KR20220001085A - Secondary battery, a secondary battery module including the same and a device including the same - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a secondary battery, a battery module including the same, and a device, wherein the secondary battery includes a jelly roll in which a first electrode assembly including at least one first unit cell and a second electrode assembly including at least one second unit cell are stacked, the first electrode assembly is positioned in the outermost layer of the jelly roll, the second electrode assembly is positioned inside the outermost layer, the first unit cell includes a first negative electrode mixture, the second unit cell includes a second negative electrode mixture, the first negative electrode mixture includes a graphite-based negative electrode active material, and the second negative electrode mixture includes a negative electrode active material containing a silicon-based material.

Description

이차 전지, 이를 포함하는 이차 전지 모듈 및 디바이스{SECONDARY BATTERY, A SECONDARY BATTERY MODULE INCLUDING THE SAME AND A DEVICE INCLUDING THE SAME}Secondary battery, secondary battery module and device including the same

본 발명은 이차 전지, 이를 포함하는 이차 전지 모듈 및 디바이스에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, a secondary battery module and a device including the same.

최근 EV의 주행거리 향상을 위해 고에너지 밀도 셀에 대한 수요가 늘고 있는 상황이며, 이를 위해 고에너지 음극에 대한 연구/개발이 활발히 이루어지고 있다. 특히 규소계 물질(실리콘 옥사이드와 카본혼합물)은 30,000 mA/g의 고용량을 낼 수 있기 때문에 고에너지 밀도 셀의 음극재로서 주목을 받고 있다.Recently, the demand for high-energy-density cells is increasing to improve the mileage of EVs. In particular, silicon-based materials (a mixture of silicon oxide and carbon) are attracting attention as anode materials for high-energy-density cells because they can produce a high capacity of 30,000 mA/g.

그러나 규소계 물질은 충/방전 시 과도한 부피 팽창이 발생하여 최외각 음극의 탈리 및 외관의 뒤틀림을 발생시키며 이러한 현상은 셀의 두께를 증가시켜 셀의 부피 당 에너지 밀도를 향상시키는데 장애물이 되고 있다.However, the silicon-based material causes excessive volume expansion during charging/discharging, which causes detachment of the outermost anode and distortion of the appearance.

또한, 복수로 적층된 전극을 포함하는 셀에서 최외각에 위치하는 전극의 경우 전극의 한 쪽 면만 충/방전이 이루어지기 때문에 규소계 활물질의 충/방전 시 부피팽창으로 최외각에 위치하는 전극이 휘어져 전극의 탈리가 심해지는 문제가 발생하고 있다.In addition, in the case of an outermost electrode in a cell including a plurality of stacked electrodes, since charging/discharging is performed on only one side of the electrode, the electrode positioned at the outermost portion is increased due to volume expansion during charging/discharging of the silicon-based active material. There is a problem in that the electrode is bent and detached from the electrode.

본 발명의 목적은 부피 팽창이 제어된 특정 흑연계 활물질을 사용함으로써, 충/방전시 규소계 활물질의 팽창으로 인해 발생하는 셀의 최외각 전극 탈리 문제와 셀 뒤틀림 현상을 개선하는 것이다.An object of the present invention is to improve the problem of cell distortion and the detachment of the outermost electrode of the cell caused by the expansion of the silicon-based active material during charging/discharging by using a specific graphite-based active material with controlled volume expansion.

또한, 규소계 활물질의 부피팽창으로 인해 발생하는 셀 뒤틀림을 억제하는 동시에 바인더 함량을 제어하여 셀 저항 증가를 방지하는 것이다.In addition, the cell resistance is prevented from increasing by controlling the binder content while suppressing cell distortion caused by volume expansion of the silicon-based active material.

또한, 셀의 전극 두께 및 단위셀의 개수를 제어함으로써, 셀의 최외각 전극 탈리를 억제하는 동시에 셀 단위 부피당 에너지밀도를 개선하는 것이다.In addition, by controlling the electrode thickness of the cell and the number of unit cells, it is to suppress detachment of the outermost electrode of the cell and to improve the energy density per unit volume of the cell.

본 발명의 일 구현예는 적어도 1 이상의 제1 단위셀을 포함하는 제1 전극조립체;와 적어도 1 이상의 제2 단위셀을 포함하는 제2 전극조립체;가 적층된 젤리롤을 포함하고, 상기 제1 전극조립체는 젤리롤의 최외각 층에 위치하며 상기 제2 전극조립체는 상기 최외각 층의 내측에 위치하고, 상기 제1 단위셀은 제1 음극합제를 포함하며 제2 단위셀은 제2 음극합제를 포함하고, 상기 제1 음극합제는 흑연계 음극 활물질을 포함하며 상기 제2 음극합제는 규소계 물질을 함유하는 음극 활물질을 포함하는, 이차 전지를 제공한다. An embodiment of the present invention includes a jelly roll in which a first electrode assembly including at least one first unit cell; and a second electrode assembly including at least one or more second unit cells; The electrode assembly is located in the outermost layer of the jelly roll, the second electrode assembly is located inside the outermost layer, the first unit cell includes a first negative electrode mixture, and the second unit cell contains a second negative electrode mixture. Including, wherein the first negative electrode mixture includes a graphite-based negative active material, and the second negative electrode mixture includes a negative electrode active material containing a silicon-based material, to provide a secondary battery.

상기 제1 음극합제의 흑연계 음극 활물질은, 인조흑연 및 천연흑연을 함유하고, 상기 인조흑연의 함량이 천연흑연의 함량과 동일하거나 더 높을 수 있다. The graphite-based negative active material of the first negative electrode mixture contains artificial graphite and natural graphite, and the content of the artificial graphite may be the same as or higher than that of the natural graphite.

상기 제2 음극합제의 음극 활물질은, 총 중량에 대하여 규소계 물질 0.1 내지 35 중량% 및 흑연계 물질 65 내지 99.9 중량%를 포함할 수 있다.The negative active material of the second negative electrode mixture may include 0.1 to 35% by weight of a silicon-based material and 65 to 99.9% by weight of a graphite-based material, based on the total weight.

상기 제1 음극합제는 고형분 총 중량에 대하여, 제1 바인더를 2.5 내지 6 중량% 포함할 수 있다.The first negative electrode mixture may include 2.5 to 6% by weight of the first binder based on the total weight of the solid content.

상기 제1 바인더는 상기 제1 음극합제 고형분 총 중량에 대하여, 증점제 1 내지 3 중량% 및 바인더 1.5 내지 3 중량% 포함할 수 있다.The first binder may include 1 to 3% by weight of a thickener and 1.5 to 3% by weight of the binder, based on the total weight of the solid content of the first negative electrode mixture.

상기 젤리롤은 스택형, 라미네이션/스택형 또는 스택/폴딩형 젤리롤일 수 있다.The jelly roll may be a stack type, a lamination/stack type, or a stack/folding type jelly roll.

상기 이차 전지는 충전 전(출하 상태, SOC30)의 두께에 대한 충전 후(SOC100)의 두께의 증가율이 3.5% 이하일 수 있다.In the secondary battery, an increase rate of the thickness after charging (SOC100) with respect to the thickness before charging (shipment state, SOC30) may be 3.5% or less.

상기 제1 단위셀의 개수는 제1 단위셀 및 제2 단위셀 총 개수에 대해 3.9 내지 10.5%일 수 있다.The number of the first unit cells may be 3.9 to 10.5% of the total number of the first unit cells and the second unit cells.

다른 일 구현예는 상기 이차 전지를 단위 전지로 포함하는 전지 모듈을 제공한다.Another embodiment provides a battery module including the secondary battery as a unit battery.

또 다른 일 구현예는 상기 전지 모듈을 전원으로 포함하는 디바이스를 제공한다.Another embodiment provides a device including the battery module as a power source.

셀의 최외각 전극에서 비대칭적으로 발생하는 규소계 활물질의 부피 팽창으로 인한 최외각 탈리 현상을 개선할 수 있다. It is possible to improve the outermost desorption phenomenon due to volume expansion of the silicon-based active material asymmetrically occurring in the outermost electrode of the cell.

또한 규소계 활물질의 부피팽창으로 인해 발생하는 셀 뒤틀림을 물리적으로 제어할 수 있다.In addition, cell distortion caused by volume expansion of the silicon-based active material can be physically controlled.

도 1은 종래기술에 의한 충방전 전/후의 젤리롤의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 의한 충방전 전/후의 젤리롤의 모식도이다.
도 3은 실시예 1 및 비교예 1~3에 의해 제조된 이차 전지의 만충전시 최외각 전극 탈리 여부를 평가한 사진이다.
1 is a schematic diagram of a jelly roll before/after charging and discharging according to the prior art.
2 is a schematic diagram of a jelly roll before/after charging and discharging according to an embodiment of the present invention.
3 is a photograph evaluating whether or not the outermost electrode is detached when the secondary batteries prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 are fully charged.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. With reference to the accompanying drawings will be described in detail for the implementation of the present invention. Irrespective of the drawings, like reference numbers refer to like elements, and "and/or" includes each and every combination of one or more of the recited items.

