KR20060041650A - Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby - Google Patents

Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby Download PDF

Info

Publication number
KR20060041650A
KR20060041650A KR1020050009999A KR20050009999A KR20060041650A KR 20060041650 A KR20060041650 A KR 20060041650A KR 1020050009999 A KR1020050009999 A KR 1020050009999A KR 20050009999 A KR20050009999 A KR 20050009999A KR 20060041650 A KR20060041650 A KR 20060041650A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
organic
porous film
composite porous
polymer
inorganic
Prior art date
Application number
KR1020050009999A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이상영
김석구
석정돈
안순호
용현항
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to EP05780564.0A priority Critical patent/EP1784876B1/en
Priority to TW94128057A priority patent/TWI318018B/en
Priority to EP20182470.3A priority patent/EP3745494A1/en
Priority to EP17207934.5A priority patent/EP3322000A1/en
Priority to JP2007523490A priority patent/JP4846717B2/en
Priority to PCT/KR2005/002674 priority patent/WO2006025662A1/en
Priority to US11/217,918 priority patent/US8409746B2/en
Priority to KR1020050081766A priority patent/KR100742959B1/en
Publication of KR20060041650A publication Critical patent/KR20060041650A/en
Priority to KR1020070062120A priority patent/KR100889207B1/en
Priority to JP2011082992A priority patent/JP2011190447A/en
Priority to US13/184,275 priority patent/US20110281150A1/en
Priority to US13/184,288 priority patent/US20110281172A1/en
Priority to US13/184,297 priority patent/US20110281171A1/en
Priority to US13/785,260 priority patent/US9490463B2/en
Priority to JP2013267854A priority patent/JP5889271B2/en
Priority to JP2015160116A priority patent/JP6116630B2/en
Priority to US15/266,838 priority patent/US20170005309A1/en
Priority to US15/890,229 priority patent/US20180166671A1/en
Priority to US16/374,483 priority patent/US20190229316A1/en
Priority to US17/358,433 priority patent/US20210320380A1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/446Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/20Manufacture of shaped structures of ion-exchange resins
    • C08J5/22Films, membranes or diaphragms
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

본 발명은 a) 무기물 입자; 및 b) 상기 무기물 입자 표면의 일부 또는 전부에 형성된 고분자 바인더 코팅층을 포함하는 유/무기 복합 다공성 필름에 있어서, 상기 고분자 바인더 코팅층에 의해 무기물 입자 사이가 연결 및 고정되고, 무기물 입자간의 빈 공간(interstitial volume)으로 인해 마이크로 단위의 기공이 형성된 것을 특징으로 하는 유/무기 복합 다공성 필름 및 이의 제조방법을 제공한다. 또한 본 발명은 상기 유/무기 복합 다공성 필름을 포함하는 전기 화학 소자를 제공한다.The present invention a) inorganic particles; And b) a polymer binder coating layer formed on part or all of the surface of the inorganic particles, wherein the inorganic binder particles are connected and fixed by the polymer binder coating layer, and an interstitial space between the inorganic particles is provided. Volume) provides an organic / inorganic composite porous film and a method for producing the same, characterized in that the pores of the micro-unit is formed. In another aspect, the present invention provides an electrochemical device comprising the organic / inorganic composite porous film.

본 발명에 따라 제조된 유/무기 복합 다공성 필름은 필름 중에 존재하는 내열성 마이크로 단위의 기공 구조로 인해 액체 전해액이 들어갈 공간이 증가하여 리튬 이온 전도도 및 전해액 함침율이 향상되므로, 이를 분리막으로 이용하는 리튬 이차 전지는 열적 안전성 및 성능 향상을 도모할 수 있다.The organic / inorganic composite porous film prepared according to the present invention has a pore structure of heat-resistant micro units present in the film, thereby increasing the space into which the liquid electrolyte enters, thereby improving lithium ion conductivity and electrolyte impregnation rate. The battery can achieve thermal safety and improved performance.

무기물, 고분자, 기공, 필름, 분리막, 전해질, 리튬 이차 전지, 전기 화학 소자Inorganic materials, polymers, pores, films, separators, electrolytes, lithium secondary batteries, electrochemical devices

Description

유/무기 복합 다공성 필름 및 이를 이용한 전기 화학 소자{ORGANIC/INORGANIC COMPOSITE POROUS FILM AND ELECTROCHEMICAL DEVICE PREPARED THEREBY}Organic / inorganic composite porous film and electrochemical device using the same {ORGANIC / INORGANIC COMPOSITE POROUS FILM AND ELECTROCHEMICAL DEVICE PREPARED THEREBY}

도 1은 본 발명에 따라 제조된 유/무기 복합 다공성 필름의 모식도이다.1 is a schematic diagram of an organic / inorganic composite porous film prepared according to the present invention.

도 2는 실시예 1에서 제조된 유/무기 복합 다공성 필름(PVdF-HFP/BaTiO3)의 SEM 사진이다. FIG. 2 is a SEM photograph of the organic / inorganic composite porous film (PVdF-HFP / BaTiO 3 ) prepared in Example 1. FIG.

도 3a는 실시예 1에서 제조된 유/무기 복합 다공성 필름(PVdF-HFP/BaTiO3) 및 상용화된 PP/PE/PP 분리막의 상온 보존시의 사진이며, 도 3b는 상기 유/무기 복합 다공성 필름 및 PP/PE/PP 분리막을 각각 150℃에서 1시간 방치한 후의 사진이다.Figure 3a is a photograph of the organic / inorganic composite porous film prepared in Example 1 (PVdF-HFP / BaTiO 3 ) and commercialized PP / PE / PP separator at room temperature storage, Figure 3b is the organic / inorganic composite porous film And a photograph after leaving the PP / PE / PP separator at 150 ° C. for 1 hour.

도 4a와 도 4b는 상용화된 PP/PE/PP 분리막과 실시예 1 에서 제조된 유/무기 복합 다공성 필름(PVdF-HFP/BaTiO3)을 각각 구비한 비교예 1 및 실시예 1의 리튬 이차 전지의 과충전 실험 비교 사진이다.4A and 4B illustrate lithium secondary batteries of Comparative Examples 1 and 1 each having a commercially available PP / PE / PP separator and an organic / inorganic composite porous film (PVdF-HFP / BaTiO 3 ) prepared in Example 1, respectively. Overcharge experiment comparison picture.

본 발명은 마이크로 단위의 기공 구조가 형성된 유/무기 복합 다공성 필름 및 이를 포함하는 전기 화학 소자에 관한 것이다. The present invention relates to an organic / inorganic composite porous film having a pore structure in micro units and an electrochemical device including the same.

최근 에너지 저장 기술에 대한 관심이 갈수록 높아지고 있다. 휴대폰, 캠코더, 노트북 및 PC, 나아가서는 전기 자동차의 에너지까지 적용 분야가 확대됨에 따라 전지의 연구와 개발에 대한 노력이 점점 구체화되고 있다. 전기 화학 소자는 이러한 측면에서 가장 주목받는 분야이며, 그 중에서도 충방전이 가능한 이차 전지의 개발은 관심의 촛점이 되고 있다.Recently, interest in energy storage technology is increasing. As the field of application extends to the energy of mobile phones, camcorders, notebooks and PCs, and even electric vehicles, efforts for research and development of batteries are becoming more concrete. The electrochemical device is the most attracting field in this respect, and among them, the development of a secondary battery capable of charging and discharging has been the focus of attention.

이차 전지는 화학 에너지와 전기 에너지의 가역적 상호변환을 이용해 충전과 방전을 반복할 수 있는 화학 전지로서, Ni-MH 이차 전지와 리튬 이차 전지로 구분된다. 리튬 이차 전지에는 리튬 금속 이차 전지, 리튬 이온 이차 전지, 리튬 폴리머 이차 전지 또는 리튬 이온 폴리머 이차 전지 등이 있다.Secondary batteries are chemical cells capable of repeating charging and discharging using reversible interconversion of chemical and electrical energy, and are classified into Ni-MH secondary batteries and lithium secondary batteries. Lithium secondary batteries include lithium metal secondary batteries, lithium ion secondary batteries, lithium polymer secondary batteries or lithium ion polymer secondary batteries.

리튬 이온 전지는 빈 공간이 존재하는 결정 구조의 정극활물질(예, LiCoO2)과 부극활물질(예, graphite)을 각각 전류 집전체(current collector)인 알루미늄 호일 및 구리 호일 상에 코팅하여 제조된 양 전극 사이에 분리막을 개재시킨 후, 전해액을 주입하게 된다. 전지의 충전시에는 정극활물질 결정 내에 삽입된 리튬이 탈리되어 부극의 부극활물질 결정 구조속으로 들어가고, 방전시에는 이와 반대로 부극활물질 속에 있는 리튬이 탈리되어 정극 중의 결정으로 삽입된다. 이와 같이 충방전됨에 따라 리튬 이온이 정극과 부극 간을 상호 이동하며 에너지를 전달하므로, 흔들의자 전지(rocking chair battery)라 부른다. 이와 같은 작동 메커니즘을 가진 리튬 이온 전지는 사용하는 전해질에 따라 LiLB (lithium ion liquid battery), LiPB (lithium ion polymer battery), LPB (lithium polymer battery) 등으로 나눌 수 있다. 즉, LiLB는 액체 전해질을, LiPB는 겔형 고분자 전해질을, LPB는 고체 고분자 전해질을 사용한다.A lithium ion battery is produced by coating a positive electrode active material (eg, LiCoO 2 ) and a negative electrode active material (eg, graphite) having a crystal structure on an aluminum foil and a copper foil, which are current collectors, respectively. After the separator is interposed between the electrodes, the electrolyte is injected. When the battery is charged, lithium inserted in the positive electrode active material crystal is detached and enters the negative electrode active material crystal structure. On discharge, lithium in the negative electrode active material is detached and inserted into the crystal in the positive electrode. As the charge and discharge as described above, lithium ions move energy between the positive electrode and the negative electrode to transfer energy, and thus, are called rocking chair batteries. Lithium ion batteries having such an operation mechanism may be divided into lithium ion liquid battery (LiLB), lithium ion polymer battery (LiPB), and lithium polymer battery (LPB) according to the electrolyte used. That is, LiLB uses a liquid electrolyte, LiPB uses a gel polymer electrolyte, and LPB uses a solid polymer electrolyte.

리튬 이차 전지는 수용액 전해액을 사용하는 Ni-MH의 재래식 전지에 비해서 작동 전압이 높고 에너지 밀도가 크다는 장점이 있기 때문에 현재 많은 회사에서 생산되고 있으나, 그들의 안전성 특성은 각기 다른 양상을 보이고 있다. 전지의 안전성 평가 및 안전성 확보는 가장 중요하게 고려해야 될 사항이므로, 이에 따라 리튬 이차 전지의 안전 규격은 전지 내의 발화 및 발연 등을 엄격히 규제하고 있다. Lithium secondary batteries are currently produced by many companies because of their high operating voltage and high energy density, compared to conventional Ni-MH batteries using aqueous electrolyte solutions, but their safety characteristics are different. The safety evaluation and safety of the battery are the most important considerations, and accordingly, the safety standard of the lithium secondary battery strictly regulates ignition and smoke in the battery.

현재 생산중인 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 폴리머 전지는 양극과 음극의 단락을 방지하고자, 폴리올레핀 계열 분리막을 사용하고 있다. 폴리올레핀 계열 분리막은 200℃ 이하에서 용융되는 물성을 가지고 있기 때문에, 내부 및/또는 외부 자극에 의해 전지가 고온으로 상승할 경우 분리막의 수축 혹은 용융 등과 같은 부피 변화가 발생하게 되며, 이로 인해 양 전극의 단락, 전기 에너지의 방출 등으로 폭발 등이 발생할 수 있다. 따라서, 고온에서 열 수축이 일어나지 않는 분리막의 개발이 요구되고 있다.Lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries currently in production use polyolefin-based separators to prevent short circuits between the positive and negative electrodes. Since the polyolefin-based separator has a property of melting at 200 ° C. or lower, when the battery rises to a high temperature due to internal and / or external magnetic poles, a volume change such as shrinkage or melting of the separator occurs. An explosion may occur due to a short circuit, the release of electrical energy, or the like. Therefore, there is a demand for development of a separator in which heat shrinkage does not occur at high temperatures.

