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KR20000045100A - 고분자 전해질을 이용한 리튬이온 이차전지의제조방법 - Google Patents

고분자 전해질을 이용한 리튬이온 이차전지의제조방법 Download PDF

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KR20000045100A
KR20000045100A KR1019980061627A KR19980061627A KR20000045100A KR 20000045100 A KR20000045100 A KR 20000045100A KR 1019980061627 A KR1019980061627 A KR 1019980061627A KR 19980061627 A KR19980061627 A KR 19980061627A KR 20000045100 A KR20000045100 A KR 20000045100A
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최성수
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Abstract

본 발명은 고분자 전해질을 이용한 리튬이온 이차전지의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리튬 2차 전지의 제조방법에 있어서, 음극집전체의 양면에 탄소 또는 흑연을 일정한 두께로 코팅한 음극판, 제 1 고분자겔 전해질 복합체 필름, 양극집전체인의 양면에 리튬금속산화물을 일정한 두께로 코팅한 양극판 및 제 2 고분자겔전해질 복합체 필름 순으로 배열된 4장의 판을 원하는 길이로 감아서 얻어진 원형 또는 타원형의 전지 구성체를 압착하여 필름형태의 박형으로 형성시키는 고분자 전해질을 이용한 리튬이온 이차전지의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 고용량의 전지를 제조하기 위하여 여러개의 단전지를 제조하여 적층할 필요가 없이 전지 구성체의 길이와 넓이 및 감는 횟수의 조절로 단전지의 용량을 쉽게 조절할 수 있을 뿐아니라 형태를 자유로이 변형 시킬수 있는 장점이 있다.

Description

고분자 전해질을 이용한 리튬이온 이차전지의 제조방법
본 발명은 고분자 전해질을 이용한 리튬이온 이차 전지의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 고용량의 전지를 제조하기 위하여 여러개의 단전지를 제조하여 적층할 필요가 없이 전지 구성체의 길이와 넓이 및 감는 횟수의 조절로 단전지의 용량을 쉽게 조절할 수 있을 뿐아니라 형태를 자유로이 변형 시킬수 있는 고분자 전해질을 이용한 리튬이온 이차 전지의 제조방법에 관한 것이다.
최근 정보통신 산업의 발전에 의해 소형화, 경량화, 박형화, 휴대화가 가능하고, 에너지밀도가 높은 전지를 필요하게 되었다. 에너지 밀도가 높은 리튬 금속을 음극, 액체용매를 전해질로 사용한 리튬계 이차전지는 덴드라이트(dendrite) 현상으로 인해서 전지의 장수명화 및 안전성 확보에 어려움이 있어 왔다. 이러한 단점을 개선하기 위하여 리튬금속 대신에 리튬이온을 다량 흡수할 수 있는 결정성 또는 비결정성 탄소를 음극, 액체전해질 대신 고체 고분자 전해질나 유기용매와 염을 고분자에 혼합한 겔상의 고분자전해질 복합체로 구성한 것이 리튬이온 고분자 전지이다. 이는 누액이 없고, 고분자 특유의 특성을 이용하여 박형 등 전지의 형태를 다양하게 제조할 수 있으며, 기술의 개선에 따라 제조공정도 혁신적으로 단순화시킬 수 있는 가능성과 전지의 안전성 확보 관점에서도 많은 장점이 있다.
그런데 지금까지 리튬이온 전지제조에 사용되어온 고분자 전해질은 리튬염과 가소제로서 유기용매를 포함한 고분자 겔형과 유기용매를 포함하지 않은 완전 고상의 고분자 전해질로 크게 두가지 형태로 분류할 수 있다. 후자는 기계적 물성이 우수하지만 이온전도도가 떨어져 상온에서 사용할 수 없는 단점이 있고, 전자는 상온에서 유기용매에서 얻어지는 이온전도도와 비슷한 높은 이온 전도도를 나타내지만 기계적 물성이 떨어져 전지의 제조공정을 어렵게 하는 단점이 있다. 특히, 고분자 겔이 유동성이 있어 충방전시 전극의 저항을 증가시켜 전지의 수명이 떨어지는 단점이 나타나며, 또한 기계적 물성이 부족하여 고분자 겔 전해질을 필름상으로 만들기 어려워 전지의 조립공정을 어렵게 만드는 단점이 있다.
