(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極合剤層と結合する親水性の官能基が導入された金属酸化物が表面に備えられた電流集電体と、
前記電流集電体上に形成される電極合材層とを含み、
前記電流集電体は、金属素材からなり、
前記金属電流集電体の金属元素が前記金属酸化物に含まれ、
前記金属酸化物と前記電極合材層は接触している、電極。
【請求項２】
前記官能基は、極性基であることを特徴とする、請求項１に記載の電極。
【請求項３】
前記官能基は、水酸基、カルボキシル基、カルボニル基、アルデヒド基、アミン基、フルオロ基からなる群から選択された１つ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の電極。
【請求項４】
前記電流集電体層は、水に対する接触角が５度以上〜３０度以下の範囲内であることを特徴とする、請求項１に記載の電極。
【請求項５】
前記官能基は、コロナ表面改質法、プラズマ表面改質法、紫外線表面改質法、電子線表面改質法からなる群から選択された１つ以上の方法を用いて導入されることを特徴とする、請求項１に記載の電極。
【請求項６】
前記電流集電体は、アルミニウム集電体または銅集電体であることを特徴とする、請求項１に記載の電極。
【請求項７】
前記電極合材は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含むフッ素樹脂系バインディング高分子、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−イソプレンゴムを含むゴム系バインディング高分子、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、澱粉、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロースを含むセルロース系バインディング高分子、ポリアルコール系バインディング高分子、ポリエチレン、ポリプロピレンを含むポリオレフィン系バインディング高分子、ポリイミド系バインディング高分子、ポリエステル系バインディング高分子からなる群から選択された１つ以上のバインディング高分子を含むことを特徴とする、請求項１に記載の電極。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電極を含むことを特徴とする、電池。
【請求項９】
前記電池は、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、またはリチウムイオンポリマー電池から選択される１つであることを特徴とする、請求項８に記載の電池。
【請求項１０】
請求項８に記載の電池を含むことを特徴とする、電池パック。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電池パックを含むことを特徴とする、デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池用電極及びそれを含むリチウム二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイル機器に対する技術開発及び需要の増加に伴い、エネルギー源としての二次電池の需要が急増しており、そのような二次電池の中でも、高いエネルギー密度と電圧を有し、サイクル寿命が長く、自己放電率の低いリチウム二次電池が商用化されて広く使用されている。
【０００３】
このようなリチウム二次電池は、負極活物質として黒鉛を使用し、正極のリチウムイオンが負極に挿入され、脱離される過程を繰り返しながら、充電と放電が行われる。電極活物質の種類に応じて電池の理論容量は差があるが、一般にサイクルが進行するにつれて、充電及び放電容量が低下するという問題が発生する。
【０００４】
このような現象は、電池の充電及び放電が進行するにつれて発生する電極の体積変化によって、電極活物質間または電極活物質と集電体との間が分離されてしまい、前記活物質がその機能を果たすことができなくなることに最も大きな原因がある。また、挿入及び脱離される過程で負極に挿入されたリチウムイオンが正常に抜け出ることができず、そのため、負極の活性点が減少し、これにより、サイクルが進行するにつれて、電池の充放電容量及び寿命特性が減少することもある。
【０００５】
特に、放電容量を高めるために、理論的放電容量が３７２ｍＡｈ／ｇである天然黒鉛に、放電容量が大きいシリコン、錫、シリコン−錫合金などのような材料を複合して使用する場合、充電及び放電が進行するにつれて材料の体積膨張が著しく増加するようになり、これにより、電極材から負極材の離脱が発生し、結果的に、反復的にサイクルが進行しながら電池の容量が急激に低下するという問題が引き起こされた。