상기에 언급된 폴리올레핀 계열 분리막의 문제점을 개선하기 위한 노력으로, 일반적인 고분자 전해질의 연구 방향들 중 한가지인, 분리막의 역할을 수행하면서 무기물이 적용된 전해질을 개발하고자 많은 시도들이 있었다. 이들을 크게 2가지로 분류하면, 첫째는 리튬 이온 전달 능력이 있는 무기물 입자를 단독으로 이용하거나 또는 리튬 이온 전달 능력이 있는 무기물 입자 및 고분자 매트릭스를 혼합하여 복합 고체 전해질을 제조하는 것이다(일본 공개번호 제 2003-022707호; Solid State Ionics, vol.158, n.3, p275, 2003; Journal of Power Sources, vol.112, n.1, p209, 2002; Electrochimica Acta, vol.48, n.14, p2003, 2003). 그러나 액체 전해질에 비해 낮은 무기물의 이온 전도도 및 고분자와 혼합시 무기물과 고분자간의 계면 저항 증가 등으로 인해 더 이상의 진전이 없는 것으로 알려져 있다.In an effort to improve the problems of the polyolefin-based separators mentioned above, there have been many attempts to develop an electrolyte to which inorganic substances are applied while serving as a separator, which is one of research directions of a general polymer electrolyte. If these are largely classified into two categories, the first is to prepare a composite solid electrolyte by using inorganic particles having lithium ion transfer capability alone or by mixing inorganic particles and polymer matrix having lithium ion transfer capability (Japanese Laid-open Publication No. 2003-022707; Solid State Ionics , vol. 158, n.3, p275, 2003; Journal of Power Sources , vol. 112, n.1, p209, 2002; Electrochimica Acta , vol. 48, n.14, p2003 , 2003). However, it is known that no further progress is made due to the low ionic conductivity of inorganic materials and the increase of interfacial resistance between inorganic materials and polymers when mixed with polymers.

둘째는 리튬 이온 전달 능력이 없거나 또는 있는 무기물 입자를 고분자 및 액체 전해질로 구성된 겔형 고분자 전해질(gel polymer electrolyte)과 함께 섞어 전해질을 제조하는 것이다. 이 경우 무기물은 고분자 및 액체 전해질에 비해 소량 투입되며, 액체 전해질에 의해 이루어지는 리튬 이온 전달을 도와주는 보조 기능을 지니게 된다. Second, an electrolyte is prepared by mixing an inorganic particle having no or no lithium ion transfer capacity with a gel polymer electrolyte composed of a polymer and a liquid electrolyte. In this case, the inorganic material is added in a small amount compared to the polymer and the liquid electrolyte, and has an auxiliary function to assist the lithium ion transfer made by the liquid electrolyte.

그러나 상기와 같이 제조된 전해질은 전해질 내 기공이 존재하지 않거나 또는 기공이 존재한다 하더라도 가소제 투입에 의해 형성된 옹스트롬(Å) 단위의 기공 크기 및 낮은 기공도로 인해 분리막으로서의 역할을 충실히 수행하지 못했다. However, the electrolyte prepared as described above did not faithfully serve as a separator even if no pores were present in the electrolyte or even if there were pores, due to the pore size and low porosity of the angstrom unit formed by plasticizer injection.

본 발명자는 상기에 언급된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서, (1) 무기물 입자 및 (2) 바인더 고분자를 구성 성분으로 사용하여 마이크로 단위의 기공이 형성된 유/무기 복합 다공성 필름을 도입하였다.In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present inventors introduced an organic / inorganic composite porous film having micropores formed using (1) inorganic particles and (2) binder polymers as constituents.

이에, 본 발명은 상기의 유/무기 복합 다공성 필름 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an organic / inorganic composite porous film and a method of manufacturing the same.

또한, 본 발명은 상기 유/무기 복합 다공성 필름을 포함하는 전기 화학 소자를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an electrochemical device including the organic / inorganic composite porous film.

본 발명은 a) 무기물 입자; 및 b) 상기 무기물 입자 표면의 일부 또는 전부에 형성된 고분자 바인더 코팅층을 포함하는 유/무기 복합 다공성 필름에 있어서, 상기 고분자 바인더 코팅층에 의해 무기물 입자 사이가 연결 및 고정되고, 무기물 입자간의 빈 공간(interstitial volume)으로 인해 마이크로 단위의 기공이 형성된 것을 특징으로 하는 유/무기 복합 다공성 필름 및 이를 포함하는 전기 화학 소자를 제공한다.The present invention a) inorganic particles; And b) a polymer binder coating layer formed on part or all of the surface of the inorganic particles, wherein the inorganic binder particles are connected and fixed by the polymer binder coating layer, and an interstitial space between the inorganic particles is provided. Volume) provides an organic / inorganic composite porous film and an electrochemical device comprising the same, characterized in that the pores of the micro-unit is formed.

또한, 본 발명은 a) 고분자를 용매에 용해시켜 고분자 용액을 제조하는 단계; b) 무기물 입자를 상기 단계 a)의 고분자 용액에 첨가 및 혼합하는 단계; 및 c) 상기 단계 b)의 무기물 입자와 고분자의 혼합물을 기재에 코팅 및 건조한 후 기재를 탈착하는 단계를 포함하는 유/무기 복합 다공성 필름의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of a) dissolving the polymer in a solvent to prepare a polymer solution; b) adding and mixing the inorganic particles to the polymer solution of step a); And c) coating and drying the mixture of the inorganic particles and the polymer of step b) on a substrate and then desorbing the substrate.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름은 무기물 입자와 바인더 고분자를 구성 성분으로 하여 내열성을 갖는 마이크로 단위의 기공 구조를 형성함으로써, 분리막으로 사용될 수 있다. 게다가 고분자의 성분으로 액체 전해액 함침시 겔화 가능한 고분자를 사용할 경우 전해질로도 동시에 사용할 수 있다는 특징이 있다.The organic / inorganic composite porous film of the present invention may be used as a separator by forming a porous structure of micro units having heat resistance using inorganic particles and a binder polymer as components. In addition, when using a gelable polymer when impregnated with liquid electrolyte as a component of the polymer, it can be used simultaneously as an electrolyte.

본 발명에 따른 유/무기 복합 다공성 필름의 주요 성분 중 하나는 당 업계에서 통상적으로 사용되는 무기물 입자이다. 상기 무기물 입자는 최종 유/무기 복합 다공성 필름을 제조하는 주성분으로서, 무기물 입자들간의 빈 공간(interstitial volume)을 가능하게 하여 미세 기공을 형성하는 역할을 한다. 또한 물리적 형태를 유지할 수 있는 일종의 스페이서(spacer) 역할을 겸하게 된다. 추가적으로 상기 무기물 입자는 일반적으로 200℃ 이상의 고온이 되어도 물리적 특성이 변하지 않는 특성을 갖기 때문에, 형성된 필름이 탁월한 내열성을 갖게 된다. One of the main components of the organic / inorganic composite porous film according to the present invention are inorganic particles commonly used in the art. The inorganic particles serve as a main component for producing the final organic / inorganic composite porous film, and form micro pores by enabling an interstitial volume between the inorganic particles. It also serves as a kind of spacer to maintain physical shape. In addition, since the inorganic particles generally have a property that physical properties do not change even at a high temperature of 200 ° C. or more, the formed film has excellent heat resistance.

본 발명의 무기물 입자는 5 이상의 고유전율 상수를 갖는 무기물 입자가 바람직하며, 10 이상의 유전율 상수를 가지며 밀도가 낮은 무기물 입자가 더욱 바람직하다. 이는 전지내에서 이동하는 리튬 이온을 용이하게 전달할 수 있기 때문이다. 5 이상의 고유전율 상수를 갖는 무기물 입자의 비제한적인 예로는 Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3 (PLZT), PB(Mg3 Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT), BaTiO3, hafnia (HfO2), SrTiO3, TiO2, Al2O3, ZrO2, SnO2, CeO2, MgO, CaO, ZnO, Y2O3 또는 이들의 혼합체 등이 있다. The inorganic particles of the present invention are preferably inorganic particles having a high dielectric constant of 5 or more, and more preferably inorganic particles having a dielectric constant of 10 or more and low density. This is because lithium ions moving in the battery can be easily transferred. Non-limiting examples of inorganic particles having a high dielectric constant of 5 or more include Pb (Zr, Ti) O 3 (PZT), Pb 1-x La x Zr 1-y Ti y O 3 (PLZT), PB (Mg 3 Nb 2/3 ) O 3 -PbTiO 3 (PMN-PT), BaTiO 3 , hafnia (HfO 2 ), SrTiO 3 , TiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, CaO, ZnO, Y 2 O 3 or a mixture thereof.

본 발명에서는 종래 내열성 분리막 성분으로 사용된 적이 없는 무기물 입자들을 신규 용도로 사용하는 것에 특징이 있다. 즉, Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), Pb1-xLax Zr1-yTiyO3 (PLZT), PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT), hafnia (HfO2)들은 유전율 상수가 100 이상인 고유전율 특성을 나타낼 뿐만 아니라 일정 압력을 인가하여 인장 또는 압축되는 경우 전하가 발생하여 양쪽면 간에 전위차가 발생하는 압전성(piezoelectricity)을 나타내게 된다. 상기와 같은 특성으로 인해, 외부 충격에 의한 양(兩) 전극의 내부 단락 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 입자 내 발생된 전위차로 인해 양(兩) 전극 간의 전자 이동, 즉 미세한 전류의 흐름이 이루어져 전 지의 전압을 서서히 감소시킴으로써, 급격한 발화 및 폭발 등과 같은 안전성 저하를 방지할 수 있다. The present invention is characterized by the use of inorganic particles, which have never been used as a conventional heat resistant separator component, for new purposes. That is, Pb (Zr, Ti) O 3 (PZT), Pb 1-x La x Zr 1-y Ti y O 3 (PLZT), PB (Mg 3 Nb 2/3 ) O 3 -PbTiO 3 (PMN-PT ), hafnia (HfO 2 ) not only exhibit high dielectric constants with dielectric constants of more than 100, but also piezoelectricity, in which electric charges are generated when tension or compression is applied under constant pressure, resulting in a potential difference between both sides. Due to the above characteristics, not only the internal short circuit of the positive electrode can be prevented from occurring due to an external impact, but also due to the potential difference generated in the particles, electron movement between the positive electrodes, that is, the flow of minute electric current, can be prevented. By gradually reducing the voltage of the battery, it is possible to prevent safety degradation such as sudden ignition and explosion.

본 발명의 유/무기 복합 전해질은 필름의 구성 성분인 무기물 입자의 크기, 무기물 입자의 함량 및 무기물 입자와 고분자의 조성을 조절함으로써, 마이크로 단위의 기공을 형성할 수 있으며, 또한 기공 크기 및 기공도를 조절할 수 있다.The organic / inorganic composite electrolyte of the present invention can form pores in micro units by adjusting the size of the inorganic particles, the content of the inorganic particles, and the composition of the inorganic particles and the polymer, and also the pore size and porosity. I can regulate it.

무기물 입자의 크기는 0.01 내지 10㎛ 범위인 것이 바람직하나, 이를 특별히 제한하지는 않는다. 0.01㎛ 미만일 경우에는 분산성이 저하되어 유/무기 복합 다공성 필름의 구조 및 물성을 조절하기가 어려우며, 10㎛를 초과할 경우에는 동일한 고형분 함량으로 제조되는 유/무기 복합 다공성 필름의 두께가 증가하여 기계적 물성이 저하되며, 또한 지나치게 큰 기공 크기로 인해 전지의 충방전시 내부 단락이 일어날 확률이 높아진다. The size of the inorganic particles is preferably in the range of 0.01 to 10㎛, but is not particularly limited thereto. If it is less than 0.01㎛ dispersibility is difficult to control the structure and physical properties of the organic / inorganic composite porous film, if it exceeds 10㎛ the thickness of the organic / inorganic composite porous film made of the same solid content increases The mechanical properties are lowered, and due to the excessively large pore size, there is a high probability of internal short circuit during charging and discharging of the battery.