따라서, 일정한 크기의 용량을 갖는 단전지를 제조하는 공정을 어렵게 할 뿐 아니라 고용량의 전지를 제조할 때는 단전지를 여러장 적층하는 공정이 필수적으로 수반되는 단점이 있다. 예를들면, 폴리(비닐리덴 플루오라이드-코-헥사플루오로프로필렌)(poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene, 이하 "P(VdF-co-HFP)"이라 함)을 사용한 고분자 전해질 복합체 필름을 이용하여 리튬이온 고분자를 제조할 경우, 1) 미리 제조한 전극 시트(sheet) 두장 사이에 그물형태의 집전체(X-met)를 넣고 100℃ 이상의 온도를 유지하는 롤 압착기를 이용하여 전극을 압착에 의해 융착하여 제조하고, 2) 이렇게 집전체의 양면에 융착된 양극 및 음극 사이에 P(VdF-co-HFP) 필름을 삽입하여 샌드위치시킨 후, 롤 압착을 통해 가열하면서 융착시는 공정에 의해서 1개의 단전지를 제조한 다음, 3) 다공성을 형성하기 위해 전극 및 고분자 분리막제조 공정시 이미 함유된 디-부틸 프탈레이트(DBP)을 에테르 계통의 용매에 담구어 추출한 후, 4) 이를 진공오븐에서 철저히 건조시킨 다음, 5) 카보네이트계 혼합 유기용매로 구성된 액체전해질에 담구어 유기용매 전해질이 전극 및 고분자 분리막에 스며들도록 하여 전해질을 주입하는 공정을 통해 1개의 단전지가 완성된다. 이러한 공정을 통해 전지를 제조하는 경우는 여러 개의 단전지를 적층하는 불편함과 각 단전지에 탭을 용접하여 붙이는 공정이 부가적으로 수반되어 전지의 제조공정을 복잡하게 만들 뿐만 아니라 다양하게 요구되는 전지의 형태 및 용량 변화에 탄력적으로 대응할 수 없는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 전지의 제조 공정의 단점을 개선하여 용이하게 전지를 제조할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제조방법은 리튬 2차 전지의 제조방법에 있어서, 음극집전체의 양면에 탄소 또는 흑연을 일정한 두께로 코팅한 음극판, 제 1 고분자겔 전해질 복합체 필름, 양극집전체 양면에 리튬금속산화물을 일정한 두께로 코팅한 양극판 및 제 2 고분자겔전해질 복합체 필름 순으로 배열된 4장의 판을 원하는 길이로 감아서 얻어진 원형 또는 타원형의 전지 구성체를 압착하여 필름형태의 박형으로 형성시키는 것으로 이루어진다.
도 1은 본 발명에 따른 전지 조립을 위한 전지 구성체의 배열을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고분자 전해질 필름을 이용한 리튬이온 폴리머 전지의 제조공정도이다.
