JP2016535923A - 二次電池用接着層の形成方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、リチウムイオンの伝達を妨げる電極と分離膜との間の接着層の大きさを最小化することで、リチウムイオンの伝達性を高めて二次電池の品質を向上させる。
Description
本発明は、二次電池用接着層の形成方法に関し、より詳しくは、二次電池の分離膜と電極との間の接着層を形成する接着層の形成方法に関する。
本出願は、２０１３年１１月４日出願の韓国特許出願第１０−２０１３−０１３３０７７号及び２０１４年１１月４日出願の韓国特許出願第１０−２０１４−０１５１９４９号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
リチウム二次電池は、エネルギー密度が高く、作動電圧が高いだけでなく優れた保存及び寿命特性を示すなど、多くの長所を有することから、パソコン、カムコーダー、携帯電話、携帯用ＣＤプレーヤー、ＰＤＡなどの各種携帯用電子機器に広く用いられている。
一般的にリチウム二次電池は、円筒状または角形のケース、及び電解質とともに前記ケースに収容される電極組立体を含む。ここで、電極組立体は、正極、分離膜（ｓｅｐａｒａｔｏｒ）及び負極が積層されたものであって、ゼリーロール（Ｊｅｌｌｙ−Ｒｏｌｌ）形態の巻取り構造または積層構造を有する。
正極／分離膜／負極からなる電極組立体は、単なる積層構造からなり得るが、複数の電極（正極及び負極）を分離膜が介した状態で積層した後、加熱／加圧することによって相互結合した構造に形成することもある。この場合、電極と分離膜との結合は、分離膜上に塗布された接着層と電極を相互対面した状態で加熱／加圧することで達成される。ここで、分離膜は通常、ポリオレフィン樹脂を原料とする圧出工程によって成形され、電極との接着力などのような特性を向上させるためにバインダーなどの物質がコーティングされる。
なお、分離膜にバインダー物質をコーティングするために、従来はゲルポリマー（ｇｅｌ ｐｏｌｙｍｅｒ）コーティング技術、電気紡糸技術などが用いられていた。
しかしながら、このようなコーティング技術は、分離膜の表面全体にバインダー物質をコーティングすることであって、リチウムイオンの伝達を妨げるという問題点がある。即ち、分離膜に形成されたバインダー物質のコーティング層が電極と接着してしまい、これによって前記コーティング層は電極で発生するリチウムイオンの伝達を妨げる要因となる。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、分離膜と電極とを結合する接着層のサイズを最小化してイオン伝達性を向上させる接着層の形成方法、かかる接着層が形成された接着層複合体または電極組立体、及び前記接着層を形成するのに用いられるモールドを提供することを目的とする。
本発明の他の目的及び長所は、下記する説明によって理解でき、本発明の実施例によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。
上記の課題を達成するため、本発明の一面による二次電池の接着層を形成する方法は、上下方向に開放された開口孔を有するマスクを製作する段階と、前記マスクを介して感光膜をエッチングし、前記感光膜に前記マスクの開口孔に対応する空隙溝を形成する段階と、前記空隙溝が形成された感光膜上にポリジメチルシロキシサンを注いで硬化させた後、前記感光膜と前記硬化したポリジメチルシロキシサンとを分離し、凹凸部が形成されたポリジメチルシロキシサンモールドを製作する段階と、前記凹凸部が形成されたポリジメチルシロキシサンモールドに高分子バインダースラリーを塗布する段階と、前記ポリジメチルシロキシサンモールドに塗布された高分子バインダースラリーを二次電池の分離膜または電極の表面に転写し、上下方向に開放された空隙部が形成された接着層を、前記分離膜または前記電極の表面に形成する段階と、を含むことを特徴とする。
前記マスクを製作する段階は、前記開口孔が規則的な配列を有することで、前記開口孔によって規則的なパターンの形成されたマスクを製作することができる。
前記凹凸部は、前記感光膜に形成された空隙溝に対応する位置に突出するように形成された突起を含み、かつ前記突起より相対的に凹んだ凹溝が形成され得る。
前記高分子バインダースラリーを塗布する段階は、前記突起または前記凹溝に前記高分子バインダースラリーを塗布することができる。