상기 무기물 입자의 함량은 유/무기 복합 다공성 필름을 구성하는 무기물 및 바인더 고분자의 혼합물 100 중량% 당 50 내지 99 중량% 범위가 바람직하며, 특히 60 내지 95 중량%가 더욱 바람직하다. 50 중량% 미만일 경우 고분자의 함량이 지나치게 많게 되어 무기물 입자들 사이에 형성되는 빈 공간의 감소로 인한 기공 크기 및 기공도가 감소되어 최종 전지 성능 저하가 야기된다. 99 중량%를 초과할 경우 고분자 함량이 너무 적기 때문에 무기물 사이의 접착력 약화로 인해 최종 유/무기 복합 다공성 필름의 기계적 물성이 저하된다.The content of the inorganic particles is preferably in the range of 50 to 99% by weight, more preferably 60 to 95% by weight, per 100% by weight of the mixture of the inorganic material and the binder polymer constituting the organic / inorganic composite porous film. If the content is less than 50% by weight, the content of the polymer is too high, resulting in a decrease in pore size and porosity due to a decrease in the void space formed between the inorganic particles, resulting in deterioration of final cell performance. If the content exceeds 99% by weight, the polymer content is too small, and the mechanical properties of the final organic / inorganic composite porous film are reduced due to the weakening of the adhesion between the inorganic materials.

본 발명에 따른 유/무기 복합 다공성 필름의 주요 성분 중 다른 하나는 당 업계에서 통상적으로 사용되는 고분자이다. 특히, 유리 전이 온도(glass transition temperature, Tg)가 -200 내지 200℃ 범위인 고분자가 바람직하며, 이는 유연성 및 탄성 등과 같은 기계적 물성을 향상시킬 수 있기 때문이다.The other one of the main components of the organic / inorganic composite porous film according to the present invention is a polymer commonly used in the art. In particular, a polymer having a glass transition temperature (Tg) in the range of -200 to 200 ° C is preferable, because it can improve mechanical properties such as flexibility and elasticity.

상기 고분자는 무기물 입자들과 입자 사이를 연결 및 안정하게 고정시켜주는 바인더 역할을 충실히 수행함으로써, 최종 제조되는 유/무기 복합 다공성 필름의 기계적 물성 저하방지에 기여한다.The polymer faithfully plays a role of a binder for stably connecting and stably connecting the inorganic particles and the particles, thereby contributing to the reduction of mechanical properties of the organic / inorganic composite porous film to be manufactured.

전술한 기능 이외에, 본 발명의 고분자는 액체 전해액 함침시 겔화됨으로써 높은 전해액 함침율(degree of swelling)을 나타낼 수 있는 특징을 가질 수 있다. 이에 따라 용해도 지수가 15 내지 45 MPa1/2 인 고분자가 바람직하며, 특히 15 내지 25 MPa1/2 및 30 내지 45 MPa1/2 범위가 더욱 바람직하다. 따라서 폴리올레핀류와 같은 소수성 고분자들보다는 극성기를 많이 가진 친수성 고분자들이 바람직하다. 용해도 지수가 15 MPa1/2 미만 및 45 MPa1/2를 초과할 경우, 통상적인 전지용 액체 전해액에 의해 함침(swelling)되기 어렵게 된다. In addition to the above-described function, the polymer of the present invention may have a feature that can exhibit a high degree of swelling of the electrolyte by gelling when the liquid electrolyte is impregnated. Accordingly, polymers having a solubility index of 15 to 45 MPa 1/2 are preferred, particularly in the range of 15 to 25 MPa 1/2 and 30 to 45 MPa 1/2 . Therefore, hydrophilic polymers having many polar groups are preferable to hydrophobic polymers such as polyolefins. When the solubility index is less than 15 MPa 1/2 and more than 45 MPa 1/2 , it becomes difficult to be swelled by the conventional battery liquid electrolyte.

상기 유리 전이 온도가 -200 내지 200℃의 범위이며, 용해도 지수가 15 내지 45 MPa1/2인 고분자의 비제한적인 예로는 폴리비닐리덴 풀루오라이드-헥사풀루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 풀루오라이드-트리클로로에틸렌 (polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테 이트 (polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드 (polyethylene oxide), 셀룰로오스 아세테이트 (cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸풀루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜 (cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스 (cyanoethylsucrose), 풀루란 (pullulan), 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose), 아크리로니트릴스티렌부타디엔 공중합체 (acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer), 폴리이미드(polyimide) 또는 이들의 혼합체 등이 있다. 이외에도 상술한 특성을 포함하는 물질이라면 어느 재료라도 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.Non-limiting examples of the polymer having a glass transition temperature in the range of -200 to 200 ° C. and a solubility index of 15 to 45 MPa 1/2 include polyvinylidene fluoride-hexafuluropropylene (polyvinylidene fluoride-co- hexafluoropropylene), polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene, polymethylmethacrylate, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl Acetate (polyvinylacetate), ethylene vinyl co-vinyl acetate, polyethylene oxide, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate (cellulose acetate propionate), cyanoethylpullulan, cyanoethylpol Cyanoethylpolyvinylalcohol, cyanoethylcellulose, cyanoethylsucrose, pullulan, carboxyl methyl cellulose, acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer butadiene copolymer, polyimide or a mixture thereof. In addition, any material can be used singly or in combination as long as it contains the above-described properties.

본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름은 전술한 무기물 입자 및 고분자 이외에, 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.The organic / inorganic composite porous film of the present invention may further include other additives in addition to the above-described inorganic particles and polymers.

무기물 입자 및 고분자를 포함하는 혼합물을 이용하여 본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름을 제조할 경우 크게 3가지의 실시 형태가 이루어질 수 있으나, 이를 제한하는 것은 아니다. 첫째는 무기물 입자 및 고분자의 혼합물을 사용하여 단독으로 유/무기 복합 다공성 필름을 형성하는 것이다. 둘째는 상기 혼합물을 기공을 갖는 다공성 기재상에 코팅함으로써 유/무기 복합 다공성 필름을 형성하는 것으로서, 이때 다공성 기재상에 코팅된 필름은 다공성 기재의 표면 또는 기재 중 기공부 일부가 무기물 입자 및 고분자의 혼합물로 코팅된 활성층을 포함한다. 셋째는 상기 혼합물을 양극 및/또는 음극에 코팅함으로써 유/무기 복합 다공성 필름을 제조할 수 있으며, 이때 제조된 필름은 전극과 일체형이 된다. When manufacturing the organic / inorganic composite porous film of the present invention using a mixture containing inorganic particles and a polymer, three types of embodiments can be made, but are not limited thereto. The first is to form an organic / inorganic composite porous film alone using a mixture of inorganic particles and a polymer. The second is to form an organic / inorganic composite porous film by coating the mixture on a porous substrate having pores, wherein the film coated on the porous substrate has a surface of the porous substrate or a portion of the pores of the substrate of the inorganic particles and the polymer. An active layer coated with a mixture. Third, an organic / inorganic composite porous film may be prepared by coating the mixture on the positive electrode and / or the negative electrode, wherein the prepared film is integrated with the electrode.

본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름의 실시 형태 중 상기 무기물 입자와 고분자를 포함하는 혼합물로 코팅되는 다공성 기재는 기공부를 포함하는 다공성 기재로서, 용융 온도 200℃ 이상인 내열성인 것이 바람직하다. 이는 외부 및/또는 내부의 열 자극에 의해 발생되는 본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름의 안전성 저하를 향상시킬 수 있기 때문이다. In an embodiment of the organic / inorganic composite porous film of the present invention, the porous substrate coated with the mixture containing the inorganic particles and the polymer is a porous substrate including pores, and preferably has a melting resistance of 200 ° C. or higher. This is because it is possible to improve the safety deterioration of the organic / inorganic composite porous film of the present invention caused by external and / or internal heat stimulation.

상기 기공부를 갖고, 용융 온도 200℃ 이상인 다공성 기재 재료의 비제한적인 예로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 (polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트 (polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 폴리페닐렌설파이드로 (polyphenylenesulfidro), 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene) 또는 이들의 혼합체 등이 있으며, 기타 내열성 엔지니어링 플라스틱을 제한 없이 사용할 수 있다.Non-limiting examples of the porous base material having the pore portion and the melting temperature of 200 ℃ or more include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyester, polyacetal, polyamide polyamide, polycarbonate, polyimide, polyetheretherketone, polyethersulfone, polyphenyleneoxide, polyphenylenesulfidro, polyethylenenaphthalene (polyethylenenaphthalene) or mixtures thereof, and other heat-resistant engineering plastics can be used without limitation.

상기 다공성 기재의 두께는 크게 제한이 없으나, 1 내지 100㎛ 범위가 바람직하며, 5 내지 50㎛ 범위가 더욱 바람직하다. 1㎛ 미만일 경우에는 기계적 물성을 유지하기가 어렵고, 100㎛를 초과할 경우에는 저항층으로 작용하게 된다.The thickness of the porous substrate is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 100 μm, more preferably in the range of 5 to 50 μm. If it is less than 1㎛ it is difficult to maintain the mechanical properties, if it exceeds 100㎛ acts as a resistive layer.

상기 다공성 기재 중 기공 크기 및 기공도는 특별한 제한이 없으며, 기공도는 5 내지 95%가 바람직하다. 기공 크기(직경)는 0.01 내지 50㎛가 바람직하며, 0.1 내지 20㎛가 더욱 바람직하다. 기공 크기 및 기공도가 각각 0.01㎛ 및 10% 미만일 경우 저항층으로 작용하게 되며, 기공 크기 및 기공도가 50㎛ 및 95%를 초과할 경우에는 기계적 물성을 유지하기가 어렵게 된다. Pore size and porosity of the porous substrate is not particularly limited, porosity is preferably 5 to 95%. The pore size (diameter) is preferably 0.01 to 50 µm, more preferably 0.1 to 20 µm. When the pore size and porosity are less than 0.01 μm and 10%, respectively, it acts as a resistive layer, and when the pore size and porosity exceeds 50 μm and 95%, it becomes difficult to maintain mechanical properties.

상기 다공성 기재는 섬유 또는 막(membrane) 형태일 수 있으며, 섬유일 경우에는 다공성 웹(web)을 형성하는 부직포로서, 장섬유로 구성된 스폰본드 (Spunbond) 또는 멜트 블로운 (Melt blown) 형태인 것이 바람직하다. The porous substrate may be in the form of fibers or membranes, and in the case of fibers, a nonwoven fabric forming a porous web, and may be in the form of spunbond or melt blown composed of long fibers. desirable.

스폰본드 공법은 하나의 연속 공정을 거치는 것으로, 열을 받아 용융되어 장섬유를 형성하게 되며 뜨거운 공기에 의해 연신(stretching)되어 웹을 형성하는 것이다. 멜트 블로운 공법은 섬유를 형성할 수 있는 고분자를 수 백 개의 작은 오리피스(orifice)로 형성된 방사구금을 통해 방사하는 공정으로서, 직경이 10㎛ 이하의 미세 섬유들이 상호 결합하여 거미줄과 같은 구조 형태(spider-web structure)를 가지는 3차원적 섬유이다. The spawn bond method is a single continuous process, receives heat and melts to form long fibers, and is stretched by hot air to form a web. The melt blown process is a process of spinning a polymer capable of forming a fiber through a spinneret formed of hundreds of small orifices. It is a three-dimensional fiber with a spider-web structure.

