><Production of cathode>

음극 활물질로 평균 구형화도가 0.93인 천연 흑연, 도전재로 카본 블랙(carbon black), 바인더로 SBR, 및 증점제(CMC)를 94:1:3:2의 중량비로 용매인 물에 첨가하여, 제1 음극활물질 슬러리를 준비하였다.Natural graphite having an average sphericity of 0.93 as an anode active material, carbon black as a conductive material, SBR as a binder, and a thickener (CMC) were added to water as a solvent in a weight ratio of 94:1:3:2, 1 A negative active material slurry was prepared.

또한, 음극 활물질로 평균 구형화도가 0.89인 분체 형태로 흑연화된 인조 흑연, 도전재로 카본 블랙(carbon black), 바인더로 SBR, 및 증점제(CMC)를 94:1:3:2의 중량비로 용매인 물에 첨가하여, 제2 음극활물질 슬러리를 준비하였다.In addition, artificial graphite graphitized in powder form with an average sphericity of 0.89 as an anode active material, carbon black as a conductive material, SBR as a binder, and a thickener (CMC) in a weight ratio of 94:1:3:2 By adding it to water as a solvent, a second negative electrode active material slurry was prepared.

이때, 사용된 각 흑연의 평균 구형화도는 10,000개의 흑연 입자에 대한 구형화도를 FPIA3000(Malvern社)를 이용하여 측정한 후 그 평균값을 취하였다.At this time, the average sphericity of each graphite used was measured using FPIA3000 (Malvern) for the sphericity of 10,000 graphite particles, and then the average value was taken.

이중 슬롯 다이를 이용하여, 두께가 10㎛의 음극 집전체인 구리(Cu) 박막의 일면에 상기 제1 음극활물질 슬러리(천연 흑연 함유)는 하부에, 그리고 제2 음극활물질 슬러리(인조 흑연 함유)는 그 위에 위치하도록 하여 동시에 코팅하였으며, 각 코팅층의 두께는 100㎛ 였다. 형성된 2층의 코팅층을 100℃에서 5분 동안 건조한 후, 롤 프레스(roll press) 방식으로 압연(압력: 10 MPa, 온도: 25℃)하여, 상/하부의 이중 활물질층을 구비한 음극을 제조하였다. 이때, 음극의 전체 로딩량은 6.0 mAh/cm2 이었다. Using a double slot die, the first negative electrode active material slurry (containing natural graphite) is placed on one side of a copper (Cu) thin film having a thickness of 10 μm as the negative electrode current collector, and the second negative electrode active material slurry (containing artificial graphite) is at the bottom. was placed on it and coated at the same time, and the thickness of each coating layer was 100 μm. After drying the formed two-layer coating layer at 100° C. for 5 minutes, rolling (pressure: 10 MPa, temperature: 25° C.) in a roll press method to prepare a negative electrode having an upper/lower dual active material layer did. At this time, the total loading amount of the negative electrode was 6.0 mAh/cm 2 .

<양극의 제조><Production of anode>

실시예 1과 동일한 방법으로 양극을 제조하였다.A positive electrode was prepared in the same manner as in Example 1.

<리튬 이차전지의 제조><Manufacture of lithium secondary battery>

실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1.

비교예comparative example 1: 단일의 1: single 활물질층을active material layer 갖는 음극 및 리튬 이차전지의 제조 Preparation of negative electrode and lithium secondary battery having

<음극의 제조><Production of cathode>

음극 활물질로 평균 구형화도가 0.95인 천연 흑연, 도전재로 카본 블랙(carbon black), 바인더로 SBR, 및 증점제(CMC)를 94:1:3:2의 중량비로 용매인 물에 첨가하여, 음극 활물질 슬러리를 준비하였다. 두께가 10㎛의 음극 집전체인 구리(Cu) 박막의 일면에 상기 슬러리를 6.0mAh/cm2 의 로딩량으로 코팅하였다. 형성된 코팅층을 실시예 1과 동일한 조건으로 건조 및 압연하여 음극을 제조하였다. Natural graphite having an average sphericity of 0.95 as an anode active material, carbon black as a conductive material, SBR as a binder, and a thickener (CMC) were added to water as a solvent in a weight ratio of 94:1:3:2 to the anode, An active material slurry was prepared. The slurry was coated on one surface of a copper (Cu) thin film having a thickness of 10 μm, which is a negative electrode current collector, at a loading amount of 6.0 mAh/cm 2 . The formed coating layer was dried and rolled under the same conditions as in Example 1 to prepare a negative electrode.

