KR100308690B1 - Microporous polymer electrolyte containing absorbent and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흡수제가 포함된 고분자 막의 다공도를 증가시켜 액체성분과 리튬염이 고분자 막과 흡수제에 원활히 흡입될 수 있게 하여 리튬이온에 대해 전도성을 갖는 고분자 전해질, 그러한 고분자 전해질의 제조 방법 및 그러한 고분자 전해질을 전해질로 사용하는 리튬 이차전지에 관한 것이다. 흡수제는 입자 크기가 40㎛ 이하인 고분자나 무기물을 사용하고, 고분자 결합제는 액체 전해질에 대해 용해도가 작은 것을 사용하며, 고분자 막의 다공성 구조는 습식법 또는 건식법으로 도입한다. 본 발명의 고분자 전해질은 상온에서 약 1 내지 3×10-3S/cm 정도의 이온 전도도를 가질 뿐만 아니라 수분에 의해 분해되는 액체 전해질을 전극과 함께 라미네이션 또는 프레싱 등으로 조립한 후 전지 포장 직전에 첨가하기 때문에, 고분자 막을 제조하는 과정에서 습도와 온도에 영향을 받지 않는다. 또한, 기계적 강도가 우수하며 리튬 금속에 대한 반응성이 적으므로, 리튬 이차전지의 전해질로 사용하기에 적합하다.The present invention provides a polymer electrolyte having conductivity to lithium ions by increasing the porosity of the polymer membrane containing the absorbent so that the liquid component and the lithium salt can be smoothly sucked into the polymer membrane and the absorbent, a method for producing such a polymer electrolyte, and a polymer electrolyte It relates to a lithium secondary battery using the as an electrolyte. The absorbent uses a polymer or inorganic material having a particle size of 40 μm or less, the polymer binder uses a low solubility in the liquid electrolyte, and the porous structure of the polymer membrane is introduced by a wet method or a dry method. The polymer electrolyte of the present invention not only has an ionic conductivity of about 1 to 3 × 10 -3 S / cm at room temperature, but also a liquid electrolyte decomposed by moisture, assembled with lamination or pressing together with an electrode, immediately before battery packaging. Because of the addition, the humidity and temperature are not affected in the process of preparing the polymer membrane. In addition, since the mechanical strength is excellent and the reactivity with respect to lithium metal is low, it is suitable for use as an electrolyte of a lithium secondary battery.

Description

흡수제를 포함한 미세 다공성 고분자 전해질 및 그의 제조방법Microporous polymer electrolyte containing absorbent and preparation method thereof

본 발명은 전지(electrolytic cell), 특히 이차전지에 사용하는 고분자 막(Polymer film)에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 상기 고분자 막에 액체성분과 리튬염(둘을 합쳐서 이하 "액체 전해질"이라 칭함)을 도입하면 이차전지의 충방전 과정에서 양극과 음극사이를 움직이는 이온의 이동경로를 제공할 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to polymer films for use in electrolytic cells, particularly secondary batteries. More specifically, the introduction of a liquid component and a lithium salt (hereinafter referred to as "liquid electrolyte") to the polymer membrane may provide a migration path of ions moving between the positive electrode and the negative electrode during the charge and discharge of the secondary battery. have.

전지는 양극과 음극 그리고 전해질이라는 세 가지 기본적인 구성요소를 가지고 있으며, 상기한 음극의 재료로는 리튬 금속이나 리튬 이온이 층간삽입(intercalation)될 수 있는 화합물일 경우가 많고, 바람직하게는 탄소재료나 고분자 재료를 사용할 수 있다. 양극의 재료로는 리튬이온의 층간삽입이 가능한 재료가 대부분이며, 바람직하게는 리튬코발트산화물(LixCoO2), 리튬니켈산화물(LixNiO2), 리튬니켈코발트산화물 (Lix(NiCo)O2), 스피넬형 리튬망간산화물(LixMn2O4), 이산화망간(MnO2) 등과 같은 산화물 또는 고분자 재료을 사용할 수 있다. 상기한 고분자 막에 액체 전해질을 도입하면 이온 전도성 매트릭스(matrix)를 구성할 수 있다.The battery has three basic components: a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte. The material of the negative electrode is often a compound in which lithium metal or lithium ions can be intercalated. Polymeric materials can be used. Most materials for intercalation of lithium ions include lithium cobalt oxide (Li x CoO 2 ), lithium nickel oxide (Li x NiO 2 ), and lithium nickel cobalt oxide (Li x (NiCo). Oxides or polymer materials such as O 2 ), spinel type lithium manganese oxide (Li x Mn 2 O 4 ), manganese dioxide (MnO 2 ), and the like. By introducing a liquid electrolyte into the polymer membrane, an ion conductive matrix can be formed.

고분자 전해질을 사용하는 전지는 액체 전해질을 사용하는 전지에 비해 누액의 위험이 적고 전기화학적인 안정성이 뛰어나므로, 다양한 형태의 조립이 가능하며, 제조 공정의 자동화가 용이하다는 등의 장점을 가진다. 따라서 폴리옥시에틸렌(polyoxyethylene)과 같이 고분자가 금속이온과 전기적 상호작용이 가능한 극성 이종 원소를 포함하는 경우 금속이온 전도성을 가질 수 있다는 사실이 발견된 이래로 이온 전도성 고분자, 즉 고분자 전해질에 대한 연구는 활발히 진행되어 왔다.The battery using the polymer electrolyte has a lower risk of leakage and excellent electrochemical stability than the battery using the liquid electrolyte, and thus, various types of assembly are possible and automation of the manufacturing process is easy. Therefore, since the discovery that a polymer such as polyoxyethylene may have a metal ion conductivity when the polymer contains a polar heterogeneous element capable of electrical interaction with metal ions, research on ion conductive polymers, that is, polymer electrolytes, has been actively conducted. It has been going on.

그러나, 폴리옥시에틸렌의 순수 고분자(pure polymer)만으로는 이온전도도가 상온에서 10-8S/cm정도로 매우 낮기 때문에, 전지에 적용 가능한 10-3S/cm 수준의 전도도를 보이기 위해서는 100 ℃ 정도의 온도에 도달해야 한다는 문제점을 안고 있으므로, 고분자 전해질 연구의 주된 흐름은 전도도를 개선시키고자 하는 것이었다.However, the pure polymer of polyoxyethylene alone has a very low ionic conductivity of about 10 -8 S / cm at room temperature, so that a temperature of about 100 ° C is required to show a conductivity of 10 -3 S / cm applicable to a battery. Because of the problem of reaching, the main flow of polymer electrolyte research was to improve conductivity.

고분자 전해질에서의 이온의 전도는 고분자 사슬의 움직임을 필요로 한다는 사실이 밝혀짐에 따라, 이온의 전도도를 향상시키고자 하는 시도는 고분자 사슬의 유연성을 증가시키는 방향으로 진행되어 왔으며, 블론스키(Blonsky) 등은 포스파젠(phosphazene) 결합을 고분자의 주쇄에 도입하여 10-5S/cm의 향상된 전도도를 갖는 전해질을 제작한 바 있으나(J. Am. Chem. Soc.,106, 6854 (1984)), 상기 전해질은 전도도와 기계적 강도면에서 미흡하였다.As it has been found that the conduction of ions in the polymer electrolyte requires the movement of the polymer chain, attempts to improve the conductivity of the ions have been made in the direction of increasing the flexibility of the polymer chain, Blonsky. Et al. Have introduced an phosphazene bond into the polymer backbone to produce an electrolyte having an improved conductivity of 10 −5 S / cm ( J. Am. Chem. Soc. , 106 , 6854 (1984)), The electrolyte was poor in terms of conductivity and mechanical strength.

이밖에도 고분자의 결정성을 낮추기 위하여 고분자의 구조를 변형시키거나 무기물질을 첨가하는 등 다양한 시도가 이루어져 왔지만, 고분자와 금속염만으로 이루어진 (액체 전해질을 포함하지 않는) 순수 고분자 전해질은 충분한 전도도를 보이지 못하고 있는 실정이다.In addition, various attempts have been made to modify the structure of the polymer or to add an inorganic material to reduce the crystallinity of the polymer. However, a pure polymer electrolyte (not including a liquid electrolyte) composed of only a polymer and a metal salt does not exhibit sufficient conductivity. It is true.