무기물 입자와 고분자의 혼합물만을 단독으로 사용하여 제조된 본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름은 지지체이자 스페이서(spacer) 역할을 하는 무기물들 사이의 빈 공간(interstitial volume)으로 인해 마이크로 단위의 기공 구조가 형성된다. 또한 다공성 기재상에 상기 혼합물을 코팅하여 형성된 본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름도 기재 자체 내에 기공부가 포함되어 있을 뿐만 아니라, 기재 상에 형성된 무기물 입자간의 빈 공간으로 인해 기재와 활성층 모두 기공 구조를 형성하게 된다. 따라서, 형성된 마이크로 단위의 기공을 통해 전해액이 들어갈 공간이 증가 함으로써 리튬 이온의 확산 및 전도도가 상승하는 효과를 나타낼 수 있다. The organic / inorganic composite porous film of the present invention manufactured using only a mixture of inorganic particles and polymers alone has a micropore structure due to the interstitial volume between the inorganic materials serving as a spacer and a supporter. Is formed. In addition, the organic / inorganic composite porous film of the present invention formed by coating the mixture on a porous substrate includes not only pores in the substrate itself, but also the pore structure of both the substrate and the active layer due to the void space between the inorganic particles formed on the substrate. Will form. Therefore, an increase in the space into which the electrolyte enters through the pores of the formed micro units may increase the diffusion and conductivity of lithium ions.

무기물 및 고분자의 혼합물을 단독으로 사용하여 제조되거나 또는 기공부를 갖는 다공성 기재상에 상기 혼합물을 코팅하여 형성된 본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름은 0.01 내지 10㎛ 크기의 기공을 포함하는 것이 바람직하다. 또한 상기 필름의 기공도(porosity)는 5 내지 95% 범위가 바람직하다. 추가적으로, 본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름의 두께는 1 내지 100㎛ 범위인 것이 바람직하며, 특히 2 내지 30㎛ 범위인 것이 더욱 바람직하다. 상기 두께 범위를 조절함으로써 전지 성능 향상을 도모할 수 있다. It is preferable that the organic / inorganic composite porous film of the present invention prepared by using a mixture of an inorganic material and a polymer alone or formed by coating the mixture on a porous substrate having pores has a pore size of 0.01 to 10 μm. . In addition, the porosity of the film is preferably in the range of 5 to 95%. In addition, the thickness of the organic / inorganic composite porous film of the present invention is preferably in the range of 1 to 100 μm, more preferably in the range of 2 to 30 μm. By adjusting the thickness range, battery performance can be improved.

본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름은 최종 전지의 특성에 따라 기존 폴리올레핀 계열 기공 분리막을 함께 사용하여 전지에 적용될 수 있다.The organic / inorganic composite porous film of the present invention can be applied to a battery using a conventional polyolefin-based pore separator according to the characteristics of the final battery.

본 발명에 따라 무기물 입자 표면의 일부 또는 전부를 고분자로 코팅하는 방법은 당업계에서 알려진 통상적인 코팅 방법을 사용할 수 있다.According to the present invention, a method of coating a part or all of the surface of the inorganic particle with a polymer may use a conventional coating method known in the art.

이하, 본 발명에 따른 제조 방법의 일 실시 형태를 들어 설명하면, a) 고분자를 용매에 용해시켜 고분자 용액을 제조하는 단계; b) 무기물 입자를 상기 단계 a)의 고분자 용액에 첨가 및 혼합하는 단계; 및 c) 상기 단계 b)의 혼합물을 기재에 코팅 및 건조한 후 기재를 탈착하는 단계를 포함할 수 있다.Hereinafter, describing an embodiment of the manufacturing method according to the present invention, a) dissolving a polymer in a solvent to prepare a polymer solution; b) adding and mixing the inorganic particles to the polymer solution of step a); And c) coating and drying the mixture of step b) on the substrate and then detaching the substrate.

1) 우선, 고분자를 적절한 유기 용매에 용해시켜 고분자 용액을 제조한다.1) First, the polymer is dissolved in a suitable organic solvent to prepare a polymer solution.

용매로는 사용하고자 하는 고분자와 용해도 지수가 유사하며, 끓는점(boiling point)이 낮은 것이 바람직하다. 이는 혼합이 균일하게 이루어질 수 있으며, 이후 용매를 용이하게 제거할 수 있기 때문이다. 상기 용매의 비제한적인 예로는 아세톤 (acetone), 테트라하이드로퓨란 (tetrahydrofuran), 메틸렌클로라이드 (methylene chloride), 클로로포름 (chloroform), 디메틸포름아미드 (dimethylformamide), N-메틸-2-피롤리돈 (N-methyl-2-pyrrolidone, NMP), 시클로헥산 (cyclohexane), 물 또는 이들의 혼합체 등이 있다.As the solvent, the solubility index is similar to that of the polymer to be used, and a boiling point is preferably low. This is because mixing can be made uniform, and then the solvent can be easily removed. Non-limiting examples of the solvent include acetone, tetrahydrofuran, methylene chloride, chloroform, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone (N -methyl-2-pyrrolidone (NMP), cyclohexane, water or a mixture thereof.

2) 제조된 고분자 용액에 무기물 입자를 첨가 및 분산시켜 무기물 입자 및 고분자 혼합물을 제조한다. 2) Inorganic particles are added and dispersed in the prepared polymer solution to prepare inorganic particles and polymer mixture.

상기에 있어서, 고분자 용액에 무기물 입자를 첨가한 후, 무기물 입자의 파쇄를 실시하는 것이 바람직하다. 이때 파쇄 시간은 1 내지 20시간이 적절하며, 파쇄된 무기물 입자의 입도는 상기에 언급된 바와 같이 0.01 내지 10㎛가 바람직하다. 파쇄 방법으로는 통상적인 방법을 사용할 수 있으며, 특히 볼밀(ball mill)법이 바람직하다. In the above, after adding an inorganic particle to a polymer solution, it is preferable to grind | pulverize an inorganic particle. In this case, the crushing time is suitably 1 to 20 hours, and the particle size of the crushed inorganic particles is preferably 0.01 to 10 μm as mentioned above. As the shredding method, a conventional method can be used, and a ball mill method is particularly preferable.

무기물 입자 및 고분자로 구성되는 혼합물의 조성은 크게 제약이 없으나, 이에 따라 최종 제조되는 본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름의 두께, 기공 크기 및 기공도를 조절할 수 있다. The composition of the mixture consisting of inorganic particles and polymers is not particularly limited, and thus the thickness, pore size and porosity of the organic / inorganic composite porous film of the present invention can be adjusted.

즉, 고분자(P) 대비 무기물 입자(I)의 비(ratio = I/P)가 증가할수록 본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름의 기공도가 증가하게 되며, 이는 동일한 고형분 함량(무기물 입자 중량+고분자 중량)에서 유/무기 복합 다공성 필름의 두께가 향상되는 결과를 초래하게 된다. 또한, 무기물 입자들간의 기공 형성 가능성이 증가하여 기공 크기가 증가하게 되는데, 이때 무기물 입자의 크기(입경)가 커질수록 무기물들 사이의 간격(interstitial distance)이 커지므로, 기공 크기가 증가하게 된다.That is, as the ratio (ratio = I / P) of the inorganic particles (I) to the polymer (P) increases, the porosity of the organic / inorganic composite porous film of the present invention increases, which is the same solid content (inorganic particle weight + High molecular weight) resulting in an increase in the thickness of the organic / inorganic composite porous film. In addition, the pore size of the inorganic particles increases, so that the pore size increases. At this time, as the size (particle diameter) of the inorganic particles increases, the interstitial distance between the inorganic particles increases, thereby increasing the pore size.

3) 제조된 무기물 입자 및 고분자의 혼합물을 기재(substrate)상에 코팅 및 건조한 후, 상기 기재를 탈착함으로써 본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름을 얻게 된다.3) After coating and drying the prepared mixture of inorganic particles and polymer on a substrate (substrate), the organic / inorganic composite porous film of the present invention is obtained by desorbing the substrate.

이때 기재로는 당 업계에서 통상적으로 사용되는 테프론 시트나 이와 유사한 필름이 바람직하나, 이를 제한하지는 않는다. The substrate is preferably a teflon sheet or a similar film commonly used in the art, but is not limited thereto.

또한, 무기물 입자 및 고분자의 혼합물을 코팅하는 공정은 통상적인 코팅 방법을 사용할 수 있다. 특히 딥(Dip) 코팅, 다이(Die) 코팅, 롤(roll) 코팅, 콤마(comma) 코팅 또는 이들의 혼합 방식을 통해 도포하는 것이 바람직하다.In addition, the process of coating the mixture of inorganic particles and polymer may use a conventional coating method. In particular, it is preferable to apply by dip coating, die coating, roll coating, comma coating or a mixture thereof.

상기 단계 중, 기공을 갖는 다공성 기재 또는 전극상에 상기 혼합물을 코팅하여 유/무기 복합 다공성 필름을 제조할 수 있는데, 이때 무기물 입자와 고분자의 혼합물은 기공을 갖는 다공성 기재의 표면 뿐만 아니라 기재 중 기공부 일부에도 침투하여 코팅된다. 사용되는 다공성 기재는 제조 공정상 탈착 과정을 요하지 않는다.In the above step, the organic / inorganic composite porous film may be prepared by coating the mixture on the porous substrate or the electrode having pores, wherein the mixture of the inorganic particles and the polymer is formed on the surface of the porous substrate as well as the surface of the porous substrate having the pores. Some are also penetrated and coated. The porous substrate used does not require a desorption process in the manufacturing process.

상기와 같이 제조된 본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름은 리튬 이차 전지의 분리막(separator)으로 사용할 수 있다. 이때 필름의 구성 성분 중 고분자 성분으로 액체 전해액 함침시 겔화 가능한 고분자를 사용할 경우, 상기 분리막을 이용하여 전지를 조립한 후 전해액 주입에 의해 전해액과 고분자가 반응하여 겔화되어 겔형 유/무기 복합 전해질을 형성할 수 있다.The organic / inorganic composite porous film of the present invention prepared as described above may be used as a separator of a lithium secondary battery. At this time, when using a polymer that can be gelled during the liquid electrolyte solution impregnation of the polymer component of the film, after assembling the battery using the separator and the electrolyte and the polymer reacts by the injection of the electrolyte to gel to form a gel-type organic / inorganic composite electrolyte can do.

본 발명의 겔형 유/무기 복합 전해질은 종래 기술의 겔형 고분자 전해질에 비하여 제조 공정이 용이하며, 마이크로 기공 구조로 인해 주입되는 액체 전해액이 채울 공간이 다수 존재하여 높은 이온 전도도 및 전해액 함침율을 나타내어 전지 성능을 현저하게 향상된다. 또한 고분자의 성분으로 친수성 고분자를 사용할 경우, 기존의 소수성 폴리올레핀 계열 분리막에 비해 전지용 전해액에 대한 젖음성(wetting)이 개선될 뿐만 아니라 종래에 사용하기 힘들었던 전지용 극성 전해액에 대한 사용이 가능한 장점이 있다.The gel-type organic / inorganic composite electrolyte of the present invention is easier to manufacture than the gel polymer electrolyte of the prior art, and due to the micro-pore structure, there are a lot of spaces filled with the liquid electrolyte to be injected, thereby exhibiting high ion conductivity and electrolyte impregnation rate. The performance is significantly improved. In addition, when the hydrophilic polymer is used as a component of the polymer, the wettability of the battery electrolyte is improved as compared to the conventional hydrophobic polyolefin-based separator, and there is an advantage in that the polar electrolyte solution for the battery, which has been difficult to use in the past, can be used.

또한, 본 발명은 양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이에 개재된 본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름 및 전해액을 포함하는 전기 화학 소자를 제공한다. 이때, 본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름 이외에 기존의 폴리올레핀 계열 분리막을 함께 사용 및 적용할 수 있다.In addition, the present invention provides an electrochemical device comprising an anode, a cathode, the organic / inorganic composite porous film of the present invention interposed between the anode and the cathode. In this case, in addition to the organic / inorganic composite porous film of the present invention can be used and applied with the existing polyolefin-based separator.