<양극의 제조><Production of anode>

실시예 1과 동일한 방법으로 양극을 제조하였다.A positive electrode was prepared in the same manner as in Example 1.

<리튬 이차전지의 제조><Manufacture of lithium secondary battery>

실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1.

비교예comparative example 2: 2: 이중층double layer 구조의 structural 활물질층에on the active material layer 동일한 활물질을 포함하는 음극 및 리튬 이차전지의 제조 Preparation of negative electrode and lithium secondary battery containing the same active material

<음극의 제조><Production of cathode>

음극 활물질로 구형화도가 0.95인 천연 흑연, 도전재로 카본 블랙(carbon black), 바인더로 SBR, 및 증점제(CMC)를 94:1:3:2의 중량비로 용매인 물에 첨가하여, 음극 활물질 슬러리를 준비하였다. 이중 슬롯 다이를 이용하여, 두께가 10㎛의 음극 집전체인 구리(Cu) 박막의 일면에 상기 슬러리를 코팅, 건조 및 압연하여 상/하부의 이중 활물질층을 구비한 음극을 제조하였다. 이때, 각층의 코팅 두께, 건조 및 압연 조건은 실시예 2와 동일하였으며, 음극의 전체 로딩량은 6.0 mAh/cm2 이었다.Natural graphite having a sphericity of 0.95 as an anode active material, carbon black as a conductive material, SBR as a binder, and a thickener (CMC) were added to water as a solvent in a weight ratio of 94:1:3:2, and the anode active material A slurry was prepared. Using a double slot die, the slurry was coated, dried and rolled on one surface of a copper (Cu) thin film having a thickness of 10 μm as an anode current collector to prepare an anode having an upper/lower dual active material layer. At this time, the coating thickness of each layer, drying and rolling conditions were the same as in Example 2, and the total loading amount of the negative electrode was 6.0 mAh/cm 2 .

<양극의 제조><Production of anode>

실시예 1과 동일한 방법으로 양극을 제조하였다.A positive electrode was prepared in the same manner as in Example 1.

<리튬 이차전지의 제조><Manufacture of lithium secondary battery>

실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1.

비교예comparative example 3: 3: 이중층double layer 구조의 structural 활물질층active material layer 형성시에 각각 압연 공정을 거친 음극 및 리튬 이차전지의 제조 Manufacturing of negative electrode and lithium secondary battery that has undergone a rolling process at the time of formation

<음극의 제조><Production of cathode>

음극 활물질로 구형화도가 0.95인 천연 흑연, 도전재로 카본 블랙(carbon black), 바인더로 SBR, 및 증점제(CMC)를 94:1:3:2의 중량비로 용매인 물에 첨가하여, 음극 활물질 슬러리를 준비하였다. Natural graphite having a sphericity of 0.95 as an anode active material, carbon black as a conductive material, SBR as a binder, and a thickener (CMC) were added to water as a solvent in a weight ratio of 94:1:3:2, and the anode active material A slurry was prepared.

단일 슬롯 다이를 이용하여, 두께가 10㎛의 음극 집전체인 구리(Cu) 박막의 일면에 상기 슬러리를 로딩양이 3.0 mAh/cm2이 되도록 1차 코팅하고, 100℃에서 5분 동안 건조한 후, 공극률이 27%가 되도록 롤 프레스 방식으로 압연하여 하부 활물질층을 형성하였다. 그 위에 다시 상기 슬러리를 로딩양이 3.0 mAh/cm2이 되도록 2차 코팅하고, 100℃에서 5분 동안 건조한 후, 공극률이 27%가 되도록 롤 프레싱 방식으로 압연하여 상부 활물질층을 형성함으로써, 음극을 제조하였다. 이때, 음극의 전체 로딩량은 6.0 mAh/cm2 이었다.Using a single slot die, the slurry was first coated on one side of a copper (Cu) thin film as a negative current collector having a thickness of 10 μm so that the loading amount was 3.0 mAh/cm 2 , and dried at 100° C. for 5 minutes. , the lower active material layer was formed by rolling in a roll press method so that the porosity was 27%. On top of that, the slurry is coated again so that the loading amount is 3.0 mAh/cm 2 , dried at 100° C. for 5 minutes, and then rolled in a roll pressing method so that the porosity is 27%. By forming an upper active material layer, a negative electrode was prepared. At this time, the total loading amount of the negative electrode was 6.0 mAh/cm 2 .