一例として、前記高分子バインダースラリーを塗布する段階は、前記凹溝に前記高分子バインダースラリーを塗布し、前記接着層を形成する段階は、前記開口孔が形成する規則的なパターンと同じパターンを有する空隙部が形成された接着層を形成することができる。
他の例として、前記高分子バインダースラリーを塗布する段階は、前記突起に前記高分子バインダースラリーを塗布し、前記接着層を形成する段階は、前記開口孔が形成する規則的なパターンの逆パターンを有する空隙部の形成された接着層を形成することができる。
前記マスクを製作する段階は、長方形状の開口孔を有するマスクを製作することができる。
前記開口孔は、横×縦の規格が０．５μｍ×０．５μｍ〜２μｍ×２μｍであり得る。
キャド（ＣＡＤ）によって事前に設計された規則的なパターンを用いて前記マスクを製作することができる。
望ましくは、前記マスクは、クロムマスクである。
より望ましくは、前記方法は、高分子バインダースラリーを塗布する段階の前に、前記ポリジメチルシロキシサンモールドをＯ２プラズマ表面処理またはコロナ表面処理を行う段階をさらに含む。
前記感光膜に空隙溝を形成する段階は、前記感光膜を光エッチングして微細パターンを形成する。
前記接着層を形成する段階は、前記ポリジメチルシロキシサンモールドに塗布された高分子バインダースラリーを、前記二次電池の分離膜表面に形成された無機物粒子を含む多孔性コーティング層に転写し、上下方向に開放された空隙部が形成された接着層を前記多孔性コーティング層上に形成することができる。
上述の目的を達成するための本発明の他面による接着層複合体は、上下方向に開放され、かつ規則的なパターンを有する空隙部の形成された接着層が表面に形成されている。
前記接着層複合体は、二次電池の電極及び前記接着層を含み、前記接着層は、前記二次電池の電極の表面に形成され得る。
前記接着層複合体は、二次電池の分離膜及び前記接着層を含み、前記接着層は、前記二次電池の分離膜の表面に形成され得る。
前記接着層は、前記二次電池の分離膜の表面に形成された無機物粒子を含む多孔性コーティング層上に形成され得る。
前記接着層は、前記空隙部及びバインダー高分子からなるバインダー領域を含み、前記空隙部または前記バインダー領域は、規則的なパターンを形成することができる。
前記バインダー領域または前記空隙部は、上面視で長方形状が規則的に反復され得る。
ここで、前記バインダー領域または前記空隙部は、横×縦の規格が０．５μｍ×０．５μｍ〜２μｍ×２μｍであり得る。
前記接着層の厚さは、０．５μｍ〜２μｍであり得る。
上述の目的を達成するための本発明の更に他の一面による電極組立体は、前述の接着層複合体を含む。
上述の目的を達成するための本発明の更に他の一面によるポリジメチルシロキシサンモールドは、分離膜または電極表面に高分子バインダースラリーを転写するのに用いられるモールドであって、表面に規則的なパターンを有する凹凸部が形成されたことを特徴とする。
前記凹凸部は、前記表面と垂直な方向に突出した突起と、前記表面と垂直した方向に凹んだ凹溝とが規則的に反復して形成され得る。
前記突起の高さは、０．５μｍ〜２μｍであり得る。
前記突起は、横×縦の規格が０．５μｍ×０．５μｍ〜２μｍ×２μｍであり得る。
本発明は、リチウムイオンの伝達を妨げる電極と分離膜との間の接着層のサイズ、特に、表面積を最小化することで、リチウムイオンの伝達性を高めることで二次電池の品質を向上させることができる。
また、本発明では、規則的な微細パターンを有する接着層を、電極または分離膜の表面に形成するため、バインダー物質を用いて接着コーティング層を形成する従来の技術に比べ、二次電池の製造過程で投入される接着層の原料を節約することができ、これによって二次電池の製造工程で発生する費用を節減することができる。
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
上述の目的、特徴及び長所は、添付された図面及び以下の詳細な説明を通じてより明らかになり、それによって本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明の技術的思想を容易に実施することが可能であろう。なお、本発明の説明にあたり、本発明に関連する公知技術ついての具体的な説明が、不要に本発明の要旨をぼやかすと判断される場合、その詳細な説明を略する。以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。
図１は、本発明の実施例による、二次電池に接着層を形成する方法を説明するフローチャートである。
図２〜図５は、本発明の実施例による、凹凸部の形成されたポリジメチルシロキシサンモールドが製作される過程を段階的に示した図である。