상기 전기 화학 소자는 전기 화학 반응을 하는 모든 소자를 포함하며, 구체적인 예를 들면, 모든 종류의 1차, 2차 전지, 연료 전지, 태양 전지 또는 캐퍼시터(capacitor) 등이 있다. 특히, 2차 전지 중 리튬 이차 전지가 바람직하며, 이의 구체적인 예로는 리튬 금속 이차 전지, 리튬 이온 이차 전지, 리튬 폴리머 이차 전지 또는 리튬 이온 폴리머 이차 전지 등이 있다.The electrochemical device includes all devices that undergo an electrochemical reaction, and specific examples thereof include all kinds of primary, secondary cells, fuel cells, solar cells, or capacitors. In particular, a lithium secondary battery is preferable among secondary batteries, and specific examples thereof include a lithium metal secondary battery, a lithium ion secondary battery, a lithium polymer secondary battery, or a lithium ion polymer secondary battery.

전기 화학 소자는 당업계에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조할 수 있으며, 이의 일 실시예를 들면, 상기 전극과 분리막을 개재(介在)하여 조립한 후 조립체에 전해액을 주입하여 제조된다. The electrochemical device may be manufactured according to a conventional method known in the art, and for example, the electrochemical device may be manufactured by injecting an electrolyte into the assembly after assembling the electrode and the separator.

상기 전기 화학 소자에 포함된 유/무기 복합 다공성 필름은 본 발명에서와 동일하게 분리막의 역할을 하며, 필름 구성 성분 중 고분자로 액체 전해액 함침시 겔화 가능한 고분자를 사용할 경우 전해질의 역할도 동시에 수행한다.The organic / inorganic composite porous film included in the electrochemical device plays the role of a separator as in the present invention, and also plays a role of an electrolyte when using a gelable polymer when the liquid electrolyte is impregnated with a polymer among the film components.

유/무기 복합 다공성 필름과 함께 적용될 전극으로는 크게 제한이 없으나, 양극활물질은 종래 전기 화학 소자의 양극에 사용될 수 있는 통상적인 양극활물질이 사용 가능하며, 특히 리튬 망간 산화물(lithiated magnesium oxide), 리튬 코발트 산화물(lithiated cobalt oxide), 리튬 니켈 산화물 (lithiated nickel oxide) 또는 이들의 조합에 의해서 형성되는 복합 산화물 등과 같이 리튬 흡착 물질(lithium intercalation material) 등이 바람직하다. 또한, 음극활물질은 종래 전기 화학 소자의 음극에 사용될 수 있는 통상적인 음극활물질이 사용 가능하며, 특히 리튬 금속, 또는 리튬 합금과 카본(carbon), 석유 코크(petroleum coke), 활성화 카본(activated carbon), 그래파이트(graphite) 또는 기타 카본류 등과 같은 리튬 흡착 물질 등이 바람직하다. 전술한 양(兩) 전극활물질을 각각 양극 전류 집전체, 즉 알루미늄, 니켈 또는 이들의 조합에 의해서 제조되는 호일(foil) 및 음극 전류 집전체, 즉 구리, 금, 니켈 혹은 구리 합금 혹은 이들의 조합에 의해서 제조되는 호일에 결착시킨 형태로 양(兩) 전극을 구성한다.The electrode to be used together with the organic / inorganic composite porous film is not particularly limited, but the cathode active material may be a conventional cathode active material that can be used for the anode of a conventional electrochemical device, in particular lithium manganese oxide (lithiated magnesium oxide), lithium Lithium intercalation materials and the like are preferred, such as a composite oxide formed by cobalt oxide, lithium nickel oxide, or a combination thereof. In addition, the negative electrode active material may be a conventional negative electrode active material that can be used for the negative electrode of the conventional electrochemical device, in particular lithium metal, or lithium alloy and carbon (carbon), petroleum coke, activated carbon (activated carbon) Lithium adsorption materials such as graphite or other carbons are preferable. The above-mentioned positive electrode active material is prepared by a positive electrode current collector, i.e., aluminum, nickel, or a combination thereof, and a foil and cathode current collector, i.e., copper, gold, nickel, or a copper alloy, or a combination thereof, respectively. The positive electrode is constituted in a form bound to the foil produced by the method.

본 발명에서 사용될 전해액은 A+B-와 같은 구조의 염으로서, A+는 Li+ , Na+, K+와 같은 알칼리 금속 양이온이나 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하고, B-는 PF6 -, BF4 -, Cl-, Br-, I-, ClO4 -, ASF6 -, CH3CO2 -, CF3SO3 -, N(CF3SO2)2 -, C(CF 2SO2)3 -와 같은 음이온이나 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하는 염이 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate, EC), 디에 틸카보네이트(diethyl carbonate, DEC), 디메틸카보네이트(dimethyl carbonate, DMC), 디프로필카보네이트(dipropyl carbonate, DPC), 디메틸설프옥사이드(dimethyl sulfoxide), 아세토니트릴 (acetonitrile), 디메톡시에탄(dimethoxyethane), 디에톡시에탄 (diethoxyethane), 테트라하이드로퓨란 (tetrahydrofuran), N-메틸-2-피롤리돈 (N-methyl-2-pyrrolidone, NMP), 에틸메틸카보네이트(ethyl methyl carbonate, EMC), 감마 부티로락톤(γ-butyrolactone) 또는 이들의 혼합물로 이루어진 유기 용매에 용해 및 해리된 것이 바람직하다.An electrolytic solution used in the present invention is A + B - A salt of the structure, such as, A + is Li +, Na +, and comprising an alkali metal cation or an ion composed of a combination thereof, such as K +, B - is PF 6 - , BF 4 -, Cl -, Br -, I -, ClO 4 -, ASF 6 -, CH 3 CO 2 -, CF 3 SO 3 -, N (CF 3 SO 2) 2 -, C (CF 2 SO 2 3 ) Salts containing ions consisting of anions such as 3 - or combinations thereof include propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DEC) and dimethyl carbonate ( dimethyl carbonate (DMC), dipropyl carbonate (DPC), dimethyl sulfoxide, acetonitrile, dimethoxyethane, diethoxyethane, tetrahydrofuran , N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), ethyl methyl carbonate preferably dissolved and dissociated in an organic solvent consisting of carbonate, EMC), gamma butyrolactone or mixtures thereof.

전술한 바와 같이, 고분자 성분으로 액체 전해액 함침시 겔화 가능한 고분자를 사용하여 제조된 본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름은 상기 필름 및 양극과 음극을 이용하여 전지를 조립하고 여기에 전해액을 주입할 경우 필름 중 고분자가 전해액과 반응하여 겔형 고분자 전해질을 형성할 수 있다. As described above, the organic / inorganic composite porous film of the present invention prepared by using a gelable polymer when impregnating a liquid electrolyte with a polymer component is used when the battery is assembled using the film and the anode and the cathode and the electrolyte is injected therein. The polymer in the film may react with the electrolyte to form a gel polymer electrolyte.

상기 전해액 주입은 최종 제품의 제조 공정 및 요구 물성에 따라, 전지 제조 공정 중 적절한 단계에서 행해질 수 있다. 즉, 전지 조립 전 또는 전지 조립 최종 단계 등에서 적용될 수 있다.The electrolyte injection may be performed at an appropriate stage of the battery manufacturing process, depending on the manufacturing process and the required physical properties of the final product. That is, it may be applied before the battery assembly or at the end of battery assembly.

본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름을 전지로 적용하는 공정으로는 일반적인 공정인 권취(winding) 이외에도 분리막과 전극의 적층(lamination, stack) 및 접음(folding) 공정이 가능하다. In the process of applying the organic / inorganic composite porous film of the present invention as a battery, a lamination (stacking) and folding (folding) process of the separator and the electrode may be performed in addition to the general winding process.

본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름이 상기 공정 중 적층 공정에 적용될 경우, 전지의 열적 안전성 향상 효과는 현저해진다. 이는 일반적인 권취 공정에 의해 제조된 전지에 비해 적층 및 접음 공정으로 제조된 전지는 분리막의 열 수축이 더 욱 심하게 일어나는데 기인한다. 또한, 적층(lamination, stack) 공정은 본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름 중 고분자의 우수한 접착력 특성으로 인해 쉽게 조립이 가능한 장점이 있다. 이때 주성분인 무기물 입자 및 고분자의 함량에 의해 접착력 특성이 조절될 수 있다. When the organic / inorganic composite porous film of the present invention is applied to the lamination process in the above process, the thermal safety improvement effect of the battery becomes remarkable. This is due to the heat shrinkage of the separator is more severe in the battery produced by the lamination and folding process than the battery produced by the general winding process. In addition, the lamination (lamination, stack) process has the advantage that can be easily assembled due to the excellent adhesion properties of the polymer in the organic / inorganic composite porous film of the present invention. At this time, the adhesion properties can be controlled by the content of the inorganic particles and the polymer as the main component.

본 발명은 하기의 실시예 및 실험예에 의거하여 더욱 상세히 설명된다. 단, 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며 이들만으로 한정하는 것은 아니다.The invention is explained in more detail based on the following examples and experimental examples. However, Examples and Experimental Examples are for illustrating the present invention and are not limited to these.

[실시예 1 ~ 7. 유/무기 복합 다공성 필름 및 리튬 이차 전지 제조][Examples 1 to 7. Organic / Inorganic Composite Porous Film and Lithium Secondary Battery]

실시예 1Example 1

1-1. 유/무기 복합 다공성 필름(PVdF-HFP / BaTiO1-1. Organic / inorganic composite porous film (PVdF-HFP / BaTiO 33 ) 제조) Produce

폴리비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 공중합체 (PVdF-HFP) 고분자를 테트라하이드로퓨란 (THF)에 약 5 중량% 첨가한 후, 50℃의 온도에서 약 12시간 이상 용해시켜 고분자 용액을 제조하였다. 이 고분자 용액에 입경이 약 400nm인 BaTiO3 분말을 전체 고형분 20 중량%로 첨가하고 분산시켜 혼합용액(BaTiO3 / PVdF-HFP = 80:20 (중량비))을 제조하였다. 닥터 블레이드(doctor blade)법을 이용하여 제조된 혼합용액을 테플론 시트(sheet) 기재상에 코팅하였다. 이후 용매인 THF를 건조시키고, 테플론 시트에서 탈착시켜 최종적인 유/무기 복합 다공성 필름을 얻었다(도 1 참조). 기공율 측정 장치(porosimeter)로 측정한 결과, 최종 유/무기 복합 다공성 필름의 두께는 약 30㎛ 였으며, 기공 크기 및 기공도는 각각 0.4㎛ 및 60% 였다.A polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVdF-HFP) polymer was added to tetrahydrofuran (THF) about 5% by weight, and then dissolved at a temperature of 50 ° C. for about 12 hours or more to prepare a polymer solution. . BaTiO 3 powder having a particle size of about 400 nm was added to this polymer solution at 20 wt% of total solids and dispersed to prepare a mixed solution (BaTiO 3 / PVdF-HFP = 80: 20 (weight ratio)). The mixed solution prepared using the doctor blade method was coated on a Teflon sheet substrate. Then, the solvent, THF, was dried and detached from the Teflon sheet to obtain a final organic / inorganic composite porous film (see FIG. 1). As a result of measuring by a porosimeter, the thickness of the final organic / inorganic composite porous film was about 30 μm, and the pore size and porosity were 0.4 μm and 60%, respectively.