도 3은 본 발명의 방법에 따라 제조된 리튬이온 폴리머전지의 충방전 특성을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 방법에 따라 제조된 리튬이온 폴리머전지의 싸이클 수명을 나타낸 그래프이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1: 음극판 2: 음극 집전체
3: 제 1 고분자 전해질 필름 4: 양극판
5: 양극 집전체 6: 제 2 고분자 전해질 필름
11 및 13: 고분자 겔 복합전해질 필름 12: 양극
14: 음극 15 및 16: 고분자 겔 전해질
17: 윈더(winder) 18: 전극구성체의 압착공정
19: 박막형으로 압착된 전지 20: 탭 붙이기 공정
21: 플라스틱에 진공패킹된 전지
이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 음극집전체인 구리 포일(foil)(2)의 양면에 탄소 또는 흑연을 일정한 두께로 코팅한 음극판(1), 제 1 고분자겔 전해질 복합체 필름(3), 양극집전체인 알루미늄 호일(5) 양면에 리튬금속산화물을 일정한 두께로 코팅한 양극판(4) 및 제 2 고분자겔전해질 복합체 필름(6) 순으로 배열된 4장의 판을 일정한 길이로 감아서 얻어진 원형 또는 타원형의 전지 구성체를 압착하여 필름형태의 박형으로 제조하는 방법에 관한 것이다.
다시 말하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 보강제가 포함된 고분자 겔 복합전해질 필름(11), 양면 코팅된 양극 필름(12), 고분자 겔 복합전해질 필름(13), 양면 코팅된 음극 필름으로 구성된 전지구성체를 윈더(winder, 17)를 이용하여 원형 또는 타원형으로 감은 후, 이를 압착(18)하여 박형(19)으로 제조한 후, 텝(20)를 붙인 후 플라스틱 패킹봉투(21)에 넣어 진공으로 밀폐시켜 박형 리튬이온고분자 전지를 제조할 수 있다.
본 발명은 고용량의 전지를 제조하기 위하여 여러개의 단전지를 제조하여 적층할 필요가 없이 전지구성체의 길이와 넓이 및 감는 횟수의 조절로 단전지의 용량을 쉽게 조절할 수 있을 뿐만 아니라 형태를 자유로이 변형시킬 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 고분자 겔 복합전해질 필름 제조에 사용되는 고분자로서 폴리에틸렌옥사이드 및 이의 공중합체, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 및 이의 공중합체, 폴리(비닐리덴 플루오라이드) 및 이의 공중합체인 P(VdF-co-HFP), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 및 폴리비닐클로라이드(PVC) 등의 극성 고분자 단독 또는 2성분 이상 혼합물에 카보네이트계의 유기용매와 리튬염 및 퓸화(fumed) SiO2을 혼합하여 겔 조성물을 제조한 후, 이를 보강제로서 직조(woven) 또는 비직조(non-woven) 형태의 보강제에 함침 또는 코팅하여 필름상의 고분자 전해질 복합체를 쉽게 제조할 수 있다. 상기 고분자 화합물의 사용량은 상기 고분자 겔전해질 혼합물에 대하여 5∼30 중량%가 바람직하다. 또한, 상기 고분자 겔전해질 혼합물은 다공성 보강제에 최대한 함침 또는 코팅시키는데, 이러한 함침 또는 코팅량은 다공성 보강제의 두께 및 다공도에 따라 결정된다. 시판되는 보강제의 두께는 통상 20∼80㎛ 정도이나, 이 보다 더 얇은 보강제도 사용가능하며, 본 발명에는 얇으면 얇을 수록 작업성 측면에서 바람직하다.
이러한 복합체 고분자전해질 필름은 충분한 기계적 물성이 있어 전극사이의 단락을 방지하고, 양극/고분자전해질/음극의 샌드위치 형태로 라미네이션을 쉽게 하여 전지 조립공정을 크게 단순화시키는 장점이 있다.
본 발명에 사용되는 보강제로서는 전기화학적으로 안정하고 카보네이트계의 유기용매에 안정한 직조(woven) 또는 비직조(non-woven) 형태는 모두 가능하나 폴리에스터, 나이론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 천연 폴리펩티드 등의 유기계 고분자 뿐만 아니라 유리섬유 등의 무기계 고분자가 특히 좋다.