図６は、本発明の実施例による、上下方向に開放された開口孔が形成されたクロムマスクを示した図である。
図１〜図６を参照すれば、Ｓ１０１段階で事前に設計された開口孔の形成されたクロムマスク３０が製作される。望ましくは、クロムマスク３０の開口孔はオートキャド（ａｕｔｏ ＣＡＤ）を用いて製作される。
望ましくは、前記クロムマスク３０は、前記開口孔３２が規則的な配列を有することで、前記開口孔３２によって規則的なパターンが形成され得る。
前記クロムマスク３０の規則的なパターンは、クロムマスク３０の構造物３１及び構造物の間に形成された開口孔３２の規則的な配置によって形成され得る。一実施例によれば、前記開口孔３２は、直方体状を有することができ、上面視で長方形状を有することができる。
望ましくは、前記クロムマスク３０の開口孔３２は、縦横の規格が０．５μｍ〜２μｍであり得る。
また望ましくは、前記クロムマスク３０の厚さは、０．５μｍ〜２μｍであり、前記クロムマスク３０の開口孔３２の厚さも０．５μｍ〜２μｍであり得る。
一実施例によれば、前記規則的なパターンを形成する開口孔３２は、横、縦、高さが２μｍ×２μｍ×２μｍ以下のサイズに形成され、開口孔３２の大きさと開口孔３２間の間隔が同一である。
Ｓ１０３段階で、基板１０上に感光膜２０を形成し、前記製作したクロムマスク３０を感光膜２０上に配置した状態で、光を照射する光エッチング工程を行い、前記クロムマスク３０の開口孔３２が形成するパターンと対応するパターンを前記感光膜２０に形成する。即ち、図３に示したように、感光膜２０において、露光した部分は除去され、露光されていない部分は基板１０上に残るようになる。したがって、感光膜２０には前記マスク３０の開口孔３２に対応する空隙溝２１が形成される。前記クロムマスク３０の開口孔３２のパターンに対応するパターンが形成される。
図７は、図３に示した感光膜が形成された基板の上面図である。図７及び図３を参照すれば、クロムマスク３０の開口孔３２が形成するパターンと同じパターンが感光膜２０から除去され、感光膜２０には前記マスク３０の開口孔３２に対応する空隙溝２１が形成される。
Ｓ１０５段階で、前記空隙溝２１によって前記マスク３０の開口孔３２に対応する規則的なパターンが形成された感光膜２０に、ポリジメチルシロキシサン（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ： 以下、「ＰＤＭＳ」と称する。）４０を注いで前記ＰＤＭＳ４０を硬化する工程が行われる。即ち、図４に示したように、感光膜２０の上面が浸り、感光膜２０の間に形成された空隙溝２１が満たされるようにＰＤＭＳ４０を注いだ後、前記ＰＤＭＳ４０を硬化する。
Ｓ１０７段階で、硬化したＰＤＭＳを感光膜２０から分離し、図５の示したような凹凸部５１が形成されたＰＤＭＳモールド５０を製作する。図８は、図５に示したＰＤＭＳモールドの上面図である。図８及び図５を参照すれば、ＰＤＭＳモールド５０に形成された凹凸部の構造が示しされている。前記ＰＤＭＳモールド５０の凹凸部５１は、感光膜２０によって基板１０に形成されたパターンと比較したとき、感光膜２０によって基板１０に形成されたパターンと逆形状を有する。これは、図２〜図８を参照すれば、より易しく理解することができる。
このような過程によれば、前記ＰＤＭＳモールド５０の表面には凹凸部５１が形成される。そして、前記凹凸部５１は、図５及び図８に示したように、前記感光膜２０に形成された空隙溝２１に対応する位置に突出するように形成された突起５１ａを含む。また、前記凹凸部５０には、図５及び図８に示したように、前記突起５１ａと比較すれば、相対的に凹んだ凹溝５１ｂが形成される。
即ち、前記ＰＤＭＳモールド５０の表面には、規則的なパターンを有する凹凸部５１を形成することができる。より具体的には、前記凹凸部５１は、前記 ＰＤＭＳモールド５０の表面に垂直な方向に突出した突起５１ａと前記ＰＤＭＳモールドの表面に垂直な方向に凹んだ凹溝５１ｂを規則的に反復して形成することができる。
ここで、前記突起５１ａの高さは、０．５μｍ〜２μｍであり得る。そして、前記突起５１ａの高さは、上述の感光膜２０の厚さに応じて決められ得る。
また、前記突起５１ａの横×縦の規格は、０．５μｍ×０．５μｍ〜２μｍ×２μｍであり得る。このような突起５１ａの規格は、上述の感光膜２０の空隙溝２１の規格と実質的に同一である。
一実施例によれば、前記ＰＤＭＳモールド５０の突起５１ａは、横×縦×高さが２μｍ×２μｍ×２μｍの規格に形成され、前記突起５１ａ間の間隔は、２μｍに形成される。