다른 정의가 없다면 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 명세서 전체에서 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. 또한 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used with meanings commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In the entire specification, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated. The singular also includes the plural, unless the phrase specifically states otherwise.

본 명세서에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 “위에” 또는 “상에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 “바로 위에” 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.In this specification, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is “on” or “on” another part, this includes not only the case where it is “directly on” the other part, but also the case where there is another part in between. do.

본 명세서에서 단위셀은 양극, 분리막 및 음극을 적층하여 제조한 것이고, 전극조립체는 적어도 하나 이상의 단위셀을 적층하여 제조한 것이며, 젤리롤은 적어도 하나 이상의 전극조립체를 적층하여 제조하는 것을 의미한다. In the present specification, a unit cell is manufactured by stacking a positive electrode, a separator, and a negative electrode, an electrode assembly is manufactured by stacking at least one unit cell, and a jelly roll means manufactured by stacking at least one or more electrode assemblies.

본 발명의 일 구현예는 적어도 1 이상의 제1 단위셀을 포함하는 제1 전극조립체;와 적어도 1 이상의 제2 단위셀을 포함하는 제2 전극조립체;가 적층된 젤리롤을 포함하고, 상기 제1 전극조립체는 젤리롤의 최외각 층에 위치하며 상기 제2 전극조립체는 상기 최외각 층의 내측에 위치하고, 상기 제1 단위셀은 제1 음극합제를 포함하며 제2 단위셀은 제2 음극합제를 포함하고, 상기 제1 음극합제는 흑연계 음극 활물질을 포함하며 상기 제2 음극합제는 규소계 물질을 함유하는 음극 활물질을 포함하는 이차 전지를 제공한다.An embodiment of the present invention includes a jelly roll in which a first electrode assembly including at least one first unit cell; and a second electrode assembly including at least one or more second unit cells; The electrode assembly is located in the outermost layer of the jelly roll, the second electrode assembly is located inside the outermost layer, the first unit cell includes a first negative electrode mixture, and the second unit cell contains a second negative electrode mixture. and, wherein the first negative electrode mixture includes a graphite-based negative electrode active material, and the second negative electrode mixture includes a negative electrode active material containing a silicon-based material.

규소계 물질은 고에너지밀도 셀의 음극 활물질로 사용되나, 충/방전시 과도한 부피 팽창이 발생하여 최외각 음극의 탈리 및 외관의 뒤틀림을 발생시키고 이러한 현상은 셀의 두께 증가로 이어져 셀의 부피당 에너지밀도가 되려 감소되는 문제가 있다. 특히 젤리롤의 최외각 전극조립체의 경우, 전극의 한쪽 면(젤리롤의 내측을 바라보는 전극)만 충/방전이 이루어져 충/방전 시 부피팽창이 큰 규소계 물질을 사용할 때 전극조립체가 비대칭적으로 팽창하고, 한 방향으로 휘어져 전극 활물질이 탈리되는 현상이 발생된다. 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서 젤리롤의 최외각 층에 부피팽창이 크지 않은 흑연계 활물질을 함유하는 제1 단위셀을 적층하고, 최외각 층의 내측(젤리롤의 중간층)에 규소계 물질을 함유하는 음극 활물질을 포함하는 제2 단위셀을 적층함으로써, 고에너지밀도를 달성하는 동시에 최외각 전극활물질 탈리 문제와 셀 뒤틀림 현상을 획기적으로 개선할 수 있다.Silicon-based materials are used as anode active materials for high-energy-density cells, but excessive volume expansion occurs during charging/discharging, causing detachment of the outermost anode and distortion of appearance. There is a problem that the density is reduced again. In particular, in the case of the outermost electrode assembly of the jelly roll, only one side of the electrode (the electrode facing the inside of the jelly roll) is charged/discharged, so when a silicon-based material with a large volume expansion during charging/discharging is used, the electrode assembly is asymmetrical. It expands and bends in one direction, causing a phenomenon in which the electrode active material is detached. In the present invention, in order to solve this problem, a first unit cell containing a graphite-based active material having low volume expansion is laminated on the outermost layer of the jelly roll, and a silicon-based layer is placed inside the outermost layer (intermediate layer of the jelly roll). By stacking the second unit cell including the anode active material containing the material, it is possible to achieve high energy density while remarkably improving the problem of detachment of the outermost electrode active material and cell distortion.

또한, 상기 제1 전극조립체를 최외각 층에 적층하여 제1 단위셀이 제2 단위셀의 상부와 하부에 적층되는 구성을 도입함에 따라 규소계 물질의 부피 팽창에 의해 제2 단위셀이 팽창하더라도 최외각 상/하부에 적층되어 있는 제1 단위셀의 물리적 압력에 의해 규소계 물질의 Z축(두께방향)으로의 부피팽창이 균일하게 억제된다.In addition, even if the second unit cell expands due to volume expansion of the silicon-based material as the first unit cell is stacked on the upper and lower portions of the second unit cell by stacking the first electrode assembly on the outermost layer The volume expansion in the Z-axis (thickness direction) of the silicon-based material is uniformly suppressed by the physical pressure of the first unit cell stacked on the top/bottom of the outermost shell.

본 발명의 일 구현예에 따른 이차 전지는, 상술한 바와 같이 상대적으로 부피 팽창이 적은 제1 전극조립체를 젤리롤의 최외각 층(상부 최외각 층과 하부 최외각 층)에 위치시키고, 부피 팽창이 큰 제2 전극조립체를 젤리롤의 내측에 위치시킴으로써 최외각 전극의 탈리 현상을 개선하고, 셀 에너지밀도를 향상시킬 수 있다.In the secondary battery according to an embodiment of the present invention, as described above, the first electrode assembly having relatively little volume expansion is placed in the outermost layer (the upper outermost layer and the lower outermost layer) of the jelly roll, and the volume is expanded By locating this large second electrode assembly inside the jelly roll, the detachment of the outermost electrode can be improved, and the cell energy density can be improved.

상기 제1 전극조립체는 적어도 1 이상의 제1 단위셀을 포함하고, 1~3개, 좋게는 1~2개, 더 좋게는 1개의 제1 단위셀을 포함하는 것일 수 있다. 또한, 상기 제2 전극조립체는 적어도 1 이상의 제2 단위셀을 포함하고, 예를 들어 31~50개, 좋게는 33~50개, 더 좋게는 33~48개의 제2 단위셀을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 단위셀은 제1 및 제2 단위셀 총 개수에 대하여, 3.9~10.5%, 좋게는 4.2~10% 또는 4.5~6.5%, 더 좋게는 4.5~6.0% 또는 4.5~5.3%에 해당되도록 적층할 수 있다. The first electrode assembly may include at least one or more first unit cells, and may include 1 to 3, preferably 1 to 2, more preferably 1 first unit cells. In addition, the second electrode assembly may include at least one or more second unit cells, for example, 31 to 50, preferably 33 to 50, more preferably 33 to 48 second unit cells. . In addition, the first unit cell is 3.9 to 10.5%, preferably 4.2 to 10% or 4.5 to 6.5%, more preferably 4.5 to 6.0% or 4.5 to 5.3% with respect to the total number of the first and second unit cells. It can be stacked as appropriate.

단위셀의 총 개수가 과도하게 적으면 최외각 전극 탈리 억제로 인한 두께 감소 효과 대비 제1 단위셀에 흑연계 물질을 전량 활물질로 사용함에 따른 용량 손실이 더 크다. 반면에, 단위셀의 개수를 과다하게 증가시키는 경우 셀이 두꺼워져서 제조공정상 취급이 용이하지 않을 수 있다.When the total number of unit cells is excessively small, the capacity loss due to the use of the entire amount of the graphite-based material as the active material in the first unit cell is greater compared to the thickness reduction effect due to suppression of detachment of the outermost electrode. On the other hand, if the number of unit cells is excessively increased, the cells may become thick and handling may not be easy in the manufacturing process.

한편, 상기 제1 단위셀 및 제2 단위셀은, 각각 동일 극성의 전극이 단위셀의 양단에 위치하는 구조의 바이셀(양극-분리막-음극-분리막-양극, 음극-분리막-양극-분리막-음극)일 수 있고, 또는 모노셀(양극-분리막-음극)일 수 있다. 한편, 상기 바이셀과 모노셀은 하나의 예시이며 많은 적층 수의 바이셀들과 모노셀들도 가능하므로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.On the other hand, the first unit cell and the second unit cell are bi-cells (anode-separator-cathode-separator-positive electrode, cathode-separator-positive electrode-separator- negative electrode), or may be a monocell (anode-separator-cathode). On the other hand, the bicell and monocell are examples, and since a large number of bicells and monocells are possible, the present invention is not limited thereto.