본 발명에 사용되는 유기용매는 액체 전해질로 사용이 가능한 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC) 등의 고리형 카보네아트계, 디에틸렌 카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DEC) 등의 선형 카보네이트계 또는 이들의 혼합물로 구성된다. 또한, 에테르계, 에스터계 등의 리튬염을 녹일 수 있고 전기화학적으로 안정한 유기용매는 모두 사용이 가능하다. 상기 카보네이트계의 유기용매의 사용량은 상기 고분자 겔전해질 혼합물에 대하여 60∼90중량%가 바람직하며, 60 중량% 미만이면 이온전도도가 떨어지고, 90 중량%를 초과하면 전극과의 계면 저항이 증가한다.
본 발명에 사용되는 염은 LiClO4, LiPF6, LiAsF6, 또는 Li(CF3SO2)2N 등의 리튬을 포함한 염은 모두 가능하다. 상기 리튬염의 사용량은 상기 고분자 겔전해질 혼합물에 대하여 2∼10중량%가 바람직하며, 2 중량% 미만이면 이온전도도가 떨어진다.
또한, 본 발명에서는 상기 고분자 겔전해질 혼합물에 대하여 퓸화(fumed) SiO2를 0.1∼2.0중량%로 첨가하여 유기용매가 고분자필름 밖으로 빠져나가지 않게하는 효과를 얻는다.
본 발명에서 제조한 고분자 전해질 조성물을 이용하여 리튬이온 전지의 제조에 사용되는 양극 재료는 LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4또는 이들의 리튬산화물에 Co, Ni, Mn를 첨가하여 LiNi1-xCoxO2같이 용량 및 수명을 개선시킨 것이 더욱 바람직하다. 또한 전기음성도와 원자량이 주기율표의 좌측상단과 우측상단의 원소들을 조합하는 것이 효과적이다. 이와 같은 화합물로서는 산화물, 황화물(sulfide), 셀렌화물(selenide), 할로겐화물(halide) 등이 가능하다.
음극용 재료는 리튬금속 뿐아니라 저결정 탄소와 고결정성 탄소가 모두 사용이 가능하다. 저결정성 탄소는 연화탄소(soft carbon) 및 경화탄소(Hard carbon) 이 포함된다. 고결정성 탄소에는 천연 흑연, 키시흑연 (Kish graphite), 열분해 탄소 (pyrolytic carbon), 액정 피치계 탄소섬유 (mesophase pitch based carbon fiber), 탄소 미소구체(Meso-carbon microbeads), 액정피치(Mesophase pitches), 석유와 석탄계 코크스(petroleum or coal tar pitch derived cokes) 등의 고온 소성탄소가 포함된다. 결정성 흑연을 사용하는 경우 본 발명에서는 전지의 장수명화를 위해 유전상수가 큰 에틸렌 카보네이트(EC)에 디에틸렌 카보네이트 (DEC) 또는 디메틸 카보네이트 (DMC)계를 혼합한 유기용매를 고분자의 가소제로 사용하는 것이 좋다. 고분자의 가소제로서의 유기용매는 고리형 카보네이트와 선형카보네이트 계의 유기용매를 혼합하여 탄소의 특성에 적합하도록 제조해야 한다. 특히, 탄소표면의 상태, 결정성, 전해액의 종류와 용매의 종류 및 이들의 특성을 고려하여 조합하는 것이 좋다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다. 단위 "%"는 특별한 언급이 없는한 "중량%"를 의미한다.
실시예 1
양극은 중량비로 LiCoO285%와 아세틸렌블랙과 흑연계 도전제인 스위스의 Timcal회사의 KS6를 5% 및 PVDF 10%를 엔메틸피롤리디돈(NMP)에 녹여 제조한 슬러지를 알루미늄 포일 위에 코팅한 후 건조한후 롤프레스를 이용하여 두께를 20∼30% 압착하여 제조하였다. 최종 두께는 80∼140μm로 제조하였다. 같은 방법으로 음극은 피치가 코팅된 메조-카본 마이크로비드(Meso-carbon microbeads)상의 흑연 95%와 PVDF 5%을 구리판 위에 코팅하여 제조한 후 롤 프레스를 사용하여 전극의 두께를 압착하였다.