<양극의 제조><Production of anode>

실시예 1과 동일한 방법으로 양극을 제조하였다.A positive electrode was prepared in the same manner as in Example 1.

<리튬 이차전지의 제조><Manufacture of lithium secondary battery>

실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1.

실험예Experimental example 1: 공극률의 측정 1: Measurement of porosity

실시예 1과 2, 비교예 1 내지 3에서 얻은 음극에 대해서 공극률을 다음과 같이 측정하였다. For the negative electrode obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3, the porosity was measured as follows.

먼저, 음극의 활물질층에 존재하는 바인더 및 도전재를 염색하고 음극의 단면을 SEM으로 촬영한 후, 단면 분석으로 통해 활물질, 바인더(및 도전재), 및 공극의 단면적 비율을 이미지 처리(image processing)을 통해 구하였다.First, the binder and the conductive material present in the active material layer of the negative electrode are dyed, the cross-section of the negative electrode is photographed by SEM, and the cross-sectional area ratio of the active material, the binder (and the conductive material), and the voids are image processed through cross-sectional analysis. ) was obtained through

구체적으로, 각 음극의 단면을 SEM으로 촬영한 후, 이로부터 얻은 이미지를 통해 음극 내부의 공극률 분포를 확인하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.Specifically, the cross section of each cathode was photographed by SEM, and the porosity distribution inside the anode was confirmed through the images obtained therefrom, and the results are shown in Table 1.

음극의 공극률(%)Porosity of cathode (%) 전체 평균
(이론치)
overall average
(theoretical value)
하부 활물질층 평균
(실제 측정)
Lower active material layer average
(actual measurement)
상부 활물질층 평균
(실제 측정)
Upper active material layer average
(actual measurement)
실시예 1Example 1 2727 22.122.1 30.230.2 실시예 2Example 2 2727 22.822.8 29.729.7 비교예 1Comparative Example 1 2727 27.427.4 27.127.1 비교예 2Comparative Example 2 2727 27.627.6 26.926.9 비교예 3Comparative Example 3 2727 19.119.1 27.227.2

추가로, 실시예 1에 따른 음극의 활물질층의 단면에 대한 SEM 이미지를 도 1a 및 도 1b에 도시하였다. 특히, 도 1b에서와 같이, 전극 표면에서 시작하여 집전체쪽으로 9층으로 세분하여 측정한 공극률을 표 2에 나타내었다.In addition, SEM images of the cross-section of the active material layer of the negative electrode according to Example 1 are shown in FIGS. 1A and 1B . In particular, as shown in FIG. 1B, the porosity measured by subdividing into 9 layers from the electrode surface toward the current collector is shown in Table 2.

상부 활물질층upper active material layer 하부 활물질층lower active material layer 1One 22 33 44 55 66 77 88 99 공극률
(%)
porosity
(%)
31.031.0 28.428.4 31.331.3 29.729.7 30.530.5 26.426.4 23.823.8 21.421.4 16.916.9

도 1 및 표 2로부터, 집전체에 가까운 하부 활물질층에 비해 전극 표면에 가까운 상부 활물질층의 공극률이 큰 것을 확인할 수 있다. 1 and Table 2, it can be seen that the porosity of the upper active material layer close to the electrode surface is large compared to the lower active material layer close to the current collector.

상기 표 1 및 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 실시예 1 및 2에 따라 제조된 음극은 상부 활물질층에 구형화도가 낮은 흑연 입자를 포함하고 하부 활물질층에는 구형화도가 높은 흑연 입자를 포함한 상태에서 1회의 압연 공정을 거침에 따라, 집전체에 가까운 하부 활물질층에 비해 전극 표면에 가까운 상부 활물질층의 공극률이 큰 것을 확인할 수 있다. 따라서, 전극 표면에서 내부로의 리튬 이온의 이동이 유리해져 이온 확산 속도를 향상시킬 수 있다.As can be seen in Tables 1 and 2, the negative electrodes prepared according to Examples 1 and 2 contained graphite particles having a low sphericity in the upper active material layer and graphite particles having a high sphericity in the lower active material layer. As the rolling process is performed once, it can be seen that the porosity of the upper active material layer close to the electrode surface is greater than that of the lower active material layer close to the current collector. Accordingly, the movement of lithium ions from the electrode surface to the inside is advantageous, and the ion diffusion rate can be improved.