【０００６】
従来は、強い接着力で電極活物質間または電極活物質と集電体との間の分離を防止するために、溶媒系バインダーであるポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）などの物質を添加する技術が提示されたが、バインダーの使用量に応じて電池内部の抵抗が増加し、出力が低下するという根本的な問題を解決することができない。
【０００７】
したがって、このような問題点を解決できる技術に対する必要性が高い実情である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような従来技術の問題点及び過去から要請されてきた技術的課題を解決することを目的とする。
【０００９】
本発明の目的は、電極集電体及び電極活物質に対する密着力及び支持力に優れた効果がある二次電池用電極及びそれを含むリチウム二次電池を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
したがって、本発明の非制限的な例において、電極は、表面に電極材と結合する官能基（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｇｒｏｕｐ）またはラジカルが備えられた電流集電体、及び前記電流集電体上に形成される電極合材層を含むことを特徴とする。
【００１１】
前記官能基は、極性基であってもよい。
【００１２】
前記官能基は、水酸化基、カルボキシル基、カルボニル基、アルデヒド基、アミン基、フルオロ基からなる群から選択された１つ以上であってもよい。
【００１３】
前記官能基は、電極材と化学結合をする構造であってもよい。
【００１４】
前記官能基は、電極材と水素結合（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｂｏｎｄｉｎｇ）する構造であってもよい。
【００１５】
前記電流集電体層は、水に対する接触角が５度以上〜４０度以下の範囲内であってもよい。
【００１６】
前記官能基またはラジカルは、コロナ表面改質法、プラズマ表面改質法、紫外線表面改質法、電子線表面改質法からなる群から選択された１つ以上の方法を用いて導入することができる。
【００１７】
前記電流集電体は、金属素材からなることができる。
【００１８】
また、前記金属電流集電体の表面には、官能基が導入された金属酸化物が存在することができる。
【００１９】
前記電流集電体は、アルミニウム集電体または銅集電体であってもよい。
【００２０】
前記電極材は、ポリフッ化ビニリデン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ、ＰＶｄＦ）またはポリテトラフルオロエチレン（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＴＦＥ）を含むフッ素樹脂系バインディング高分子、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−イソプレンゴムを含むゴム系バインディング高分子、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、澱粉、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロースを含むセルロース系バインディング高分子、ポリアルコール系バインディング高分子、ポリエチレン、ポリプロピレンを含むポリオレフィン系バインディング高分子、ポリイミド系バインディング高分子、ポリエステル系バインディング高分子からなる群から選択された１つ以上のバインディング高分子であってもよい。
【００２１】
本発明はまた、前記電極を含むことを特徴とする電池を提供することができる。
【００２２】
前記電池は、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、リチウムポリマー電池からなる群から選択された１つであってもよい。
【００２３】
前記電池は、一般に、正極、負極、前記正極と負極との間に介在する分離膜、及びリチウム塩含有非水電解質で構成されており、電池のその他の成分について、以下で説明する。
【００２４】
一般に、前記正極は、正極集電体上に正極活物質、導電材及びバインダーの混合物である電極合剤を塗布した後、乾燥して製造され、必要に応じて、前記混合物に充填剤をさらに添加することもある。
【００２５】
