KR100926428B1 - Manufacturing method of multilayer polyolefin separator film for lithium secondary battery and multilayer polyolefin separator film therefrom - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막의 제조방법과 그로부터 제조된 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 최종적으로 B층/A층/B층의 분리막이 단락 온도가 높고, 고온시 막 강도가 향상된 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막의 제조방법과 그로부터 제조된 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명에 따른 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막의 제조방법은 상용화제(compatibilizer)를 이용하여 비닐리덴플루오라이드 계열의 고분자를 폴리올레핀과 용이하게 혼련시키고, 이들의 혼합물을 액체파라핀과 함께 폴리올레핀-비닐리덴플루오라이드 계열의 고분자 형태의 A층을 형성하는 단계와, 폴리프로필렌과 액체파라핀을 혼련시킴으로써 B층을 형성시키는 단계와, 상기 A층과 B층을 B층/A층/B층의 구조로 공압출 및 캐스팅하는 단계와, 상기 캐스팅된 시트를 동시 이축 연신하여 분리막을 제조하는 단계와, 상기 이축 연신된 분리막에서 액체파라핀을 제거하기 위해 휘발성 용매로 상기 이축 연신된 분리막을 세척하는 단계와, 상기 세척된 이축 연신된 분리막을 열고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for manufacturing a multilayer polyolefin separator for a lithium secondary battery and a multilayer polyolefin separator for a lithium secondary battery manufactured therefrom. More specifically, the separator of the layer B / A / B has a high short-circuit temperature and a high temperature. The present invention relates to a method for preparing a multilayer polyolefin separator for a lithium secondary battery with improved membrane strength, and a multilayer polyolefin separator for a lithium secondary battery prepared therefrom. To this end, the method for preparing a multilayer polyolefin separator for a lithium secondary battery according to the present invention easily mixes a vinylidene fluoride-based polymer with a polyolefin using a compatibilizer, and a mixture thereof with polyolefin-vinyl together with liquid paraffin. Forming a layer A of a polymer form of lithium fluoride series, forming a layer B by kneading polypropylene and liquid paraffin, and forming the layer A and layer B into layers B / A / B. Coextrusion and casting, simultaneously biaxially stretching the cast sheet to prepare a separator, washing the biaxially stretched separator with a volatile solvent to remove liquid paraffin from the biaxially stretched separator, And heat-setting the washed biaxially stretched separator.

폴리프로필렌, 상용화제, 비닐리덴플루오라이드, 폴리올레핀, 액체파라핀, 리튬이차전지, 세퍼레이터, 다성분계, 미다공막 Polypropylene, compatibilizer, vinylidene fluoride, polyolefin, liquid paraffin, lithium secondary battery, separator, multicomponent system, microporous membrane

Description

리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막의 제조방법과 그로부터 제조된 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막{MANUFACTURING METHOD OF MULTILAYER POLYOLEFIN SEPARATOR FILM FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND MULTILAYER POLYOLEFIN SEPARATOR FILM THEREFROM}MANUFACTURING METHOD OF MULTILAYER POLYOLEFIN SEPARATOR FILM FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND MULTILAYER POLYOLEFIN SEPARATOR FILM THEREFROM}

본 발명은 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막의 제조방법과 그로부터 제조된 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 최종적으로 B층/A층/B층의 분리막이 단락 온도가 높고, 고온시 막 강도가 향상된 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막의 제조방법과 그로부터 제조된 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a multilayer polyolefin separator for a lithium secondary battery and a multilayer polyolefin separator for a lithium secondary battery manufactured therefrom. More specifically, the separator of the layer B / A / B has a high short-circuit temperature and a high temperature. The present invention relates to a method for preparing a multilayer polyolefin separator for a lithium secondary battery with improved membrane strength, and a multilayer polyolefin separator for a lithium secondary battery prepared therefrom.

최근 이동통신 및 휴대용 전자기기의 사용이 지속적으로 증가되어지고 휴대용 전자기기의 급속한 발전에 따라 이차 전지의 수요는 점차 증대되고 있으며 이들에 요구되는 기능 또한 다변화되어 이들의 전원을 유지할 수 있는 이차 전지의 경량화, 소형화 그리고 고용량화가 요구되고 있다.Recently, as the use of mobile communication and portable electronic devices continues to increase and the rapid development of portable electronic devices, the demand for secondary batteries is gradually increasing. Light weight, miniaturization and high capacity are required.

이와 같은 요구에 따라 최근 가장 많이 사용되고 있는 고성능 차세대 첨단 신형 전지 중의 하나가 리튬이차전지다. 그 중 리튬이온전지(Lithium Ion Battery) 는 세계 2차 전지 시장의 60% 이상의 점유율을 차지할 정도로 그 성능이 뛰어나며 이들의 전기화학적 성능의 발전은 지속되고 있으며 또한 많은 회사 및 연구기관에서 2차 전지의 성능개선에 주력하고 있다.In response to such demands, one of the most recent high-performance, next-generation advanced new batteries is a lithium secondary battery. Among them, lithium ion battery is excellent enough to occupy more than 60% of the world's secondary battery market, and its electrochemical performance is continuing, and many companies and research institutes The focus is on improving performance.

한편, 2차 전지의 구성요소 중 분리막은 양극과 음극 사이에 위치한 다공성의 구조를 가지는 10∼30㎛ 두께의 고분자막으로서 리튬 이온이 활발하게 이동할 수 있는 통로를 제공할 뿐만 아니라, 또한 양극과 음극의 접촉을 막는 역할을 하고 있다. 최근 들어 많은 종류의 물질 분리막 소재로 사용되고 있으나 폴리에틸렌을 사용하여 제조된 분리막이 주류를 이루고 있다.Meanwhile, the separator of the secondary battery is a 10-30 μm thick polymer membrane having a porous structure located between the positive electrode and the negative electrode, and not only provides a passage through which lithium ions can actively move, but also the positive electrode and the negative electrode. It serves to prevent contact. Recently, many kinds of materials are used as material separation membranes, but membranes manufactured using polyethylene are the mainstream.

종래의 리튬 이차전지의 분리막은 일반적으로 폴리올레핀계 단독 혹은 폴리올레핀계와 초고분자량 폴리에틸렌으로 이루어진 다공성 시트(sheet) 또는 필름(Film) 등이 다양하게 사용되어 오고 있다.In general, a separator of a lithium secondary battery has been used in various forms such as a polyolefin-based alone or a porous sheet or film made of polyolefin-based and ultra high molecular weight polyethylene.

이러한 리튬 이차전지에 있어 그 성능 및 안전성에 중요한 역할을 하는 분리막의 제조에 관한 종래기술로는 미국특허 US6,413,676호(Lithium ion polymer electrolytes)가 있는데, 상기 특허에서 폴리비닐리덴 플루오라이드를 사용하여 제조된 분리막은 액체전해질과의 친화성이 좋은 장점이 있어 높은 이온전도도를 보여주고 있으나, 반면 기계적 물성은 좋지 못하기 때문에 제조공정상에서 높은 기계적 물성을 필요로 하는 리튬 이차전지용 분리막으로서 상업화하기에는 한계가 있었다. 그밖에 PE 부직포 위에 PVdF를 코팅하는 방법으로 제조한 분리막에 대한 논문(Novel porous separator based on PVdF and PE non-woven matrix for rechargeable lithium batteries, Journal of Power Sources, 139 (2005) 235-241) 과 PVdF로만 제조한 분리막에 대한 한국특허 제0705760호 및 논문(Preparation and characterization of new microporous stretched membrane for lithium rechargeable battery, Journal of Power Sources, 163 (2006) 247-251)도 발표된 바 있다.Conventional technology related to the production of a separator that plays an important role in the performance and safety of such a lithium secondary battery is US Patent No. 6,413,676 (Lithium ion polymer electrolytes), in which the polyvinylidene fluoride is used The prepared membrane shows high ionic conductivity due to its good affinity with liquid electrolytes, while its mechanical properties are poor, and thus the separator is not commercialized as a separator for lithium secondary batteries requiring high mechanical properties in the manufacturing process. there was. In addition, the study on membranes prepared by coating PVdF on PE nonwoven fabrics (Novel porous separator based on PVdF and PE non-woven matrix for rechargeable lithium batteries, Journal of Power Sources, 139 (2005) 235-241) and PVdF only Korean Patent No. 0805760 and a paper (Preparation and characterization of new microporous stretched membrane for lithium rechargeable battery, Journal of Power Sources, 163 (2006) 247-251) have been published for the prepared separator.

한편, 현재 상업화되어 있는 폴리에틸렌 분리막은 액체전해질과 친화성이 떨어진다는 점, 이온전도도의 향상이 필요하다는 점 및 기계적 강도 떨어진다는 점에 있어 이를 개선하기 위한 연구가 절실히 필요한 실정이다.On the other hand, currently commercialized polyethylene membranes are poorly affinity with liquid electrolytes, the need to improve the ionic conductivity, and the mechanical strength is in need of research to improve this situation is urgently needed.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 최종적으로 B층/A층/B층의 분리막이 단락 온도가 높고, 고온시 막 강도가 향상된 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막의 제조방법과 그로부터 제조된 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막을 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is finally a multi-layer polyolefin separator for lithium secondary battery with a high short-circuit temperature of the membrane of the layer B / A / B layer, improved film strength at high temperature It is to provide a method for producing and a multilayer polyolefin separator for a lithium secondary battery prepared therefrom.

본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 첨부 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.The above and other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of the preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.

상기 목적은, 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막을 제조하는 방법에 있어서, 상용화제(compatibilizer)를 이용하여 비닐리덴플루오라이드 계열의 고분자를 폴리올레핀과 용이하게 혼련시키고, 이들의 혼합물을 액체파라핀과 함께 폴리올레핀-비닐리덴플루오라이드 계열의 고분자 형태의 A층을 형성하는 단계와, 폴리프 로필렌과 액체파라핀을 혼련시킴으로써 B층을 형성시키는 단계와, 상기 A층과 B층을 B층/A층/B층의 구조로 공압출 및 캐스팅하는 단계와, 상기 캐스팅된 시트를 동시 이축 연신하여 분리막을 제조하는 단계와, 상기 이축 연신된 분리막에서 액체파라핀을 제거하기 위해 휘발성 용매로 상기 이축 연신된 분리막을 세척하는 단계와, 상기 세척된 이축 연신된 분리막을 열고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막의 제조방법에 의해 달성된다. The above object is, in the method for producing a multilayer polyolefin separator for a lithium secondary battery, a vinylidene fluoride-based polymer is easily kneaded with a polyolefin using a compatibilizer, and a mixture thereof is combined with a liquid paraffin. Forming a layer of a vinylidene fluoride-based polymer in the form of A, forming a layer B by kneading polypropylene and liquid paraffin, layer A and layer B and layer B / A / B Co-extrusion and casting to a structure, coaxially stretching the cast sheet to prepare a separator, and washing the biaxially stretched separator with a volatile solvent to remove liquid paraffin from the biaxially stretched separator. And opening and cleaning the washed biaxially stretched separator for the lithium secondary battery. It is achieved by the method of the polyolefin membrane.

바람직하게는, 상기 A층과 B층을 형성하는 폴리올레핀과 폴리프로필렌은 중량평균분자량이 300,000~600,000이고, 상기 비닐리덴플루오라이드 계열 고분자는 중량평균분자량이 50,000∼500,000인 것을 특징으로 한다.Preferably, The polyolefin and polypropylene forming the A and B layers have a weight average molecular weight of 300,000 to 600,000, and the vinylidene fluoride-based polymer has a weight average molecular weight of 50,000 to 500,000.

바람직하게는, 상기 A층을 형성하는 폴리올레핀과 상기 비닐리덴플루오라이드 계열 고분자 및 B층을 형성하는 폴리프로필렌의 Mw/Mn(중량평균분자량 /수평균분자량)은 4∼8인 것을 특징으로 한다.Preferably, Mw / Mn (weight average molecular weight / number average molecular weight) of the polyolefin forming the A layer, the vinylidene fluoride series polymer, and the polypropylene forming the B layer is 4 to 8.

바람직하게는, 상기 A층을 형성하는 비닐리덴플루오라이드 계열 고분자는 상기 폴리올레핀-비닐리덴플루오라이드 계열 고분자 조성물 총 중량의 10~60중량%로 함유되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the vinylidene fluoride-based polymer forming the A layer is characterized in that it contains 10 to 60% by weight of the total weight of the polyolefin-vinylidene fluoride-based polymer composition.

바람직하게는, 상기 A층을 형성하는 폴리올레핀-비닐리덴플루오라이드 계열 고분자 조성물과 상기 액체파라핀은 중량비로 3~7:7~3인 것을 특징으로 한다.Preferably, the polyolefin-vinylidene fluoride-based polymer composition forming the layer A and the liquid paraffin are characterized in that the weight ratio of 3-7: 7-3.

바람직하게는, 상기 B 층을 형성하는 폴리프로필렌과 상기 액체파라핀은 중량비로 3~7:7~3인 것을 특징으로 한다.Preferably, the polypropylene and the liquid paraffin forming the B layer is characterized in that the weight ratio of 3-7: 7-3.

바람직하게는, 상기 A층을 형성하기 위한 상용화제(compatibilizer)는 스테 아린산 알루미늄(aluminum stearate)이며, 상기 스테아린산 알루미늄은 상기 폴리올레핀-비닐리덴플루오라이드 계열 고분자 총 중량 대비 3~30중량%를 함유하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the compatibilizer for forming the A layer is aluminum stearate, and the aluminum stearate contains 3 to 30% by weight based on the total weight of the polyolefin-vinylidene fluoride-based polymer. Characterized in that.

바람직하게는, 상기 A층을 형성하는 비닐리덴플루오라이드 계열 고분자는 폴리비닐리덴플루오라이드, 비닐리덴플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌의 공중합체, 비닐리덴플루오라이드와 테트라플루오로에틸렌의 공중합체 또는 이들의 혼합물 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.Preferably, the vinylidene fluoride-based polymer forming the layer A is polyvinylidene fluoride, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, a copolymer of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene, or At least one of the mixture is characterized in that.

또한 본 발명의 목적은 상기 제조방법에 따라 제조된 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막에 의해 달성된다.In addition, an object of the present invention is achieved by a multilayer polyolefin separator for a lithium secondary battery prepared according to the above production method.

본 발명에 따르면, 비닐리덴플루오라이드 계열 고분자를 도입하여 A층을 이루고, 폴리프로필렌을 이용하여 B층을 이룸으로써, 최종적으로 B층/A층/B층의 분리막이 단락 온도가 높고, 고온시 막 강도가 향상된 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막을 제조할 수 있는 등의 효과를 가진다.According to the present invention, a vinylidene fluoride-based polymer is introduced to form an A layer, and a polypropylene is used to form a B layer, so that the separation layer of the B layer / A layer / B layer has a high short circuit temperature at high temperature. It has the effect of being able to manufacture a multilayer polyolefin separator for lithium secondary battery with improved membrane strength.

이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments and drawings of the present invention. These examples are only presented by way of example only to more specifically describe the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples. .

도 1은 본 발명에 따른 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막의 단면을 도 시한 모식도이다.1 is a schematic diagram showing a cross section of a multilayer polyolefin separator for a lithium secondary battery according to the present invention.

본 발명에 따른 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막의 제조방법에서 A층인 비닐리덴플루오라이드 계열 고분자를 도입하여 분리막의 제조방법을 설명하면 다음과 같다. In the method for preparing a multilayer polyolefin separator for a lithium secondary battery according to the present invention, a vinylidene fluoride-based polymer as an A layer is introduced to explain a method for preparing a separator.

먼저, 비닐리덴플루오라이드 계열 고분자를 폴리올레핀과 용이하게 혼련시키기 위해 상용화제(compatibilizer)를 이용하여 혼합하는 단계를 거친다. 여기서, 상기 비닐리덴플루오라이드 계열 고분자와 폴리올레핀의 양호한 혼련을 위해서 사용되는 상용화제(compatibilizer)로는 스테아린산 알루미늄(aluminum stearate)을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 비닐리덴플루오라이드 계열 고분자는 폴리올레핀-비닐리덴플루오라이드 계열 고분자 조성물 총 총량의 10~60중량%, 더욱 바람직하게는 20~50중량%인 것이 바람직하다. 이때 상기 폴리올레핀은 중량평균 분자량이 300,000~600,000이고, 상기 비닐리덴플루오라이드 계열 고분자는 중량평균분자량이 50,000∼500,000을 가지는 고분자를 사용하는 것이 바람직하다. First, the vinylidene fluoride-based polymer is mixed using a compatibilizer to easily knead the polyolefin. Here, it is preferable to use aluminum stearate as a compatibilizer used for good kneading of the vinylidene fluoride-based polymer and polyolefin. The vinylidene fluoride-based polymer is preferably 10 to 60% by weight, more preferably 20 to 50% by weight of the total amount of the polyolefin-vinylidene fluoride-based polymer composition. In this case, the polyolefin has a weight average molecular weight of 300,000 to 600,000, and the vinylidene fluoride-based polymer preferably uses a polymer having a weight average molecular weight of 50,000 to 500,000.

또한, 상기 폴리올레핀과 상기 비닐리덴플루오라이드 계열 고분자의 Mw/Mn(중량평균분자량/수평균분자량)은 10 미만, 바람직하게는 4∼8 이다. Mw/Mn이 10이상에서는 용해성은 양호하게 되지만 얻어지는 분리막의 강도 개량이 불충분하기 때문이다.In addition, Mw / Mn (weight average molecular weight / number average molecular weight) of the polyolefin and the vinylidene fluoride series polymer is less than 10, preferably 4 to 8. This is because, when Mw / Mn is 10 or more, the solubility becomes good, but the strength improvement of the resulting separator is insufficient.

본 발명에 따른 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막의 제조방법에 사용되는 상기 폴리올레핀으로서는, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센 등을 중합한 결정성의 단독 중합체 또는 공중합체를 들 수 있다. 그리고 상기 폴리 올레핀에는 필요에 따라 산화방지제, 자외선흡수제, 윤활제, 안티블록킹제, 안료, 염료, 무기충진제 등의 각종 첨가제를 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위에서 첨가할 수 있다.As the polyolefin used in the method for producing a multilayer polyolefin separator for a lithium secondary battery according to the present invention, a crystalline homopolymer or copolymer obtained by polymerizing ethylene, propylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, or the like Can be mentioned. In addition, various additives such as antioxidants, ultraviolet absorbers, lubricants, antiblocking agents, pigments, dyes, inorganic fillers, and the like may be added to the polyolefins without departing from the object of the present invention.

또한 본 발명에 따른 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막의 제조방법에 사용되는 상기 비닐리덴플루오라이드 계열 고분자는 폴리비닐리덴플루오라이드, 비닐리덴플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌의 공중합체, 비닐리덴플루오라이드와 테트라플루오로에틸렌의 공중합체 또는 이들의 혼합물 중 적어도 하나 이상의 고분자를 순서에 관계없이 선택적으로 조합하여 사용함으로써 분리막을 제조할 수 있다.In addition, the vinylidene fluoride-based polymer used in the method for producing a multilayer polyolefin separator for a lithium secondary battery according to the present invention is a polyvinylidene fluoride, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, vinylidene fluoride and tetra Separation membranes can be prepared by selectively combining at least one polymer of fluoroethylene or a mixture thereof in any order.