이에 반해, 미국특허 제 5,219,679 호의 젤 형태(gel-type)의 전해질은 고분자 골격 내에 액체 전해질이 함유되어 있는 것으로서, 기계적인 물성면에서 고분자의 특성을 보이면서도 액체 전해질에 가까운 전도도를 가져 전지로의 실용 가능성을 제시하고 있다. 즉, 액체 전해질을 첨가하는 활성화(Activation) 과정이 별도로 있는 것이 아니고, 고분자 전해질을 제조하는 과정에 이미 액체 전해질의 일정부분이 함유되어 있는 상태이다(고분자 용액과 액체 전해질의 혼합물을 캐스팅한다). 그러나, 상기 미국특허 제 5,219,679 호의 전해질은 리튬 금속에 대해 반응성이 있는 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile)과 같은 고분자를 포함하고 있어서, 전지의 저장 및 사용기간 동안 전해질과 리튬 전극 사이에 반응 생성물이 축적되고, 그 결과 계면 저항이 지속적으로 증가하게 된다는 문제점을 가지고 있다.In contrast, the gel-type electrolyte of US Pat. No. 5,219,679 contains a liquid electrolyte in the polymer backbone, and exhibits properties of the polymer in terms of mechanical properties and has conductivity close to that of the liquid electrolyte. It suggests practical possibilities. That is, there is no separate activation process for adding a liquid electrolyte, and a part of the liquid electrolyte is already contained in the process of preparing the polymer electrolyte (casting a mixture of the polymer solution and the liquid electrolyte). However, the electrolyte of US Pat. No. 5,219,679 includes a polymer such as polyacrylonitrile that is reactive toward lithium metal, so that reaction products accumulate between the electrolyte and the lithium electrode during storage and use of the battery. As a result, the interface resistance is continuously increased.

한편, 스크로사티(Scrosati) 등은 리튬 금속과의 반응성이 적은 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate)를 사용하여 젤 형태의 고분자 전해질을 제조하였다(Electrochim. Acta,140, 991 (1995)). 고분자 성분으로서 폴리메틸메타아크릴레이트를 사용하는 이 전해질은 리튬 표면과의 반응성이 적어서, 보관 중 전극 표면에서의 저항증가 현상이 미미하다는 장점을 가지나 기계적 강도면에서 취약성을 보여 필름을 형성할 정도의 강도를 얻기 위해서는 고분자의 함량을 증가시켜야 하고, 이 과정에서 전도도가 10-4S/cm 혹은 그 이하로 떨어지게 된다는 문제점을 가지고 있다. 또한, 젤 형태의 전해질은 액체성분을 다량 함유하고 있어서 전해질의 표면에서 일어나는 액체성분의 기화를 피할 수 없으므로, 저장 기간동안 액체성분의 손실로 인한 조성의 변화 및 그에 따른 전도도의 감소가 우려될 뿐만 아니라, 액체 전해질에 포함된 리튬염이 공기중의 수분과 반응하여 분해되기 때문에 수분을 극도로 제거한 제습분위기가 필요하다는 단점이 있다.On the other hand, Scrosati et al . Prepared a polyelectrolyte in the form of a gel using polymethylmethacrylate, which is less reactive with lithium metal ( Electrochim. Acta , 140 , 991 (1995)). The electrolyte, which uses polymethyl methacrylate as a polymer component, has a low reactivity with the lithium surface and has a slight increase in resistance at the electrode surface during storage, but exhibits a weakness in mechanical strength and is sufficient to form a film. In order to obtain strength, the polymer content must be increased, and in this process, the conductivity drops to 10 -4 S / cm or less. In addition, since the gel-type electrolyte contains a large amount of liquid components, vaporization of the liquid components occurring on the surface of the electrolyte is inevitable, so that the change of composition and the decrease in conductivity due to the loss of the liquid components during the storage period are only concerned. In addition, the lithium salt contained in the liquid electrolyte is decomposed by reacting with moisture in the air, which has the disadvantage of requiring an extremely dehumidifying atmosphere with extremely low moisture.

미국특허 제 5,296,318호, 미국특허 제 5,418,091호 등에는 상기한 문제점들을 보완하고자 혼성(Hybrid) 고분자 전해질 시스템을 제공하고 있다. 혼성 고분자 전해질은 젤 타입 고분자 전해질이 갖는 장점(액체 전해질을 다량 함유하여 리튬이온의 전도가 액상을 통해 진행되므로 액체 전해질과 유사한 전도도를 갖는 것)을 그대로 살리면서 수분의 영향을 민감히 받는 액체 전해질을 전지의 포장 직전에 첨가함으로써 전해질 제조 공정에서 수분의 영향을 최소화 할 수 있었다. 그러나 고분자 막을 제조한 후에 액체 전해질을 첨가하기 때문에 고분자 막 내에는 액체 성분을 흡입할 수 있는 자리(site)나 액체 성분이 고분자 막 내로 침투할 수 있는 원동력(driving force)이 필요하다. 이를 위해 고분자 막을 제조하는 단계에서 가소제로 디부틸프탈레이트(dibutyl phthalate)를 첨가하고 전지 조립이 끝난 후 알코올 또는 에테르 같은 유기용매로 가소제를 추출하여 액체 성분이 흡입될 수 있는 자리를 만들었다. 그러나 디부틸프탈레이트를 추출하는 과정이 화학적인 방법을 이용하기 때문에, 재연성이 적고 전지 수율이 저하되며 대량생산을 위한 자동화가 어렵다는 치명적인 단점을 가지게 되었다.U.S. Patent No. 5,296,318, U.S. Patent No. 5,418,091 and the like provide a hybrid polymer electrolyte system to supplement the above problems. Hybrid polymer electrolytes are liquid electrolytes that are sensitive to the effects of moisture while retaining the advantages of gel-type polymer electrolytes (containing a large amount of liquid electrolyte and having conductivity similar to that of liquid electrolyte because conduction of lithium ions proceeds through the liquid phase). By adding the battery just before packaging, it was possible to minimize the influence of moisture in the electrolyte manufacturing process. However, since the liquid electrolyte is added after the polymer membrane is prepared, a site for sucking the liquid component or a driving force for penetrating the liquid component into the polymer membrane is required in the polymer membrane. To this end, dibutyl phthalate was added as a plasticizer in the preparation of the polymer membrane, and after the assembly of the battery, the plasticizer was extracted with an organic solvent such as alcohol or ether to make a liquid inhalation spot. However, since the extraction process of dibutyl phthalate uses a chemical method, it has a fatal disadvantage of low reproducibility, low battery yield, and difficult automation for mass production.

상기한 단점을 보완하기 위하여, 본 발명자들은 흡수제를 포함하는 고분자 전해질을 발명하여 이를 특허출원한 바 있다. 상기 고분자 전해질의 고분자 막은 건조된 상태에서 흡수제와 고분자 결합제로 구성되어 있는데, 고분자 결합제는 다소 밀한(dense) 구조를 가지고 있기 때문에, 액체 전해질의 흡수도를 향상시켜 더욱 우수한 리튬 이온 전도도를 가지 위해서는, 고분자 막의 입체구조를 변화시킨 개량된 고분자 전해질이 요구되었다.In order to compensate for the above disadvantages, the inventors have invented a patent for a polymer electrolyte including an absorbent. The polymer membrane of the polymer electrolyte is composed of an absorbent and a polymer binder in a dried state. Since the polymer binder has a rather dense structure, in order to improve the absorbency of the liquid electrolyte and to have more excellent lithium ion conductivity, There is a need for an improved polymer electrolyte with altered conformation of the polymer membrane.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 액체 전해질을 흡수할 수 있는 흡수제(absorbent)를 고분자 매트릭스내에 첨가하여 고분자 막을 합성하고, 액체 전해질은 전지 조립이 끝난 후 활성화(activation) 과정에 도입함에 있어서, 고분자 막의 기계적 강도는 그대로 유지하면서 고분자 매트릭스가 미세 다공성 구조(microporous structure)를 갖도록 유도하여, 액체 전해질의 흡수를 용이하게 함으로써 고분자 전해질의 리튬 이온 전도도를 향상시키고자 하는 것이다.Therefore, in order to solve this problem, the present invention synthesizes the polymer membrane by adding an absorbent (absorbent) capable of absorbing the liquid electrolyte in the polymer matrix, and the liquid electrolyte is introduced into the activation process after the cell assembly is completed. In order to improve the lithium ion conductivity of the polymer electrolyte, the polymer matrix is induced to have a microporous structure while maintaining the mechanical strength of the polymer membrane, thereby facilitating absorption of the liquid electrolyte.

본 명세서에서 고분자 막이란 건조상태이고 액체 전해질을 포함하고 있지 않은 상태의 고분자 막을 의미하며, 고분자 전해질이란 상기 고분자 막에 액체 전해질을 포함시켜 이온 전도성을 갖도록 한 것을 의미한다.In the present specification, the polymer membrane means a polymer membrane in a dry state and does not contain a liquid electrolyte, and the polymer electrolyte means to include ionic conductivity by including a liquid electrolyte in the polymer membrane.