前記正極活物質は、例えば、リチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ２）、リチウムニッケル酸化物（ＬｉＮｉＯ２）などの層状化合物や、１つまたはそれ以上の遷移金属で置換された化合物；化学式Ｌｉ１＋ｘＭｎ２−ｘＯ４（ここで、ｘは０〜０．３３である）、ＬｉＭｎＯ３、ＬｉＭｎ２Ｏ３、ＬｉＭｎＯ２などのリチウムマンガン酸化物；リチウム銅酸化物（Ｌｉ２ＣｕＯ２）；ＬｉＶ３Ｏ８、ＬｉＦｅ３Ｏ４、Ｖ２Ｏ５、Ｃｕ２Ｖ２Ｏ７などのバナジウム酸化物；化学式ＬｉＮｉ１−ｘＭｘＯ２（ここで、Ｍ＝Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇ、ＢまたはＧａであり、ｘ＝０．０１〜０．３である）で表されるＮｉサイト型リチウムニッケル酸化物；化学式ＬｉＭｎ２−ｘＭｘＯ２（ここで、Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、ＺｎまたはＴａであり、ｘ＝０．０１〜０．１である）またはＬｉ２Ｍｎ３ＭＯ８（ここで、Ｍ＝Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＣｕまたはＺｎである）で表されるリチウムマンガン複合酸化物；ＬｉＮｉｘＭｎ２−ｘＯ４で表されるスピネル構造のリチウムマンガン複合酸化物；化学式のＬｉの一部がアルカリ土金属イオンで置換されたＬｉＭｎ２Ｏ４；ジスルフィド化合物；Ｆｅ２（ＭｏＯ４）３などを含むことができるが、これらに限定されるものではない。
【００２６】
前記正極集電体は、一般に３〜５００μｍの厚さに製造される。このような正極集電体は、当該電池に化学的変化を誘発せずに高い導電性を有するものであれば、特に制限されるものではなく、例えば、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素、またはアルミニウムやステンレススチールの表面をカーボン、ニッケル、チタン、銀などで表面処理したものなどを使用することができる。集電体は、その表面に微細な凹凸を形成して正極活物質の接着力を高めることもでき、フィルム、シート、ホイル、ネット、多孔質体、発泡体、不織布体などの様々な形態が可能である。
【００２７】
前記導電材は、通常、正極活物質を含んだ混合物の全重量を基準として１〜５０重量％で添加される。このような導電材は、当該電池に化学的変化を誘発せずに導電性を有するものであれば特に制限されるものではなく、例えば、天然黒鉛や人造黒鉛などの黒鉛；カーボンブラック、アセチレンブラック、ケチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラック；炭素繊維や金属繊維などの導電性繊維；フッ化カーボン、アルミニウム、ニッケル粉末などの金属粉末；酸化亜鉛、チタン酸カリウムなどの導電性ウィスカー；酸化チタンなどの導電性金属酸化物；ポリフェニレン誘導体などの導電性素材などを使用することができる。
【００２８】
一方、前記弾性を有する黒鉛系物質が導電材として使用されてもよく、前記物質と共に使用されてもよい。
【００２９】
前記バインダーは、活物質と導電材などの結合及び集電体に対する結合を助ける成分であって、通常、正極活物質を含む混合物の全重量を基準として１〜５０重量％で添加される。このようなバインダーの例としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、澱粉、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム、様々な共重合体などを挙げることができる。
【００３０】
前記充填剤は、正極の膨張を抑制する成分として選択的に使用され、当該電池に化学的変化を誘発せずに繊維状材料であれば特に制限されるものではなく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系重合体；ガラス繊維、炭素繊維などの繊維状物質が使用される。
【００３１】
本発明はまた、前記電極を含む二次電池を提供し、前記二次電池は、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、またはリチウムポリマー電池であってもよい。
【００３２】
前記負極は、負極集電体上に負極活物質を塗布、乾燥及びプレスして製造され、必要に応じて、前記のような導電材、バインダー、充填剤などが選択的にさらに含まれてもよい。
【００３３】