한편, 비교예 1의 음극은 단일층으로 형성되어, 상하부를 나누어 측정한 공극률의 차이가 거의 없었고, 비교예 2의 음극은 상하부 활물질층 모두에 동일한 구형화도의 흑연 입자를 포함한 상태에서 1회의 압연 공정을 거쳐 제조된 것으로, 상하부 활물질층의 공극률 차이가 미비하여 수명 향상 효과가 적었다.On the other hand, the negative electrode of Comparative Example 1 was formed as a single layer, and there was little difference in the porosity measured by dividing the upper and lower parts, and the negative electrode of Comparative Example 2 was rolled once in a state including graphite particles of the same sphericity in both the upper and lower active material layers. It was manufactured through a process, and the difference in the porosity of the upper and lower active material layers was insignificant, so the lifespan improvement effect was small.

비교예 3의 음극은 상하부 활물질층 모두에 동일한 구형화도의 흑연 입자를 포함하면서 각 층마다 압연 공정을 거쳐 제조함에 따라, 상부 활물질층의 공극률을 하부 활물질층에 비해 높게 제어할 수는 있었지만, 1차 압연시에 하부 활물질층의 공극률을 이론치인 27%로 맞추었더라도 2차 압연시에 더욱 가압되어 하부 활물질층의 공극률이 20% 미만이 되었고, 이로 인해 하부 활물질층에서의 리튬 이온 확산 저항이 증가하여 수명이 오히려 악화되었다. 또한, 각 층마다 압연 공정을 수행하는 과정에서 하부 활물질층의 흑연 입자가 재차 압연되어 손상되는 문제가 있다.As the negative electrode of Comparative Example 3 was manufactured through a rolling process for each layer while including graphite particles of the same sphericity in both the upper and lower active material layers, the porosity of the upper active material layer was higher than that of the lower active material layer. Even when the porosity of the lower active material layer was adjusted to the theoretical value of 27% during the secondary rolling, the porosity of the lower active material layer was less than 20% due to further pressurization during the second rolling. As a result, life expectancy worsened. In addition, in the process of performing the rolling process for each layer, there is a problem in that the graphite particles of the lower active material layer are rolled again and damaged.

실험예Experimental example 2: 2: 충방전charging and discharging 사이클에 따른 용량(수명 특성) 평가 Capacity (life characteristics) evaluation according to cycle

실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 3의 리튬 이차전지를 25에서 0.5C로 150회 충방전을 실시하여 그 결과를 도 2에 나타내었다.The lithium secondary batteries of Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 3 were charged and discharged 150 times at 25 to 0.5C, and the results are shown in FIG. 2 .

도 2로부터, 실시예 1 내지 2에 따라 제조된 전지가 비교예 1 내지 3에 비해 충방전 횟수를 반복하여도 일정한 용량을 유지하고 있음을 확인할 수 있다.From FIG. 2 , it can be confirmed that the batteries manufactured according to Examples 1 and 2 maintain a constant capacity even after repeated charge/discharge times compared to Comparative Examples 1 to 3 .

Claims (11)