상기 제1 단위셀은 흑연계 음극 활물질을 함유하는 제1 음극합제를 포함하는데, 이때 상기 흑연계 음극 활물질은 인조흑연 및 천연흑연을 동시에 함유하고, 상기 인조흑연의 함량이 천연흑연의 함량과 동일하거나 또는 더 높을 수 있다.The first unit cell includes a first negative electrode mixture containing a graphite-based negative electrode active material, wherein the graphite-based negative electrode active material contains artificial graphite and natural graphite at the same time, and the content of the artificial graphite is the same as the content of natural graphite or higher.

일반적으로 천연흑연은 인조흑연 대비 충, 방전시 팽창하는 특성을 가지며 경도가 다소 낮은데, 젤리롤의 최외각 전극에 천연흑연을 적용하는 경우 최외각 전극은 전극의 한쪽 면(젤리롤의 내측을 바라보는 전극)만 충/방전이 이루어지며, 고에너지밀도 셀을 적용함으로써 상술된 천연흑연의 특성이 더욱 심화되는 것으로 분석된다. 이에 따라 상기 흑연계 음극 활물질에서 인조흑연의 함량이 과량 이상으로 증가할수록 부피팽창을 저감하여, 셀 에너지밀도가 증대되고 최외각 전극의 탈리를 억제할 수 있다.In general, natural graphite has the characteristic of expanding during charging and discharging compared to artificial graphite and has somewhat lower hardness. It is analyzed that charging/discharging is performed only on the viewing electrode), and the above-described characteristics of natural graphite are further deepened by applying a high-energy-density cell. Accordingly, as the content of artificial graphite in the graphite-based negative active material increases to more than an excessive amount, volume expansion is reduced, cell energy density is increased, and detachment of the outermost electrode can be suppressed.

한편, 상기 흑연계 음극 활물질은 8 내지 20㎛의 입자크기를 갖는 것일 수 있으며, 무정형, 판상, 편상(flake), 구형 또는 섬유형일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.Meanwhile, the graphite-based negative active material may have a particle size of 8 to 20 μm, and may be amorphous, plate-like, flake, spherical, or fibrous, but the present invention is not limited thereto.

상기 제1 음극합제에 포함되는 흑연계 음극 활물질은 인조흑연과 천연흑연을 9.5:0.5 내지 4:6 중량비, 좋게는 9:1 내지 5:5 중량비, 더 좋게는 9:1 내지 6:4 중량비로 포함할 수 있다.The graphite-based negative active material included in the first negative electrode mixture contains artificial graphite and natural graphite in a weight ratio of 9.5:0.5 to 4:6, preferably 9:1 to 5:5, preferably 9:1 to 6:4 by weight. can be included as

상기 제1 음극합제는 제1 바인더를 더 포함할 수 있으며, 상기 제1 바인더는 증점제 및 바인더를 포함한다.The first negative electrode mixture may further include a first binder, and the first binder includes a thickener and a binder.

상기 제1 바인더는 음극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 또한 음극 활물질을 전류 집전체에 잘 부착시키는 역할을 한다. 수계 바인더로는 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF), 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 폴리머(EPDM), 술폰화-EPDM, 스티렌-부타디엔 고무 (styrene-butadiene rubber, SBR), 불소 고무, 이들의 다양한 공중합체 등을 들 수 있으며, 구체적으로 바인더는 CMC(carboxyl methyl cellulose), SBR(styrene-butadiene rubber) 및 이들의 혼합물로 이루어진 바인더를 포함할 수 있다.The first binder serves to well adhere the negative active material particles to each other and also to adhere the negative active material to the current collector. Water-based binders include polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene , polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene polymer (EPDM), sulfonated-EPDM, styrene-butadiene rubber (SBR), fluororubber, and various copolymers thereof, specifically The binder may include a binder made of carboxyl methyl cellulose (CMC), styrene-butadiene rubber (SBR), and a mixture thereof.

상기 제1 바인더는 제1 음극합제 고형분 총 중량에 대하여 2.5~6 중량%, 좋게는 2.5~5.2 중량%, 더 좋게는 2.5~4.5 중량%로 포함될 수 있다. 구체적으로 상기 제1 바인더는 증점제 및 바인더를 포함하고, 상기 제1 음극합제 고형분 총 중량에 대하여 증점제 1~3 중량% 및 바인더 1.5~3 중량%, 좋게는 증점제 1~2.5 중량% 및 바인더 1.5~2.7 중량%, 더 좋게는 증점제 1~2 중량% 및 바인더 1.5~2.5 중량% 포함할 수 있다.The first binder may be included in an amount of 2.5 to 6 wt%, preferably 2.5 to 5.2 wt%, more preferably 2.5 to 4.5 wt%, based on the total weight of the first negative electrode mixture. Specifically, the first binder includes a thickener and a binder, and 1 to 3% by weight of the thickener and 1.5 to 3% by weight of the binder, preferably 1 to 2.5% by weight of the thickener and 1.5 to 1.5% by weight of the binder, based on the total weight of the first negative electrode mixture solid content 2.7% by weight, more preferably 1-2% by weight of a thickener and 1.5-2.5% by weight of a binder.

본 발명의 일 구현예에 따른 젤리롤에서, 상기 제2 단위셀은 규소계 음극 활물질을 포함하는 제2 음극합제를 포함하는데, 음극 활물질 총 중량에 대하여 규소계 음극 활물질 0.1~35 중량%, 좋게는 1.0~30 중량%, 더 좋게는 3.0~25 중량% 및 규소계 물질 이외의 음극 활물질을 잔부로 혼합한 것을 사용할 수 있다. In the jelly roll according to an embodiment of the present invention, the second unit cell includes a second negative electrode mixture including a silicon-based negative active material, 0.1 to 35% by weight of the silicon-based negative active material based on the total weight of the negative active material, preferably is 1.0 to 30% by weight, more preferably 3.0 to 25% by weight, and a negative electrode active material other than a silicon-based material may be used with the balance being mixed.

상기 규소계 물질로는 Si, SiOx(0<x<2), Si-Q 합금(상기 Q는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 원소, 14족 원소, 15족 원소, 16족 원소, 전이금속, 희토류 원소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소이며, Si은 아님), Si-탄소 복합체, 또한 이들 중 적어도 하나와 SiO2를 혼합하여 사용할 수도 있다. 좋게는 Si 또는 SiOx(0<x<2)일 수 있고, 더 좋게는 SiOx(0<x<2)일 수 있다.As the silicon-based material, Si, SiO x (0<x<2), Si-Q alloy (wherein Q is alkali metal, alkaline earth metal, group 13 element, group 14 element, group 15 element, group 16 element, transition metal , an element selected from the group consisting of rare earth elements and combinations thereof, and not Si), a Si-carbon composite, or at least one of these and SiO 2 may be mixed and used. Preferably it may be Si or SiO x (0<x<2), more preferably SiO x (0<x<2).

상기 규소계 물질 이외의 음극 활물질로는 일반적으로 사용되는 음극 활물질이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 좋게는 천연 흑연, 인조 흑연 또는 이들의 조합인 흑연계 물질인 경우 바람직하다.The negative active material other than the silicon-based material may be used without limitation as long as it is a generally used negative active material, preferably natural graphite, artificial graphite, or a graphite-based material that is a combination thereof.

또한, 상기 제2 음극합제는 비한정적인 일 예로 음극 활물질 총 중량에 대하여 규소계 물질 0.1 내지 35 중량% 및 흑연계 물질 65 내지 99.9 중량% 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로 규소계 물질 5 내지 35 중량% 및 흑연계 물질 65 내지 95 중량%, 좋게는 규소계 물질 10 내지 35 중량% 및 흑연계 물질 65 내지 90 중량% 포함할 수 있다. 이에, 고에너지밀도 셀 구현이 가능하다. In addition, as a non-limiting example, the second negative electrode mixture may include 0.1 to 35% by weight of a silicon-based material and 65 to 99.9% by weight of a graphite-based material based on the total weight of the negative active material. Specifically, 5 to 35% by weight of the silicon-based material and 65 to 95% by weight of the graphite-based material, preferably 10 to 35% by weight of the silicon-based material and 65 to 90% by weight of the graphite-based material. Accordingly, it is possible to implement a high energy density cell.

일 구현예에서, 상기 제2 음극합제는 제2 바인더를 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 바인더는 증점제 및 바인더를 포함한다. 제2 바인더는 상기 제1 바인더와 동일한 물질을 사용할 수 있다. 상기 제2 바인더는 제2 음극합제 고형분 총 중량에 대하여 2.5~8 중량%, 좋게는 2.5~6 중량%, 더 좋게는 2.5~4.5 중량%로 포함될 수 있다. 구체적으로 상기 제2 바인더는 증점제 및 바인더를 포함하고, 상기 제2 음극합제 고형분 총 중량에 대하여 증점제 1~3 중량% 및 바인더 1.5~3 중량%, 좋게는 증점제 1~2.5 중량% 및 바인더 1.5~2.7 중량%, 더 좋게는 증점제 1.1~1.8 중량% 및 바인더 2.0~2.5 중량% 포함할 수 있다.In one embodiment, the second negative electrode mixture may further include a second binder, and the second binder includes a thickener and a binder. The second binder may use the same material as the first binder. The second binder may be included in an amount of 2.5 to 8% by weight, preferably 2.5 to 6% by weight, and more preferably 2.5 to 4.5% by weight based on the total weight of the second negative electrode mixture. Specifically, the second binder includes a thickener and a binder, and 1 to 3% by weight of the thickener and 1.5 to 3% by weight of the binder, preferably 1 to 2.5% by weight of the thickener and 1.5 to 1.5% by weight of the binder, based on the total weight of the second negative electrode mixture solid content 2.7 wt %, more preferably 1.1 to 1.8 wt % of a thickener and 2.0 to 2.5 wt % of a binder.