1-2. 리튬 이차 전지 제조1-2. Lithium secondary battery manufacturing

양극 제조Anode manufacturing

양극활물질로 LiCoO2 94 중량%, 도전제로 카본 블랙(carbon black) 3 중량%, 결합제로 PVdF 3 중량%를 용제인 N-메틸-2 피롤리돈(NMP)에 첨가하여 양극 혼합물 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 혼합물 슬러리를 양극 집전체인 두께가 20㎛ 정도의 양극 집전체인 알루미늄(Al) 박막에 도포 및 건조하여 양극을 제조하였다.A positive electrode mixture slurry was prepared by adding 94 wt% of LiCoO 2 as a cathode active material, 3 wt% of carbon black as a conductive agent, and 3 wt% of PVdF as a binder to N-methyl-2 pyrrolidone (NMP) as a solvent. . The positive electrode mixture slurry was coated and dried on a thin film of aluminum (Al), which is a positive electrode current collector having a thickness of about 20 μm, which is a positive electrode current collector.

음극 제조Cathode manufacturing

음극활물질로 탄소 분말, 결합제로 PVdF, 도전제로 카본 블랙(carbon black)을 각각 96 중량%, 3 중량% 및 1 중량%로 하여 용제인 NMP에 첨가하여 음극 혼합물 슬러리를 제조하였다. 상기 음극 혼합물 슬러리를 음극 집전체인 두께가 10㎛의 음극 집전체인 구리(Cu) 박막에 도포 및 건조하여 음극을 제조하였다. A negative electrode mixture slurry was prepared by adding carbon powder as a negative electrode active material, PVdF as a binder, and carbon black as a conductive agent at 96 wt%, 3 wt%, and 1 wt%, respectively, to NMP as a solvent. The negative electrode mixture slurry was coated and dried on a thin film of copper (Cu), which is a negative electrode current collector having a thickness of 10 μm, to prepare a negative electrode.

전지 제조Battery manufacturing

상기 양극, 음극 및 상기 실시예 1-1에서 제조된 유/무기 복합 다공성 필름을 스태킹(stacking) 방식을 이용하여 조립하였으며, 조립된 전지에 1M의 리튬헥사플로로포스페이트(LiPF6)이 용해된 에틸렌카보네이트 / 프로필렌카보네이트 / 디에틸카보네이트 (EC/PC/DEC=30:20:50 중량%)계 전해액을 주입하여 리튬 이차 전지를 제조하였다.The positive electrode, the negative electrode, and the organic / inorganic composite porous film prepared in Example 1-1 were assembled using a stacking method, and 1M lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was dissolved in the assembled battery. An ethylene carbonate / propylene carbonate / diethyl carbonate (EC / PC / DEC = 30: 20: 50% by weight) based electrolyte was injected to prepare a lithium secondary battery.

실시예 2Example 2

2-1. 유/무기 복합 다공성 필름(PVdF-HFP / BaTiO2-1. Organic / inorganic composite porous film (PVdF-HFP / BaTiO 33 -Al-Al 22 OO 33 ) 제조) Produce

BaTiO3 분말 대신 BaTiO3/Al2O3가 20:80 중량%비로 혼합된 무기물 입자 분말을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다(도 1 참조). 기공율 측정 장치로 측정한 결과, 최종 필름 두께는 25㎛였으며, 기공 크기 및 기공도는 각각 0.3㎛ 및 57%였다.BaTiO 3 powder instead of the BaTiO 3 / Al 2 O 3 20:80 was carried out in the same manner as in the above embodiment 1 except that the inorganic particles powder mixing ratio% by weight (see Fig. 1). As a result of measuring by the porosity measuring device, the final film thickness was 25 μm, and the pore size and porosity were 0.3 μm and 57%, respectively.

2-2. 리튬 이차 전지 제조2-2. Lithium secondary battery manufacturing

상기 실시예 2-1에서 제조된 유/무기 복합 다공성 필름을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 리튬 이차 전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was manufactured by the same method as Example 1, except that the organic / inorganic composite porous film prepared in Example 2-1 was used.

실시예 3Example 3

3-1. 유/무기 복합 다공성 필름(PVdF-HFP / PMNPT) 제조3-1. Organic / Inorganic Composite Porous Film (PVdF-HFP / PMNPT) Manufacturing

BaTiO3 분말 대신 PMNPT 분말을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다(도 1 참조). 기공율 측정 장치로 측정한 결과, 최종 유/무기 복합 다공성 필름 두께는 30㎛였으며, 기공 크기 및 기공도는 각각 0.3㎛ 및 60%였다.The same procedure as in Example 1 was performed except that PMNPT powder was used instead of BaTiO 3 powder (see FIG. 1). As a result of measuring by the porosity measuring device, the final organic / inorganic composite porous film thickness was 30㎛, pore size and porosity were 0.3㎛ and 60%, respectively.

3-2. 리튬 이차 전지 제조3-2. Lithium secondary battery manufacturing

상기 실시예 3-1에서 제조된 유/무기 복합 다공성 필름을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 리튬 이차 전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the organic / inorganic composite porous film prepared in Example 3-1 was used.

실시예 4Example 4

4-1. 유/무기 복합 다공성 필름(CMC / BaTiO4-1. Organic / Inorganic Composite Porous Film (CMC / BaTiO) 33 ) 제조) Produce

카르복실 메틸 셀룰로오스(Carboxyl Methyl Cellulose: CMC) 고분자를 물에 약 2 중량% 첨가하여 60℃의 온도에서 약 12시간 이상 용해시켜 고분자 용액을 제조한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다(도 1 참조). 기공율 측정 장치로 측정한 결과, 최종 유/무기 복합 다공성 필름의 두께는 25㎛였으며, 기공 크기 및 기공도는 각각 0.4㎛ 및 58% 였다.Carboxyl Methyl Cellulose (CMC) was added to the polymer about 2% by weight in water and dissolved for at least 12 hours at a temperature of 60 ℃, except that the polymer solution was prepared in the same manner as in Example 1 (See FIG. 1). As a result of measuring by the porosity measuring device, the thickness of the final organic / inorganic composite porous film was 25 μm, and the pore size and porosity were 0.4 μm and 58%, respectively.

4-2. 리튬 이차 전지 제조4-2. Lithium secondary battery manufacturing

상기 실시예 4-1에서 제조된 유/무기 복합 다공성 필름을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 리튬 이차 전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the organic / inorganic composite porous film prepared in Example 4-1 was used.

실시예 5Example 5

5-1. 유/무기 복합 다공성 필름 (PVdF-HFP / PZT) 제조5-1. Organic / Inorganic Composite Porous Film (PVdF-HFP / PZT) Manufacturing

BaTiO3 분말 대신 PZT 분말을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다(도 1 참조). 기공율 측정 장치로 측정한 결과, 최종 유/무기 복합 다공성 필름 두께는 25㎛였으며, 기공 크기 및 기공도는 각각 0.4㎛ 및 62%였다.Except for using the PZT powder instead of BaTiO 3 powder, it was carried out in the same manner as in Example 1 (see Fig. 1). As a result of measuring by the porosity measuring device, the final organic / inorganic composite porous film thickness was 25 μm, and the pore size and porosity were 0.4 μm and 62%, respectively.

5-2. 리튬 이차 전지 제조5-2. Lithium secondary battery manufacturing

상기 실시예 5-1에서 제조된 유/무기 복합 다공성 필름을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 리튬 이차 전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the organic / inorganic composite porous film prepared in Example 5-1 was used.

실시예 6Example 6

6-1. 유/무기 복합 다공성 필름 (PVdF-HFP / PLZT) 제조6-1. Organic / Inorganic Composite Porous Film (PVdF-HFP / PLZT) Manufacturing

BaTiO3 분말 대신 PLZT 분말을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일 하게 실시하였다 (도 1 참조). 기공율 측정 장치로 측정한 결과, 최종 유/무기 복합 다공성 필름 두께는 25㎛였으며, 기공 크기 및 기공도는 각각 0.3㎛ 및 58%였다.Except for using the PLZT powder instead of BaTiO 3 powder, it was carried out in the same manner as in Example 1 (see Fig. 1). As a result of measuring by the porosity measuring device, the final organic / inorganic composite porous film thickness was 25㎛, pore size and porosity were 0.3㎛ and 58%, respectively.

6-2. 리튬 이차 전지 제조6-2. Lithium secondary battery manufacturing

상기 실시예 6-1에서 제조된 유/무기 복합 다공성 필름을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 리튬 이차 전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was manufactured by the same method as Example 1, except that the organic / inorganic composite porous film prepared in Example 6-1 was used.

실시예 7Example 7

7-1. 유/무기 복합 다공성 필름 (PVdF-HFP / HfO7-1. Organic / Inorganic Composite Porous Film (PVdF-HFP / HfO 22 ) 제조) Produce

BaTiO3 분말 대신 HfO2 분말을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다 (도 1 참조). 기공율 측정 장치로 측정한 결과, 최종 유/무기 복합 다공성 필름 두께는 28㎛였으며, 기공 크기 및 기공도는 각각 0.4㎛ 및 60%였다.The same procedure as in Example 1 was performed except that HfO 2 powder was used instead of BaTiO 3 powder (see FIG. 1). As a result of measuring by the porosity measuring device, the final organic / inorganic composite porous film thickness was 28㎛, pore size and porosity were 0.4㎛ and 60%, respectively.

7-2. 리튬 이차 전지 제조7-2. Lithium secondary battery manufacturing

상기 실시예 7-1에서 제조된 유/무기 복합 다공성 필름을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 리튬 이차 전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the organic / inorganic composite porous film prepared in Example 7-1 was used.

[비교예 1 ~ 3][Comparative Examples 1 to 3]

비교예 1Comparative Example 1

PP/PE/PP 분리막을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 리튬 이차 전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the PP / PE / PP separator was used.

비교예 2Comparative Example 2

2-1. 유/무기 복합 다공성 필름 제조2-1. Organic / Inorganic Composite Porous Film Manufacturing

BaTiO3 와 PVdF-HFP의 조성비를 20:80 중량%비로 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 유/무기 복합 다공성 필름을 제조하였다. 제조된 BaTiO3/PVdF-HFP를 기공율 측정 장치로 측정한 결과, 유/무기 복합 다공성 필름의 기공 크기는 0.01㎛ 이하였으며, 기공도는 10% 수준이었다.An organic / inorganic composite porous film was prepared in the same manner as in Example 1, except that the composition ratio of BaTiO 3 and PVdF-HFP was used in a ratio of 20:80 wt%. As a result of measuring the prepared BaTiO 3 / PVdF-HFP by the porosity measuring device, the pore size of the organic / inorganic composite porous film was less than 0.01㎛, porosity was 10% level.

2-2. 리튬 이차 전지 제조2-2. Lithium secondary battery manufacturing

상기 비교예 2-1에서 제조된 BaTiO3/PVdF-HFP를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 리튬 이차 전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was manufactured by the same method as Example 1, except that BaTiO 3 / PVdF-HFP prepared in Comparative Example 2-1 was used.

비교예 3Comparative Example 3

3-1. 가소제를 이용한 다공성 필름 제조3-1. Preparation of Porous Film Using Plasticizer

가소제로 디메틸카보네이트(DMC)를 선정한 후, PVdF-HFP와의 조성비를 30:70 중량%비로 하고 THF를 용매로 하여 다공성 필름을 제조하였다. 제조된 필름을 메탄올을 이용하여 가소제인 디메틸카보네이트를 추출하였다. 제조된 PVdF-HFP 다공성 필름을 기공율 측정 장치로 측정한 결과, 기공 크기는 0.01㎛ 이하였으며, 기공도는 30% 수준이었다.After selecting dimethyl carbonate (DMC) as a plasticizer, a porous film was prepared using a composition ratio of PVdF-HFP as 30:70 wt% and THF as a solvent. The prepared film was extracted with dimethyl carbonate, which is a plasticizer, using methanol. As a result of measuring the prepared PVdF-HFP porous film with a porosity measuring device, the pore size was less than 0.01㎛, the porosity was 30% level.

3-2. 리튬 이차 전지 제조3-2. Lithium secondary battery manufacturing

상기 비교예 3-1에서 제조된 다공성 필름을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 리튬 이차 전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was manufactured by the same method as Example 1, except that the porous film prepared in Comparative Example 3-1 was used.