상기 전지 조립의 과정은 고분자 막을 사이에 두고 별도로 제작된 양극 및 음극과 함께 라미네이션(Lamination), 프레싱(Pressing) 등의 방법으로써 접합시키는 것을 말한다. 상기한 방법으로 고분자 막을 제조하면, 액체 전해질을 전지 조립이후에 첨가하게 되므로 공정에서 제습조건의 제약을 최소화할 수 있다. 또한, 액체 전해질을 흡수할 수 있는 자리가 이미 고분자 막을 제조하는 단계에서 만들어지며 가소제 등의 추출 과정이 필요없기 때문에 공정을 단순화 할 수 있어 제조단가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 자동화가 용이하고 수율을 높일 수 있는 장점이 있다. 뿐만 아니라, 상기한 방법으로 고분자 막을 제조하면, 고분자 매트릭스가 다공성 구조를 가지기 때문에 액체 전해질의 이동이 용이하므로 동일한 흡수제의 함량으로 고분자 전해질의 리튬 이온 전도도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.The battery assembly is a process of lamination, pressing, or the like, together with a positive electrode and a negative electrode separately prepared with a polymer film interposed therebetween. When the polymer membrane is prepared by the above method, since the liquid electrolyte is added after the assembly of the battery, the limitation of the dehumidification condition in the process can be minimized. In addition, the site that can absorb the liquid electrolyte is already made at the stage of manufacturing the polymer membrane, and since the extraction process of the plasticizer is not necessary, the process can be simplified, which lowers the manufacturing cost and facilitates automation and increases the yield. There are advantages to it. In addition, when the polymer membrane is manufactured by the above method, since the polymer matrix has a porous structure, the liquid electrolyte is easily moved, and thus the lithium ion conductivity of the polymer electrolyte may be improved with the same absorbent content.

도 1은 본 발명의 고분자 전해질을 사용한 전지의 단면 모식도이고,1 is a schematic cross-sectional view of a battery using the polymer electrolyte of the present invention,

도 2는 본 발명의 고분자 전해질의 전기화학적 안정성을 측정하기 위하여 선형전위주사법에 따른 실험 결과를 도시한 도면이다2 is a view showing the experimental results according to the linear potential scanning method to measure the electrochemical stability of the polymer electrolyte of the present invention.

도면의 주요 부호에 대한 설명Description of the main symbols in the drawings

1: 고분자 전해질 11: 흡수제 분말1: polyelectrolyte 11: absorbent powder

2: 양극 22: 양극 집전체2: anode 22: anode current collector

3: 음극 33: 음극 집전체3: negative electrode 33: negative electrode current collector

본 발명의 고분자 전해질은 흡수제를 함유하고 있고 다공성 구조로 되어 있는 고분자 막과 이온 전도성 액체 전해질을 포함한다.The polymer electrolyte of the present invention includes a polymer membrane containing an absorbent and a porous structure and an ion conductive liquid electrolyte.

상기 고분자 막은 바람직하게는, 상전환법(Phase inversion method)을 이용하여 제조할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 흡수제와 고분자 결합제의 혼합물을 고분자 결합제의 용매 (solvent)에 용해시킨 후, 이를 막의 형태로 캐스팅한 뒤, 상기 용매를 고분자 결합제의 비용매 (nonsolvent)로 교환하여 제조하는 습식법(wet process), 또는 흡수제와 고분자 결합제의 혼합물에 고분자 결합제를 녹이는 휘발성 용매와 고분자 결합제를 녹이지 않는 비휘발성 비용매, 기공 형성제(pore former), 적심제(wetting agent)를 혼합하여 막의 형태로 캐스팅한 뒤 완전 건조하여 제조하는 건식법을 이용할 수 있다.The polymer membrane may be preferably prepared by using a phase inversion method. More preferably, the wet method is prepared by dissolving a mixture of an absorbent and a polymer binder in a solvent of the polymer binder, casting it in the form of a membrane, and then exchanging the solvent with a nonsolvent of the polymer binder. in the form of a membrane by mixing a volatile solvent that dissolves the polymer binder and a nonvolatile nonsolvent, a pore former, and a wetting agent that do not dissolve the polymer binder in a wet process or a mixture of the absorbent and the polymer binder. Drying, which is produced by casting and drying completely, can be used.

이렇게 제조된 다공성 고분자 막에 이온전도성 액체 전해질을 흡수시키는 활성화 과정을 거쳐 이차전지용 고분자 전해질이 만들어질 수 있다.The polymer electrolyte for a secondary battery may be made through an activation process of absorbing the ion conductive liquid electrolyte in the porous polymer membrane thus prepared.

따라서 본 발명의 고분자 전해질은, 액체 전해질을 흡수할 수 있는 흡수제를 고분자 막 내에 도입하고 고분자 막 매트릭스를 다공성 구조로 만든 다음 액체 전해질을 주입하여 만들 수 있다. 이렇게 제조된 고분자 전해질의 리튬 이온 전도도는 상온에서 1 내지 3×10-3S/cm 정도가 된다.Therefore, the polymer electrolyte of the present invention may be made by introducing an absorbent capable of absorbing the liquid electrolyte into the polymer membrane, making the polymer membrane matrix into a porous structure, and then injecting the liquid electrolyte. The lithium ion conductivity of the polymer electrolyte thus prepared is about 1 to 3 × 10 −3 S / cm at room temperature.

액체를 흡수할 수 있는 흡수제는 여러 가지가 알려져 있는데, 그 중 대표적으로 물을 흡수하는 것과 오일(기름)을 흡수할 수 있는 것으로 나눌 수 있다. 물에 대한 흡수력이 뛰어난 것은 일회용 기저귀나 생리대 등에 주로 이용되며, 오일 흡수제는 주로 바다나 공장 등에 유출되는 석유를 제거하거나, 실험실 등에서 유기 용매를 제거하기 위해 사용된다. 상기 목적을 위한 흡수제는 다공성의 고분자나 무기물들이 주로 이용되고 있다. 상기 다공성 고분자는 측쇄에 벌키(bulky)한 관능기가 도입된 그물형 고분자나 제조공정의 변수를 조절하여 다공성이 도입된 폴리프로필렌(polypropylene) 또는 폴리에틸렌(polyethylene) 등이 있으며, 천연고분자인 펄프(pulp), 셀룰로오스(cellulose)와 코르크(cork) 등도 사용할 수 있다.A variety of absorbents that can absorb liquids are known, and they can be classified into those that can absorb water and oil (oil). The excellent water absorption is mainly used for disposable diapers, sanitary napkins, and the like, and the oil absorbent is mainly used to remove petroleum spilled out to sea or factories, or to remove organic solvents in laboratories. Absorbents for this purpose are mainly used porous polymers or inorganic materials. The porous polymer may be a mesh-like polymer having a bulky functional group introduced into a side chain, or a polypropylene or a polyethylene introduced by adjusting a variable of a manufacturing process, and a pulp, which is a natural polymer. ), Cellulose and cork can also be used.

본 발명의 흡수제로서는 액체 전해질의 흡수성을 향상시키는 분말 형태의 어떠한 재료도 사용할 수 있으나, 바람직하게는 고분자 입자, 광물입자, 메조포러스 분자체(mesoporous molecular sieve), 상용화된 흡수제 입자가 사용될 수 있고, 더욱 바람직하게는 폴리에틸렌 입자, 폴리프로필렌 입자, 폴리스타이렌 입자, 폴리우레탄 입자, 펄프, 셀룰로오스 입자, 코르크 입자, 목질분 등의 합성/천연 고분자 입자; 및 점토(Clay), 파라고나이트(Paragonite), 몬트모리로나이트(Montmorillonite), 운모(Mica) 등과 같이 필로실리케이트(Phyllosilicates) 구조를 갖는 광물 입자; 및 제올라이트(Zeolite), 다공성 실리카(Silica), 다공성 알루미나(Alumina) 등의 합성 산화물 입자; 및 실리카 등의 산화물/고분자 재질로 2 내지 30 nm의 기공 직경을 갖는 MCM-41(Mobil 사)이나 MCM-48(Mobil 사) 등과 같은 메조포러스 분자체; 또는 Absorbent W Product(Absorption Corp.), Oclansorb(Hi Point Industries), PP Spillow spill control(Aldrich 사), Leak-Sorb spill absorbent(Aldrich 사) 등 상용화된 흡수제들로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.As the absorbent of the present invention, any material in powder form may be used to improve the absorbency of the liquid electrolyte. Preferably, polymer particles, mineral particles, mesoporous molecular sieves, and commercially available absorbent particles may be used. More preferably, synthetic / natural polymer particles such as polyethylene particles, polypropylene particles, polystyrene particles, polyurethane particles, pulp, cellulose particles, cork particles, wood flour and the like; And mineral particles having a Phyllosilicates structure, such as Clay, Paragonite, Montmorillonite, Mica, etc .; And synthetic oxide particles such as zeolite, porous silica, porous alumina, etc .; And mesoporous molecular sieves such as MCM-41 (Mobil) or MCM-48 (Mobil) having a pore diameter of 2 to 30 nm in an oxide / polymer material such as silica; Or one or more mixtures selected from the group consisting of commercially available absorbers such as Absorbent W Product (Absorption Corp.), Oclansorb (Hi Point Industries), PP Spillow spill control (Aldrich), Leak-Sorb spill absorbent (Aldrich) Can be used.

흡수제의 첨가량은 액체 전해질을 포함하지 않는 건조상태 고분자 막의 중량을 기준으로 30 내지 95 중량%, 더욱 바람직하게는 50 내지 90 중량%이다. 첨가량이 95 중량% 이상이면, 형성된 고분자 막의 기계적 강도가 저하되고, 30 중량% 이하이면, 액체 전해질을 흡수하는 능력이 저하되는 문제가 발생한다. 흡수제는 형성되는 고분자 막의 기계적 강도와 균일성을 저하시키지 않기 위해서 입자크기가 40㎛ 이하인 것이 바람직하며, 특히 20㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.The amount of the absorbent added is 30 to 95% by weight, more preferably 50 to 90% by weight based on the weight of the dry polymer membrane containing no liquid electrolyte. If the added amount is 95% by weight or more, the mechanical strength of the formed polymer membrane is lowered, and if it is 30% by weight or less, there is a problem that the ability to absorb the liquid electrolyte is lowered. In order not to reduce the mechanical strength and the uniformity of the polymer film to be formed, the absorbent agent is preferably 40 µm or less, more preferably 20 µm or less.