한편, 일 구현예에서, 상기 제1 음극합제 및 제2 음극합제는 하기 관계식 1을 만족하는 것일 수 있다. Meanwhile, in one embodiment, the first negative electrode mixture and the second negative electrode mixture may satisfy Relational Equation 1 below.

[관계식 1][Relational Expression 1]

0.6 < B1/B2 < 1.00.6 < B 1 /B 2 < 1.0

상기 관계식 1에서, B1 및 B2는 각각 제1 음극합제 및 제2 음극합제 고형분 총 중량에 대해, 제1 바인더에서 증점제를 제외한 바인더의 중량비(B1) 및 제2 바인더에서 증점제를 제외한 바인더의 중량비(B2)이다.In Relation 1, B 1 and B 2 are the weight ratio of the binder excluding the thickener in the first binder (B 1 ) and the binder excluding the thickener in the second binder with respect to the total solids of the first negative electrode mixture and the second negative electrode mixture, respectively. is the weight ratio of (B 2 ).

상기 관계식 1에서, 0.65 < B1/B2 < 1, 좋게는 0.75 < B1/B2 < 0.95, 더 좋게는 0.8 < B1/B2 < 0.9일 수 있다.In Relation 1, 0.65 < B 1 /B 2 < 1, preferably 0.75 < B 1 /B 2 < 0.95, more preferably 0.8 < B 1 /B 2 < 0.9.

제2 단위셀은 부피팽창이 큰 규소계 음극 활물질을 사용하기 때문에 일정량 이상의 바인더가 필요하다. 이는 최외각 전극(제1 단위셀)과는 달리 제2 단위셀은 양쪽 면이 대칭적으로 충전되므로 실질적으로 전극 탈리로 인한 에너지밀도 손실은 없으나, 진지 작동 중 내부 박리로 인한 수명 저하가 발생될 수 있기 때문이다. 반면에 제1 단위셀은 팽창률이 낮은 흑연계 활물질을 사용하고, 그 중에서도 인조흑연을 50중량% 이상 사용하기 때문에 제1 단위셀 내부의 활물질 팽창을 충분히 억제할 수 있으므로, 바인더의 함량을 적게 사용하여 저항 및 에너지밀도를 개선하는 것이 가능하다.Since the second unit cell uses a silicon-based negative active material having a large volume expansion, a binder of a certain amount or more is required. Unlike the outermost electrode (the first unit cell), the second unit cell is symmetrically charged on both sides, so there is practically no energy density loss due to electrode detachment, but lifespan may be reduced due to internal delamination during operation because it can On the other hand, since the first unit cell uses a graphite-based active material with a low expansion rate, and among them, 50% by weight or more of artificial graphite is used. Thus, it is possible to improve resistance and energy density.

한편, 바인더의 양이 적을수록 상대적으로 활물질의 함량 증가로 용량 증대가 가능하며 저항 감소에 따른 출력 향상 효과가 있다. 다만, 활물질, 도전재, 및 집전체의 접착성을 높이기 위해서는 일정 함량의 바인더가 필요하다는 점은 일반적으로 잘 알려져 있다. 다만, 본 발명에서는 규소계 활물질 함유 제2 단위셀과 흑연계 활물질 함유 제1 단위셀을 젤리롤의 특정 위치에 적층함으로써, 각 단위셀에 포함되는 바인더의 함량을 상기 관계식 1의 범위로 조절할 때 최적의 전지 성능을 구현할 수 있음을 확인하였다. 구체적으로 상기 함량범위를 만족함으로써 임의의 단위셀에 바인더가 너무 많아 출력 및 용량 손실이 발생하는 문제를 방지할 수 있고, 또한 임의의 단위셀의 바인더가 너무 적어 활물질, 도전재, 집전체 간 결합이 약해져 저항이 증가하거나 수명이 열화되는 문제를 개선할 수 있다. On the other hand, as the amount of the binder is small, the capacity can be increased by relatively increasing the content of the active material, and there is an effect of improving the output according to the decrease of the resistance. However, it is generally well known that a certain amount of binder is required to increase the adhesiveness of the active material, the conductive material, and the current collector. However, in the present invention, by stacking the silicon-based active material-containing second unit cell and the graphite-based active material-containing first unit cell at a specific position of the jelly roll, when the content of the binder contained in each unit cell is adjusted within the range of Relation 1 It was confirmed that optimal battery performance could be realized. Specifically, by satisfying the above content range, it is possible to prevent the problem of output and capacity loss occurring due to too many binders in any unit cell, and also the binding between the active material, the conductive material, and the current collector because the binder in any unit cell is too small. This weakening can improve the problem of increased resistance or deteriorated lifespan.

상기 제1 음극합제 및 제2 음극합제는 각각 도전재를 더 포함할 수 있으며, 각 음극합제 총 중량에 대하여 0.1~5 중량%, 좋게는 0.1~3 중량%일 수 있다. 상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것이라도 사용 가능하다. 도전재의 예로 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 탄소섬유 등의 탄소계 물질; 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유 등의 금속계 물질; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 폴리머; 또는 이들의 혼합물을 포함하는 도전성 재료를 사용할 수 있다. The first negative electrode mixture and the second negative electrode mixture may each further include a conductive material, and may be 0.1 to 5% by weight, preferably 0.1 to 3% by weight, based on the total weight of each negative electrode mixture. The conductive material is used to impart conductivity to the electrode, and any electronically conductive material may be used without causing a chemical change in the configured battery. Examples of the conductive material include carbon-based materials such as graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, and carbon fiber; Metal-based substances, such as metal powders, such as copper, nickel, aluminum, and silver, or a metal fiber; conductive polymers such as polyphenylene derivatives; Alternatively, a conductive material including a mixture thereof may be used.

한편, 상기 제1 단위셀 및 제2 단위셀에 포함되는 양극은 코발트, 망간, 니켈 및 이들의 조합으로부터 선택되는 금속과 리튬과의 복합 산화물을 사용하는 경우 바람직하나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the positive electrode included in the first unit cell and the second unit cell is preferably a composite oxide of lithium and a metal selected from cobalt, manganese, nickel, and combinations thereof, but the present invention is not limited thereto. .

또한, 상기 분리막은 예를 들면, 유리 섬유, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 이들의 조합물 중에서 선택된 것일 수 있으며, 부직포 또는 직포 형태일 수 있다. 예를 들어, 리튬 이차 전지에는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀계 고분자 분리막이 주로 사용될 수 있고, 내열성 또는 기계적 강도 확보를 위해 세라믹 성분 또는 고분자 물질이 포함된 조성물로 코팅된 분리막이 사용될 수도 있으며, 선택적으로 단층 또는 다층 구조로 사용될 수 있으며, 해당 기술분야의 공지된 분리막을 사용하는 경우 무방하나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the separator may be, for example, selected from glass fiber, polyester, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, or a combination thereof, and may be in the form of a nonwoven fabric or a woven fabric. For example, a polyolefin-based polymer separator such as polyethylene or polypropylene may be mainly used for a lithium secondary battery, and a separator coated with a composition containing a ceramic component or a polymer material may be used to secure heat resistance or mechanical strength, optionally It can be used in a single-layer or multi-layer structure, and if a separator known in the art is used, it may be used, but the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 구현예에 따른 상기 젤리롤은 복수의 전극조립체를 적층하고 케이스에 삽입한 후, 전해액을 주입하여 제조한 것일 수 있다.The jelly roll according to an embodiment of the present invention may be prepared by stacking a plurality of electrode assemblies and inserting them into a case, and then injecting an electrolyte.

상기 복수의 전극조립체는 상기 제1 전극조립체와 제2 전극조립체를 포함하며, 이들은 상술한 바와 같다. The plurality of electrode assemblies include the first electrode assembly and the second electrode assembly, which are as described above.

상기 케이스는 절연층, 접착층 및 금속 박막이 적층되어 형성될 수 있고, 케이스는 해당 분야에서 통상적으로 사용되는 것이 채택될 수 있고, 전지의 용도에 따른 외형에 제한이 없으며, 예를 들어 캔을 사용한 원통형, 각형, 파우치(pouch)형 또는 코인(coin)형 등이 될 수 있으며, 좋게는 파우치형일 수 있다. 비한정적인 일 예로, 상기 금속 박막은 알루미늄(Al) 등을 포함할 수 있으며, 이에 케이스의 기계적 강성을 확보함과 동시에 외부로부터 수분 및 산소를 차단할 수 있다.The case may be formed by laminating an insulating layer, an adhesive layer, and a metal thin film, and the case may be adopted that is commonly used in the field, and there is no limitation in the appearance according to the use of the battery, for example, using a can Cylindrical, prismatic, pouch (pouch) type or coin (coin) type, etc., preferably, may be a pouch type. As a non-limiting example, the metal thin film may include aluminum (Al) and the like, thereby securing mechanical rigidity of the case and blocking moisture and oxygen from the outside.