실험예 1. 유/무기 복합 다공성 필름의 표면 분석 Experimental Example 1. Surface analysis of organic / inorganic composite porous film

본 발명에 따라 제조된 유/무기 복합 다공성 필름의 표면을 분석하고자, 하기와 같은 실험을 실시하였다.In order to analyze the surface of the organic / inorganic composite porous film prepared according to the present invention, the following experiment was performed.

시료로는 실시예 1에서 제조된 PVdF-HFP / BaTiO3 필름을 사용하였다.The PVdF-HFP / BaTiO 3 film prepared in Example 1 was used as a sample.

주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope: SEM)으로 표면을 확인한 결과, 본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름의 주요 구성 성분인 무기물 입자가 기공을 형성하는 것을 볼 수 있었다. 또한 상기 무기물 입자의 표면상에 고분자가 코팅되어 있음을 확인할 수 있었다(도 2 참조).As a result of confirming the surface by Scanning Electron Microscope (SEM), it was found that the inorganic particles, which are the main constituents of the organic / inorganic composite porous film of the present invention, form pores. In addition, it was confirmed that the polymer is coated on the surface of the inorganic particles (see FIG. 2).

실험예 2. 유/무기 복합 다공성 필름의 열 수축 분석 Experimental Example 2 Heat Shrinkage Analysis of Organic / Inorganic Composite Porous Film

본 발명에 따라 제조된 유/무기 복합 다공성 필름을 기존 분리막과 비교하기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다.In order to compare the organic / inorganic composite porous film prepared according to the present invention with a conventional separator, the following experiment was performed.

시료로는 실시예 1에서 제조된 PVdF-HFP / BaTiO3 필름을 사용하였으며, 대조군으로 PP/PE/PP 분리막을 사용하였다.As a sample, a PVdF-HFP / BaTiO 3 film prepared in Example 1 was used, and a PP / PE / PP separator was used as a control.

상기의 각 시료들을 상온 및 150℃의 온도에서 1시간 방치한 후, 이들을 수집하여 확인한 결과, 상온의 온도에서는 본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름과 대조군 모두 양호한 상태를 보여 주었으나(도 3a 참조), 150℃의 온도에서 1시간 경과한 경우에는 서로 다른 양태를 나타내었다. 대조군인 PP/PE/PP 분리막은 고온으로 인해 수축하여 거의 형체만 남은 모습을 보여주었으나, 본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름은 열 수축이 전혀 나타나지 않아, 상온에서와 동일하게 양호한 상태를 보여주었다(도 3b 참조).After the samples were left at room temperature and 150 ° C. for 1 hour and collected and confirmed, the organic / inorganic composite porous film of the present invention and the control group showed good conditions at room temperature (see FIG. 3A). In the case where 1 hour has elapsed at a temperature of 150 ° C., different embodiments are shown. The control group PP / PE / PP membrane showed shrinkage due to high temperature and almost remained in shape. However, the organic / inorganic composite porous film of the present invention showed no heat shrinkage at all, and thus showed the same good condition as at room temperature. (See FIG. 3B).

이로서, 본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름은 탁월한 열적 안전성을 가짐을 확인할 수 있었다.As a result, it was confirmed that the organic / inorganic composite porous film of the present invention has excellent thermal safety.

실험예 3. 리튬 이차 전지의 안전성 평가Experimental Example 3. Safety Evaluation of a Lithium Secondary Battery

본 발명에서 제조된 유/무기 복합 다공성 필름을 포함하는 리튬 이차 전지의 안전성을 평가하기 위하여, 하기와 같이 수행하였다.In order to evaluate the safety of the lithium secondary battery including the organic / inorganic composite porous film prepared in the present invention, it was performed as follows.

3-1. Hot Box 실험3-1. Hot Box Experiment

실시예 1 내지 7에서 제조된 리튬 이차 전지를 사용하였으며, 대조군으로 상용화된 PP/PE/PP 분리막을 사용한 비교예 1의 전지와 20:80 중량%비로 이루어진 BaTiO3/PVdF-HFP 필름을 분리막으로 사용한 비교예 2의 전지를 사용하였다. 각 전지들을 150℃ 및 160℃의 고온에서 각각 1시간 동안 보존하였으며, 이후 전지의 상태를 하기 표 1에 기재하였다.The lithium secondary batteries prepared in Examples 1 to 7 were used, and the BaTiO 3 / PVdF-HFP film having a 20: 80% by weight ratio of the battery of Comparative Example 1 using a commercially available PP / PE / PP separator as a control membrane was used as a separator. The battery of Comparative Example 2 used was used. Each cell was stored at 150 ° C. and 160 ° C. for 1 hour, respectively, after which the state of the cell is shown in Table 1 below.

실험 결과, 상용화된 PP/PE/PP 분리막을 사용한 비교예 1의 전지는 160℃의 온도에서 1시간 보존시 전지의 폭발 현상이 나타났다. 이는 고온 보존에 의해 폴리올레핀 계열 분리막의 심한 열 수축, 용융 파괴가 진행되어 전지의 양 전극인 양극 및 음극의 내부 단락을 유발시킨 것을 의미하는 것이다. 이에 비해, 본 발명에서 제조된 유/무기 복합 다공성 필름을 포함하는 리튬 이차 전지는 160℃인 고온에서도 발화 및 연소가 발생하지 않고, 안전한 상태를 보여주었다(표 1 참조).As a result, the battery of Comparative Example 1 using a commercialized PP / PE / PP separator exhibited an explosion phenomenon of the battery when stored for 1 hour at a temperature of 160 ℃. This means that severe thermal contraction and melt fracture of the polyolefin-based separator proceeded by high temperature storage, causing internal short circuits of the positive electrode and the negative electrode of the battery. In comparison, the lithium secondary battery including the organic / inorganic composite porous film prepared in the present invention showed no ignition and combustion even at a high temperature of 160 ° C., and showed a safe state (see Table 1).

이로서, 본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름을 포함하는 리튬 이차 전지는 탁 월한 열적 안전성을 가짐을 확인할 수 있었다.As a result, it was confirmed that the lithium secondary battery including the organic / inorganic composite porous film of the present invention has excellent thermal safety.

Hot Box 실험 조건Hot Box Experiment Conditions 150℃/ 1시간150 ℃ / 1 hour 160℃/ 1시간160 ℃ / 1 hour 실시예 1Example 1 OO OO 실시예 2Example 2 OO OO 실시예 3Example 3 OO OO 실시예 4Example 4 OO OO 실시예 5Example 5 OO OO 실시예 6Example 6 OO OO 실시예 7Example 7 OO OO 비교예 1Comparative Example 1 OO XX 비교예 2Comparative Example 2 OO OO

3-2. 과충전 실험3-2. Overcharge Experiment

실시예 1 내지 7에서 제조된 리튬 이차 전지를 사용하였으며, 대조군으로 상용화된 PP/PE/PP 분리막을 사용한 비교예 1의 전지와 20:80 중량%비로 이루어진 BaTiO3/PVdF-HFP 필름을 분리막으로 사용한 비교예 2의 전지를 사용하였다. 각 전지들을 6V/1A 및 10V/1A의 조건으로 충전하였으며, 이후 전지의 상태를 하기 표 2에 기재하였다. The lithium secondary batteries prepared in Examples 1 to 7 were used, and the BaTiO 3 / PVdF-HFP film having a 20: 80% by weight ratio of the battery of Comparative Example 1 using a commercially available PP / PE / PP separator as a control membrane was used as a separator. The battery of Comparative Example 2 used was used. Each battery was charged under the conditions of 6V / 1A and 10V / 1A, and then the state of the battery is described in Table 2 below.

실험 결과, 상용화된 PP/PE/PP 분리막을 사용한 비교예 1의 전지는 폭발 현상을 나타냈다(도 4a 참조). 이는 전지의 과충전에 의해 폴리올레핀 계열 분리막의 수축에 의한 전극들의 단락 및 이로 인한 전지의 안전성 저하가 발생됨을 나타내는 것이다. 이에 비해, 본 발명에서 제조된 유/무기 복합 다공성 필름을 포함하는 리튬 이차 전지는 과충전시 안전한 상태를 보여주었다(표 2 및 도 4b 참조)As a result, the battery of Comparative Example 1 using a commercialized PP / PE / PP separator exhibited an explosion phenomenon (see Figure 4a). This indicates that overcharging of the battery causes short-circuits of the electrodes due to shrinkage of the polyolefin-based separator and a decrease in safety of the battery. In comparison, the lithium secondary battery including the organic / inorganic composite porous film prepared in the present invention showed a safe state during overcharging (see Table 2 and FIG. 4B).

과충전 실험 조건Overcharge Experiment Conditions 6V / 1A6V / 1A 10V / 1A10V / 1A 실시예 1Example 1 OO OO 실시예 2Example 2 OO OO 실시예 3Example 3 OO OO 실시예 4Example 4 OO OO 실시예 5Example 5 OO OO 실시예 6Example 6 OO OO 실시예 7Example 7 OO OO 비교예 1Comparative Example 1 XX XX 비교예 2Comparative Example 2 OO OO

실험예 4. 리튬 이차 전지의 성능 평가Experimental Example 4. Performance Evaluation of Lithium Secondary Battery

본 발명에서 제조된 유/무기 복합 다공성 필름을 포함하는 리튬 이차 전지의 충방전 용량을 측정하기 위하여, 하기와 같이 수행하였다.In order to measure the charge and discharge capacity of the lithium secondary battery including the organic / inorganic composite porous film prepared in the present invention, it was performed as follows.

실시예 1 내지 7에서 제조된 리튬 이차 전지를 사용하였으며, 대조군으로 상용화된 PP/PE/PP 분리막을 사용한 비교예 1의 전지, 20:80 중량%비로 이루어진 BaTiO3/PVdF-HFP를 분리막으로 사용한 비교예 2의 전지 및 가소제를 이용하여 제조된 PVdF-HFP 다공성 필름을 분리막으로 사용한 비교예 3의 전지를 사용하였다. 전지 용량이 760mAh인 각 전지들을 0.5C, 1C, 2C의 방전 속도로 사이클링을 하였으며, 이들의 방전 용량을 C-rate 특성별로 도식하여 하기 표 3에 기재하였다.The lithium secondary batteries prepared in Examples 1 to 7 were used, and BaTiO 3 / PVdF-HFP consisting of 20: 80% by weight of the battery of Comparative Example 1 using a commercially available PP / PE / PP separator as a control group was used as a separator. The battery of Comparative Example 3 using the PVdF-HFP porous film prepared using the battery of Comparative Example 2 and the plasticizer as a separator was used. Each battery having a battery capacity of 760 mAh was cycled at a discharge rate of 0.5 C, 1 C, and 2 C, and their discharge capacities are shown in Table 3 by plotting C-rate characteristics.

실험 결과, 무기물 입자와 바인더 고분자의 조성비가 20:80 중량%비인 유/무기 복합 다공성 필름을 분리막으로 사용한 비교예 2의 전지는 본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름 및 기존 폴리올레핀 계열 분리막에 비해 현저하게 방전속도별 용량이 감소됨을 나타냈다. 이는 무기물 입자의 양이 고분자에 비해 상대적으로 작아 무기물 입자간의 빈 공간으로 형성된 기공 크기 및 기공도가 현저히 감소함으로써, 전지의 성능 저하가 초래되는 것을 의미한다. As a result, the battery of Comparative Example 2 using an organic / inorganic composite porous film having a composition ratio of inorganic particles and a binder polymer in a ratio of 20: 80% by weight was more remarkable than the organic / inorganic composite porous film of the present invention and a conventional polyolefin-based separator. It is shown that the capacity for each discharge rate is reduced. This means that the amount of the inorganic particles is relatively smaller than that of the polymer, so that the pore size and porosity formed by the void space between the inorganic particles significantly decrease, resulting in deterioration of the battery performance.