고분자 결합제로는 보통의 고분자들을 거의 모두 사용할 수 있는데, 그 중 폴리비닐리덴플로라이드(polyvinylidene fluoride), 비닐리덴플로라이드와 헥사플로로프로필렌(heaxfluoropropylene)의 공중합체, 비닐리덴플로라이드와 무수말레이산(maleic anhydride)의 공중합체, 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride), 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리메타아크릴레이트(polymethacrylate), 셀룰로즈 트리아세테이트(cellulose triacetate), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리술폰(polysulfone), 폴리에테르(polyether), 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀(polyolefine), 폴리에틸렌옥사이드, 폴리이소부틸렌(polyisobutylene), 폴리부틸디엔(polybutyldiene), 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리이미드(polyimide), 폴리비닐포르말(polyvinyl formal), 아크릴로니트릴부틸디엔 고무(acrylonitrilebutyldiene rubber), 에틸렌프로필렌디엔 단량체(ethylene-propylene-diene-monomer), 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트(tetra(ethylene glycol) diacrylate), 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane), 폴리카보네이트 및 실리콘 고분자(polysilicone)로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물 또는 이들의 공중합체가 바람직하다.Almost all ordinary polymers can be used as the polymer binder, including polyvinylidene fluoride, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, vinylidene fluoride and maleic anhydride. (maleic anhydride) copolymer, polyvinylchloride, polymethylmethacrylate, polymethacrylate, cellulose triacetate, polyurethane, polysulfone, poly Polyether, polyolefine such as polyethylene or polypropylene, polyethylene oxide, polyisobutylene, polybutyldiene, polyvinylalcohol, polyacrylonitrile, poly Polyimide, polyvinyl formal, acrylonitrilebutyldiene high Acrylonitrilebutyldiene rubber, ethylene-propylene-diene-monomer, tetra (ethylene glycol) diacrylate, polydimethylsiloxane, polycarbonate and polysilicone One or more mixtures or copolymers thereof selected from the group consisting of

고분자 전해질의 매트릭스로 사용되는 고분자 막을 다공성 구조로 제조함으로써, 액체 전해질의 이동이 용이해져 동일한 흡수제의 함량으로도 고분자 전해질의 리튬 이온 전도도를 향상시킬 수 있다.By making the polymer membrane used as the matrix of the polymer electrolyte in a porous structure, the liquid electrolyte can be easily moved, and the lithium ion conductivity of the polymer electrolyte can be improved even with the same absorbent content.

바람직하게는, 고분자 막을 캐스팅한 후 건조 단계에서 고분자 매트릭스를 미세 다공화시키는 습식법이나 고분자 막을 캐스팅하기 전에 다공성이 도입될 수 있는 기공 형성제를 포함하는 건식법을 이용할 수 있다.Preferably, a wet method may be used in which a polymer membrane is microporous in a drying step after casting the polymer membrane, or a dry method including a pore former may be introduced before casting the polymer membrane.

고분자 결합제의 용매로는 N-메틸피롤리디논(N-methylpyrrolidinone), 디메틸포름아마이드(dimethylformamide), 디메틸아세트아마이드(dimethylacetamide), 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran), 아세토니트릴(acetonitrile), 시클로헥산온(cyclohexanone), 클로로포름(chloroform), 디클로로메탄(dichloromethane), 헥사메틸포스포아마이드(hexamethylphosphoramide), 디메틸술폭시드(dimethylsulfoxide), 아세톤(acetone) 및 디옥센(dioxane)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 바람직하다.The solvent of the polymer binder may be N-methylpyrrolidinone, dimethylformamide, dimethylacetamide, tetrahydrofuran, acetonitrile, cyclohexanone ), Chloroform, dichloromethane, hexamethylphosphoramide, dimethylsulfoxide, dimethylsulfoxide, acetone and dioxane selected from the group consisting of desirable.

고분자 결합제의 비용매는 물, 에탄올(ethanol), 에틸렌글리콜(ethylene glycol), 글리세롤(glycerol), 아세톤, 디클로로메탄, 에틸아세테이트(ethylacetate), 부탄올(butanol), 펜탄올(pentanol), 헥산올(hexanol) 및 에테르(ether)로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 바람직하다.The non-solvents of the polymer binder are water, ethanol, ethylene glycol, glycerol, acetone, dichloromethane, ethylacetate, butanol, pentanol, hexanol And one or more mixtures selected from the group consisting of ethers.

기공 형성제는 2-프로판올(2-propanol), 레소시놀(resorcinol), 트리플로로에탄올(trifluoroethanol), 시클로헥산올(cyclohexanol), 헥사플로로이소프로판올(hexafluoroisopropanol), 메탄올, 및 말레익산(maleic acid)과 헥사플로로아세톤(hexafluoroacetone)과의 반응으로 얻어진 헤미아세탈(hemiacetal)로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 바람직하다.Pore formers are 2-propanol, resorcinol, trifluoroethanol, cyclohexanol, hexafluoroisopropanol, methanol, and maleic acid. one or two or more mixtures selected from the group consisting of hemiacetal obtained by the reaction of acid) with hexafluoroacetone.

적심제는 비이온성 계면활성제가 바람직한데, 그러한 예로는 Triton X-100(Aldrich 사), Igepal DM-710(GAF Co.) 등이 있다.Wetting agents are preferably nonionic surfactants, such as Triton X-100 (Aldrich), Igepal DM-710 (GAF Co.) and the like.

흡수제를 포함하고 있는 다공성 고분자 막에 흡수시킬 액체 전해질은 유기용매에 리튬염을 용해시켜 제조한다. 본 명세서에서는 액체 전해질을 다공성 고분자 막에 흡수시키는 것을 활성화로 정의하고 있다.The liquid electrolyte to be absorbed in the porous polymer membrane containing the absorbent is prepared by dissolving lithium salt in an organic solvent. In this specification, the absorption of the liquid electrolyte into the porous polymer membrane is defined as activation.

유기용매는 전해질의 극성을 높여 이온의 해리도를 향상시키며, 이온 주변의 국부적인 점도를 낮춤으로써 이온의 전도를 용이하게 하기 위하여, 극성이 크고 리튬금속에 대한 반응성이 없는 것이 바람직하다. 유기용매의 예로는 에틸렌카보네이트(ethylene carbonate), 프로필렌카보네이트(propylene carbonate), 디메틸카보네이트(dimethylcarbonate), 디에틸카보네이트(diethylcarbonate), 에틸메틸카보네이트(ethylmethylcarbonate), 감마-부티로락톤(γ-butyrolactone), 디메틸술폭시드(dimethylsulfoxide), 1,3-디옥센(1,3-dioxane), 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran), 2-메틸테트라히드로푸란(2-methyltetrahydrofuran), 술포란(sulforane), N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide), 디글림(diglyme), 트리글림(triglyme), 테트라글림(tetraglyme) 등이 있다. 특히, 유기용매는 고점도 용매와 저점도 용매로 구성되는 두 가지 이상의 혼합용액을 사용하는 것이 바람직하다.The organic solvent is preferred to have high polarity and no reactivity with lithium metal in order to increase dissociation of ions by increasing the polarity of the electrolyte and to facilitate conduction of ions by lowering the local viscosity around the ions. Examples of organic solvents include ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, gamma-butyrolactone, Dimethylsulfoxide, 1,3-dioxane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, sulfolane, N, N- Dimethylformamide (N, N-dimethylformamide), diglyme, triglyme, tetraglyme and the like. In particular, it is preferable to use two or more mixed solutions composed of a high viscosity solvent and a low viscosity solvent as the organic solvent.

리튬염은 격자에너지가 작아 해리도가 큰 것이 바람직하다. 리튬염의 예로는 LiClO4, LiCF3SO3, LiAsF6, LiBF4, LiN(CF3SO2)2, LiPF6, LiSCN, LiC(CF3SO2)3등이 있으며, 이들의 선택적 혼합물도 사용될 수 있다. 리튬염의 농도는 0.5M 내지 2M이 바람직하다.It is preferable that lithium salt has small lattice energy and large dissociation degree. Examples of lithium salts include LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiPF 6 , LiSCN, LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , and optional mixtures thereof may also be used. Can be. The concentration of the lithium salt is preferably 0.5M to 2M.

상기 액체 전해질은 액체 전해질을 포함한 전체 전해질 총량에 대해 30 내지 90 중량%, 더욱 바람직하게는 40 내지 85 중량%로 첨가된다.The liquid electrolyte is added at 30 to 90% by weight, more preferably 40 to 85% by weight based on the total amount of the electrolyte including the liquid electrolyte.