또한, 케이스 내부에는 상기 전해액이 주입되어 수용될 수 있고, 전해액은 제1 및 제2 전극조립체를 함침할 수 있다.In addition, the electrolyte may be injected and accommodated in the case, and the electrolyte may impregnate the first and second electrode assemblies.

상기 전해액은 유기용매와 리튬염을 포함한다. 상기 유기용매는 전지의 전기화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 하는 것으로서, 예를 들어 카보네이트계, 에스테르계, 에테르계, 케톤계, 알코올계 또는 비양성자성 용매를 사용할 수 있고, 상기 유기용매는 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 2종 이상 혼합하여 사용하는 경우의 혼합 비율은 목적하는 전지 성능에 따라 적절하게 조절할 수 있다. 한편, 해당 기술분야의 공지된 유기용매를 사용하는 경우 무방하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 리튬염은 유기용매에 용해되어, 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬 이차 전지의 작동을 가능하게 하고, 양극과 음극 사이의 리튬 이온의 이동을 촉진시키는 물질이다. 상기 리튬염으로는 공지된 물질을 목적에 맞는 농도로 사용할 수 있다. 한편, 상기 전해액은 필요에 따라 충방전 특성, 난연성 특성 등의 개선을 위하여 공지된 용매를 더 포함할 수 있고, 공지된 첨가제를 포함할 수 있다. The electrolyte includes an organic solvent and a lithium salt. The organic solvent serves as a medium through which ions involved in the electrochemical reaction of the battery can move, and for example, a carbonate-based, ester-based, ether-based, ketone-based, alcohol-based or aprotic solvent may be used. The organic solvents may be used alone or in mixture of two or more, and when two or more kinds are mixed and used, the mixing ratio may be appropriately adjusted according to the desired battery performance. On the other hand, if an organic solvent known in the art is used, it may be used, but the present invention is not limited thereto. In addition, the lithium salt is a material that dissolves in an organic solvent, acts as a source of lithium ions in the battery, enables the basic operation of a lithium secondary battery, and promotes movement of lithium ions between the positive electrode and the negative electrode. As the lithium salt, a known material may be used at a concentration suitable for the purpose. On the other hand, the electrolyte may further include a known solvent to improve charge/discharge characteristics, flame retardancy characteristics, etc., if necessary, and may include a known additive.

상기 젤리롤은 스택형, 라미네이션/스택형 또는 스택/폴딩형 젤리롤일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The jelly roll may be a stack type, a lamination/stack type, or a stack/folding type jelly roll, but the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 구현예에 따른 이차 전지는 충/방전시 규소계 활물질의 팽창으로 인해 발생하는 셀의 최외각 전극 탈리 문제와 셀 뒤틀림 현상이 개선된 것으로서, 충전 전(출하 상태, SOC30)의 두께에 대한 충전 후(SOC100)의 두께의 증가율이 3.5% 이하, 좋게는 3.4% 이하일 수 있다. 이때, 충전 조건은 비한정적인 일 예로 0.3C, 4.2V 정전류 충전 및 0.05C 컷오프 정전압 충전 조건일 수 있다.The secondary battery according to an embodiment of the present invention has improved cell distortion and the problem of cell distortion caused by the expansion of the silicon-based active material during charging/discharging. The increase rate of the thickness after charging (SOC100) may be 3.5% or less, preferably 3.4% or less. In this case, the charging condition may be, as a non-limiting example, 0.3C, 4.2V constant current charging, and 0.05C cutoff constant voltage charging condition.

또한, 상기 이차 전지는 셀 에너지밀도가 700 Wh/L 이상, 좋게는 710 Wh/L 이상, 더 좋게는 720 Wh/L 이상일 수 있다. 이에, 본 발명에서는 고에너지밀도를 가지는 이차 전지를 제공할 수 있으며, 본 발명의 구성을 모두 포함함에 따라 고에너지밀도를 달성함에도 불구하고 최외각 전극 탈리를 효과적으로 억제할 수 있다.In addition, the secondary battery may have a cell energy density of 700 Wh/L or more, preferably 710 Wh/L or more, and more preferably 720 Wh/L or more. Accordingly, the present invention can provide a secondary battery having a high energy density, and by including all the configurations of the present invention, it is possible to effectively suppress detachment of the outermost electrode despite achieving a high energy density.

다른 일 구현예는 상기 이차 전지를 단위 전지로 포함하는 전지 모듈을 제공한다.Another embodiment provides a battery module including the secondary battery as a unit battery.

또 다른 일 구현예는 상기 전지 모듈을 전원으로 포함하는 디바이스 또는 모빌리티를 제공한다.Another embodiment provides a device or mobility including the battery module as a power source.

본 발명에 따른 이차 전지는 소형 디바이스의 전원으로 사용되는 전지 셀에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 다수의 전지 셀들을 포함하는 중대형 전지 모듈에 단위전지로도 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 중대형 디바이스의 바람직한 예로는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 전력 저장용 시스템 등을 들 수 있지만, 이들 만으로 한정되는 것은 아니다.The secondary battery according to the present invention may be used not only 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 mid-to-large device include, but are not limited to, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, and a power storage system.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples and comparative examples of the present invention will be described. However, the following examples are only preferred examples of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

실시예 Example

(실시예 1)(Example 1)

<단위셀 제조><Unit cell manufacturing>

흑연계 활물질(천연흑연 : 인조흑연 = 3:7의 중량비), 제1 바인더(CMC 증점제 : SBR 바인더 = 1.2 : 1.5 중량비) 및 도전재(카본블랙)을 94.3 : 2.7 : 3의 중량비로 혼합된 음극합제를 사용하여 제1 음극을 제조하였다.The graphite-based active material (natural graphite: artificial graphite = 3:7 weight ratio), the first binder (CMC thickener: SBR binder = 1.2: 1.5 weight ratio) and the conductive material (carbon black) were mixed in a weight ratio of 94.3: 2.7: 3 A first negative electrode was prepared using the negative electrode mixture.

음극활물질(SiOx (0<x<2) : 인조흑연 = 11:89 중량비), 제2 바인더(CMC 증점제 : SBR 바인더 = 1.5 : 2.0 중량비) 및 도전재(CNT)를 96.4 : 3.5 : 0.1의 중량비로 혼합된 음극합제를 사용하여 제2 음극을 제조하였다.Anode active material (SiOx (0<x<2): artificial graphite = 11:89 weight ratio), second binder (CMC thickener: SBR binder = 1.5: 2.0 weight ratio) and conductive material (CNT) in a weight ratio of 96.4: 3.5: 0.1 A second negative electrode was prepared using the negative electrode mixture mixed with

양극과 분리막은, NCM811 양극활물질, 바인더(PVdF), 및 도전재(CNT)를 98.1:1.3:0.6 중량비로 혼합한 양극합제로 제조된 양극과 PE 분리막을 사용하였다.For the positive electrode and the separator, a positive electrode and PE separator prepared by mixing NCM811 positive electrode active material, binder (PVdF), and conductive material (CNT) in a weight ratio of 98.1:1.3:0.6 by weight were used.

제조된 제1 음극, 분리막 및 양극을 적층하여 제1 단위셀을 제조하였고, 제1 음극 대신 제2 음극을 사용하여 제2 단위셀을 제조하였다. 이때, 제조된 제1 단위셀의 두께는 0.163 mm, 제2 단위셀의 두께는 0.134 mm 였다. A first unit cell was prepared by stacking the prepared first negative electrode, a separator, and a positive electrode, and a second unit cell was prepared using a second negative electrode instead of the first negative electrode. In this case, the thickness of the prepared first unit cell was 0.163 mm, and the thickness of the second unit cell was 0.134 mm.

<젤리롤 제조><Production of Jelly Roll>

제조된 제1 단위셀 1개로 구성된 제1 전극조립체와 제2 단위셀 40개로 구성된 제2 전극조립체를 사용하여, 도면 1의 젤리롤 모식도와 같이 젤리롤의 최외각 층(상단과 하단 최외각 층)에 각각 제1 전극조립체 1개씩 총 2개를 배치시키고, 최외각 층의 내측에 제2 전극조립체를 적층하였다.Using the prepared first electrode assembly composed of one first unit cell and the second electrode assembly composed of 40 second unit cells, the outermost layers of the jelly roll (top and bottom outermost layers) as shown in the jelly roll schematic diagram of FIG. ), placing a total of two, one first electrode assembly, respectively, and stacking the second electrode assembly on the inner side of the outermost layer.