Ｓ１０９段階において、異物を除去して高分子バインダースラリーの接着力を増大させるために、前記ＰＤＭＳモールド５０の表面において前記凹凸部５１が形成された面を表面処理する。この際、Ｏ２プラズマ表面処理機を用いて前記ＰＤＭＳモールド５０を表面処理するか、コロナ処理機を用いて前記ＰＤＭＳモールド５０を表面処理することができる。
Ｓ１１１段階において、微細パターンが形成されたＰＤＭＳモールド５０の表面に、電極と分離膜とを接着するための高分子バインダースラリー６２を塗布する。
前記高分子バインダースラリー６２は、バインダー高分子及び溶媒が含まれた混合物である。
前記バインダー高分子としては、ポリビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ｆｌｕｏｒｉｄｅ−ｃｏ−ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ポリビニリデンフルオライド−トリクロロエチレン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ｆｌｕｏｒｉｄｅ−ｃｏ−ｔｒｉｃｈｌｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリメチルメタクリレート（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリブチルアクリレート（ｐｏｌｙｂｕｔｙｌａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリアクリロニトリル（ｐｏｌｙａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ）、ポリビニルピロリドン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）、ポリビニルアセテート（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｃｅｔａｔｅ）、エチレンビニルアセテート共重合体（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ−ｃｏ−ｖｉｎｙｌ ａｃｅｔａｔｅ）、ポリエチレンオキサイド（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｏｘｉｄｅ）、ポリアリレート（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）、セルロースアセテート（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｃｅｔａｔｅ）、セルロースアセテートブチレート（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｃｅｔａｔｅ ｂｕｔｙｒａｔｅ）、セルロースアセテートプロピオネート（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｃｅｔａｔｅ ｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ）、シアノエチルプルラン（ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｐｕｌｌｕｌａｎ）、シアノエチルポリビニルアルコール（ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ）、シアノエチルセルロース（ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、シアノエチルスクロース（ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｓｕｃｒｏｓｅ）、プルラン（ｐｕｌｌｕｌａｎ）及びカルボキシルメチルセルロース （ｃａｒｂｏｘｙｌ ｍｅｔｈｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）などを用いることができる。