이러한 본 발명의 고분자 전해질은 종래의 고분자 전해질에 비해 제조가 용이하고, 리튬이온의 전도가 액체상(liquid phase)을 통해 진행되기 때문에 이온 전도도가 높고, 활성화시키기 전까지는 수분이나 온도 등의 영향을 받지 않는다는 특징이 있다.The polymer electrolyte of the present invention is easier to manufacture than the conventional polymer electrolyte, and the ion conductivity is high because the conduction of lithium ions proceeds through the liquid phase, and is not affected by moisture or temperature until activation. It is characterized by not.

본 발명은 또한 이러한 고분자 전해질을 제조하는 방법에 관한 것이다.The invention also relates to a method of making such a polymer electrolyte.

본 발명의 고분자 전해질은, 흡수제와 고분자 결합제의 혼합, 혼합물의 용해, 캐스팅, 고분자 매트릭스의 다공화 및 건조, 활성화의 5 단계를 거쳐 제조되는 습식법; 또는, 흡수제와 고분자 결합제의 혼합, 첨가물(용매, 비용매, 기공 형성제, 적심제)의 첨가, 캐스팅 및 건조, 활성화의 4 단계를 거쳐 제조되는 건식법에 의해 제조된다. 그 내용을 상술하면 하기와 같다.The polymer electrolyte of the present invention comprises a wet method prepared through five steps of mixing an absorbent and a polymer binder, dissolving the mixture, casting, porosity and drying of the polymer matrix, and activation; Or it is prepared by the dry method which is prepared by mixing, absorbing and adding an additive (solvent, non-solvent, pore former, wetting agent), casting and drying, and activation. Details thereof are as follows.

1. 습식법1. Wet method

먼저 입자 크기 40㎛ 이하의 분말상의 흡수제와 고분자 결합제를 밀폐된 용기에서 건식혼합한다.First, the powdery absorbent having a particle size of 40 µm or less and the polymer binder are dry mixed in an airtight container.

그러한 흡수제와 고분자 결합제의 혼합물을 고분자 결합제의 용매에 용해시킨다. 고분자 결합제의 용해를 원활히 하고 흡수제가 서로 뭉치는 것을 방지하기 위하여, 자석 교반기(magnetic strirrer)나 기계식 교반기(mechanical stirrer), 플레네토리 교반기(planetary mixer) 등을 이용하여 교반할 수도 있다. 이 과정에서 흡수제가 서로 뭉치는 것을 방지하고 혼합도중 기포가 생기는 것을 방지하기 위하여 초음파 교반기를 이용할 수도 있다.The mixture of such absorbent and polymeric binder is dissolved in the solvent of the polymeric binder. In order to facilitate the dissolution of the polymer binder and to prevent the absorbents from agglomerating with each other, a magnetic stirrer, a mechanical stirrer, a planetary mixer, or the like may be stirred. In this process, an ultrasonic stirrer may be used to prevent the absorbents from agglomerating with each other and to prevent bubbles from forming during mixing.

고분자 결합제가 완전히 용해되고 흡수제와 균일하게 혼합된 후 편평한 판, 예를 들면, 유리판이나 테프론 판에 붓고 일정한 두께가 되도록 조절하여 막 형태로 캐스팅한다. 이때 막의 두께는 10 내지 200㎛로 조절하는 것이 바람직하다. 필름의 두께가 10㎛ 이하이면 기계적 강도가 떨어지며, 200㎛ 이상이면 이온 전도성이 감소하므로 바람직하지 못하다.After the polymer binder is completely dissolved and uniformly mixed with the absorbent, it is poured into a flat plate, for example, a glass plate or a Teflon plate, and cast in a film form by adjusting to a constant thickness. At this time, the thickness of the film is preferably adjusted to 10 to 200㎛. If the thickness of the film is 10 µm or less, the mechanical strength is lowered, and if the thickness is 200 µm or more, the ion conductivity decreases, which is not preferable.

막 형태로 캐스팅한 후 고분자 매트릭스에 다공성을 도입하기 위하여, 캐스팅된 막을 고분자 결합제의 비용매가 들어있는 비용매조(nonsolvent pool)에 담궈 고분자 결합제의 용매를 추출해 낸다. 비용매조에 담구는 시간은 용매와 비용매의 종류에 따라 1분 내지 1시간 정도가 바람직하다. 시간이 짧을 경우 충분한 다공성이 유도되지 못하며, 반대로 시간이 길 경우 생산성이 떨어지므로 바람직하지 못하다. 이때의 온도는 10 ℃ 내지 90 ℃가 바람직하며 20 내지 80 ℃가 더욱 바람직하다. 온도가 낮을 경우 충분한 다공성이 유도되지 못하며, 온도가 너무 높을 경우 고분자 막의 기계적 강도가 떨어지므로 바람직하지 못하다.In order to introduce porosity into the polymer matrix after casting in the form of a membrane, the solvent of the polymer binder is extracted by dipping the cast membrane into a nonsolvent pool containing a nonsolvent of the polymer binder. The time for soaking in the nonsolvent is preferably about 1 minute to 1 hour depending on the type of solvent and nonsolvent. If the time is short enough porosity is not induced, on the contrary, if the time is long, productivity is not preferable because it is low. 10-90 degreeC is preferable and 20-80 degreeC of temperature at this time is more preferable. If the temperature is low enough porosity is not induced, if the temperature is too high is not preferable because the mechanical strength of the polymer membrane falls.

용매의 추출이 끝나고 생성된 필름을 완전히 건조한 후 액체 전해질을 도입한다.After the extraction of the solvent is completed, the resulting film is completely dried and a liquid electrolyte is introduced.

2. 건식법2. Dry Method

입자 크기 40㎛ 이하의 분말상의 흡수제와 고분자 결합제를 밀폐된 용기에서 건식혼합한다. 그러한 흡수제와 고분자 결합제의 혼합물을 고분자 결합제의 용매에 용해시킨다. 고분자 결합제의 용해를 원활히 하고 흡수제가 서로 뭉치는 것을 방지하기 위하여, 자석 교반기나 기계식 교반기, 플레네토리 교반기 등을 이용하여 교반할 수도 있다. 이 과정에서 흡수제가 서로 뭉치는 것을 방지하고 혼합도중 기포가 생기는 것을 방지하기 위하여 초음파 교반기를 이용할 수도 있다.The powdery absorbent and polymer binder with a particle size of 40 μm or less are dry mixed in an airtight container. The mixture of such absorbent and polymeric binder is dissolved in the solvent of the polymeric binder. In order to facilitate dissolution of the polymer binder and to prevent the absorbents from agglomerating with each other, it may be stirred using a magnetic stirrer, a mechanical stirrer, a planetary stirrer, or the like. In this process, an ultrasonic stirrer may be used to prevent the absorbents from agglomerating with each other and to prevent bubbles from forming during mixing.

고분자 결합제가 완전히 용해되고 흡수제와 균일하게 혼합된 후 고분자 결합제를 용해시키지 않는 용매, 즉 비용매를 고분자 결합제의 침전이 생기지 않는 범위내에서 첨가한다. 미세 다공성 구조를 원활히 생성하게 하기 위해 기공 형성제나 적심제 등을 첨가하는 것이 바람직하다. 이들 첨가물이 균일하게 혼합된 후 편평한 판, 예를 들면, 유리판이나 테프론 판에 붓고 일정한 두께가 되도록 조절하여 막 형태로 캐스팅한다. 이때 필름의 두께는 10 내지 200㎛로 조절하는 것이 바람직하다. 필름의 두께가 10㎛ 이하이면 기계적 강도가 떨어지며, 200㎛ 이상이면 이온 전도성이 감소하므로 바람직하지 못하다.After the polymer binder is completely dissolved and uniformly mixed with the absorbent, a solvent which does not dissolve the polymer binder, that is, a non-solvent, is added within a range where precipitation of the polymer binder does not occur. It is preferable to add a pore former, a wetting agent, etc. in order to produce | generate a microporous structure smoothly. After these additives are uniformly mixed, they are poured into a flat plate, for example, a glass plate or a Teflon plate, and cast in a film form by adjusting to a constant thickness. At this time, the thickness of the film is preferably adjusted to 10 to 200㎛. If the thickness of the film is 10 µm or less, the mechanical strength is lowered, and if the thickness is 200 µm or more, the ion conductivity decreases, which is not preferable.

막 형태로 캐스팅한 후 20 ℃ 내지 200 ℃ 에서 고분자 막을 완전히 건조시킨 뒤 액체 전해질을 도입한다.After casting in the form of a membrane, the polymer membrane is completely dried at 20 ° C. to 200 ° C., and then a liquid electrolyte is introduced.

본 발명은 또한 상기 고분자 전해질을 전해질로 사용한 이차전지, 특히 리튬 이차전지에 관한 것이다.The invention also relates to a secondary battery, in particular a lithium secondary battery, using the polymer electrolyte as an electrolyte.

액체 전해질을 도입하는 단계를 거치지 않은 상기 방법으로 제조한 건조한 고체 상태의 다공성 고분자 막을, 이와는 별도로 제조된 양극 및 음극과 함께 전지의 형태로 조립한 뒤에 액체 전해질을 흡수시키는 활성화 단계를 거쳐 이차전지를 제조한다. 사용하기에 충분한 이온전도성을 가지는 고분자 전해질이 되기 위해서는 액체 전해질을 흡수시키는 활성화 단계를 반드시 거쳐야 하는데, 활성화 단계를 거치면 전지로서 동작할 수 있는 상태가 된다. 활성화 단계를 거치지 않을 경우 상온 이온전도성이 매우 떨어지기 때문에 그 자체로서는 전해질로서 사용할 수 없다.After drying the porous polymer membrane of the dry solid state prepared by the above method without introducing the liquid electrolyte in the form of a battery together with the positive and negative electrodes prepared separately, the secondary battery through an activation step of absorbing the liquid electrolyte Manufacture. In order to be a polymer electrolyte having sufficient ion conductivity to be used, it is necessary to go through an activation step of absorbing a liquid electrolyte, which is in a state capable of operating as a battery. If the activation step is not performed, the room temperature ion conductivity is very low, and thus cannot be used as an electrolyte by itself.

본 발명의 고분자 전해질을 사용한 이차전지의 단면 모식도를 도 1에 나타내었다. 상기의 과정으로부터 얻어진 고분자 전해질(1)을 가운데에 두고, 양극(2)과 음극(3)을 접합시켜서 전지를 구성한다. 고분자 전해질(1) 내에는 흡수제 분말(11)이 포함되어 있으며, 다공성 구조를 가지고 있으므로 액체 전해질을 더욱 용이하게 함유할 수 있는 상태가 된다. 양극(2)은 양극 집전체(22)와 음극(3)은 음극 집전체(33)와 전기적으로 연결되어 있다. 이렇게 구성된 어셈블리에 액체 전해질을 흡수시키는 활성화 단계를 거치면 전지로 동작할 수 있는 상태가 된다.A schematic cross-sectional view of a secondary battery using the polymer electrolyte of the present invention is shown in FIG. 1. The battery is constructed by bonding the positive electrode 2 and the negative electrode 3 to the center with the polymer electrolyte 1 obtained from the above process. The polymer electrolyte 1 contains the absorbent powder 11 and has a porous structure, so that the liquid electrolyte can be more easily contained. The positive electrode 2 is electrically connected with the positive electrode current collector 22 and the negative electrode 3 with the negative electrode current collector 33. The assembly thus constructed undergoes an activation step of absorbing the liquid electrolyte, thereby enabling the battery to operate.

이하, 실시예에서는 본 발명에 따른 고분자 전해질의 제조 방법을 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예가 본 발명의 내용을 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기본 취지를 벗어나지 않는 범위내에서 변형이 가능하다. 예를 들어, 별도로 제작된 양극 및 음극과 함께 전지를 조립한 뒤에 액체 전해질을 흡수시키는 활성화 과정을 거쳐서 실전지를 제작하거나, 또한 실전지 상태에서 고분자 전해질의 특성과 이를 적용한 전지의 성능을 조사할 수도 있다. 단 본 발명의 실시예에서는 고분자 전해질만의 특성을 살펴보기 위해서 실전지 제작 과정을 생략하였다.Hereinafter, the embodiment will be described in detail a method for producing a polymer electrolyte according to the present invention. However, these examples do not limit the contents of the present invention, and modifications may be made without departing from the basic spirit of the present invention. For example, a battery may be fabricated by activating a battery after assembling the battery with a separately prepared positive electrode and a negative electrode, or may also investigate the characteristics of the polymer electrolyte and the performance of the battery in which the battery is applied. have. However, in the embodiment of the present invention, the production process of the actual battery was omitted in order to examine the characteristics of the polymer electrolyte only.

실시예 1 (습식법)Example 1 (wet method)

20 mL 바이알(vial)에 흡수제와 PVdF 분말을 넣은 후 자석 교반기에서 5분 정도 건식 혼합하였다. 여기에 NMP 4mL를 첨가하여 결합제가 완전히 녹을 때까지 계속 교반하였다. 흡수제 입자가 서로 뭉치는 것을 방지하기 위해 교반 도중 30분 동안 초음파 교반을 행하였다. 상기 방법으로 만들어진 혼합액을 유리판 위에 100 ㎛ 정도의 두께가 되도록 코팅하였다. 코팅된 필름을 바로 비용매조에 10분 정도 담근 다음 필름을 꺼내 40℃에서 1시간 정도 건조하였다. 상기의 방법으로 제조된 고분자 막을 액체 전해질 용액에 10분 정도 담궈 액체 전해질이 완전히 흡수된 다음 전후의 무게 변화를 측정하고, 교류 임피던스법을 이용하여 전도도를 측정하였다.The absorbent and the PVdF powder were put in a 20 mL vial, followed by dry mixing for about 5 minutes in a magnetic stirrer. 4 mL of NMP was added thereto and stirring continued until the binder was completely dissolved. Ultrasonic agitation was performed for 30 minutes during stirring to prevent the absorbent particles from agglomerating with each other. The liquid mixture produced by the above method was coated on a glass plate to have a thickness of about 100 μm. The coated film was directly immersed in non-solvent for about 10 minutes, and the film was taken out and dried at 40 ° C. for about 1 hour. The polymer membrane prepared by the above method was immersed in a liquid electrolyte solution for about 10 minutes, and then the weight change before and after the liquid electrolyte was completely absorbed was measured, and the conductivity was measured using an alternating current impedance method.

흡수제와 결합제의 종류, 함량비에 따른 고분자 전해질의 특성과 전도도를 하기 표 1에 정리하였다. 고분자 막이 액체 전해질을 흡수하는 능력을 비교하기 위해서 다음과 같이 흡수도(sorption capacity, Δab)를 정의하였다.The characteristics and conductivity of the polymer electrolyte according to the type and content ratio of the absorbent and the binder are summarized in Table 1 below. In order to compare the ability of the polymer membrane to absorb the liquid electrolyte, the absorption capacity (Δ ab ) was defined as follows.

Δab= [흡수된 액체 전해질의 양 (㎎)]/[고분자 막의 무게 (㎎)]Δ ab = [amount of absorbed liquid electrolyte (mg)] / [weight of polymer membrane (mg)]

실시예Example 흡수제Absorbent PVdFPVdF 비용매Non-solvent 액체 전해질Liquid electrolyte Δab Δ ab 이온전도도(mS/cm)Ion Conductivity (mS / cm) 기계적 강도Mechanical strength 종류Kinds gg gg aa 파라고나이트Paragonite 0.130.13 0.280.28 H2OH 2 O EC/DMC 1M LiPF6 EC / DMC 1M LiPF 6 7.07.0 2.12.1 우수Great bb 0.170.17 0.260.26 6.86.8 2.22.2 우수Great cc 0.720.72 0.240.24 EC/PC 1M LiPF6 EC / PC 1M LiPF 6 6.96.9 1.91.9 우수Great dd 1.061.06 0.260.26 7.57.5 1.81.8 우수Great ee 1.511.51 0.260.26 EC/DMC 1M LiPF6 EC / DMC 1M LiPF 6 8.08.0 2.42.4 우수Great ff 2.002.00 0.260.26 8.58.5 2.52.5 우수Great gg 1.981.98 0.250.25 에탄올ethanol 5.15.1 1.01.0 우수Great hh 제올라이트Zeolite 1.371.37 0.600.60 H2OH 2 O 7.27.2 1.91.9 우수Great ii 1.501.50 0.380.38 8.28.2 2.02.0 우수Great jj 1.651.65 0.290.29 8.08.0 2.42.4 우수Great kk 몬트모릴로나이트Montmorillonite 1.341.34 0.580.58 8.08.0 2.82.8 우수Great ll 1.501.50 0.380.38 8.28.2 2.92.9 우수Great mm 다공성 실리카Porous silica 1.351.35 0.590.59 8.58.5 2.42.4 우수Great nn 폴리프로필렌Polypropylene 1.351.35 0.600.60 7.07.0 1.91.9 우수Great oo 목질분Wood flour 1.351.35 0.600.60 7.47.4 2.02.0 우수Great

실시예 2 (습식법)Example 2 (Wet method)

20 mL 바이알에 파라고나이트 분말과 결합제 분말을 넣은 후 자석 교반기에서 5분 정도 건식 혼합하였다. 여기에 NMP 4mL를 첨가하여 결합제가 완전히 녹을 때까지 계속 교반하였다. 흡수제 입자가 서로 뭉치는 것을 방지하기 위해 교반 도중 30분 동안 초음파 교반을 행하였다. 상기 방법으로 만들어진 혼합액을 유리판 위에 100㎛ 정도의 두께가 되도록 코팅하였다. 코팅된 필름을 바로 수조에 10분 정도 담근 다음 필름을 꺼내 40℃에서 1시간 정도 건조하였다. 상기의 방법으로 제조된 고분자 막을 액체 전해질 용액에 10분 정도 담궈 액체 전해질이 완전히 흡수된 다음 전후의 무게 변화를 측정하고, 교류 임피던스법을 이용하여 전도도를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.Paragonite powder and binder powder were placed in a 20 mL vial, followed by dry mixing for about 5 minutes in a magnetic stirrer. 4 mL of NMP was added thereto and stirring continued until the binder was completely dissolved. Ultrasonic agitation was performed for 30 minutes during stirring to prevent the absorbent particles from agglomerating with each other. The liquid mixture produced by the above method was coated on a glass plate to have a thickness of about 100 μm. The coated film was directly immersed in a water bath for about 10 minutes, and the film was taken out and dried at 40 ° C. for about 1 hour. The polymer membrane prepared by the above method was immersed in a liquid electrolyte solution for about 10 minutes, and then the weight change was measured before and after the liquid electrolyte was completely absorbed, and the conductivity was measured using an alternating current impedance method.