<이차전지 제조><Secondary battery manufacturing>

제조된 젤리롤을 전지 케이스(파우치형)에 삽입하고 전해액을 주입한 후 용접하여 이차 전지를 제조하였다. 이 때 전해액은 리튬염 1M LiPF6을 유기용매(EC:EMC:DEC= 25:45:30 부피비)에 혼합하고, 전해액 첨가제 FEC 5 부피% 혼합된 것을 사용하였다.A secondary battery was manufactured by inserting the prepared jelly roll into a battery case (pouch type), injecting electrolyte, and then welding. At this time, as the electrolyte, lithium salt 1M LiPF 6 was mixed with an organic solvent (EC:EMC:DEC=25:45:30 by volume), and 5% by volume of the electrolyte additive FEC was used.

평가예evaluation example

[평가예 1][Evaluation Example 1] : 셀 두께 변화, 부피당 셀 에너지밀도 및 최외각 전극 탈리 평가: Evaluation of cell thickness change, cell energy density per volume and detachment of the outermost electrode

(비교예 1)(Comparative Example 1)

젤리롤의 최외각 층 상부 및 하부에서 제1 전극조립체 대신에 제2 단위셀 1개로 구성된 제2 전극조립체를 적층한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 진행하여 젤리롤 및 이차전지를 제조하였다.A jelly roll and a secondary battery were manufactured in the same manner as in Example 1, except that a second electrode assembly composed of one second unit cell was laminated on the upper and lower portions of the outermost layer of the jelly roll. .

(비교예 2)(Comparative Example 2)

제조된 제1 단위셀 1개로 구성된 제1 전극조립체와 제2 단위셀 1개로 구성된 제2 전극조립체를 사용하여, 젤리롤의 최외각 층 상단과 하단은 각각 제1 전극조립체를 적층하고, 내측에는 제2 전극조립체와 제1 전극조립체가 교대로 적층되도록 배치하였다. 이외에는 실시예 1과 동일하게 진행하여 젤리롤 및 이차전지를 제조하였다.Using the prepared first electrode assembly consisting of one first unit cell and the second electrode assembly consisting of one second unit cell, the top and bottom of the outermost layer of the jelly roll are respectively laminated with the first electrode assembly, and the inner The second electrode assembly and the first electrode assembly were alternately stacked. Except that, in the same manner as in Example 1, jelly rolls and secondary batteries were manufactured.

(비교예 3)(Comparative Example 3)

젤리롤의 최외각 층의 내측에 적층된 제2 전극조립체 대신에 제1 단위셀 40개로 구성된 제1 전극조립체를 적층한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 진행하여 젤리롤 및 이차전지를 제조하였다.A jelly roll and a secondary battery were manufactured in the same manner as in Example 1, except that a first electrode assembly composed of 40 first unit cells was stacked instead of a second electrode assembly stacked on the inside of the outermost layer of the jelly roll. did

(평가방법)(Assessment Methods)

* 셀 두께 및 에너지밀도(Energy density) 측정* Cell thickness and energy density measurement

0.3C rate의 전류로 전압이 4.2V에 이를 때까지 정전류 충전하고, 이어서 정전압 모드에서 4.2V를 유지하면서 0.05C rate의 전류에서 컷오프(cut-off)하여 정전압 충전하였다. 이후, 전압이 2.5V에 이를 때까지 0.3C rate의 정전류로 방전하여 방전용량(Ah)과 에너지(Wh)를 측정하고, 4.2V 충전상태에서의 각 전지의 부피를 측정하여 부피-에너지밀도를 계산하였다. 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.Constant current charging was performed with a current of 0.3C rate until the voltage reached 4.2V, and then, while maintaining 4.2V in the constant voltage mode, cut-off was performed at the current of 0.05C rate to perform constant voltage charging. Thereafter, the discharge capacity (Ah) and energy (Wh) are measured by discharging at a constant current of 0.3C rate until the voltage reaches 2.5V, and the volume-energy density is calculated by measuring the volume of each battery in the 4.2V state of charge. Calculated. The results are shown in Table 1 below.

이때, 충전을 진행하지 않은 셀의 두께(출하 상태, SOC30)와 만충전된 셀의 두께(SOC100)를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.At this time, the thickness of the cell without charging (shipment state, SOC30) and the thickness of the fully charged cell (SOC100) were measured, and the results are shown in Table 1 below.

*최외각 전극 탈리 평가*Evaluation of detachment of the outermost electrode

이차 전지를 온도가 25℃로 유지되는 챔버 내에 있는 충방전기에서 0.3C rate의 전류로 전지 전압이 4.2V에 이를 때까지 정전류를 인가하였고, 전지 전압이 4.2V에 이르면 전류가 0.05C rate에 이를 때까지 정전압을 인가하여 충전하였다. A constant current was applied to the secondary battery until the battery voltage reached 4.2V at a current of 0.3C rate in the charger and discharger in the chamber where the temperature was maintained at 25℃. When the battery voltage reached 4.2V, the current reached the 0.05C rate. A constant voltage was applied until charging was performed.

충전 전 후 상태의 이차 전지의 두께를 각각 측정하였고, 충전 상태의 셀을 분해하여 충전된 제1 단위셀의 전극(최외각 전극)을 별도의 세척 과정 없이, 상온(25℃)에서 10분간 방치하여 기재면 활물질 층과의 접착면 상태를 겉보기로 확인하였고, 그 결과를 하기 표 1 및 도 3에 정리하였다. The thickness of the secondary battery before and after charging was measured, and the electrode (outermost electrode) of the first unit cell charged by disassembling the charged cell was left at room temperature (25° C.) for 10 minutes without a separate washing process. Thus, the state of the adhesive surface with the substrate surface active material layer was visually confirmed, and the results are summarized in Table 1 and FIG. 3 below.

셀 에너지밀도 (Wh/L)Cell Energy Density (Wh/L) 셀 두께 (mm)Cell thickness (mm) 적층 수
(양/음극)
number of stacks
(positive/negative)
최외각 전극 탈리Detachment of the outermost electrode
충전 전before charging 만충전 후after full charge 증가율(%)Increase (%) 비교예1Comparative Example 1 719.0 (-9.2)719.0 (-9.2) 13.9613.96 14.5214.52 44 41/4241/42 OO 실시예1Example 1 728.1728.1 13.7813.78 14.2414.24 3.33.3 41/4241/42 XX 비교예2Comparative Example 2 698.8 (-29.3)698.8 (-29.3) 14.3014.30 14.7914.79 3.43.4 41/4241/42 XX 비교예3Comparative Example 3 671.4 (-56.7)671.4 (-56.7) 14.8314.83 15.3315.33 3.43.4 41/4241/42 XX

표 1 및 도 3을 참고하면, 비교예 1은 젤리롤을 규소계 활물질 함유된 제2 단위셀로만 구성하여 이차전지를 제조한 것이며, 실시예 1 대비 젤리롤의 최외각 층에 제2 단위셀을 적층함에 따라 최외각 전극이 탈리되는 현상을 확인할 수 있었다. 또한, 비교예 1은 규소계 물질을 가장 많이 포함함에도 불구하고 셀 두께가 큰 폭으로 증가하기 때문에 오히려 에너지밀도가 실시예 1 보다 감소(-9.2 Wh/L)되는 결과를 보였다.Referring to Table 1 and Figure 3, Comparative Example 1 is a secondary battery comprising only the second unit cell containing the silicon-based active material in the jelly roll, compared to Example 1, the second unit cell in the outermost layer of the jelly roll It was confirmed that the outermost electrode was detached as the layers were stacked. In addition, Comparative Example 1 showed a result in which the energy density was decreased (-9.2 Wh/L) than that of Example 1 because the cell thickness was greatly increased despite the content of the silicon-based material the most.

비교예 2에서 젤리롤의 최외각 층은 제1 단위셀을 적층한 것으로 실시예 1과 동일하나 젤리롤 내측에 제1 단위셀과 제2 단위셀을 교대로 적층한 것에 차이가 있다. 이에 셀 두께 팽창 및 최외각 전극 탈리 억제 효과는 실시예 1과 동일한 수준이나 셀 에너지밀도가 현저히 감소되었다.The outermost layer of the jelly roll in Comparative Example 2 is the same as in Example 1 in that the first unit cells are laminated, but there is a difference in that the first unit cells and the second unit cells are alternately laminated inside the jelly roll. Accordingly, the cell thickness expansion and the effect of inhibiting detachment of the outermost electrode were the same as in Example 1, but the cell energy density was significantly reduced.

비교예 3은 비교예 1과 반대로 젤리롤을 제1 단위셀로만 구성한 것이며, 규소계 활물질을 사용하지 않아 최외각 전극 탈리 문제는 없으나 셀 에너지밀도가 현저히 감소되었다.In Comparative Example 3, contrary to Comparative Example 1, the jellyroll was composed of only the first unit cell, and there was no problem of detachment of the outermost electrode because a silicon-based active material was not used, but the cell energy density was significantly reduced.