고분자 전해질은 직포 또는 부직포 형태의 천연 폴리펩타이드계 고분자에 이온전도성 고분자 겔을 함침하여 제조하였다. 이 경우 고분자 겔은 PAN, EC, PC, LiClO4, 및 퓸화(fumed) SiO2를 중량비로 각각 15, 42, 42, 5 및 1로 구성된 혼합물을 120℃에서 가열하여 제조하였다. 여기에 사용된 PAN은 10,000∼1,000,000의 분자량 분포를 갖는 고분자를 적당히 혼합하여 사용하였으며, 이렇게 제조된 고분자 전해질 조성물의 두께는 25μm이였으며, 20℃에서 2.3×10-3S/cm의 이온전도도와 리튬 전극에 대해 1.0∼4.5V 까지 안정하였다.
전지는 상기와 같이 제조한 고분자 전해질 막, 양극, 고분자 전해질 막, 음극을 사용하여 도 1에 나타낸 것 같이 배열하여 직경이 3cm, 폭이 5cm 의 원통형으로 감은 후 압착하여 3cm×5cm의 박형의 카드 형태로 제조한 후 알루미늄에 고분자가 코팅된 봉투 형태의 4중지를 사용하여 진공 패킹하였다. 전지의 특성을 2.8V와 4.2V 사이에서 1mA/cm2의 일정전류를 가하면서 충방전 특성을 조사한 결과, 도 3 및 4에 도시한 바와 같이 상온에서 충방전용량이 100mAh 이상으로 전극 활물질 기준으로 95% 이상의 이용율을 나타냈으며, 초기의 충방전 효율은 99% 이상, 수명은 500회 이상 유지 하였다.
실시예 2
실시예 1에서 제조한 전지에 사용된 고분자 전해질의 제조과정과 동일하고, 다만 직포 또는 부직포의 재료로 폴리에틸렌 섬유를 사용한 경우, 1.3 x10-3S/cm의 이온전도도와 리튬 전극에 대해 1.0∼4.6V 까지 안정하였다. 이것을 사용하여 전지를 제조한 결과, 충방전용량이 100mAh 이상으로 전극 활물질 기준으로 95% 이상의 이용율을 나타냈으며, 초기의 충방전 효율은 99% 이상, 수명은 500회 이상 유지 하였다.
실시예 3
실시예 1에서 제조한 전지에 사용된 고분자 전해질의 제조과정과 동일하고, 다만 직포 또는 부직포의 재료로 폴리프로필렌 섬유를 사용한 경우 1.5×10-3S/cm의 이온전도도와 리튬 전극에 대해 1.0∼4.7V 까지 안정하였다. 이것을 사용하여 전지를 제조한 결과, 충방전용량이 100mAh 이상으로 전극 활물질 기준으로 95% 이상의 이용율을 나타냈으며, 초기의 충방전 효율은 99% 이상, 수명은 500회 이상 유지 하였다.
실시예 4
실시예 1에서 제조한 전지에 사용된 고분자 전해질의 제조과정과 동일하고, 다만 직포 또는 부직포의 재료로 폴리펍타이드 섬유를 사용한 경우 2.3×10-3S/cm의 이온전도도와 리튬 전극에 대해 1.0∼4.5V 까지 안정하였다. 이것을 사용하여 전지를 제조한 결과, 충방전용량이 100mAh 이상으로 전극 활물질 기준으로 95% 이상의 이용율을 나타냈으며, 초기의 충방전 효율은 99% 이상, 수명은 500회 이상 유지 하였다.
실시예 5
실시예 1과 모든 과정이 동일하고, 다만 고분자 겔을 사용시 PC 대신 DEC을 사용한 경우 5.3×10-3S/cm의 이온전도도와 리튬 전극에 대해 1.0∼4.5V 까지 안정하였다. 이것을 사용하여 전지를 제조한 결과, 충방전용량이 100mAh 이상으로 전극 활물질 기준으로 95% 이상의 이용율을 나타냈으며, 초기의 충방전 효율은 99% 이상, 수명은 500회 이상 유지 하였다.