前記負極活物質は、例えば、難黒鉛化炭素、黒鉛系炭素などの炭素；ＬｉｘＦｅ２Ｏ３（０≦ｘ≦１）、ＬｉｘＷＯ２（０≦ｘ≦１）、ＳｎｘＭｅ１−ｘＭｅ’ｙＯｚ（Ｍｅ：Ｍｎ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｇｅ；Ｍｅ’：Ａｌ、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ、周期律表の１族、２族、３族元素、ハロゲン；０＜ｘ≦１、１≦ｙ≦３、１≦ｚ≦８）などの金属複合酸化物；リチウム金属；リチウム合金；ケイ素系合金；錫系合金；ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＰｂＯ、ＰｂＯ２、Ｐｂ２Ｏ３、Ｐｂ３Ｏ４、Ｓｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ４、Ｓｂ２Ｏ５、ＧｅＯ、ＧｅＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ４、Ｂｉ２Ｏ５などの金属酸化物；ポリアセチレンなどの導電性高分子；Ｌｉ−Ｃｏ−Ｎｉ系材料；チタン酸化物；リチウムチタン酸化物などを使用することができ、詳細には、炭素系物質及び／又はＳｉを含むことができる。
【００３４】
前記負極集電体は、一般に３〜５００μｍの厚さに製造される。このような負極集電体は、当該電池に化学的変化を誘発せずに導電性を有するものであれば、特に制限されるものではなく、例えば、銅、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素、銅やステンレススチールの表面をカーボン、ニッケル、チタン、銀などで表面処理したもの、アルミニウム−カドミウム合金などを使用することができる。また、正極集電体と同様に、表面に微細な凹凸を形成して負極活物質の結合力を強化させることもでき、フィルム、シート、ホイル、ネット、多孔質体、発泡体、不織布体などの様々な形態で使用することができる。
【００３５】
前記分離膜は、正極と負極との間に介在し、高いイオン透過度及び機械的強度を有する絶縁性の薄い薄膜が使用される。一般に、分離膜の気孔径は０．０１〜１０μｍで、厚さは５〜３００μｍである。このような分離膜としては、例えば、耐化学性及び疎水性のポリプロピレンなどのオレフィン系ポリマー；ガラス繊維またはポリエチレンなどで作られたシートや不織布などが使用される。電解質としてポリマーなどの固体電解質が使用される場合には、固体電解質が分離膜を兼ねることもできる。
【００３６】
前記リチウム塩含有非水電解質は、非水電解質とリチウムからなっており、非水電解質としては、非水系有機溶媒、有機固体電解質、無機固体電解質などが使用されるが、これらに限定されるものではない。
【００３７】
前記非水系有機溶媒としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロキシフラン（ｆｒａｎｃ）、２−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、１，３−ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン、アセトニトリル、ニトロメタン、ホルム酸メチル、酢酸メチル、リン酸トリエステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、メチルスルホラン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、エーテル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルなどの非プロトン性有機溶媒を使用することができる。
【００３８】
前記有機固体電解質としては、例えば、ポリエチレン誘導体、ポリエチレンオキシド誘導体、ポリプロピレンオキシド誘導体、リン酸エステルポリマー、ポリエジテーションリシン（ａｇｉｔａｔｉｏｎ  ｌｙｓｉｎｅ）、ポリエステルスルフィド、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン、イオン性解離基を含む重合体などを使用することができる。
【００３９】
前記無機固体電解質としては、例えば、Ｌｉ３Ｎ、ＬｉＩ、Ｌｉ５ＮＩ２、Ｌｉ３Ｎ−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、ＬｉＳｉＯ４、ＬｉＳｉＯ４−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、Ｌｉ２ＳｉＳ３、Ｌｉ４ＳｉＯ４、Ｌｉ４ＳｉＯ４−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、Ｌｉ３ＰＯ４−Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２などのＬｉの窒化物、ハロゲン化物、硫酸塩などを使用することができる。
【００４０】