[평가예 2][Evaluation Example 2] : 바인더 함량 변화에 따른 음극 활물질층과 집전체의 계면 접착력 및 최외각 전극 탈리 평가: Evaluation of interfacial adhesion between the negative electrode active material layer and the current collector and detachment of the outermost electrode according to the change in the binder content

(실시예 2~4)(Examples 2-4)

제1 음극 제조시, 흑연계 활물질, 제1 바인더 및 도전재를 93.5~94.8 : 3.5~2.2 : 3 중량비 (총 100 중량%)로 제조하고, 제1 바인더에서 증점제 및 바인더의 함량을 하기 표 2와 같이 제조한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 진행하여 단위셀, 젤리롤 및 이차전지를 제조하였다.When preparing the first negative electrode, the graphite-based active material, the first binder, and the conductive material were prepared in a weight ratio of 93.5 to 94.8: 3.5 to 2.2: 3 (100% by weight in total), and the contents of the thickener and the binder in the first binder are shown in Table 2 A unit cell, a jelly roll, and a secondary battery were prepared in the same manner as in Example 1, except that it was prepared as described above.

(평가방법)(Assessment Methods)

*음극 활물질층과 집전체의 계면 접착력 평가*Evaluation of interfacial adhesion between the negative electrode active material layer and the current collector

실시예 1~4에서 제조된 제1 음극을 가로 18mm / 세로 150mm로 자르고, 음극의 foil층에 18mm 폭의 tape를 부착한 후, 2kg의 하중을 갖는 roller로 충분히 접착할 수 있도록 했다. 인장검사기의 한쪽에 양면 tape를 이용하여 음극의 활물질층을 붙혔다. 인장검사기의 반대쪽에 foil에 부착한 tape를 체결하고, 접착력 측정을 진행하였고, 그 결과를 하기 표 2에 정리하였다. The first negative electrode prepared in Examples 1-4 was cut to 18 mm wide / 150 mm long, and after attaching an 18 mm wide tape to the foil layer of the negative electrode, it was allowed to be sufficiently adhered with a roller having a load of 2 kg. The active material layer of the negative electrode was attached to one side of the tensile tester using double-sided tape. The tape attached to the foil was fastened to the opposite side of the tensile tester, and the adhesive force was measured, and the results are summarized in Table 2 below.

*최외각 전극 탈리 평가*Evaluation of detachment of the outermost electrode

평가예 1과 동일하게 진행하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.It proceeded in the same manner as in Evaluation Example 1, and the results are shown in Table 2 below.

바인더 함량 (CMC:SBR 중량비)Binder content (CMC:SBR weight ratio) 접착력(N)Adhesion (N) 최외각 전극 탈리Detachment of the outermost electrode 실시예2Example 2 3.5 (1.5:2.0)3.5 (1.5:2.0) 0.5380.538 XX 실시예3Example 3 3.2 (1.2:2.0)3.2 (1.2:2.0) 0.5330.533 XX 실시예1Example 1 2.7 (1.2:1.5)2.7 (1.2:1.5) 0.4150.415 XX 실시예4Example 4 2.2 (1.2:1.0)2.2 (1.2:1.0) 0.3880.388 OO

(표 2에서, 바인더 함량은 제1 단위셀의 제1 음극 제조에 사용된 음극합제 고형분 총 중량에 대한 중량%이다)(In Table 2, the binder content is a weight % with respect to the total weight of the solid content of the negative electrode mixture used for manufacturing the first negative electrode of the first unit cell)

표 2를 참고하면, 제1 단위셀 음극합제에서 제1 바인더의 함량이 2.2 중량% 이하인 경우 최외각 전극의 계면 접착력이 감소되어 최외각 전극 탈리가 발생되었다. 구체적으로 증점제로 사용된 CMC 함량에 따른 접착력 차이는 거의 없었으나(CMC는 바인더 역할도 하지만 증점제 역할이 큼), 바인더로 사용된 SBR 함량에 따른 접착력 차이가 크게 나타났다. 아울러, 바인더(SBR) 함량이 1 중량% 이하일 때 최외각 전극 탈리가 발생되는 것을 알 수 있었다.Referring to Table 2, when the content of the first binder in the first unit cell negative electrode mixture was 2.2% by weight or less, the interfacial adhesion of the outermost electrode was reduced, and thus the outermost electrode was detached. Specifically, there was little difference in adhesion according to the content of CMC used as a thickener (CMC also acts as a binder but plays a large role as a thickener), but there was a large difference in adhesion according to the content of SBR used as a binder. In addition, it was found that the outermost electrode detachment occurred when the binder (SBR) content was 1 wt% or less.

[평가예 3][Evaluation Example 3] : 제1 단위셀의 흑연계 활물질 변경에 따른 셀 두께 변화, 부피당 셀 에너지밀도 및 최외각 전극 탈리 평가: Evaluation of cell thickness change, cell energy density per volume, and outermost electrode detachment according to the change of the graphite-based active material of the first unit cell

(실시예 5~7)(Examples 5-7)

제1 음극 제조시, 흑연계 활물질의 천연흑연 : 인조흑연 중량비를 하기 표 3과 같이 제조한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 진행하여 단위셀, 젤리롤 및 이차전지를 제조하였다. A unit cell, a jelly roll, and a secondary battery were prepared in the same manner as in Example 1, except that the natural graphite:artificial graphite weight ratio of the graphite-based active material was prepared as shown in Table 3 during the preparation of the first negative electrode.

(평가방법)(Assessment Methods)

셀 두께, 에너지밀도(Energy density) 측정 및 최외각 전극 탈리 평가는 평가예 1과 동일하게 진행하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.Cell thickness, energy density (Energy density) measurement, and outermost electrode detachment evaluation was performed in the same manner as in Evaluation Example 1, and the results are shown in Table 3 below.

인조:천연흑연
(중량비)
Artificial: natural graphite
(weight ratio)
셀 에너지밀도 (Wh/L)Cell Energy Density (Wh/L) 셀 두께 (mm)Cell thickness (mm) 최외각 전극 탈리Detachment of the outermost electrode
충전 전before charging 만충전 후after full charge 증가율(%)Increase (%) 실시예5Example 5 9:19:1 730.0730.0 13.7413.74 14.2014.20 3.33.3 XX 실시예1Example 1 7:37:3 728.1728.1 13.7813.78 14.2414.24 3.33.3 XX 실시예6Example 6 5:55:5 726.0726.0 13.8113.81 14.2814.28 3.43.4 XX 실시예7Example 7 3:73:7 709.9709.9 14.1314.13 14.9514.95 5.85.8 OO

표 3을 참고하면, 제1 단위셀에서 음극 활물질 중 인조흑연의 함량이 본 발명의 바람직한 범위인 50 중량% 이상인 경우 최외각 전극의 탈리를 더욱 효과적으로 억제할 수 있고, 인조흑연의 함량을 증가시킬수록 셀 에너지 밀도도 소폭 개선될 수 있다.Referring to Table 3, when the content of artificial graphite in the negative electrode active material in the first unit cell is 50% by weight or more, which is the preferred range of the present invention, the detachment of the outermost electrode can be more effectively suppressed, and the content of artificial graphite can be increased. The cell energy density may also be slightly improved.

일반적으로 인조흑연이 천연흑연 보다 접착력이 낮으나(인조흑연은 조립형 구조로 입자 표면이 거칠어서 바인더가 입자 표면 사이에 유입되어 유효 바인더 양이 줄어들기 때문), 본 발명에서는 바인더(SBR) 1 중량% 초과, 좋게는 1.5 중량% 이상의 함량에서 최외각 전극 탈리를 방지할 정도로 SBR이 충분하다는 점을 알 수 있다. 또한, 천연흑연은 인조흑연 대비 접착력은 좋으나 팽창율이 높다는 특징이 있으며, 고에너지밀도 셀 구현시에는 천연흑연의 팽창 특성이 접착특성 대비 더 높은 영향력을 발휘하여 셀 접착력 및 최외각 전극 탈리에 영향을 미친다는 점을 시사한다. 따라서, 젤리롤의 최외각 단위셀은 흑연계 활물질 중 인조흑연을 천연흑연 대비 적어도 동일한 함량 이상으로 포함하는 것이 고에너지셀의 최외각 전극 탈리 억제 측면에서 바람직하다는 것을 알 수 있었다. In general, artificial graphite has lower adhesive strength than natural graphite (because artificial graphite has a coarse particle surface and the binder flows between the particle surfaces to reduce the effective amount of binder), in the present invention, binder (SBR) 1 weight It can be seen that the SBR is sufficient to prevent detachment of the outermost electrode at a content of more than %, preferably 1.5% by weight or more. In addition, natural graphite has good adhesion compared to artificial graphite, but has a high expansion rate, and when realizing a high energy density cell, the expansion characteristic of natural graphite exerts a higher influence than the adhesive property, affecting cell adhesion and detachment of the outermost electrode. suggest that you are crazy Therefore, it was found that the outermost unit cell of the jelly roll contains artificial graphite among the graphite-based active materials in an amount equal to or greater than that of natural graphite, in terms of suppressing detachment of the outermost electrode of the high energy cell.