또한, 가소제를 이용하여 기공 구조가 형성된 다공성 필름을 분리막으로 사용한 비교예 3의 전지는 비교예 2의 전지와 마찬가지로 본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름 및 기존 폴리올레핀 계열 분리막을 포함한 전지에 비해 방전속도별 용량이 현저히 감소됨을 나타냈다. 이에 비해, 본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름을 구비한 리튬 이차 전지는 2C의 방전 속도까지 기존 폴리올레핀 계열 분리막과 대등한 고율 방전(C-rate) 특성을 보여주었다(표 3 참조).In addition, the battery of Comparative Example 3 using the porous film formed with a pore structure as a separator using a plasticizer, the discharge rate compared to the battery containing the organic / inorganic composite porous film of the present invention and a conventional polyolefin-based separator like the battery of Comparative Example 2 Star doses were markedly reduced. In contrast, the lithium secondary battery having the organic / inorganic composite porous film of the present invention showed a high rate discharge (C-rate) characteristic comparable to the existing polyolefin-based separator up to a discharge rate of 2C (see Table 3).

방전 속도Discharge rate 0.5C0.5C 1C1C 2C2C 실시예 1Example 1 757757 746746 694694 실시예 2Example 2 756756 748748 693693 실시예 3Example 3 756756 744744 691691 실시예 4Example 4 758758 747747 694694 실시예 5Example 5 759759 750750 698698 실시예 6Example 6 755755 742742 690690 실시예 7Example 7 758758 747747 694694 비교예 1Comparative Example 1 758758 746746 693693 비교예 2Comparative Example 2 695695 562562 397397 비교예 3Comparative Example 3 698698 585585 426426

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 유/무기 복합 다공성 필름은 바인더 고분자로 인해 무기물 입자 사이가 연결 및 고정되며, 필름의 주요 성분인 무기물 입자 사이의 빈 공간(interstitial volume)으로 인해 내열성 마이크로 단위의 기공 구조가 형성됨으로써 전해액이 채워질 공간이 증가하여 전해액 함침율 및 리튬 이온 전도도가 향상되므로, 이를 분리막으로 이용한 리튬 이차 전지는 열적 안전성 및 성능 향상을 도모할 수 있다.As described above, the organic / inorganic composite porous film of the present invention is connected and fixed between the inorganic particles due to the binder polymer, and due to the interstitial volume between the inorganic particles, the main component of the film, Since the pore structure is formed to increase the space to be filled with the electrolyte solution to improve the electrolyte impregnation rate and lithium ion conductivity, the lithium secondary battery using this as a separator can improve thermal safety and performance.

Claims (14)

a) 무기물 입자; 및a) inorganic particles; And b) 상기 무기물 입자 표면의 일부 또는 전부에 형성된 고분자 바인더 코팅층b) a polymer binder coating layer formed on part or all of the surface of the inorganic particles 을 포함하는 유/무기 복합 다공성 필름에 있어서, 상기 고분자 바인더 코팅층에 의해 무기물 입자 사이가 연결 및 고정되고, 무기물 입자간의 빈 공간(interstitial volume)으로 인해 마이크로 단위의 기공이 형성된 것을 특징으로 하는 유/무기 복합 다공성 필름.In the organic / inorganic composite porous film comprising, the inorganic binder is connected and fixed by the polymer binder coating layer, characterized in that the pores of the micro-unit is formed due to the interstitial volume between the inorganic particles Inorganic composite porous film. 제 1항에 있어서, 상기 무기물 입자는 5 이상의 유전율 상수를 갖는 무기물 입자인 필름.The film of claim 1, wherein the inorganic particles are inorganic particles having a dielectric constant of 5 or more. 제 2항에 있어서, 상기 무기물 입자는 Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), Pb1-xLaxZr1-y TiyO3 (PLZT), PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT), BaTiO3, hafnia (HfO2), SrTiO3, TiO2, Al2O3, ZrO2, SnO2, CeO2, MgO, CaO, ZnO 및 Y2 O3로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 필름.The method of claim 2, wherein the inorganic particles are Pb (Zr, Ti) O 3 (PZT), Pb 1-x La x Zr 1-y Ti y O 3 (PLZT), PB (Mg 3 Nb 2/3 ) O With 3 -PbTiO 3 (PMN-PT), BaTiO 3 , hafnia (HfO 2 ), SrTiO 3 , TiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, CaO, ZnO and Y 2 O 3 At least one film selected from the group consisting of. 제 1항에 있어서, 상기 무기물 입자의 크기는 0.01 내지 10㎛ 범위인 필름.The film of claim 1, wherein the size of the inorganic particles ranges from 0.01 μm to 10 μm. 제 1항에 있어서, 상기 무기물 입자의 함량은 무기물 입자와 바인더 고분자를 포함하는 혼합물 100 중량% 당 50 내지 99 중량%인 필름.The film of claim 1, wherein the content of the inorganic particles is 50 to 99 wt% per 100 wt% of the mixture including the inorganic particles and the binder polymer. 제 1항에 있어서, 상기 고분자는 유리 전이 온도(Tg)가 -200 내지 200℃ 범위인 필름.The film of claim 1, wherein the polymer has a glass transition temperature (Tg) in the range of -200 to 200 ° C. 제 1항에 있어서, 상기 고분자는 액체 전해액 함침시 겔화 가능한 고분자로서, 용해도 지수 15 내지 45MPa1/2 범위인 필름.The film of claim 1, wherein the polymer is a gelable polymer when impregnated with a liquid electrolyte, and has a solubility index of 15 to 45 MPa 1/2 . 제 1항에 있어서, 상기 고분자는 폴리비닐리덴 풀루오라이드-헥사풀루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 풀루오라이드-트리클로로에틸렌 (polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene), 폴리메틸메타클릴레이트 (polymethylmethacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드 (polyethylene oxide), 셀룰로오스 아세테이트 (cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸풀루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜 (cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스 (cyanoethylsucrose), 풀루란 (pullulan), 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose), 아크리로니트릴스티렌부타디엔공중합체 (acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer) 및 폴리이미드(polyimide)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 필름.The method of claim 1, wherein the polymer is polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene (polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene), poly Methyl methacrylate, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinylacetate, ethylene vinyl acetate copolymer, polyethylene oxide ( polyethylene oxide, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethylpullulan, cyanoethylpolyvinylalcohol Cyanoethylcellulose, cyano 1 type selected from the group consisting of ethyl sucrose, pullulan, carboxyl methyl cellulose, acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer and polyimide Ideal film. 제 1항에 있어서, 상기 유/무기 복합 다공성 필름의 기공 크기는 0.01 내지 10㎛ 범위인 필름.The film of claim 1, wherein the pore size of the organic / inorganic composite porous film is in a range of 0.01 to 10 μm. 제 1항에 있어서, 상기 유/무기 복합 다공성 필름의 기공도는 5 내지 95% 범위인 필름.The film of claim 1, wherein the porosity of the organic / inorganic composite porous film is in the range of 5 to 95%. 제 1항에 있어서, 상기 유/무기 복합 다공성 필름의 두께는 1 내지 100㎛ 범위인 필름.The film of claim 1, wherein the organic / inorganic composite porous film has a thickness in a range of 1 to 100 μm. a) 양극;a) an anode; b) 음극;b) a cathode; c) 상기 양극과 음극 사이에 개재된 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항의 유/무기 복합 다공성 필름; 및c) an organic / inorganic composite porous film according to any one of claims 1 to 11, interposed between the anode and the cathode; And d) 전해액d) electrolyte 을 포함하는 전기 화학 소자.Electrochemical device comprising a. 제 12항에 있어서, 상기 전기 화학 소자는 폴리올레핀 계열 분리막을 추가적으로 포함하는 소자.The device of claim 12, wherein the electrochemical device further comprises a polyolefin-based separator. a) 고분자를 용매에 용해시켜 고분자 용액을 제조하는 단계;a) dissolving the polymer in a solvent to prepare a polymer solution; b) 무기물 입자를 상기 단계 a)의 고분자 용액에 첨가 및 혼합하는 단계; 및b) adding and mixing the inorganic particles to the polymer solution of step a); And c) 상기 단계 b)의 무기물 입자와 고분자의 혼합물을 기재에 코팅 및 건조한 후, 기재를 탈착하는 단계c) coating and drying the mixture of the inorganic particles and the polymer of step b) on the substrate, and then desorbing the substrate. 를 포함하는 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항의 유/무기 복합 다공성 필름의 제조방법.12. A method for producing an organic / inorganic composite porous film as claimed in any one of claims 1 to 11.
KR1020050009999A 2004-02-09 2005-02-03 Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby KR20060041650A (en)

Priority Applications (20)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP05780564.0A EP1784876B1 (en) 2004-09-02 2005-08-17 Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby
TW94128057A TWI318018B (en) 2004-09-02 2005-08-17 Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby
EP20182470.3A EP3745494A1 (en) 2004-09-02 2005-08-17 Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby
EP17207934.5A EP3322000A1 (en) 2004-09-02 2005-08-17 Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby
JP2007523490A JP4846717B2 (en) 2004-09-02 2005-08-17 Presence / absence composite porous film and electrochemical device using the same
PCT/KR2005/002674 WO2006025662A1 (en) 2004-09-02 2005-08-17 Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby
US11/217,918 US8409746B2 (en) 2004-09-02 2005-09-01 Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby
KR1020050081766A KR100742959B1 (en) 2004-09-02 2005-09-02 Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device using the same
KR1020070062120A KR100889207B1 (en) 2004-09-02 2007-06-25 Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device using the same
JP2011082992A JP2011190447A (en) 2004-09-02 2011-04-04 Organic-inorganic composite porous film, and electrochemical element using the same
US13/184,297 US20110281171A1 (en) 2004-02-09 2011-07-15 Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby
US13/184,275 US20110281150A1 (en) 2004-02-09 2011-07-15 Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby
US13/184,288 US20110281172A1 (en) 2004-02-09 2011-07-15 Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby
US13/785,260 US9490463B2 (en) 2004-09-02 2013-03-05 Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby
JP2013267854A JP5889271B2 (en) 2004-09-02 2013-12-25 Organic / inorganic composite porous film and electrochemical device using the same
JP2015160116A JP6116630B2 (en) 2004-09-02 2015-08-14 Organic-inorganic composite porous film and electrochemical device using the same
US15/266,838 US20170005309A1 (en) 2004-09-02 2016-09-15 Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby
US15/890,229 US20180166671A1 (en) 2004-09-02 2018-02-06 Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby
US16/374,483 US20190229316A1 (en) 2004-09-02 2019-04-03 Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby
US17/358,433 US20210320380A1 (en) 2004-09-02 2021-06-25 Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040070095 2004-09-02
KR20040070095 2004-09-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20060041650A true KR20060041650A (en) 2006-05-12

Family

ID=37148133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050009999A KR20060041650A (en) 2004-02-09 2005-02-03 Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20060041650A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100883754B1 (en) * 2006-07-19 2009-02-12 주식회사 엘지화학 New porous film and more thermally-stable electrochemical device prepared thereby
US10050246B2 (en) 2014-12-26 2018-08-14 Samsug SDI Co., Ltd. Binder for rechargeable battery, separator for rechargeable battery including same, and rechargeable battery including same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100883754B1 (en) * 2006-07-19 2009-02-12 주식회사 엘지화학 New porous film and more thermally-stable electrochemical device prepared thereby
US10050246B2 (en) 2014-12-26 2018-08-14 Samsug SDI Co., Ltd. Binder for rechargeable battery, separator for rechargeable battery including same, and rechargeable battery including same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210320380A1 (en) Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby
KR100895196B1 (en) Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby
KR100749301B1 (en) New organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby
JP6116630B2 (en) Organic-inorganic composite porous film and electrochemical device using the same
KR100742959B1 (en) Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device using the same
US7704641B2 (en) Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby
US7662517B2 (en) Organic/inorganic composite microporous membrane and electrochemical device prepared thereby
KR100739337B1 (en) Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby
KR20060041649A (en) Organic/inorganic composite porous layer-coated electrode and electrochemical device comprising the same
KR100873570B1 (en) Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby
KR20060041650A (en) Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby