KR100392368B1 - Dry polymer electrolyte membrane having capsulated electrolyte solution and method for forming the membrane and lithium polymer battery using the same - Google Patents

Dry polymer electrolyte membrane having capsulated electrolyte solution and method for forming the membrane and lithium polymer battery using the same Download PDF

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Abstract

본 발명은 건고분자 전해질막 및 그 형성 방법과 그를 이용한 리튬 고분자 전지 제조 방법에 관한 것으로, 전해액이 포집되어 있는 다량의 마이크로 캡슐을 포함하는 고분자 성분의 슬러리로부터 완전 고체형 건고분자 전해질을 형성하는데 그 특징이 있다. 또한 본 발명은 상기 마이크로 캡슐과 지지체 고분자를 이용하여 상기 마이크로 캡슐을 다량 포함하는 완전 고체형의 건고분자 전해질막을 만든 후, 건고분자 전해질막에 물리적인 에너지를 가해 마이크로 캡슐을 파괴해서 마이크로 캡슐 내부의 액체 전해액을 지지체인 건식 고분자막 내부에 퍼뜨림으로써 이온전달 효율과 기계적 특성이 우수한 고분자 전해질을 형성하는데 다른 특징이 있다. 또한, 본 발명은 전술한 고분자 전해질막을 이용한 리튬 고분자 전지 제조 방법을 제공하는데 또 다른 특징이 있다.The present invention relates to a dry polymer electrolyte membrane, a method for forming the same, and a method for manufacturing a lithium polymer battery using the same, wherein the completely solid dry polymer electrolyte is formed from a slurry of a polymer component including a large amount of microcapsules in which an electrolyte is collected. There is a characteristic. In addition, the present invention by using the microcapsules and the support polymer to make a fully solid dry polymer electrolyte membrane containing a large amount of the microcapsules, and then applying physical energy to the dry polymer electrolyte membrane to destroy the microcapsules inside the microcapsule It is another feature to form a polymer electrolyte having excellent ion transfer efficiency and mechanical properties by spreading the liquid electrolyte inside a dry polymer membrane serving as a support. In addition, the present invention has another feature to provide a method for producing a lithium polymer battery using the above-described polymer electrolyte membrane.

Description

캡슐화된 전해액을 포함하는 건고분자 전해질막 및 그 형성 방법과 그를 이용한 리튬고분자 전지 제조 방법{Dry polymer electrolyte membrane having capsulated electrolyte solution and method for forming the membrane and lithium polymer battery using the same}Dry polymer electrolyte membrane having capsulated electrolyte solution and method for forming the membrane and lithium polymer battery using the same}

본 발명은 전지 제조 분야에 관한 것으로, 특히 완전 고체형 건고분자 전해질막 및 그 형성 방법과 그를 이용한 리튬 고분자 전지 제조 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to the field of battery manufacture. Specifically, It is related with the fully solid dry polymer electrolyte membrane, its formation method, and the lithium polymer battery manufacturing method using the same.

최근 전자 제품들의 경량화에 따라 박형 전지를 만드는 방법에 대해 많은 관심들이 집중되고 있다. 그 예로서, 건식 고분자 전해질을 사용하는 리튬 고분자 전지에 대한 관심이 높아지고 있는 실정이다.Recently, a lot of attention is focused on how to make a thin battery according to the weight reduction of electronic products. As an example, there is a growing interest in lithium polymer batteries using a dry polymer electrolyte.

리튬 2차전지의 종류는 이용되는 전해질에 따라, 또는 전지 제조 방법에 따라 구분된다.The type of lithium secondary battery is classified according to the electrolyte used or the battery manufacturing method.

일반적으로 리튬 이온 전지의 경우는 분리막(separator)과 액체 전해액을 사용한다. 이때 사용되는 분리막으로는 폴리에틸렌계나 폴리프로필렌계의 다공성 고분자막들이 이용된다. 리튬 이온 전지에서는 액체전해액이 이온을 전도하는 역할을 하고, 고분자막은 단순히 양극과 음극을 격리시키는 분리막으로 작용하며 고분자 전해질은 아니다.In general, a lithium ion battery uses a separator and a liquid electrolyte. In this case, porous membranes of polyethylene or polypropylene are used as the separator. In the lithium ion battery, the liquid electrolyte plays a role of conducting ions, and the polymer membrane simply acts as a separator that separates the positive electrode and the negative electrode and is not a polymer electrolyte.

리튬 이온 고분자 전지의 경우는 대부분 전해액이 내부에 함침되어 있는 겔형 고분자 전해질을 사용한다. 리튬 이온 전지에서 분리막으로 사용되는 고분자와는 달리, 겔형 고분자 전해질은 미세 다공성의 고분자막으로서 전해액을 고분자막 내에 존재하는 기공에 머금고 있음과 동시에 자신은 고체 상태에서 겔 상태로 바뀐다. 이러한 미세 다공성의 고분자막은 지지체로서 역할하고, 이온전도는 기공 내에고정되어 있는 전해액이 주로 담당하게 된다.In the case of a lithium ion polymer battery, a gel polymer electrolyte in which an electrolyte is impregnated is used. Unlike a polymer used as a separator in a lithium ion battery, a gel polymer electrolyte is a microporous polymer membrane, which contains an electrolyte solution in pores existing in the polymer membrane, and at the same time, changes from a solid state to a gel state. The microporous polymer membrane serves as a support, and the ionic conduction is mainly performed by the electrolyte solution fixed in the pores.

종래 리튬 이온 고분자 전지 제조 공정은, 가소제(plasticizer)와 고분자의 혼합 슬러리로부터 고체 상태의 고분자막을 만들고 전극과 접합시킨 다음, 전극과 고분자막 내부의 가소제를 화학적인 방법으로 추출하여 형성한 기공에 전해액을 함침하여 기본적인 전지를 형성하는 과정으로 이루어진다.In a conventional lithium ion polymer battery manufacturing process, a polymer membrane in a solid state is made from a mixed slurry of a plasticizer and a polymer, and then bonded to an electrode, and then the electrolyte is applied to the pores formed by extracting the plasticizer inside the electrode and the polymer membrane by a chemical method. Impregnation is performed to form a basic battery.

일반적으로 리튬 이온 고분자 전지에 사용되는 고분자 전해질은 전해액을 함유하는 방식에 따라 겔형과 건식 고체 상태의 고분자막으로 나눌 수 있다. 전지 내에서 전해액은 이온전도에 기여하고 고분자성분은 기계적 물성에 기여한다.Generally, a polymer electrolyte used in a lithium ion polymer battery may be divided into a polymer membrane of a gel type and a dry solid state according to a method containing an electrolyte solution. In the cell, the electrolyte contributes to the ionic conductivity and the polymer component contributes to the mechanical properties.

특히 건식 고분자막을 전해질로 사용하는 경우는 리튬 고분자 전지라고 하는데, 리튬이온을 포함하고 고분자 고체막 형태로 존재하기 때문에 리튬용액을 이용하는 경우보다 이온전도도와 같은 전기적 특성 저하가 초래되어 리튬 고분자 전지는 리튬 이온 전지나 리튬 이온 고분자 전지 만큼 성능을 구현할 수 없는 단점이 있다.In particular, when a dry polymer membrane is used as an electrolyte, it is called a lithium polymer battery. Since lithium ion is contained and is present in the form of a polymer solid membrane, a lithium polymer battery may be deteriorated in electrical characteristics such as ionic conductivity than a lithium solution. There is a disadvantage that the performance can not be implemented as an ion battery or a lithium ion polymer battery.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 이온전도 및 기계적 물성특성을 효과적으로 향상시킬 수 있는 완전 고체형 건고분자 전해질막 제조 방법 및 그를 이용한 리튬 고분자 전지 제조 방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention for solving the above problems is an object of the present invention to provide a method for producing a fully solid dry polymer electrolyte membrane and a lithium polymer battery using the same that can effectively improve the ion conductivity and mechanical properties.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 건고분자 전해막 제조 공정도,1a to 1d is a dry polymer electrolyte membrane manufacturing process according to an embodiment of the present invention,

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 건고분자 전해막을 이용한 리튬 고분자 전지 제조 공정도.Figure 2a to 2c is a lithium polymer battery manufacturing process using a dry polymer electrolyte membrane according to an embodiment of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 도면 부호의 설명** Description of reference numerals for the main parts of the drawings *

10: 고분자전해질 슬러리 용기 11: 간이 코팅기10: polyelectrolyte slurry container 11: simple coating machine

12: 닥터 블레이드 1: 건고분자 전해질막12: doctor blade 1: dry polymer electrolyte membrane

1A: 고분자 전해질막 2: 전해액이 들어있는 캡슐1A: polymer electrolyte membrane 2: capsule containing electrolyte

2A: 외부의 에너지에 의해 파괴된 캡슐 3: 지지체 고분자2A: Capsule 3: destroyed by external energy

21: 양극 전하 집전체 22: 양전극판21: positive electrode current collector 22: positive electrode plate

23: 음전극 판 24: 음극 전하 집전체23: negative electrode plate 24: negative electrode current collector

25: 전지포장지25: battery wrapping paper

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지지체 고분자; 및 상기 지지체 고분자와 혼합되며 그 내부에 대기중에 불안정한 리튬이온이 포함된 전해액이 채워진 캡슐을 포함하는 건고분자 전해질막을 제공한다.The present invention for achieving the above object is a support polymer; And a capsule mixed with the support polymer and including a capsule filled with an electrolyte solution containing lithium ions that are unstable in the air.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 건고분자 전해질막 형성 방법에 있어서, 그 내부에 리튬이온을 포함한 전해액이 채워진 캡슐을 형성하는 제1 단계; 유기용매에 지지체 고분자를 섞어 고분자 슬러리를 형성하는 제2 단계; 상기 고분자 슬러리 내에 상기 캡슐을 분포시키는 제3 단계; 상기 캡슐이 분포된 고분자 슬러리를 펴서, 상기 캡슐이 분포된 고분자 전해막을 형성하는 제4 단계; 및 상기 캡슐이 분포된 고분자 전해막의 상기 유기용매를 휘발시켜 건고분자 전해질막을 형성하는 제5 단계를 포함하는 건고분자 전해질막 형성 방법를 포함하는 건고분자 전해질막 형성 방법을 제공한다.In addition, the present invention for achieving the above object, in the method for forming a dry polymer electrolyte membrane, the first step of forming a capsule filled with an electrolyte solution containing lithium ions therein; A second step of forming a polymer slurry by mixing the support polymer with an organic solvent; Distributing the capsule in the polymer slurry; Spreading the polymer slurry in which the capsule is distributed to form a polymer electrolyte membrane in which the capsule is distributed; And a fifth step of volatilizing the organic solvent of the polymer electrolyte membrane in which the capsule is distributed to form a dry polymer electrolyte membrane.

또한 본 발명은, 상기 건고분자 전해질막을 이용한 전지 제조 방법에 있어서, 양극 전하집전체, 양극판, 상기 건고분자 전해질막, 음극판 및 음극전하 집전체가 차례로 적층된 적층구조를 형성하는 단계; 상기 적층구조를 진공 포장하는 단계; 및 상기 적층구조 내의 상기 캡슐을 파괴시켜 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 고분자 전해질층을 형성함으로써 전지를 형성하는 단계를 포함하는 전지 제조 방법을 제공한다.The present invention also provides a battery manufacturing method using the dry polymer electrolyte membrane, comprising: forming a laminated structure in which a positive electrode current collector, a positive electrode plate, the dry polymer electrolyte membrane, a negative electrode plate, and a negative electrode current collector are sequentially stacked; Vacuum packaging the laminate structure; And forming a battery by forming a polymer electrolyte layer between the positive electrode plate and the negative electrode plate by breaking the capsule in the laminate structure.

본 발명은 전해액이 포집되어 있는 다량의 마이크로 캡슐을 포함하는 고분자 성분의 슬러리로부터 완전 고체형 건고분자 전해질을 형성하는데 그 특징이 있다.The present invention is characterized by forming a completely solid dry polymer electrolyte from a slurry of a polymer component comprising a large amount of microcapsules in which an electrolyte is collected.

또한 본 발명은 상기 마이크로 캡슐과 지지체 고분자를 이용하여 상기 마이크로 캡슐을 다량 포함하는 완전 고체형의 건식 고분자 전해질을 만든 후, 고분자 전해질에 물리적인 에너지를 가해 마이크로 캡슐을 파괴해서 마이크로 캡슐 내부의 액체 전해액을 지지체인 건식 고분자막 내부에 퍼뜨림으로써 이온전달 효율이 우수한 고분자 전해질을 형성하는데 다른 특징이 있다.In addition, the present invention by using the microcapsules and the support polymer to make a fully solid dry polymer electrolyte containing a large amount of the microcapsules, and then to apply physical energy to the polymer electrolyte to destroy the microcapsule liquid electrolyte in the microcapsule It is another feature to form a polymer electrolyte with excellent ion transfer efficiency by spreading the inside of the dry polymer membrane as a support.

또한, 본 발명은 전술한 고분자 전해질을 이용한 리튬 고분자 전지 제조 방법을 제공하는데 또 다른 특징이 있다.In addition, the present invention has another feature to provide a method for producing a lithium polymer battery using the above-described polymer electrolyte.

먼저, 그 내부에 전해액을 함유하는 마이크로캡슐 제조 방법을 상세하게 설명한다.First, the method for producing microcapsules containing an electrolyte solution therein will be described in detail.

마이크로 캡슐화는 아주 작은 고체나 액체를 캡슐제재라는 물질에 가두는 것을 말한다. 캡슐제재는 유기고분자나 필름 또는 아교질로 만들 수 있다. 마이크로 캡슐의 크기는 일반적으로 수 ㎛ 정도이며, 내부물질의 양과 종류 그리고 캡슐 제재의 종류에 따라 다양하다. 마이크로 캡슐은 원하는 용도와 제조 공정에 따라 크기와 형태가 달라지며, 입자의 크기, 분포, 기하학적인 모양, 방출방법, 저장 안정성 등에 따라 특성이 다르다.Microencapsulation is the containment of very small solids or liquids in a substance called encapsulant. Capsules can be made from organic polymers, films, or gelatins. The size of the microcapsules is generally about several micrometers, and varies depending on the amount and type of the internal material and the type of capsule preparation. Microcapsules vary in size and shape depending on the intended use and manufacturing process, and also vary in characteristics depending on particle size, distribution, geometric shape, release method and storage stability.

캡슐 형태를 가지는 고분자전해질을 만들기 위해서는 먼저 전해액을 캡슐 내에 담아야 한다(encapsulation). 전해액을 함유하는 마이크로 캡슐은 여러 가지 방법으로 제조할 수 있다.In order to make a polymer electrolyte having a capsule form, the electrolyte must first be encapsulated. Microcapsules containing an electrolyte solution can be produced by various methods.

첫 번째 방법은, 에틸셀룰로스(ethyl cellulose)와 같은 셀룰로스 화합물을 케톤류 또는 에스테르류 용매에 녹여 유상용액을 만든 후, 상기 유상용액에 전해액을 첨가, 분산시켜 혼합용액을 만든다. 이 혼합용액을 폴리비닐알코올과 같은 수용성 고분자용액과 혼합하고, 고속으로 회전시켜 유상용액을 퍼지게 한 다음, 에멀젼을 만들고, 에멀젼을 이용해 마이크로 캡슐을 제조하는 과정으로 이루어진다.In the first method, a cellulose compound such as ethyl cellulose is dissolved in a ketone or ester solvent to form an oily solution, and then an electrolyte solution is added to the oily solution and dispersed to form a mixed solution. The mixed solution is mixed with a water-soluble polymer solution such as polyvinyl alcohol, rotated at high speed to spread the oily solution, an emulsion is formed, and a microcapsules are prepared using the emulsion.

두 번째 방법은, 셀룰로스 화합물 또는 폴리비닐렌다이플로라이드(PVDF)와 같이 전해액을 함유할 수 있는 고분자용액에 전해액을 섞어 골고루 분포되도록 한 다음, 전해액이 분포된 고분자 용액을 분사법(spray)을 이용하여 분사시키고 반응용기 안에는 적당한 압력과 온도를 유지해서 마이크로비드(microbead) 형태의 캡슐을 만드는 방법이다.The second method is to evenly distribute the electrolyte solution to the polymer solution that may contain the electrolyte, such as cellulose compound or polyvinylene difluoride (PVDF), and then spray the polymer solution in which the electrolyte is distributed It is a method of making a capsule in the form of microbeads by spraying by using and maintaining a proper pressure and temperature in the reaction vessel.

그 외에도 친수성과 비친수성의 성질을 이용하는 미셀(micelle)이나 콜로이드(colloid)를 이용하여 분산에 의해 기포(bubble) 형태를 만들 수 있는 물질을 이용해서 마이크로 캡슐을 제조할 수 있다. 혹은 의약 전달체계(drug delivery system)에서 사용하는 캡슐화 기술을 응용할 수도 있다.In addition, microcapsules may be manufactured using a material that can form a bubble by dispersion using micelles or colloids using hydrophilic and nonhydrophilic properties. Alternatively, the encapsulation technology used in the drug delivery system may be applied.

전술한 다양한 방법에 의해 제조된 캡슐은 화학적 혹은 물리적 에너지에 의해 잘 깨질 수 있어야 한다. 그리고, 캡슐화 과정은 특히 상대습도가 0.05 % 이하 정도인 초저습 분위기 건조상자 내에서 이루어져야하며, 캡슐의 크기와 분포가 균일해야 한다.Capsules prepared by the various methods described above should be able to be broken easily by chemical or physical energy. In addition, the encapsulation process should be carried out in an ultra-low humidity atmosphere drying box having a relative humidity of about 0.05% or less, and the size and distribution of the capsule should be uniform.

이와 같이 전해액을 함유하고 있는 캡슐을 형성한 후에는, 지지체 역할을 하는 고분자용액과 잘 혼합하여야 한다. 이때 캡슐이 파괴되지 않는 조건에서 혼합하여야 한다.After forming the capsule containing the electrolyte solution in this way, it should be well mixed with the polymer solution serving as a support. At this time, the capsule should be mixed under the condition that does not break.

이하, 도 1을 참조하여 완전 고체형 건고분자 전해질 제조 방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of preparing a completely solid dry polymer electrolyte will be described in detail with reference to FIG. 1.

먼저, 내부에 전해액이 들어있는 마이크로 캡슐, 지지체 고분자 재료, 그리고 전해액과 지지체 고분자를 용해 또는 현탁시킬 수 있는 유기용매를 준비한다. 이어서, 유기용매 내에 지지체 고분자를 골고루 분산시켜 고분자 슬러리를 형성하고, 고분자 슬러리 내에 마이크로 캡슐을 골고루 분포시킨 다음 도 1a와 같은 용기(10)에 내에 담는다.First, a microcapsule containing an electrolyte solution, a support polymer material, and an organic solvent capable of dissolving or suspending the electrolyte solution and the support polymer are prepared. Subsequently, the support polymer is uniformly dispersed in the organic solvent to form a polymer slurry, and the microcapsule is evenly distributed in the polymer slurry and then placed in the container 10 as shown in FIG. 1A.

이어서, 마이크로 캡슐이 골고루 분포된 고분자 전해질 슬러리를 간이 코팅기와 같은 청결한 평판(11)에 붓고 일정한 간격(gap)을 가진 닥터 블레이드(doctor blade, 12)를 이용하여 고분자막으로 용액주조(solution casting)한다. 이러한 용액주조는 슬러리 내에 포함되어 있는 마이크로 캡슐이 파괴되지 않는 조건하에서 실시한다.Subsequently, the polymer electrolyte slurry with evenly distributed microcapsules is poured onto a clean plate 11 such as a simple coater, and solution casting is performed into a polymer membrane using a doctor blade 12 having a constant gap. . This solution casting is carried out under the condition that the microcapsules contained in the slurry are not broken.

용액주조후 용매를 휘발시키면 도 1b와 같은 건고분자 전해질막(1)이 형성된다.After casting the solution, the solvent is volatilized to form the dry polymer electrolyte membrane 1 as shown in FIG. 1B.

도 1c는 전술한 바와 같은 과정에 따라 형성된 고분자막(1)의 'A' 부분 확대도로서, 지지체 고분자(3)와 전해액이 들어있는 캡슐(2)이 균일하게 분포되어 있는 상태를 보이고 있다.FIG. 1C is an enlarged view of a portion 'A' of the polymer membrane 1 formed according to the above-described process, and shows a state in which the support polymer 3 and the capsule 2 containing the electrolyte are uniformly distributed.

전술한 과정에 따라 형성된 건고분자 전해질막(1)은 리튬염 용액이 캡슐(2) 안에 존재하기 때문에 아직 이온전도가 불가능한 상태이다. 그러나 도 1d에 보이는바와 같이 건고분자 전해질막(1)의 양방향에 화학적 혹은 물리적 에너지(E)를 가하면 캡슐(2)이 터지게 되고 전해액이 지지체 고분자(3) 사이로 흘러나와 고분자 전해질막(1A)이 형성된다. 이에 따라 지지체 고분자(3) 사이의 전해액을 통해 이온전도가 가능하게 된다. 도 1d에서 미설명 도면부호 '2A'는 외부의 에너지에 의해 파괴된 캡슐을 나타낸다.The dry polymer electrolyte membrane 1 formed according to the above-described process is in a state in which ion conductivity is not yet possible because a lithium salt solution is present in the capsule 2. However, as shown in FIG. 1D, when chemical or physical energy (E) is applied to both sides of the dry polymer electrolyte membrane 1, the capsule 2 bursts, and the electrolyte flows between the support polymers 3 to form the polymer electrolyte membrane 1A. Is formed. Accordingly, ion conduction is possible through the electrolyte between the support polymers 3. In FIG. 1D, reference numeral 2A denotes a capsule destroyed by external energy.

본 발명에 따라 형성된 건고분자 전해질막(1)은 리튬이온 고분자 전지에 사용되는 겔형 고분자 전해질과 리튬염을 함유하고 있는 고체 고분자 전해질의 중간형태의 특징을 얻을 수 있고, 이에 따라 전지의 성능 향상을 기대할 수 있다. 그리고, 상기와 같은 건고분자 전해질막 형성 방법은 건조상자나 건조룸이 필요 없어 공정이 용이하고 제조단가 면에서 유리한 점이 많다.The dry polymer electrolyte membrane 1 formed according to the present invention can obtain the characteristics of an intermediate form of a gel polymer electrolyte and a solid polymer electrolyte containing lithium salt used in a lithium ion polymer battery, thereby improving performance of the battery. You can expect In addition, the dry polymer electrolyte membrane forming method as described above does not require a drying box or a drying room, and thus, the process is easy and there are many advantages in terms of manufacturing cost.

이하, 전술한 방법에 따라 형성된 건고분자 전해질막을 이용한 리튬 고분자 전지 제조 방법을 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a lithium polymer battery using a dry polymer electrolyte membrane formed according to the above-described method will be described in detail with reference to FIGS. 2A to 2C.

도 2a에 보이는 바와 같이 건고분자 전해질막(1) 내의 캡슐이 파괴되지 않는 조건에서 양극 전하집전체(21), 양극판(22), 건고분자 전해질막(1), 음극판(23) 및 음극전하 집전체(24)를 차례로 적층하는 접합공정을 실시한다.As shown in FIG. 2A, the positive electrode current collector 21, the positive electrode plate 22, the dry polymer electrolyte membrane 1, the negative electrode plate 23, and the negative electrode charge collector under the condition that the capsule in the dry polymer electrolyte membrane 1 is not destroyed. The joining process of laminating | stacking the whole 24 one by one is performed.

이어서 도 2b에 도시한 바와 같이 전지 포장지(25)를 이용해서 포장공정을 실시한다.Next, as shown in FIG. 2B, a packaging step is performed using the battery wrapping paper 25.

다음으로 도 2c에 보이는 바와 같이 포장공정이 완료된 상태에서 전지에 화학적 혹은 물리적인 에너지(E)를 가하여 건고분자 전해질막(1) 내의 캡슐을 파괴시켜 전해액이 흘러나오도록 한다. 이러한 과정에 의해 액체전해액만 사용한 경우와 같이 이온전도가 우수한 고분자 전해질막(1A)이 형성된다.Next, as shown in FIG. 2C, when the packaging process is completed, chemical or physical energy E is applied to the battery to destroy the capsule in the dry polymer electrolyte membrane 1 so that the electrolyte flows out. By this process, the polymer electrolyte membrane 1A having excellent ion conductivity as in the case of using only the liquid electrolyte is formed.

본 발명에 따른 리튬 고분자 전지 제조 방법은, 공기나 수분에 민감한 전해액이 캡슐 속에 가두어진 상태에서 공정이 진행되기 때문에 전해액이 대기중에 노출될 염려가 없어 종래 리튬 이온 고분자 전지 제조 방법과 달리 대기중에서도 진행할 수 있다. 즉, 전지의 마무리 포장시 전지내부가 진공 상태로 유지되도록 포장하여 수분을 제거하면 전지성능에는 문제가 없다. 따라서, 본 발명에 따른 리튬 고분자 전지 제조 방법은 건조 시설비가 필요 없으며 작업공정의 편리성을 확보할 수 있는 장점이 있다.In the lithium polymer battery manufacturing method according to the present invention, the electrolyte is sensitive to air or moisture, so the process is carried out in a state in which the electrolyte is not exposed to the air. Can be. In other words, if the battery is packaged so that the inside of the battery is kept in a vacuum state during the final packing, the battery performance is not a problem. Therefore, the lithium polymer battery manufacturing method according to the present invention does not require a drying facility cost and has an advantage of ensuring convenience of a work process.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary knowledge.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 리튬이온 고분자전지에 사용되는 겔형 고분자 전해질과 리튬염을 함유하고 있는 완전 고체 고분자 전해질의 중간형태의 특징을 갖는 건고분자 전해질막을 제공함으로써, 이를 이용한 전지는 액체 전해액을 사용하는 전지 만큼 우수한 성능을 가질 수 있으리라 기대된다.The present invention made as described above provides a dry polymer electrolyte membrane having the characteristics of an intermediate form of a gel polymer electrolyte and a lithium solid polymer electrolyte containing a solid salt used in a lithium ion polymer battery, the battery using the liquid electrolyte It is expected to have as good performance as a battery.

또한 캡슐화된 전해액을 가진 완전 건식 고분자 전해질을 사용하여 전지를제조함으로써, 전해액이 직접 공기와 접촉하지 않으며 전지의 성능에 결정적인 영향을 주는 수분과의 접촉도 막을 수 있을 뿐만 아니라 제조공정의 단순화로 인해 생산 효율의 증대도 기대할 수 있으며 또한 전지성능도 향상시킬 수 있다.In addition, the battery is manufactured using a fully dry polymer electrolyte with encapsulated electrolyte, which prevents the electrolyte from directly contacting air and prevents contact with moisture, which has a decisive effect on the performance of the battery. Increase in production efficiency can also be expected and battery performance can be improved.

Claims (8)

삭제delete 삭제delete 건고분자 전해질막에 있어서,In the dry polymer electrolyte membrane, 지지체 고분자; 및Support polymers; And 상기 지지체 고분자와 혼합되며 그 내부에 대기중에 불안정한 리튬이온이 포함된 전해액이 채워진 캡슐Capsule filled with an electrolyte solution mixed with the support polymer and containing an unstable lithium ion in the atmosphere therein 을 포함하는 건고분자 전해질막.Dry polymer electrolyte membrane comprising a. 삭제delete 건고분자 전해질막 형성 방법에 있어서,In the dry polymer electrolyte membrane formation method, 그 내부에 리튬이온을 포함한 전해액이 채워진 캡슐을 형성하는 제1 단계;A first step of forming a capsule filled with an electrolyte solution including lithium ions therein; 유기용매에 지지체 고분자를 섞어 고분자 슬러리를 형성하는 제2 단계;A second step of forming a polymer slurry by mixing the support polymer with an organic solvent; 상기 고분자 슬러리 내에 상기 캡슐을 분포시키는 제3 단계;Distributing the capsule in the polymer slurry; 상기 캡슐이 분포된 고분자 슬러리를 펴서, 상기 캡슐이 분포된 고분자 전해막을 형성하는 제4 단계; 및Spreading the polymer slurry in which the capsule is distributed to form a polymer electrolyte membrane in which the capsule is distributed; And 상기 캡슐이 분포된 고분자 전해막의 상기 유기용매를 휘발시켜 건고분자 전해질막을 형성하는 제5 단계A fifth step of volatilizing the organic solvent of the polymer electrolyte membrane in which the capsule is distributed to form a dry polymer electrolyte membrane 를 포함하는 건고분자 전해질막 형성 방법.Dry polymer electrolyte membrane forming method comprising a. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제1 단계는,The first step, 상기 리튬이온을 포함한 전해액을 함유할 수 있는 고분자 용액 내에 상기 리튬이온을 포함한 전해액을 섞어 분포시키는 단계; Containing the lithium ion Including the lithium ion in a polymer solution that may contain an electrolyte solution Mixing and distributing the electrolyte; And 반응용기 내에 상기 리튬이온을 포함한 전해액이 분포된 고분자 용액을 분사법을 이용하여 분사시켜 마이크로비드 형태의 상기 캡슐을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건고분자 전해질막 형성 방법.Including the lithium ion in the reaction vessel A method of forming a dry polymer electrolyte membrane, comprising: forming a capsule in a microbead form by spraying a polymer solution in which an electrolyte is distributed using a spraying method. 삭제delete 상기 제 3 항 또는 제 5 항 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 건고분자 전해질막을 이용한 전지 제조 방법에 있어서,In the battery manufacturing method using the dry polymer electrolyte membrane according to any one of claims 3, 5 or 6. 양극 전하집전체, 양극판, 상기 건고분자 전해질막, 음극판 및 음극전하 집전체가 차례로 적층된 적층구조를 형성하는 단계;Forming a stacked structure in which a positive electrode current collector, a positive electrode plate, the dry polymer electrolyte membrane, a negative electrode plate, and a negative electrode charge current collector are sequentially stacked; 상기 적층구조를 진공 포장하는 단계; 및Vacuum packaging the laminate structure; And 상기 적층구조 내의 상기 캡슐을 파괴시켜 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 고분자 전해질층을 형성함으로써 전지를 형성하는 단계Breaking the capsule in the laminated structure to form a battery by forming a polymer electrolyte layer between the positive electrode plate and the negative electrode plate 를 포함하는 전지 제조 방법.Battery manufacturing method comprising a.
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