また、前記溶媒としては、その種類が特に限定されることではないが、アセトン、メチルエチルケトン（ｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｙｌ ｋｅｔｏｎｅ，ＭＥＫ）、トルエン、エチルアセテート、ブチルアセテート、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、水、ヘキサン、シクロヘキサン、ジメチルホルムアミド（ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｆｏｒｍａｍｉｄｅ，ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ｄｉｍｅｔｈｙｌ ａｃｅｔａｍｉｄｅ，ＤＭＡｃ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（Ｎ−ｍｅｔｈｙｌ−２−ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ，ＮＭＰ）及びこれらの混合物などを用いることができる。
望ましくは、ＰＤＭＳモールド５０に形成された突起５１ａまたは凹溝５１ａのうちいずれか一つの群に、前記高分子バインダースラリー６２を塗布する。この際、ローラーなどを用いてＰＤＭＳモールド５０に形成された突起５１ａに高分子バインダースラリー６２を塗布することができる。図９は、ＰＤＭＳモールドに高分子バインダースラリーが塗布された様子を示した図である。図９の（ａ）は、突起５１ａに高分子バインダースラリー６２が塗布された状態を示す。これとは相違に、ＰＤＭＳモールド５０の上面全体を高分子バインダースラリー６２で塗布し、ＰＤＭＳモールド５０の突起５１ａに塗布された高分子バインダースラリー６２を除去することで、凹溝５１ｂにのみ高分子バインダースラリー６２が塗布されるようにすることもできる。図９の（ｂ）は、凹溝５１ｂに高分子バインダースラリー６２が塗布された状態を示す。
図１０は、図９に示したＰＤＭＳモールドの上面図である。
図１０の（ａ）は、高分子バインダースラリー６２がＰＤＭＳモールド５０の突起５１ａに塗布された様子を示し、図１０の（ｂ）は、高分子バインダースラリー６２がＰＤＭＳモールド５０の凹溝５１ｂに塗布された様子を示す。即ち、図１０の（ａ）は、図９の（ａ）の上面図であり、図１０の（ｂ）は、図９の（ｂ）の上面図である。
Ｓ１１３段階において、平板またはロールに前記ＰＤＭＳモールド５０の裏面（即ち、突出部が形成された面の反対面）を付着した後、前記ＰＤＭＳモールド５０に塗布された高分子バインダースラリー６２を電極または分離膜の表面に転写する。また、前記ＰＤＭＳモールド５０に塗布された高分子バインダースラリー６２は、無機物粒子を含む多孔性コーティング層に転写することもできる。即ち、二次電池の分離膜の表面に無機物粒子を含む多孔性コーティング層が形成された場合、前記ＰＤＭＳモールド５０に塗布された高分子バインダースラリー６２を、前記多孔性コーティング層に転写することができる。
前記ＰＤＭＳモールド５０に塗布された高分子バインダースラリー６２は、ＰＤＭＳモールド５０から形成された電極、分離膜の表面または多孔性コーティング層上に転写され、これによって規則的なパターンを有する空隙部の形成された接着層が、前記電極、分離膜、多孔性コーティング層の表面に形成される。ここで、前記接着層は、空隙部及びバインダー高分子からなるバインダー領域を含む。前記バインダー領域とは、電極などの表面に塗布された高分子バインダースラリー６２から溶媒が除去された部分をいう。なお、前記空隙部またはバインダー領域は、規則的なパターンを形成することができる。
一例として、図１０の（ａ）に示したような形態でＰＤＭＳモールド５０に高分子バインダースラリー６２が塗布された場合、図１０の（ａ）に対応する形態の接着層が形成される。したがって、バインダー領域は、上面視で長方形状が規則的に反復するパターンを有する。望ましくは、前記バインダー領域は、横×縦の規格が０．５μｍ×０．５μｍ〜２μｍ×２μｍであり得る。
他の例として、図１０の（ｂ）に示したような形態でＰＤＭＳモールド５０に高分子バインダースラリー６２が塗布された場合、図１０の（ｂ）に対応する形態の接着層が形成される。したがって、空隙部は、上面視で長方形状が規則的に反復するパターンを有する。望ましくは、前記空隙部は、横×縦の規格が０．５μｍ×０．５μｍ〜２μｍ×２μｍであり得る。
また望ましくは、前記接着層６０の厚さは、０．５μｍ〜２μｍであり得る。
なお、これによって、表面に規則的なパターンを有する接着層の形成された接着層複合体を製造することができる。より具体的には、二次電池の電極と接着層を含む接着層複合体、二次電池の分離膜と接着層を含む接着層複合体を製造することができる。