실시예 6
실시예 1과 모든 과정이 동일하고 다만 고분자 겔을 사용시 사용된 PAN 에 PVdF 공중합체(2801)을 3∼5% 첨가한 경우에도 3.3×10-3S/cm의 이온전도도와 리튬 전극에 대해 1.0∼4.5V 까지 안정하였다. 이것을 사용하여 전지를 제조한 결과, 충방전용량이 100mAh 이상으로 전극 활물질 기준으로 95% 이상의 이용율을 나타냈으며, 초기의 충방전 효율은 99% 이상, 수명은 500회 이상 유지 하였다.
실시예 7
실시예 1과 모든 과정이 동일하고, 다만 고분자 겔을 제조시 사용된 PAN 대신에 PVdF 공중합체(2801)을 3∼5% 첨가한 경우에도 3.2×10-3S/cm의 이온전도도와 리튬 전극에 대해 1.0∼4.5V 까지 안정하였다. 이것을 사용하여 전지를 제조한 결과, 충방전용량이 100mAh 이상으로 전극 활물질 기준으로 95% 이상의 이용율을 나타냈으며, 초기의 충방전 효율은 99% 이상, 수명은 500회 이상 유지 하였다.
실시예 8
실시예 1과 모든 과정이 동일하고, 다만 고분자 겔을 제조시 사용된 PAN 대신에 PMMA를 사용한 경우에도 3.2×10-3S/cm의 이온전도도와 리튬 전극에 대해 1.0 ∼4.5V까지 안정하였다. 이것을 사용하여 전지를 제조한 결과, 충방전용량이 100mAh 이상으로 전극 활물질 기준으로 95% 이상의 이용율을 나타냈으며, 초기의 충방전 효율은 99% 이상, 수명은 500회 이상 유지 하였다.
실시에 9
실시예 1과 모든 과정이 동일하고 다만 고분자 겔을 제조시 사용된 PAN 에 PMMA를 3∼5% 첨가하여 사용한 경우 5.2×10-3S/cm의 이온전도도와 리튬 전극에 대해 1.0∼4.5V까지 안정하였다. 이것을 사용하여 전지를 제조한 결과, 충방전용량이 100mAh 이상으로 전극 활물질 기준으로 95% 이상의 이용율을 나타냈으며, 초기의 충방전 효율은 99% 이상, 수명은 500회 이상 유지 하였다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 방법은 고용량의 전지를 제조하기 위하여 여러개의 단전지를 제조하여 적층할 필요가 없이 전지 구성체의 길이와 넓이 및 감는 횟수의 조절로 단전지의 용량을 쉽게 조절할 수 있을 뿐만 아니라 형태를 자유로이 변형 시킬수 있는 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 리튬 2차 전지의 제조방법에 있어서, 음극집전체에 리튬 또는 양면에 탄소계활물질을 일정한 두께로 코팅한 음극판, 제 1 고분자겔 전해질 복합체 필름, 양극집전체인의 양면에 리튬금속산화물을 일정한 두께로 코팅한 양극판 및 제 2 고분자겔전해질 복합체 필름 순으로 배열된 4장의 판을 원하는 길이로 감아서 얻어진 원형 또는 타원형의 전지 구성체를 압착하여 필름형태의 박형으로 형성시키는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질을 이용한 리튬이온 이차전지의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 고분자겔 전해질 복합체 필름이 고분자화합물 5∼30중량%, 카보네이트계 유기용매 60∼90중량%, 리튬염 2∼10중량% 및 퓸화 SiO20.1∼2.0중량%를 혼합하여 겔 조성물을 제조한 후, 이를 직조 또는 비직조 형태의 보강제에 함침 또는 코팅시켜 제조됨을 특징으로 하는 고분자 전해질을 이용한 리튬이온 이차전지의 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 고분자 화합물이 폴리에틸렌옥사이드 및 이의 공중합체, 폴리프로필렌옥사이드 및 이의 공중합체, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 및 이의 공중합체, 폴리(비닐리덴 플루라이드) 및 이의 공중합체인 P(VdF-co-HFP), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 및 폴리비닐클로라이드(PVC)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 혼합물로 구성됨을 특징으로 하는 고분자 전해질을 이용한 리튬이온 이차전지의 제조방법.