실시예Example 파라고나이트Paragonite 결합제Binder 액체 전해질Liquid electrolyte Δab Δ ab 이온전도도(mS/cm)Ion Conductivity (mS / cm) 기계적 강도Mechanical strength gg 종류Kinds gg pp 1.981.98 PVdFPVdF 0.240.24 EC/DMC 1M LiPF6 EC / DMC 1M LiPF 6 8.18.1 2.42.4 우수Great qq 2.002.00 P(VdF-HFP)P (VdF-HFP) 0.260.26 8.08.0 2.62.6 우수Great rr 1.951.95 PANPAN 0.250.25 7.87.8 2.22.2 우수Great ss 2.002.00 PUPU 0.260.26 8.98.9 2.92.9 우수Great tt 1.981.98 PVCPVC 0.250.25 7.47.4 2.02.0 우수Great uu 2.002.00 P(VdF-HFP)P (VdF-HFP) 0.260.26 8.58.5 2.52.5 우수Great

실시예 3 (건식법)Example 3 (dry method)

20 mL 바이알(vial)에 파라고나이트 1.17 g과 P(VdF-HFP) 0.5g을 넣은 후 자석 교반기에서 5분 정도 건식 혼합하였다. 여기에 아세톤 8g을 첨가하여 결합제가 완전히 녹을 때까지 계속 교반하였다. 흡수제 입자가 서로 뭉치는 것을 방지하기 위해 교반 도중 30분 동안 초음파 교반을 행하였다. 이 혼합액에 에틸렌글리콜 0.9g, Triton X-100 0.1g, 이소프로판올 1.8g을 첨가하여 이들이 균일하게 혼합될 때까지 10분 정도 초음파 교반을 하였다. 상기 방법으로 만들어진 혼합액을 유리판 위에 100 ㎛ 정도의 두께가 되도록 코팅한 후 40℃에서 2시간 정도 건조한 뒤 50 ℃로 조절된 진공건조기에서 6시간 정도 더 건조하였다. 상기의 방법으로 제조된 고분자 막을 EC/DEC 1M LiPF6용액에 10분 정도 담궈 액체 전해질이 완전히 흡수된 다음 전후의 무게 변화를 측정하여 계산한 Δab값은7.5 였으며, 교류 임피던스법을 이용하여 측정한 상온 이온 전도도는 2.0×10-3S/cm 였다.1.17 g of paragonite and 0.5 g of P (VdF-HFP) were added to a 20 mL vial, followed by dry mixing for about 5 minutes in a magnetic stirrer. 8 g of acetone was added thereto and stirring continued until the binder was completely dissolved. Ultrasonic agitation was performed for 30 minutes during stirring to prevent the absorbent particles from agglomerating with each other. 0.9 g of ethylene glycol, 0.1 g of Triton X-100, and 1.8 g of isopropanol were added to the mixed solution, and ultrasonic stirring was performed for about 10 minutes until they were uniformly mixed. The mixed solution prepared by the above method was coated on a glass plate so as to have a thickness of about 100 μm, and then dried at 40 ° C. for 2 hours, and then further dried at 50 ° C. in a vacuum dryer. The Δ ab value calculated by measuring the weight change before and after the liquid electrolyte was completely absorbed after soaking the polymer membrane prepared by the above method for 10 minutes in an EC / DEC 1M LiPF 6 solution was measured by AC impedance method. One room temperature ion conductivity was 2.0 × 10 −3 S / cm.

실시예 4 (비교실시예)Example 4 (comparative example)

20 mL 바이알에 파라고나이트 2g과 PVdF 0.26g을 넣은 후 자석 교반기에서 5분 정도 건식 혼합하였다. 여기에 NMP 4mL를 첨가하여 결합제가 완전히 녹을 때까지 계속 교반하였다. 흡수제 입자가 서로 뭉치는 것을 방지하기 위해 교반 도중 30분 동안 초음파 교반을 행하였다. 상기 방법으로 만들어진 혼합액을 유리판 위에 100㎛ 정도의 두께가 되도록 코팅한 후 상온에서 2시간 정도 건조하고 진공건조기에서 6시간 더 건조하였다. 이 때 진공건조기의 온도는 50℃정도로 조절하였다. 상기의 방법으로 제조된 고분자 막을 액체 전해질 용액에 10분 정도 담궈 액체 전해질이 완전히 흡수된 다음 전후의 무게 변화를 측정하고, 교류 임피던스법을 이용하여 전도도를 측정하였다. 리튬이온 전도도는 상온에서 7.0×10-4S/cm였다.2 g of paragonite and 0.26 g of PVdF were added to a 20 mL vial, followed by dry mixing for about 5 minutes in a magnetic stirrer. 4 mL of NMP was added thereto and stirring continued until the binder was completely dissolved. Ultrasonic agitation was performed for 30 minutes during stirring to prevent the absorbent particles from agglomerating with each other. The mixed solution prepared by the above method was coated on a glass plate to have a thickness of about 100 μm, and then dried at room temperature for about 2 hours and further dried by a vacuum dryer for 6 hours. At this time, the temperature of the vacuum dryer was adjusted to about 50 ℃. The polymer membrane prepared by the above method was immersed in a liquid electrolyte solution for about 10 minutes, and then the weight change before and after the liquid electrolyte was completely absorbed was measured, and the conductivity was measured using an alternating current impedance method. The lithium ion conductivity was 7.0 × 10 −4 S / cm at room temperature.

실시예 5Example 5

고분자 전해질의 전기화학적 안정성을 측정하기 위해서 스텐레스스틸(#304)을 작동전극으로 리튬금속을 반대전극과 기준전극으로 사용하여 선형전위주사법(Linear sweep voltammetry)을 수행하였다. 전위 주사 범위는 개회로 전압에서부터 5.4 V까지 였으며, 전위 주사 속도는 10 mV/sec 였다. 실시예 1-(f), 1-(j), 1-(l) 및 실시예 2-(s) 의 방법으로 제조한 고분자 전해질의 선형전위주사법 분석 결과를 도 2에서 각각 A, B, C, D로 나타내었다.In order to measure the electrochemical stability of the polymer electrolyte, linear sweep voltammetry was performed using stainless steel (# 304) as a working electrode and lithium metal as a counter electrode and a reference electrode. The potential scan range was from the open circuit voltage to 5.4 V and the potential scan speed was 10 mV / sec. The results of the linear potential scanning analysis of the polymer electrolyte prepared by the method of Examples 1- (f), 1- (j), 1- (l) and Example 2- (s) are shown in FIGS. , Denoted D.

본 발명의 고분자 전해질은 기계적 강도가 우수하여 박막의 필름형태로 성형이 가능하고, 고분자 매트릭스에 도입된 다공성 구조와 흡수제가 액체 전해질을 원활히 함유하며 리튬 이온의 이동에 제약이 없기 때문에 액체 전해질에 상응하는 높은 이온 전도도를 가지며, 일반적인 젤 형태의 고분자 전해질과 달리 미량의 수분에 의해서도 분해되는 리튬염이 고분자 막을 제조하는 과정에서 도입되지 않기 때문에 특별한 제습 환경이 필요하지 않고, 흡수제가 전기화학적으로 안정하므로 넓은 전위창을 가지며, 전해질 제조 공정이 단순하기 때문에 대량생산을 위한 자동화가 용이하다는 특징을 갖는다. 또한 양극이나 음극과의 접착력이 뛰어나며 액체 전해질의 도입에 의한 부피변화가 적기 때문에 전해질과 전극 사이의 계면 저항을 최소화시킬 수 있으므로, 리튬 2차 전지용 전해질로 사용하기에 적합하다.The polymer electrolyte of the present invention has excellent mechanical strength and can be formed into a thin film, and the porous structure and absorbent introduced into the polymer matrix smoothly contain the liquid electrolyte and correspond to the liquid electrolyte because there is no restriction in the movement of lithium ions. It has a high ionic conductivity and does not require a special dehumidification environment because lithium salts, which are decomposed by trace amounts of water, are not introduced in the process of preparing a polymer membrane, unlike general gel-type polymer electrolytes. It has a wide potential window and is characterized by easy automation for mass production because of a simple electrolyte manufacturing process. In addition, since the adhesion between the positive electrode and the negative electrode is excellent and the volume change due to the introduction of the liquid electrolyte is small, the interface resistance between the electrolyte and the electrode can be minimized, and thus it is suitable for use as an electrolyte for a lithium secondary battery.