[평가예 4][Evaluation Example 4] : 단위셀의 총 개수 변경에 따른 셀 에너지밀도 및 최외각 전극 탈리 발생 평가: Evaluation of cell energy density and detachment of the outermost electrode according to the change in the total number of unit cells

(실시예 8~9)(Examples 8-9)

제1 단위셀 및 제2 단위셀의 개수를 하기 표 4와 같이 제조한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 진행하여 젤리롤 및 이차전지를 제조하였다.A jelly roll and a secondary battery were manufactured in the same manner as in Example 1, except that the number of the first unit cell and the second unit cell was prepared as shown in Table 4 below.

(비교예 4~5)(Comparative Examples 4 to 5)

제1 단위셀 및 제2 단위셀의 개수를 하기 표 4와 같이 제조한 것을 제외하고, 비교예 1과 동일하게 진행하여 젤리롤 및 이차전지를 제조하였다.A jelly roll and a secondary battery were manufactured in the same manner as in Comparative Example 1, except that the number of the first unit cell and the second unit cell was prepared as shown in Table 4 below.

(평가방법)(Assessment Methods)

셀 두께, 셀 에너지밀도 및 최외각 전극 탈리 평가는 평가예 1과 동일하게 진행하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.Cell thickness, cell energy density and outermost electrode detachment were evaluated in the same manner as in Evaluation Example 1, and the results are shown in Table 4 below.

단위셀 개수number of unit cells 셀 두께
(충전 전, mm)
cell thickness
(before filling, mm)
셀 에너지밀도 (Wh/L)Cell Energy Density (Wh/L) 최외각 전극 탈리Detachment of the outermost electrode
제1 단위셀
(개수/ %)
first unit cell
(Count/ %)
제2 단위셀second unit cell 총합total
실시예1Example 1 2개 / 4.8%2 pieces / 4.8% 40개40 pieces 42개 / 100%42 / 100% 13.7813.78 729.2729.2 XX 실시예8Example 8 2개 / 5.6%2 pieces / 5.6% 34개34 36개 / 100%36 / 100% 11.8111.81 715.5715.5 XX 실시예9Example 9 2개 / 6.3%2 pieces / 6.3% 30개30 pieces 32개 / 100%32 / 100% 10.5110.51 662.0662.0 XX 비교예1Comparative Example 1 -- 42개42 pieces 42개 / 100%42 / 100% 13.9613.96 719.0719.0 OO 비교예4Comparative Example 4 -- 36개36 pieces 36개 / 100%36 / 100% 11.9811.98 715.1715.1 OO 비교예5Comparative Example 5 -- 32개32 pieces 32개 / 100%32 / 100% 10.6610.66 711.0711.0 OO

표 4를 참고하면, 비교예들은 규소계 활물질을 사용한 제2 단위셀만으로 구성된 이차전지로, 단위셀의 개수를 32~40개 범위에서 변경하여 고에너지밀도 셀을 제조하는 경우 최외각 전극의 탈리 현상을 억제할 수 없었다.Referring to Table 4, Comparative Examples are secondary batteries composed only of second unit cells using a silicon-based active material, and when a high energy density cell is manufactured by changing the number of unit cells in the range of 32 to 40, detachment of the outermost electrode The phenomenon could not be suppressed.

반면에, 실시예 1 및 8은 비교예 대비 셀 에너지밀도가 동등 또는 그 이상 수준으로 제조되었으나 최외각 전극의 탈리 현상이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있었다.On the other hand, in Examples 1 and 8, it was confirmed that the cell energy density was equal to or higher than that of Comparative Example, but the detachment of the outermost electrode did not occur.

한편, 실시예 9의 경우 전체 단위셀 수가 적으면 탈리 억제로 인한 두께 감소 효과 보다 최외각 전극을 규소계가 아닌 흑연계 물질로 사용하면서 발생한 용량 손실이 더 크게 나타나는 것을 알 수 있다. 따라서 흑연계 제1 단위셀을 최외각 전극층에 배치하고(최외각 상부 및 하부 총 2개) 내측에 나머지 규소계 제2 단위셀을 적층하여 총 단위셀 개수가 36개 이상으로 제조되는 경우, 고에너지밀도 셀을 제조할 수 있으므로 바람직하다.On the other hand, in the case of Example 9, when the total number of unit cells is small, it can be seen that the capacity loss caused by using the graphite-based material instead of the silicon-based electrode as the outermost electrode is larger than the thickness reduction effect due to suppression of desorption. Therefore, when the graphite-based first unit cell is placed on the outermost electrode layer (outermost upper and lower total two) and the remaining silicon-based second unit cells are stacked inside, the total number of unit cells is 36 or more. It is preferable because energy density cells can be manufactured.

이상 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 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.Although the embodiments of the present invention have been described above, 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 will appreciate the technical spirit of the present invention. However, it will be understood that the invention may be embodied in other specific forms without changing essential features. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

Claims (10)

적어도 1 이상의 제1 단위셀을 포함하는 제1 전극조립체;와 적어도 1 이상의 제2 단위셀을 포함하는 제2 전극조립체;가 적층된 젤리롤을 포함하고,
상기 제1 전극조립체는 젤리롤의 최외각 층에 위치하며 상기 제2 전극조립체는 상기 최외각 층의 내측에 위치하고,
상기 제1 단위셀은 제1 음극합제를 포함하며 제2 단위셀은 제2 음극합제를 포함하고,
상기 제1 음극합제는 흑연계 음극 활물질을 포함하며 상기 제2 음극합제는 규소계 물질을 함유하는 음극 활물질을 포함하는, 이차 전지.
A first electrode assembly including at least one first unit cell; and a second electrode assembly including at least one or more second unit cells;
The first electrode assembly is located on the outermost layer of the jelly roll and the second electrode assembly is located on the inside of the outermost layer,
The first unit cell includes a first negative electrode mixture and the second unit cell includes a second negative electrode mixture,
The first negative electrode mixture includes a graphite-based negative active material and the second negative electrode mixture includes a negative electrode active material containing a silicon-based material, a secondary battery.
제1항에서, 상기 제1 음극합제의 흑연계 음극 활물질은, 인조흑연 및 천연흑연을 함유하고, 상기 인조흑연의 함량이 천연흑연의 함량과 동일하거나 더 높은 것을 특징으로 하는, 이차 전지.The secondary battery of claim 1, wherein the graphite-based negative active material of the first negative electrode mixture contains artificial graphite and natural graphite, and the content of the artificial graphite is equal to or higher than that of the natural graphite. 제1항에서, 상기 제2 음극합제의 음극 활물질은, 총 중량에 대하여 규소계 물질 0.1 내지 35 중량% 및 흑연계 물질 65 내지 99.9 중량%를 포함하는, 이차 전지.The secondary battery of claim 1 , wherein the negative active material of the second negative electrode mixture comprises 0.1 to 35% by weight of a silicon-based material and 65 to 99.9% by weight of a graphite-based material, based on a total weight. 제1항에서, 상기 제1 음극합제는 고형분 총 중량에 대하여, 제1 바인더를 2.5 내지 6 중량% 포함하는, 이차 전지.The secondary battery of claim 1 , wherein the first negative electrode mixture comprises 2.5 to 6% by weight of the first binder based on the total weight of the solid content. 제1항에서, 상기 제1 바인더는 상기 제1 음극합제 고형분 총 중량에 대하여, 증점제 1 내지 3 중량% 및 바인더 1.5 내지 3 중량% 포함하는, 이차 전지.The secondary battery of claim 1 , wherein the first binder comprises 1 to 3% by weight of a thickener and 1.5 to 3% by weight of the binder, based on the total weight of the solid content of the first negative electrode mixture. 제1항에서, 상기 젤리롤은 스택형, 라미네이션/스택형 또는 스택/폴딩형 젤리롤인 것을 특징으로 하는 이차 전지.The secondary battery of claim 1, wherein the jelly roll is a stack type, lamination/stack type, or stack/folding type jelly roll. 제1항에서, 충전 전(출하 상태, SOC30)의 두께에 대한 충전 후(SOC100)의 두께의 증가율이 3.5% 이하인 것을 특징으로 하는 이차 전지. The secondary battery according to claim 1, wherein an increase rate of the thickness after charging (SOC100) with respect to the thickness before charging (shipment state, SOC30) is 3.5% or less. 제1항에서, 상기 제1 단위셀의 개수는 제1 단위셀 및 제2 단위셀 총 개수에 대해 3.9 내지 10.5%인 것을 특징으로 하는 이차 전지. The secondary battery of claim 1, wherein the number of the first unit cells is 3.9 to 10.5% of the total number of the first unit cells and the second unit cells. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 이차 전지를 단위 전지로 포함하는 전지 모듈.A battery module comprising the secondary battery of any one of claims 1 to 8 as a unit battery. 제9항의 전지 모듈을 전원으로 포함하는 디바이스.A device comprising the battery module of claim 9 as a power source.
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