図１１は、本発明の実施例による、二次電池の電極の表面に接着層が形成された接着層複合体を示す図である。図１１を参照すれば、前記接着層複合体は、二次電池の電極（正極）８０及び空隙部６１が形成された接着層６０を含む。そして、このような接着層複合体を構成する二次電池の電極８０の表面には、前記接着層６０が形成されている。前記接着層６０には、図１１に示したように、空隙部６１が形成されており、前記空隙部６１は、上下方向に開放された形態を示している。なお、このような接着層複合体は、接着層６０を媒介として分離膜などに結合可能である。また、図１１には、正極の表面に接着層を形成した実施例を示したが、負極の表面に接着層を形成することもできる。
図１２は、本発明の実施例による、二次電池の分離膜の表面に接着層が形成された接着層複合体を示す図である。図１２を参照すれば、前記接着層複合体は、二次電池の分離膜９０及び空隙部６１が形成された接着層６０を含む。そして、このような接着層複合体を構成する二次電池の分離膜９０の表面には、前記接着層６０が形成されている。このような接着層複合体は、接着層６０を媒介として分離膜などと結合可能である。一方、上述したように、前記分離膜９０上には多孔性コーティング層をさらに形成することができるが、この場合、前記接着層複合体は、前記多孔性コーティング層の表面に形成することもできる。
図１１及び図１２に示した実施例において、接着層６０は、それぞれ電極８０の表面及び分離膜９０の表面のうち一面に形成されたことを示したが、前記接着層は、各表面の裏面に形成することもでき、表裏両面とも形成できることは勿論である。
一方、前記ＰＤＭＳモールド５０に塗布された高分子バインダースラリー６２が転写されるとき、その圧力（即ち、転写圧力）は、従来の転写圧力よりも強いことが望ましい。即ち、転写平板または転写ローラーが前記高分子バインダースラリー６２を転写するとき、電極、セラミックス層または分離膜の表面に印加される転写圧力は、既存の接着層を形成するときに印加される転写圧力よりも強いことが望ましい。前記転写圧力は０．３Ｍｐａ以上であることがさらに望ましい。
前記電極、分離膜または多孔性コーティング層の表面に転写された高分子バインダースラリー６２は、加熱／加圧によって分離膜と電極とを相互結合する。
図１３は、本発明の実施例による、接着層複合体を含む電極組立体を示した図である。
図１３に示したように、負極７０と分離膜９０、正極８０と分離膜９０は、規則的に反復するパターンで転写された高分子バインダースラリーによって互いに接合して電極組立体（Ａ）を形成することができる。図１０において、前記電極組立体（Ａ）は、それぞれ一つの負極７０、分離膜９０及び正極８０が順次接合しているが、前記電極組立体（Ａ）は、二つ以上の正極８０、分離膜９０、負極７０が順次接合しながら積層することもできる。
上述のように、本発明は、電極と分離膜との間の接着層の大きさを最小化することで、リチウムイオンの伝達性を向上させる。また、本発明は、規則的な反復パターンを有する接着層を、電極、分離膜の表面に形成するか、または分離膜の表面に多孔性コーティング層が形成された場合、多孔性コーティング層の表面に形成するため、バインダー物質を用いて接着コーティング層を形成する従来技術に比べ、二次電池の製造過程で投入される接着層の形成物質を節約することができる。
以上、上述の本発明は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者によって本発明の技術思想から脱しない範囲内で多様な置換、変形及び変更が可能であり、上述した実施例及び添付された図面によって限定されない。
Claims (26)
- 上下方向に開放された開口孔を有するマスクを製作する段階と、
前記マスクを介して感光膜をエッチングし、前記感光膜に前記マスクの開口孔に対応する空隙溝を形成する段階と、
前記空隙溝が形成された感光膜上にポリジメチルシロキシサンを注いで硬化させた後、前記感光膜と前記硬化したポリジメチルシロキシサンとを分離し、凹凸部が形成されたポリジメチルシロキシサンモールドを製作する段階と、
前記凹凸部が形成されたポリジメチルシロキシサンモールドに高分子バインダースラリーを塗布する段階と、
前記ポリジメチルシロキシサンモールドに塗布された高分子バインダースラリーを二次電池の分離膜または電極の表面に転写し、上下方向に開放された空隙部が形成された接着層を、前記分離膜または前記電極の表面に形成する段階と、を含む接着層の形成方法。 - 前記マスクを製作する段階は、
前記開口孔が規則的な配列を有することで、前記開口孔によって規則的なパターンの形成されたマスクを製作する請求項１に記載の接着層の形成方法。 - 前記凹凸部は、前記感光膜に形成された空隙溝に対応する位置に突出するように形成された突起を含み、かつ前記突起より相対的に凹んだ凹溝が形成される請求項２に記載の接着層の形成方法。