다음으로, 상기 혼합단계에서 혼합된 혼합물을 액체파라핀으로 용해시키는 단계를 거친다. 상기 폴리올레핀-비닐리덴플루오라이드 계열 고분자 조성물을 액체파라핀에 용해시킬 때, 상기 폴리올레핀-비닐리덴플루오라이드 계열 고분자 조성물과 상기 액체파라핀은 중량비로 3~7:7~3인 것이 바람직하고, 여기서 용해된 용액을 고온에서 압출 및 캐스팅하여 시트로 제조한다. Next, the mixture is mixed with the liquid paraffin to dissolve in the mixing step. When the polyolefin-vinylidene fluoride polymer composition is dissolved in liquid paraffin, the polyolefin-vinylidene fluoride polymer composition and the liquid paraffin are preferably in a weight ratio of 3 to 7: 7 to 3, wherein the dissolved The solution is extruded and cast at high temperature to make a sheet.

본 발명에 있어서의 원료로 되는 폴리올레핀-비닐리덴플루오라이드 계열 고분자 용액은 상기 폴리올레핀-비닐리덴플루오라이드 계열 고분자를 용매에 가열 용해함으로써 조제한다. 이러한 용매로는, 폴리올레핀-비닐리덴플루오라이드 계열 고분자를 충분하게 용해시킬 수 있는 것이라면 특별히 한정하지는 않는다. 예를 들어 노난, 데칸, 운데칸, 도데칸, 액체파라핀 등의 지방족 또는 고리식의 탄화수소, 혹은 끓는점이 이들에 대응하는 광유 유분 등을 들 수 있는데, 용매 함유량이 안정된 겔과 유사한 상태의 조성물을 얻기 위하여는 액체 파라핀과 같은 비휘발성의 용매가 바람직하다. 예컨대 액체 파라핀과 같은 적합한 비활성 용매의 비점 범위와 같은 몇 가지 특성이 고려된다. 가열 용해는 폴리올레핀을 용매 중에서 완전히 용해하는 온도에서 교반하면서 행하든가 또는 압출기 중에서 균일하게 혼합하여 용해하는 방법으로 행한다. 용매 중에서 교반하면서 용해하는 경우에 온도는 사용하는 중합체 및 용매에 의해 다르지만, 예를 들어 폴리에틸렌의 경우에는 140∼250℃의 범위이다. 폴리올레핀의 고농도 용액으로부터 분리막을 제조하는 경우에는 압출기 중에서 용해하는 것이 바람직하다. 압출기 중에서 용해하는 경우는, 먼저 사이드 피이더 등을 가지는 압출기에 상술한 폴리올레핀을 공급하여 용융시킨다. 이 용융상태의 폴리올레핀에 대하여 액상의 용매를 사이드 피이더로부터 용융상태의 폴리올레핀으로 공급할 필요가 있다. 고분자량 폴리올레핀을 포함하는 폴리올레핀과 용매를 동시에 공급하면 점도 차이가 크기 때문에 혼합할 수가 없고 폴리올레핀과 압출기의 스크류가 동시에 회전하여 용액을 조제할 수 없다. 또한 가열용해에 있어서는 폴리올레핀-비닐리덴플루오라이드 계열 고분자의 산화를 방지하기 위한 산화방지제를 첨가하는 것이 바람직하다.The polyolefin-vinylidene fluoride series polymer solution used as the raw material in the present invention is prepared by heating and dissolving the polyolefin-vinylidene fluoride series polymer in a solvent. Such solvent is not particularly limited as long as it can sufficiently dissolve the polyolefin-vinylidene fluoride series polymer. For example, aliphatic or cyclic hydrocarbons such as nonane, decane, undecane, dodecane, liquid paraffin, or mineral oils with boiling points corresponding thereto may be used. In order to obtain, a nonvolatile solvent such as liquid paraffin is preferable. Several properties are contemplated, such as the boiling range of suitable inert solvents such as liquid paraffin. The heat dissolution is carried out by stirring at a temperature at which the polyolefin is completely dissolved in a solvent or by a method of homogeneously mixing and dissolving the polyolefin in an extruder. In the case of dissolving while stirring in a solvent, the temperature varies depending on the polymer and the solvent used. For example, in the case of polyethylene, the temperature is in the range of 140 to 250 ° C. When preparing a membrane from a high concentration solution of polyolefin, it is preferable to dissolve in an extruder. When melt | dissolving in an extruder, the above-mentioned polyolefin is first supplied to an extruder which has a side feeder etc., and is melted. It is necessary to supply a liquid solvent to the molten polyolefin from the side feeder with respect to this molten polyolefin. When a polyolefin containing a high molecular weight polyolefin and a solvent are supplied at the same time, since the viscosity difference is large, they cannot be mixed and the screw of the polyolefin and the extruder can be rotated at the same time to prepare a solution. In heating dissolution, it is preferable to add an antioxidant for preventing oxidation of the polyolefin-vinylidene fluoride series polymer.

다음으로, 본 발명에 따른 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막의 제조방법에서 B층인 폴리프로필렌 분리막의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.Next, the manufacturing method of the polypropylene separator which is B layer in the manufacturing method of the multilayer polyolefin separator for lithium secondary batteries which concerns on this invention is as follows.

B층은 폴리프로필렌과 액체 파라핀을 혼련시킴으로써 형성되는데, 상기 폴리프로필렌은 중량평균분자량이 300,000~600,000 인 것을 특징으로 하고, Mw/Mn(중량평균분자량/수평균분자량)은 4∼8인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 폴리프로필 렌과 상기 액체파라핀은 중량비로 3~7 : 7~3인 것을 특징으로 한다. The B layer is formed by kneading polypropylene and liquid paraffin, wherein the polypropylene has a weight average molecular weight of 300,000 to 600,000, and Mw / Mn (weight average molecular weight / number average molecular weight) is 4 to 8. It is done. In addition, the polypropylene and the liquid paraffin is characterized in that 3 to 7: 7 to 3 by weight.

다음으로, 상기 형성된 A층과 B층을 사용하여 B층/A층/B층 가열용액을 바람직하게는 다이로부터 공압출하여 성형한다. 다이는 통상 입구가 장방형인 금형 형태를 띤 시트 다이가 사용되는데, 이중 원통형상의 인플레이션 다이 등도 사용될 수 있다. 시트 다이를 사용한 경우의 다이 캡은 통상 0.1∼5mm이고, 압출 성형 농도는 140∼250℃이다. 이 때의 압출속도는 20∼30cm/분 내지 2∼3m/분이다. 이와 같이 하여 다이로부터 압출된 용액은 냉각하는 것에 의해 겔과 같은 상태의 성형물로 성형된다. 냉각은 적어도 겔화 온도 이하까지는 50℃/분 이상의 속도에서 행하는 것이 바람직하다. 일반적으로 냉각속도가 늦어지면 얻어지는 겔과 같은 상태의 조성물의 고차(高次)구조가 거칠어지며, 고차구조를 형성하는 의사 세포 단위가 커지게 되나, 냉각속도가 빨라지면 조밀한 세포단위로 된다. 냉각속도가 50℃/분 미만에서는 결정화도가 증가하여 연신에 적합한 겔과 같은 상태의 조성물로 되며, 따라서 냉각속도를 조제함으로써, 얻어지는 분리막의 구멍 직경을 변화시킬 수 있게 된다. 냉각방법으로서는, 냉풍, 냉각수, 그 이외의 냉각매체에 직접 접촉시키는 방법, 냉매로서 냉각시킨 로울에 접촉시키는 방법 등을 이용할 수 있다. 또한 다이로부터 압출된 용액은 냉각 전 혹은 냉각 중에 1∼10, 바람직하게는 1∼5의 취출비로서 취출해 내어도 좋다. 취출비가 10이상으로 되면 조임력이 커지고 또한 연신할 때에 파단되기 쉬우므로 바람직하지 않다.Next, using the formed layer A and layer B, the layer B / A layer / B layer heating solution is preferably co-extruded from the die and molded. As the die, a sheet die having a mold shape having a rectangular inlet is used. A double cylindrical inflation die may be used. When the sheet die is used, the die cap is usually 0.1 to 5 mm, and the extrusion concentration is 140 to 250 ° C. The extrusion speed at this time is 20-30 cm / min. In this way, the solution extruded from the die is formed into a molded product in a gel-like state by cooling. Cooling is preferably performed at a rate of 50 ° C./minute or more up to at least the gelling temperature. In general, when the cooling rate is slow, the higher-order structure of the composition in a gel-like state becomes rougher, and the pseudo cell units forming the higher-order structure become larger, but when the cooling rate is faster, they become dense cell units. If the cooling rate is less than 50 ° C / min, the degree of crystallinity is increased to form a gel-like composition suitable for stretching. Therefore, by adjusting the cooling rate, it is possible to change the pore diameter of the resulting membrane. As the cooling method, cold air, cooling water, a method of making direct contact with another cooling medium, a method of contacting a roll cooled as a refrigerant, or the like can be used. In addition, the solution extruded from the die may be taken out before the cooling or during the cooling as a drawing ratio of 1 to 10, preferably 1 to 5. If the take-out ratio is 10 or more, it is not preferable because the tightening force is increased and it is easy to break when stretching.

이렇게 제조된 B층/A층/B층으로 이루어진 시트는 적어도 1축 방향으로 연신시켜 연신된 막을 제조한다. 연신 방법은, 이에 제한되지 않으나, 텐터 링(tentering)법, 롤법, 캘린더링법 등을 사용할 수 있다. 이들 방법들 중, 텐터링법에 의한 동시 이축 연신이 바람직하다. 연신 온도는 실온 내지 중합체 겔의 융점, 바람직하게는 80~130℃, 더욱 바람직하게는 100~125℃이다. 연신비는 면적으로 환산해서 4~200배, 바람직하게는 8~100배, 더욱 바람직하게는 16~50배이다.The sheet made of the B layer / A layer / B layer thus prepared is stretched in at least one axial direction to produce a stretched film. The stretching method is not limited to this, but a tentering method, a roll method, a calendering method, or the like can be used. Among these methods, simultaneous biaxial stretching by the tentering method is preferable. The stretching temperature is from room temperature to the melting point of the polymer gel, preferably 80 to 130 ° C, more preferably 100 to 125 ° C. The stretching ratio is 4 to 200 times, preferably 8 to 100 times, and more preferably 16 to 50 times in terms of area.

상기 과정을 거친 B층/A층/B층으로 이루어진 분리막은 용제로 세정함으로써 잔류하는 액체파라핀을 제거한다. 세정용제로서는 펜탄, 헥산, 헵탄 등의 탄화수소, 염화메틸렌, 사염화탄소등의 염소화 탄화수소, 삼불화에탄등의 불화탄화수소, 디에틸에테르, 디옥산 등의 에티르류 등의 역휘발성인 것을 이용할 수 있다. 이들의 용매는 폴리올레핀의 용해에 사용한 용매에 따라 적절히 선택하여 단독으로 혹은 혼합하여 사용한다. 세정방법은 용제에 침지하는 방법, 용제를 분사하는 방법, 또는 이들을 조합시킨 것에 의한 방법 등에 의해 행하는 것이다.The separation layer consisting of the B layer / A layer / B layer through the above process to remove the remaining liquid paraffin by washing with a solvent. As the washing solvent, hydrocarbons such as pentane, hexane and heptane, chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride and carbon tetrachloride, and volatile hydrocarbons such as trifluoride ethane, ethyrs such as diethyl ether and dioxane can be used. These solvents are appropriately selected depending on the solvent used for dissolving the polyolefin, and used alone or in combination. The washing method is performed by a method of immersion in a solvent, a method of spraying a solvent, a method of combining them, or the like.

상술한 바와 같은 세정은 연신 성형물 중의 액체 파라핀이 1중량% 미만으로 될 때까지 행한다. 그 후 세정용제를 건조시키는데 세정용제의 건조방법은 가열건조, 열풍에 의한 건조, 가열롤에 접촉시키거나 가열매체에 침지하는 등의 방법으로 행할 수가 있다. 건조한 연신 조성물은 결정 분산온도∼융점의 온도범위에서 열고정하는 것이 바람직하다. 열고정 온도가 융점을 초과하면 수지가 용융되어 버린다. 열고정처리의 시간은 열고정 온도에 따라 다르지만 10초~10분간 행하는 것이 바람직하다.The cleaning as described above is performed until the liquid paraffin in the stretched molding is less than 1% by weight. Thereafter, the cleaning solvent may be dried. The drying method of the cleaning solvent may be performed by heating drying, drying by hot air, contact with a heating roll, or immersion in a heating medium. It is preferable to heat-set a dry extending | stretching composition in the temperature range of crystal dispersion temperature-melting | fusing point. If the heat setting temperature exceeds the melting point, the resin will melt. Although the time of heat setting treatment changes with heat setting temperature, it is preferable to carry out for 10 second-10 minutes.

상술한 본 발명에 따른 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막의 제조방법에 의해 제조된 B층/A층/B층으로 이루어진 분리막은 공극율이 30∼95%, 막 두께가 25㎛인 분리막으로서 공기투과도가 바람직하게는 2000초/100cc이하, 보다 바람직하게는 200-1000초/100cc, 평균 공극의 직경이 바람직하게는 0.005∼1㎛, 보다 바람직하게는 0.01∼0.2㎛, 인장 파단강도가 바람직하게는 800㎏/㎠이상, 보다 바람직하게는 900㎏/㎠이상이고, 뚫림 강도가 바람직하게는 450g이상이다.The separator composed of the B-layer / A-layer / B-layer manufactured by the method for preparing a multilayer polyolefin separator for a lithium secondary battery according to the present invention described above is preferably a separator having a porosity of 30 to 95% and a thickness of 25 μm. Preferably 2000 seconds / 100 cc or less, more preferably 200-1000 seconds / 100 cc, the average pore diameter is preferably 0.005 ~ 1㎛, more preferably 0.01 ~ 0.2㎛, tensile strength is preferably 800 kg / Cm 2 or more, more preferably 900kg / cm 2 or more, and the puncture strength is preferably 450g or more.

또한, 상기 폴리올레핀-비닐리덴플루오라이드 계열의 분리막의 두께는 적절히 선택되는데, 약 0.1∼50㎛가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1∼25㎛이다. 두께는 0.1㎛미만에서는 막의 기계적 강도가 부족하여 실용적이지 못하고, 50㎛를 초과하는 경우에는 두꺼워서 실효저항이 커지게 되어 바람직하지 않기 때문이다. 상기 B층의 두께는 1~10㎛ 정도인 것이 바람직하다.In addition, the thickness of the separator of the polyolefin-vinylidene fluoride series is appropriately selected, but is preferably about 0.1 to 50 μm, more preferably 1 to 25 μm. It is because the thickness is not practical because the mechanical strength of the film is less than 0.1 mu m, and when the thickness exceeds 50 mu m, the thickness is so thick that the effective resistance becomes large. It is preferable that the thickness of the said B layer is about 1-10 micrometers.

이하, 본 발명을 다음의 실시예 및 비교예에 의하여 구체적으로 나타낸다. 그러나 이들에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, this invention is shown concretely by the following Example and a comparative example. However, the scope of the present invention is not limited by these.

[실시예]EXAMPLE

본 발명의 비닐리덴플루오라이드 계열 고분자와 폴리프로필렌을 도입하여 분리막을 제조하는 방법을 구체적으로 설명한다.The vinylidene fluoride-based polymer and polypropylene of the present invention will be described in detail with reference to a method of preparing a separator.

먼저, 상용화제(compatibilizer)인 스테아린산 알루미늄(aluminum stearate)를 이용하여 중량평균분자량(Mw) 50,000~500,000인 비닐리덴플루오라이드 계열 고분자와 중량평균분자량(Mw)이 300,000∼600,000인 폴리올레핀을 혼합하고, 이 혼합물을 액체파라핀에서 가열용해시킨 후 용해된 용액을 고온에서 압출 및 캐스팅을 실시하여 폴리올레핀-비닐리덴플루오라이드 계열 고분자 형태의 시트를 제조한다. 이때, 상기 비닐리덴플루오라이드 계열 고분자는 폴리올레핀-비닐리덴플루 오라이드 계열 고분자 조성물 총 총량의 10~60중량%, 더욱 바람직하게는 20~50중량%이며, 상용화제(compatibilizer)인 스테아린산 알루미늄(aluminum stearate)은 폴리올레핀-비닐리덴플루오라이드 계열 고분자 총 총량 대비 3~30중량%로 첨가한다. 폴리올레핀-비닐리덴플루오라이드 계열 고분자 조성물을 액체 파라핀에 용해시킬 때, 폴리올레핀-비닐리덴플루오라이드 계열 고분자 조성물과 액체파라핀은 중량비로 3~7:7~3로 하는 것이 바람직하며, 이 용해된 용액을 고온에서 압출 및 캐스팅하여 시트를 제조한다. 가열용해에 있어서는 폴리올레핀의 산화를 방지하기 위한 산화방지제를 첨가하는 것이 바람직하다. 이후, 단계의 성형공정은 상기 단계에서 제조된 A층의 양면에 B층을 피드 블록을 통하여 티 다이 (T-die)에서 공압출하여 B층/A층/B층 구조로 적층하고 냉각시켜 B층/A층/B층 구조의 겔상 조성물을 얻을 수 있다. 이 폴리올레핀의 가열용액을 바람직하게는 다이로부터 압출하여 성형한다. 다이는 통상 입구가 장방형인 금형 형태를 띤 시트 다이가 사용되는데, 이중 원통형상의 인플레이션 다이 등도 사용될 수 있다. 시트 다이를 사용한 경우의 다이 캡은 통상 0.1∼5mm이고, 압출 성형 농도는 140∼250℃이다. 이 때의 압출속도는 20∼30cm/분 내지 2∼3m/분이다. 이와 같이 하여 다이로부터 압출된 용액은 냉각하는 것에 의해 겔과 같은 상태의 성형물로 성형된다. 냉각은 적어도 겔화 온도 이하까지는 50℃/분 이상의 속도에서 행하는 것이 바람직하다.First, a vinylidene fluoride-based polymer having a weight average molecular weight (Mw) of 50,000 to 500,000 and a polyolefin having a weight average molecular weight (Mw) of 300,000 to 600,000 are mixed using aluminum stearate as a compatibilizer. After dissolving the mixture in liquid paraffin, the dissolved solution is extruded and cast at a high temperature to prepare a polyolefin-vinylidene fluoride-based polymer sheet. In this case, the vinylidene fluoride-based polymer is 10 to 60% by weight, more preferably 20 to 50% by weight of the total amount of the polyolefin-vinylidene fluoride-based polymer composition, aluminum stearate as a compatibilizer (aluminum) stearate) is added in an amount of 3 to 30% by weight based on the total amount of the polyolefin-vinylidene fluoride-based polymer. When the polyolefin-vinylidene fluoride-based polymer composition is dissolved in liquid paraffin, the polyolefin-vinylidene fluoride-based polymer composition and liquid paraffin are preferably in a weight ratio of 3-7: 7-3, and the dissolved solution Sheets are produced by extrusion and casting at high temperature. In heating dissolution, it is preferable to add an antioxidant for preventing oxidation of the polyolefin. Subsequently, in the forming process of the step, the B layer is coextruded from a T-die through a feed block on both sides of the A layer manufactured in the above step, stacked in a B layer / A layer / B layer structure and cooled to B The gel composition of layer / A layer / B layer structure can be obtained. The heating solution of this polyolefin is preferably molded by extruding from a die. As the die, a sheet die having a mold shape having a rectangular inlet is used. A double cylindrical inflation die may be used. When the sheet die is used, the die cap is usually 0.1 to 5 mm, and the extrusion concentration is 140 to 250 ° C. The extrusion speed at this time is 20-30 cm / min. In this way, the solution extruded from the die is formed into a molded product in a gel-like state by cooling. Cooling is preferably performed at a rate of 50 ° C./minute or more up to at least the gelling temperature.