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 보강제가 폴리에스터, 나이론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 천연 폴리펩티드, 또는 유리섬유의 직조(woven) 또는 비직조(non-woven) 형태임을 특징으로 하는 고분자 전해질을 이용한 리튬이온 이차전지의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 카보네이트계의 유기용매가 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 디에틸렌 카보네이트(DEC) 및 디메틸카보네이트(DEC)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상임을 특징으로 하는 고분자 전해질을 이용한 리튬이온 이차전지의 제조방법.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100833808B1 (ko) * 2000-11-21 2008-05-30 소니 가부시끼 가이샤 폴리머 전해질 전지 및 그 제조 방법
KR100903180B1 (ko) * 2006-05-22 2009-06-17 주식회사 엘지화학 리튬이온 폴리머 전지용 분리막의 코팅량 조절방법
WO2014092473A1 (ko) * 2012-12-12 2014-06-19 주식회사 엘지화학 이차전지용 전극, 그를 포함하는 이차전지 및 케이블형 이차전지
KR101432915B1 (ko) * 2013-01-04 2014-08-22 한양대학교 산학협력단 개질된 리튬 금속 전극, 그 제조방법 및 이를 이용한 리튬금속전지
US9214672B2 (en) 2012-12-12 2015-12-15 Lg Chem, Ltd. Electrode for secondary battery, secondary battery and cable-type secondary battery comprising the same
KR20160051609A (ko) * 2014-10-31 2016-05-11 주식회사 엘지화학 리튬 이차 전지 및 이의 제조 방법
US9590241B2 (en) 2012-12-12 2017-03-07 Lg Chem, Ltd. Electrode for secondary battery, secondary battery and cable-type secondary battery comprising the same
WO2024205175A1 (ko) * 2023-03-26 2024-10-03 삼성에스디아이주식회사 고분자 전해질을 포함하는 전극 구조체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬전지

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100833808B1 (ko) * 2000-11-21 2008-05-30 소니 가부시끼 가이샤 폴리머 전해질 전지 및 그 제조 방법
KR100903180B1 (ko) * 2006-05-22 2009-06-17 주식회사 엘지화학 리튬이온 폴리머 전지용 분리막의 코팅량 조절방법
WO2014092473A1 (ko) * 2012-12-12 2014-06-19 주식회사 엘지화학 이차전지용 전극, 그를 포함하는 이차전지 및 케이블형 이차전지
US9214672B2 (en) 2012-12-12 2015-12-15 Lg Chem, Ltd. Electrode for secondary battery, secondary battery and cable-type secondary battery comprising the same
US9590241B2 (en) 2012-12-12 2017-03-07 Lg Chem, Ltd. Electrode for secondary battery, secondary battery and cable-type secondary battery comprising the same
US10050311B2 (en) 2012-12-12 2018-08-14 Lg Chem, Ltd. Electrode for secondary battery, secondary battery and cable-type secondary battery comprising the same
KR101432915B1 (ko) * 2013-01-04 2014-08-22 한양대학교 산학협력단 개질된 리튬 금속 전극, 그 제조방법 및 이를 이용한 리튬금속전지
KR20160051609A (ko) * 2014-10-31 2016-05-11 주식회사 엘지화학 리튬 이차 전지 및 이의 제조 방법
WO2024205175A1 (ko) * 2023-03-26 2024-10-03 삼성에스디아이주식회사 고분자 전해질을 포함하는 전극 구조체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬전지

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