前記リチウム塩は、前記非水系電解質に溶解しやすい物質であって、例えば、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＢ１０Ｃｌ１０、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ＣＯ２、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＡｌＣｌ４、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、（ＣＦ３ＳＯ２）２ＮＬｉ、クロロボランリチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、４フェニルホウ酸リチウム、イミドなどを使用することができる。
【００４１】
また、前記リチウム塩含有非水電解質には、充放電特性、難燃性などの改善を目的として、例えば、ピリジン、トリエチルホスファイト、トリエタノールアミン、環状エーテル、エチレンジアミン、ｎ−グリム（ｇｌｙｍｅ）、ヘキサリン酸トリアミド、ニトロベンゼン誘導体、硫黄、キノンイミン染料、Ｎ−置換オキサゾリジノン、Ｎ，Ｎ−置換イミダゾリジン、エチレングリコールジアルキルエーテル、アンモニウム塩、ピロール、２−メトキシエタノール、三塩化アルミニウムなどが添加されてもよい。場合によっては、不燃性を付与するために、四塩化炭素、三フッ化エチレンなどのハロゲン含有溶媒をさらに含ませることもでき、高温保存特性を向上させるために二酸化炭酸ガスをさらに含ませることもでき、ＦＥＣ（Ｆｌｕｏｒｏ−Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＲＳ（Ｐｒｏｐｅｎｅ  ｓｕｌｔｏｎｅ）などをさらに含ませることができる。
【００４２】
一具体例において、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２などのリチウム塩を、高誘電性溶媒であるＥＣまたはＰＣの環状カーボネートと、低粘度溶媒であるＤＥＣ、ＤＭＣまたはＥＭＣの線状カーボネートとの混合溶媒に添加し、リチウム塩含有非水系電解質を製造することができる。
【００４３】
本発明は、前記電池を含む電池パック、及び前記電池パックを電源として含むデバイスを提供する。
【００４４】
このとき、前記デバイスの具体的な例としては、電池的モーターによって動力を受けて動くパワーツール（ｐｏｗｅｒ  ｔｏｏｌ）；電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ、ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ、ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（Ｐｌｕｇ−ｉｎ  Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ、ＰＨＥＶ）などを含む電気車；電気自転車（Ｅ−ｂｉｋｅ）、電気スクーター（Ｅ−ｓｃｏｏｔｅｒ）を含む電気二輪車；電気ゴルフカート（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｇｏｌｆ  ｃａｒｔ）；電力貯蔵用システムなどを挙げることができるが、これに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実験例３による寿命特性を示すグラフである。
【図２】実験例３による寿命特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、実施例を参照して本発明をより詳細に説明するが、下記の実施例は、本発明を例示するためのものであり、本発明の範疇がこれらのみに限定されるものではない。
【００４７】
＜実施例１＞
［正極の製造］
正極活物質としてＬｉ（Ｌｉ１．２Ｃｏ０．１Ｎｉ０．１Ｍｎ０．６）Ｏ２を使用し、導電材（ｃａｒｂｏｎ  ｂｌａｃｋ）、バインダー（ＰＶｄＦ）をそれぞれ９５：２：３の重量比でＮＭＰ（Ｎ−ｍｅｔｈｙｌ−２−ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）に入れてミキシングして、正極合剤を製造した。
【００４８】
２０μｍの厚さのアルミニウムホイルを使用し、プラズマ表面改質法を用いて、アルミニウムホイルの表面に親水性官能基が導入された金属酸化物が存在する正極電流集電体を製造した。
【００４９】
製造された正極合剤を前記正極電流集電体に８０μｍの厚さにコーティングした後、圧延及び乾燥して、正極を製造した。
【００５０】
［負極の製造］