이렇게 제조된 폴리올레핀-비닐리덴플루오라이드 계열의 시트는 텐터링법에 의한 동시 2축 연신을 행하여 분리막을 제조한다. 연신 온도는 실온 내지 중합체 겔의 융점, 바람직하게는 80~130℃, 더욱 바람직하게는 100~125℃이다. 연신비는 면적으로 환산해서 4~200배, 바람직하게는 8~100배, 더욱 바람직하게는 16~50배이다.The polyolefin-vinylidene fluoride series sheet thus prepared is subjected to simultaneous biaxial stretching by the tentering method to prepare a separator. The stretching temperature is from room temperature to the melting point of the polymer gel, preferably 80 to 130 ° C, more preferably 100 to 125 ° C. The stretching ratio is 4 to 200 times, preferably 8 to 100 times, and more preferably 16 to 50 times in terms of area.

상기 과정을 거친 폴리올레핀-비닐리덴플루오라이드 계열의 분리막은 용제를 이용하여 잔류하는 액체파라핀을 제거한다. 세정용제로서는 펜탄, 헥산, 헵탄 등의 탄화수소, 염화메틸렌, 사염화탄소등의 염소화 탄화수소, 삼불화에탄 등의 불화탄화수소, 디에틸에테르, 디옥산 등의 에티르류 등의 역휘발성인 것을 이용할 수 있다. 이들의 용매는 폴리올레핀의 용해에 사용한 용매에 따라 적절히 선택하여 단독으로 혹은 혼합하여 사용한다. 세정방법은 용제에 침지하는 방법, 용제를 분사하는 방법, 또는 이들을 조합시킨 것에 의한 방법 등에 의해 행하는 것이다. 상술한 바와 같은 세정은 연신 성형물 중의 액체 파라핀이 1중량% 미만으로 될 때까지 행한다. 그 후 세정용제를 건조시키는데 세정용제의 건조방법은 가열건조, 열풍에 의한 건조, 가열롤에 접촉시키거나 가열매체에 침지하는 등의 방법으로 행할 수가 있다. 건조한 연신 조성물은 결정 분산온도∼융점의 온도범위에서 열고정하는 것이 바람직하다. 열고정온도가 융점을 초과하면 수지가 용융되어 버린다. 열고정처리의 시간은 열고정온도에 따라 다르지만 10초 내지 10분간 행하는 것이 바람직하다.The polyolefin-vinylidene fluoride-based separator that has undergone the above process removes residual liquid paraffin using a solvent. As the washing solvent, hydrocarbons such as pentane, hexane and heptane, chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride and carbon tetrachloride, and fluorocarbons such as ethane trifluoride, and ethyr such as diethyl ether and dioxane can be used. These solvents are appropriately selected depending on the solvent used for dissolving the polyolefin, and used alone or in combination. The washing method is performed by a method of immersion in a solvent, a method of spraying a solvent, a method of combining them, or the like. The cleaning as described above is performed until the liquid paraffin in the stretched molding is less than 1% by weight. Thereafter, the cleaning solvent may be dried. The drying method of the cleaning solvent may be performed by heating drying, drying by hot air, contact with a heating roll, or immersion in a heating medium. It is preferable to heat-set a dry extending | stretching composition in the temperature range of crystal dispersion temperature-melting | fusing point. If the heat setting temperature exceeds the melting point, the resin will melt. Although the time of heat setting treatment changes with heat setting temperature, it is preferable to carry out for 10 second-10 minutes.

[실시예 1]Example 1

A층을 이루는 비닐리덴플루오라이드 계열 고분자인 폴리비닐리덴플루오라이드 50중량% 및 폴리에틸렌 50중량%로 이루어진 폴리에틸렌-폴리비닐리덴플루오라이드 고분자 조성물과 상용화제(compatibilizer)인 스테아린산 알루미늄(aluminum stearate)을 상기 폴리에틸렌-폴리비닐리덴플루오라이드 고분자 조성물 총 총량 대 비 6중량% 첨가하여 혼합하였다. 그리고 상기 폴리에틸렌-폴리비닐리덴플루오라이드 고분자 조성물과 액체파라핀을 4:6의 비율로 하여 A층을 만들었다. B층을 이루는 폴리프로필렌과 액체파라핀을 각각 62 중량 % 및 38 중량%의 비율로 만든 다음 고온에서 공압출 및 캐스팅하고 5ⅹ5배율로 동시이축연신 후, 휘발성 용매로 액체파라핀을 제거하고 열고정의 공정을 거쳐 최종 분리막을 제조하였다.The polyethylene-polyvinylidene fluoride polymer composition consisting of 50% by weight of polyvinylidene fluoride and 50% by weight of vinylidene fluoride-based polymer constituting A layer and aluminum stearate as a compatibilizer The polyethylene-polyvinylidene fluoride polymer composition was added by 6% by weight to the total amount and mixed. In addition, the polyethylene-polyvinylidene fluoride polymer composition and liquid paraffin were used in an A ratio of 4: 6. The polypropylene and liquid paraffin constituting the B-layer were 62% by weight and 38% by weight, respectively, and then coextruded and cast at high temperature, and coaxially stretched at 5ⅹ5 magnification. After the final membrane was prepared.

[실시예 2]Example 2

B층을 이루는 폴리프로필렌과 액체파라핀을 각각 55 중량 % 및 45 중량%의 비율로 만든 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 하여 최종 분리막을 제조하였다.A final separation membrane was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the polypropylene and the liquid paraffin constituting the B layer were 55 wt% and 45 wt%, respectively.