- 前記高分子バインダースラリーを塗布する段階は、
前記突起または前記凹溝に前記高分子バインダースラリーを塗布する請求項３に記載の接着層の形成方法。 - 前記高分子バインダースラリーを塗布する段階は、前記凹溝に前記高分子バインダースラリーを塗布し、
前記接着層を形成する段階は、前記開口孔が形成する規則的なパターンと同じパターンを有する空隙部が形成された接着層を形成する請求項４に記載の接着層の形成方法。 - 前記高分子バインダースラリーを塗布する段階は、前記突起に前記高分子バインダースラリーを塗布し、
前記接着層を形成する段階は、前記開口孔が形成する規則的なパターンの逆パターンを有する空隙部の形成された接着層を形成する請求項４に記載の接着層の形成方法。 - 前記マスクを製作する段階は、
長方形状の開口孔を有するマスクを製作する請求項２に記載の接着層の形成方法。 - 前記開口孔は、横×縦の規格が０．５μｍ×０．５μｍ〜２μｍ×２μｍである請求項７に記載の接着層の形成方法。
- 前記マスクを製作する段階は，
キャドによって事前に設計された規則的なパターンを用いて前記マスクを製作する請求項２に記載の接着層の形成方法。 - 前記マスクは、クロムマスクである請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の接着層の形成方法。
- 高分子バインダースラリーを塗布する段階の前に、
前記ポリジメチルシロキシサンモールドをＯ２プラズマ表面処理またはコロナ表面処理を行う段階をさらに含む請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の接着層の形成方法。 - 前記感光膜に空隙溝を形成する段階は、
前記感光膜を光エッチングして空隙溝を形成する請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の接着層の形成方法。 - 前記接着層を形成する段階は、
前記ポリジメチルシロキシサンモールドに塗布された高分子バインダースラリーを、前記二次電池の分離膜表面に形成された無機物粒子を含む多孔性コーティング層に転写し、上下方向に開放された空隙部が形成された接着層を前記多孔性コーティング層上に形成する請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載の接着層の形成方法。 - 上下方向に開放され、かつ規則的なパターンを有する空隙部の形成された接着層が表面に形成された接着層複合体。
- 前記接着層複合体は、二次電池の電極及び前記接着層を含み、
前記接着層は、前記二次電池の電極の表面に形成された請求項１４に記載の接着層複合体。 - 前記接着層複合体は、二次電池の分離膜及び前記接着層を含み、
前記接着層は、前記二次電池の分離膜の表面に形成された請求項１４に記載の接着層複合体。 - 前記接着層は、前記二次電池の分離膜の表面に形成された無機物粒子を含む多孔性コーティング層上に形成された請求項１６に記載の接着層複合体。
- 前記接着層は、前記空隙部及びバインダー高分子からなるバインダー領域を含み、
前記空隙部または前記バインダー領域は、規則的なパターンを形成する請求項１４〜請求項１７のいずれか一項に記載の接着層複合体。 - 前記バインダー領域または前記空隙部は、上面視で長方形状が規則的に反復される請求項１８に記載の接着層複合体。
- 前記バインダー領域または前記空隙部は、横×縦の規格が０．５μｍ×０．５μｍ〜２μｍ×２μｍである請求項１９に記載の接着層複合体。
- 前記接着層の厚さは、０．５μｍ〜２μｍである請求項１４〜請求項２０のいずれか一項に記載の接着層複合体。
- 請求項１４から請求項２１のいずれか一項に記載の接着層複合体を含む電極組立体。
- 分離膜または電極表面に高分子バインダースラリーを転写するのに用いられるモールドであって、
表面に規則的なパターンを有する凹凸部が形成されたポリジメチルシロキシサンモールド。 - 前記凹凸部は、前記表面と垂直な方向に突出した突起と、前記表面と垂直した方向に凹んだ凹溝とが規則的に反復して形成された請求項２３に記載のポリジメチルシロキシサンモールド。
- 前記突起の高さは、０．５μｍ〜２μｍである請求項２４に記載のポリジメチルシロキシサンモールド。
- 前記突起は、横×縦の規格が０．５μｍ×０．５μｍ〜２μｍ×２μｍである請求項２４または請求項２５に記載のポリジメチルシロキシサンモールド。
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