負極としては天然黒鉛／Ｓｉ系活物質を使用し、導電材（ｃａｒｂｏｎ  ｂｌａｃｋ）、バインダー（ＳＢＲ）、増粘剤（ＣＭＣ）をそれぞれ９４：２：３：１の重量比でＨ２Ｏに入れてミキシングして、負極合剤を製造した。
【００５１】
２０μｍの厚さの銅ホイルを使用し、プラズマ表面改質法を用いて、銅ホイルの表面に親水性官能基が導入された金属酸化物が存在する負極電流集電体を製造した。
【００５２】
製造された負極合剤を前記負極電流集電体に８０μｍの厚さにコーティングした後、圧延及び乾燥して、負極を製造した。
【００５３】
［集電体の表面処理］
前記電流集電体を製造する過程において、プラズマ処理方法を用いて集電体の表面処理を行った。プラズマ処理は、１２ｋｗのＭＦを加えると、電場によって電子が加速されて、ＧＮ２（Ｎ２）ガスとＣＤＡ（Ｃｌｅａｎ  Ｄｒｙ  Ａｉｒ）ガスをイオン化させて発生した活性種が２５０ｍｍ＊２５０ｍｍのアルミニウムホイルまたは銅ホイルと衝突するようにして、集電体の表面処理を行った。
【００５４】
［二次電池の製造］
前記負極と正極との間に分離膜（セルガード（商標）、厚さ：２０μｍ）を介在して電極組立体を製造した後、前記電極組立体をパウチ型電池ケースに収納し、エチルカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネートが体積比を基準として１：１：１で混合されており、リチウム塩として１ＭのＬｉＰＦ６を含んでいるリチウム非水系電解液を添加して、リチウム二次電池を製造した。
【００５５】
＜比較例１＞
正極集電体として、別途の表面処理を施していないアルミニウムホイルを使用し、負極集電体として、別途の表面処理を施していない銅ホイルを使用して製造したこと以外は、実施例１と同様の方法でリチウム二次電池を製造した。
【００５６】
＜実験例１＞
実施例１のアルミニウムホイルと銅ホイル集電体の表面状態がプラズマ表面処理を通じて親水性に変化したかを確認するために、接触角を測定した。実施例１の正極、負極集電体を切り取ってスライドガラスに固定させた後、Ｈ２Ｏを３μＬ滴下して接触角を測定し、下記の表１に示す。
【００５７】
【表１】
0006270989.tif 000002
【００５８】
＜実験例２＞
実施例１及び比較例１の電極を用いて接着力試験を行った。実施例１及び比較例１の電極を切り取ってスライドガラスに固定させた後、電極集電体を剥離しながら１８０度剥離強度を測定した。評価は、５個以上の剥離強度を測定して平均値として定めて、下記の表２に示す。
【００５９】
【表２】
0006270989.tif 000003
【００６０】
＜実験例３＞
実施例１及び比較例１の電池を用いて、２５℃の温度で、０．１Ｃの充電電流で充電終止電圧４．２５Ｖまで充電した後、放電速度を０．１Ｃ、０．２Ｃ、０．５Ｃ、１Ｃ、０．１Ｃに変化させながら、それぞれ２サイクル（最後の０．１Ｃだけ１サイクル）ずつ放電終止電圧２．５Ｖまで放電する充放電試験を行った。下記の図１及び表３は、０．１Ｃ放電容量に対する０．２Ｃ、０．５Ｃ、１Ｃ放電容量を示す。下記の図２は、実施例１及び比較例１の電池を用いて、４５℃の温度で、０．２Ｃの充電電流で充電終止電圧４．２５Ｖまで充電した後、０．５Ｃの放電電流で放電終止電圧２．５Ｖまで放電する充放電サイクル試験を行った結果を示す。
【００６１】
【表３】
0006270989.tif 000004
【００６２】
前記実験例２及び３によれば、実施例１の電池の場合、比較例１の電池に比べて接着力に優れ、レート及びサイクル特性が向上したことを確認することができる。
【００６３】
これは、電池の製造過程において、正極及び負極集電体を構成するアルミニウムホイル及び銅ホイルにプラズマ表面改質法を用いて、表面に親水性官能基が導入された金属酸化物が存在する電流集電体を用いることによって、電極集電体と電極合剤との接着力を向上させて、電子伝導度の低下及び容量の減少を防止できるからである。したがって、正極と負極の両方に本発明による製造方法を適用すれば、レート及びサイクル特性がさらに向上するという効果がある。
【００６４】
本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、上記内容に基づいて本発明の範疇内で様々な応用及び変形を行うことが可能であろう。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上で説明したように、本発明に係る電極は、高電極集電体及び電極活物質に対する密着力及び支持力に優れた効果がある二次電池用電極及びそれを含むリチウム二次電池を提供することができる。
【図１】
0006270989.tif 000005
【図２】
0006270989.tif 000006