음극용 집전체; 및 상기 음극용 집전체의 적어도 일면에 위치된 이중층 구조의 활물질층을 포함하고,
상기 활물질층이 상기 음극용 집전체의 적어도 일면에 위치된 하부 활물질층, 및 상기 하부 활물질층의 상면에 위치된 상부 활물질층으로 이루어지고,
상기 상부 활물질층이 결정이 입자 내에서 랜덤하게 분포되어 있으며 0.91 이하의 구형화도를 갖는 흑연 입자를 포함하고,
상기 하부 활물질층이 0.91 초과의 구형화도를 갖는 흑연 입자를 포함하며,
상기 상부 활물질층의 공극률이 상기 하부 활물질층의 공극률 보다 큰 음극.
current collector for negative electrode; and an active material layer having a double-layer structure located on at least one surface of the current collector for the negative electrode,
The active material layer consists of a lower active material layer positioned on at least one surface of the current collector for the negative electrode, and an upper active material layer positioned on the upper surface of the lower active material layer,
The upper active material layer contains graphite particles in which crystals are randomly distributed in the particles and has a sphericity of 0.91 or less,
The lower active material layer comprises graphite particles having a sphericity of more than 0.91,
The negative electrode in which the porosity of the upper active material layer is greater than the porosity of the lower active material layer.
제1항에 있어서,
상기 상부 활물질층에 포함된 흑연 입자가 0.6 내지 0.91의 구형화도를 갖는 인조 흑연인 것을 특징으로 하는 음극.
According to claim 1,
The negative electrode, characterized in that the graphite particles contained in the upper active material layer is artificial graphite having a sphericity of 0.6 to 0.91.
제1항에 있어서,
상기 하부 활물질층에 포함된 흑연 입자가 0.91 초과 및 0.97 이하의 구형화도를 갖는 천연 흑연인 것을 특징으로 하는 음극.
According to claim 1,
The negative electrode, characterized in that the graphite particles included in the lower active material layer are natural graphite having a sphericity of greater than 0.91 and less than or equal to 0.97.
제1항에 있어서,
상기 상부 활물질층의 공극률이 하부 활물질층의 공극률보다 3 내지 10%의 범위로 큰 것을 특징으로 하는 음극.
According to claim 1,
The negative electrode, characterized in that the porosity of the upper active material layer is greater than the porosity of the lower active material layer in the range of 3 to 10%.
제4항에 있어서,
상기 상부 활물질층의 공극률이 25 내지 35%이고, 상기 하부 활물질층의 공극률이 20 내지 30%인 것을 특징으로 하는 음극.
5. The method of claim 4,
The negative electrode, characterized in that the porosity of the upper active material layer is 25 to 35%, and the porosity of the lower active material layer is 20 to 30%.
제1항에 있어서,
상기 상부 활물질층의 두께는 전체 활물질층 두께의 20% 이상인 것을 특징으로 하는 음극.
According to claim 1,
The thickness of the upper active material layer is an anode, characterized in that 20% or more of the total thickness of the active material layer.
음극용 집전체의 적어도 일면에 활물질층이 상부 활물질층 및 하부 활물질층의 이중층 구조로 형성되어 있는 음극의 제조방법으로서,
(i) 활물질로서 0.91 초과의 구형화도를 갖는 흑연 입자의 슬러리를 준비하고, 상기 슬러리를 음극용 집전체의 적어도 일면에 코팅 및 건조하여 하부 코팅층을 형성하는 단계;
(ii) 활물질로서 결정이 입자 내에서 랜덤하게 분포되어 있으며 0.91 이하의 구형화도를 갖는 흑연 입자의 슬러리를 준비하고, 상기 슬러리를 상기 하부 코팅층 상에 코팅 및 건조하여 상부 코팅층을 형성하는 단계; 및
(iii) 상기 상부 코팅층과 하부 코팅층을 동시에 압연하는 단계를 포함하는 음극의 제조방법.
A method of manufacturing a negative electrode in which an active material layer is formed on at least one surface of a current collector for a negative electrode in a double-layer structure of an upper active material layer and a lower active material layer,
(i) preparing a slurry of graphite particles having a sphericity of greater than 0.91 as an active material, and coating and drying the slurry on at least one surface of a current collector for a negative electrode to form a lower coating layer;
(ii) preparing a slurry of graphite particles in which crystals are randomly distributed in the particles as an active material and having a sphericity of 0.91 or less, and coating and drying the slurry on the lower coating layer to form an upper coating layer; and
(iii) a method of manufacturing a negative electrode comprising the step of simultaneously rolling the upper coating layer and the lower coating layer.
제7항에 있어서,
상기 하부 코팅층을 형성하는 단계(i)와 상기 상부 코팅층을 형성하는 단계(ii)가 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. The method of claim 7,
Method, characterized in that the step (i) of forming the lower coating layer and the step (ii) of forming the upper coating layer are performed simultaneously.
제7항에 있어서,
상기 상부 코팅층에 사용된 흑연 입자가 0.6 내지 0.91의 구형화도를 갖는 인조 흑연인 것을 특징으로 하는 방법.
8. The method of claim 7,
Method, characterized in that the graphite particles used in the upper coating layer is artificial graphite having a sphericity of 0.6 to 0.91.
제7항에 있어서,
상기 하부 코팅층에 사용된 흑연 입자가 0.91 초과 및 0.97 이하의 구형화도를 갖는 천연 흑연인 것을 특징으로 하는 방법.
8. The method of claim 7,
The method, characterized in that the graphite particles used in the lower coating layer are natural graphite having a sphericity of greater than 0.91 and less than or equal to 0.97.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 음극을 포함하는 리튬 이차전지.A lithium secondary battery comprising the negative electrode according to any one of claims 1 to 6.
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