Claims (6)

흡수제를 함유하고 있고 다공성 구조로 되어있는 고분자 막과 이온 전도성 액체 전해질을 포함하고 있으며, 상기 흡수제는 40㎛ 이하의 입경을 가지며 액체 전해질을 포함하지 않는 건조 상태 고분자 막의 총중량을 기준으로 30 내지 95 중량%로 첨가되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 고분자 전해질.A polymer membrane containing an absorbent and having a porous structure and an ion conductive liquid electrolyte, wherein the absorbent has a particle diameter of less than 40 ㎛ and 30 to 95 weight based on the total weight of the dry polymer membrane containing no liquid electrolyte Polymer electrolyte for secondary batteries, characterized in that added in%. 제1항에 있어서, 상기 고분자 막은, 액체 전해질을 포함하지 않는 건조상태에서 10 내지 200 ㎛의 두께를 가지며; 흡수제와 고분자 결합제의 혼합물을 고분자 결합제의 용매에 용해시킨 후, 이를 막의 형태로 캐스팅한 뒤, 상기 용매를 고분자 결합제의 비용매로 교환하고 건조하여 제조하거나; 흡수제와 고분자 결합제의 혼합물을 고분자 결합제의 용매에 용매시킨 후, 고분자 결합제의 비용매, 기공 형성제 및 적심제를 첨가한 후, 이를 막의 형태로 캐스팅한 뒤 건조하여 제조하는 것;을 특징으로 하는 이차전지용 고분자 전해질.The method of claim 1, wherein the polymer membrane has a thickness of 10 to 200 ㎛ in a dry state without a liquid electrolyte; Prepared by dissolving the mixture of absorbent and polymeric binder in a solvent of the polymeric binder, casting it in the form of a membrane, then exchanging the solvent with a non-solvent of the polymeric binder and drying; Preparing a mixture of the absorbent and the polymeric binder in a solvent of the polymeric binder, adding a non-solvent, a pore former, and a wetting agent of the polymeric binder, casting the same into a membrane, and then drying the mixture. Polymer electrolyte for secondary battery. 제2항에 있어서, 상기 제조된 고분자 막에 이온전도성 액체 전해질을 흡수시키는 활성화 과정을 거쳐 제조하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 고분자 전해질.The polymer electrolyte for secondary battery of claim 2, wherein the polymer electrolyte is prepared through an activation process of absorbing an ion conductive liquid electrolyte into the prepared polymer membrane. 제1항에 있어서, 상기 흡수제는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스틸렌, 폴리우레탄, 펄프, 셀룰로오스, 코르크, 목질분 등의 다공성의 고분자 입자; 점토, 파라고나이트, 몬트모리로나이트, 운모 등의 필로실리케이트 구조를 갖는 광물입자; 제올라이트, 다공성 실리카, 다공성 알루미나 등의 합성 산화물 입자; 산화물이나 고분자 재질로서 2 내지 30 nm의 기공 직경을 갖는 메조포러스 분자체; 및 상용화된 흡수제들로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물이고; 상기 이온 전도성 액체 전해질은, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 감마-부틸로락톤, 1,3-디옥센, 테트라히드로푸란, 2-메틸테트라히드로푸란, 디메틸술폭시드, 술포란, N,N-디메틸포름아미드, 디글림, 트리글림 및 테트라글림으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물로 이루어진 유기용매에, LiClO4, LiCF3SO3, LiAsF6, LiBF4, LiN(CF3SO2)2, LiPF6, LiSCN 및 LiC(CF3SO2)3로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 리튬염을 0.5 내지 2M 농도로 용해시켜 제조되며; 상기 이온 전도성 액체 전해질은 액체 전해질을 포함한 전체 전해질 총중량에 대해 30 내지 90 중량%로 포함되는 것;을 특징으로 하는 이차전지용 고분자 전해질.The method of claim 1, wherein the absorbent is porous polymer particles such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyurethane, pulp, cellulose, cork, wood flour and the like; Mineral particles having a phyllosilicate structure such as clay, paragonite, montmorillonite and mica; Synthetic oxide particles such as zeolite, porous silica and porous alumina; Mesoporous molecular sieve having a pore diameter of 2 to 30 nm as an oxide or a polymer material; And one or two or more mixtures selected from the group consisting of commercially available absorbers; The ion conductive liquid electrolyte is ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, gamma-butyrolactone, 1,3-dioxene, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide In an organic solvent consisting of one or two or more mixtures selected from the group consisting of seed, sulfolane, N, N-dimethylformamide, diglyme, triglyme and tetraglyme, LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiAsF 6 , LiBF 4 Prepared by dissolving one or more lithium salts selected from the group consisting of LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiPF 6 , LiSCN and LiC (CF 3 SO 2 ) 3 at a concentration of 0.5 to 2M; The ion conductive liquid electrolyte is 30 to 90% by weight relative to the total weight of the total electrolyte including the liquid electrolyte; polymer electrolyte for secondary batteries. 제2항에 있어서, 상기 고분자 결합제가, 폴리비닐리덴플로라이드, 비닐리덴폴로라이드와 헥사플로로프로필렌의 공중합체, 비닐리덴플로라이드와 무수말레익산의 공중합체, 폴리비닐클로라이드, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리메타아크릴레이트, 셀룰로즈 트리아세테이트, 폴리우레탄, 폴리술폰, 폴리에테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리이소부틸렌, 폴리부틸디엔, 폴리비닐알콜, 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 폴리비닐포르말, 아크릴로니트릴부틸디엔 고무, 에틸렌프로필렌디엔 단량체, 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리디메틸실록산, 폴리카보네이트 및 실리콘 고분자로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물이거나 이들의 공중합체인 것을 특징으로 하며; 상기 고분자 결합제의 용매가 N-메틸피롤리디논, 디메틸포름아마이드, 디메틸아세트아마이드, 테트라히드로푸란, 아세토니트릴, 시클로헥산온, 클로로포름, 디클로로메탄, 헥사메틸포스포아마이드, 디메틸술폭시드, 아세톤 및 디옥센으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물이고; 상기 고분자 결합제의 비용매는 물, 에탄올, 에틸렌글리콜, 글리세롤, 아세톤, 디클로로메탄, 에틸아세테이트, 부탄올, 펜탄올, 헥산올 및 에테르로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물이며; 상기 기공 형성제는 2-프로판올, 레소시놀, 트리플로로에탄올, 시클로헥산올, 헥사플로로이소프로판올, 메탄올, 그리고 말레익산과 헥사플로로 아세톤과의 반응으로 얻어진 헤미아세탈로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물이며; 상기 적심제는 비이온성 계면활성제인 것; 을 특징으로 하는 이차전지용 고분자 전해질.The method of claim 2, wherein the polymer binder is polyvinylidene fluoride, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, a copolymer of vinylidene fluoride and maleic anhydride, polyvinyl chloride, polymethyl methacryl Latex, polymethacrylate, cellulose triacetate, polyurethane, polysulfone, polyether, polyethylene, polypropylene, polyethylene oxide, polyisobutylene, polybutyldiene, polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, polyimide, poly Vinyl formal, acrylonitrile butyl diene rubber, ethylene propylene diene monomer, tetraethylene glycol diacrylate, polydimethylsiloxane, polycarbonate, and a mixture of one or two or more selected from the group consisting of silicone polymers To; The solvent of the polymer binder is N-methylpyrrolidinone, dimethylformamide, dimethylacetamide, tetrahydrofuran, acetonitrile, cyclohexanone, chloroform, dichloromethane, hexamethylphosphoamide, dimethyl sulfoxide, acetone and di One or two or more mixtures selected from the group consisting of oxenes; The non-solvent of the polymer binder is one or two or more mixtures selected from the group consisting of water, ethanol, ethylene glycol, glycerol, acetone, dichloromethane, ethyl acetate, butanol, pentanol, hexanol and ether; The pore former is one selected from the group consisting of 2-propanol, resorcinol, trifluoroethanol, cyclohexanol, hexafluoroisopropanol, methanol, and hemiacetal obtained by the reaction of maleic acid with hexafluoro acetone. Or a mixture of two or more; The wetting agent is a nonionic surfactant; Polymer electrolyte for secondary batteries characterized in that. 흡수제와 고분자 결합제의 혼합물을 고분자 결합제의 용매에 용해시킨 후, 이를 막의 형태로 캐스팅한 뒤, 상기 용매를 고분자 결합제의 비용매로 교환한 후, 이를 건조하여 흡수제를 함유하고 있는 다공성 고분자 막을 형성하고, 이와는 별도로 제작된 양극 및 음극과 함께 전지의 형태로 조립한 후에 액체 전해질을 흡수시켜 제조한 리튬 이차전지.After dissolving the mixture of the absorbent and the polymeric binder in the solvent of the polymeric binder, casting it in the form of a membrane, exchanging the solvent with the non-solvent of the polymeric binder, drying it to form a porous polymeric membrane containing the absorbent, , Lithium secondary battery prepared by absorbing the liquid electrolyte after assembling in the form of a battery with a positive electrode and a negative electrode produced separately from this.
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