[실시예 3]Example 3

B층을 이루는 폴리프로필렌과 액체파라핀을 각각 48 중량 % 및 52 중량%의 비율로 만든 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 하여 최종 분리막을 제조하였다.A final separation membrane was manufactured in the same manner as in Example 1, except that polypropylene and liquid paraffin constituting the B layer were made at a ratio of 48 wt% and 52 wt%, respectively.

[비교예 1]Comparative Example 1

B층을 이루는 폴리머를 폴리에틸렌으로 대체한 것을 제외하고는 실시예 1 과같은 방법으로 하여 최종 분리막을 제조하였다.The final separator was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the polymer forming the B layer was replaced with polyethylene.

[비교예 2]Comparative Example 2

B층을 이루는 폴리머를 폴리에틸렌으로 대체한 것을 제외하고는 실시예 2 와같은 방법으로 하여 최종 분리막을 제조하였다.A final separator was manufactured in the same manner as in Example 2, except that the polymer constituting the B layer was replaced with polyethylene.

[비교예 3]Comparative Example 3

B층을 이루는 폴리머를 폴리에틸렌으로 대체한 것을 제외하고는 실시예 3 과같은 방법으로 하여 최종 분리막을 제조하였다.A final separator was prepared in the same manner as in Example 3, except that the polymer forming the B layer was replaced with polyethylene.

상기 실시예 및 비교예의 구성성분 및 조성 등을 다음 표 1, 표 2에 나타내었다.The components and compositions of the Examples and Comparative Examples are shown in Tables 1 and 2 below.

[표1] Table 1

항목Item A층A floor B층B floor a-b 고분자 (100중량%)a-b polymer (100% by weight) 상용화제 (a-b고분자 100중량% 대비)Compatibilizer (compared to 100% by weight of a-b polymer) a-b 고분자 조성물 :액체파라핀(비율)a-b polymer composition: liquid paraffin (ratio) b’   b ’ dd 물질matter aa bb cc 실시예 1Example 1 5050 5050 66 4:64: 6 6262 3838 실시예 2Example 2 5050 5050 66 4:64: 6 5555 4545 실시예 3Example 3 5050 5050 66 4:64: 6 4848 5252

[표2][Table 2]

항목Item A층A floor B층B floor a-b 고분자 (100중량%)a-b polymer (100% by weight) 상용화제 (a-b고분자 100중량% 대비)Compatibilizer (compared to 100% by weight of a-b polymer) a-b 고분자 조성물 :액체파라핀(비율)a-b polymer composition: liquid paraffin (ratio) bb dd 물질matter aa bb cc 비교예 1Comparative Example 1 5050 5050 66 4:64: 6 6262 3838 비교예 2Comparative Example 2 5050 5050 66 4:64: 6 5555 4545 비교예 3Comparative Example 3 5050 5050 66 4:64: 6 4848 5252

a : 폴리비닐리덴 플루오라이드, b : 폴리에틸렌.a: polyvinylidene fluoride, b: polyethylene.

c : 스테아린산 알루미늄, b': 폴리프로필렌.c: aluminum stearate, b ': polypropylene.

d : 액체파라핀    d: liquid paraffin

[실험예]Experimental Example

비닐리덴플루오라이드 계열 고분자인 폴리비닐리덴플루오라이드와 상용화제(compatibilizer)인 스테아린산 알루미늄(aluminum stearate)을 사용하여 A층을 제조하고, 폴리프로필렌 고분자를 이용하여 B층을 제조한 본 발명에 따른 실시예들 의 분리막과 B층을 폴리프로필렌이 아닌 폴리에틸렌으로 제조한 비교예에 따른 분리막의 특성을 측정하였으며 그 결과를 표 3에 나타내었다.According to the present invention, A layer is prepared using polyvinylidene fluoride, a vinylidene fluoride-based polymer, and aluminum stearate, a compatibilizer, and a B layer is prepared, using a polypropylene polymer. The properties of the separator according to the comparative example in which the separator and the B layer of the examples were made of polyethylene instead of polypropylene were measured and the results are shown in Table 3.

[표 3]TABLE 3

고속 승온시 단락 온도 (℃)Short circuit temperature at high temperature (℃) 고온천공강도(N/㎛)High temperature punching strength (N / ㎛) 실시예 1Example 1 148148 0.0110.011 실시예 2Example 2 147147 0.0100.010 실시예 3Example 3 145145 0.0080.008 비교예 1Comparative Example 1 142142 0.0060.006 비교예 2Comparative Example 2 142142 0.0050.005 비교예 3Comparative Example 3 141141 0.0030.003

상기 표 3에 의하면, 본 발명에 따른 실시예들의 경우 비교예에 비해 단락 온도가 높고, 고온시 막 강도가 향상됨을 확인할 수 있다. 이는, 폴리프로필렌으로 형성된 B층을 제조하고, B층/A층/B층의 구조로 분리막을 형성함으로써 가능한 결과라 할 수 있다.According to Table 3, it can be seen that in the case of the embodiments according to the present invention, the short circuit temperature is higher than that of the comparative example, and the film strength is improved at high temperature. This can be said to be a possible result by manufacturing the B layer formed from polypropylene, and forming a separator in the structure of B layer / A layer / B layer.

도 1은 본 발명에 따른 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막의 제조방법에 따라 제조된 분리막의 단면을 도시한 모식도.1 is a schematic diagram showing a cross-section of a separator prepared according to the method for producing a multilayer polyolefin separator for a lithium secondary battery according to the present invention.

Claims (9)

리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막을 제조하는 방법에 있어서,In the method of manufacturing a multilayer polyolefin separator for lithium secondary battery, 상용화제(compatibilizer)를 이용하여 비닐리덴플루오라이드 계열의 고분자를 폴리올레핀과 용이하게 혼련시키고, 이들의 혼합물을 액체파라핀과 함께 폴리올레핀-비닐리덴플루오라이드 계열의 고분자 형태의 A층을 형성하는 단계와,Using a compatibilizer to easily knead the vinylidene fluoride series polymer with the polyolefin, and a mixture thereof with the liquid paraffin to form an A layer in the form of a polyolefin-vinylidene fluoride series polymer; 폴리프로필렌과 액체파라핀을 혼련시킴으로써 B층을 형성시키는 단계와, Forming a layer B by kneading the polypropylene with the liquid paraffin; 상기 A층과 B층을 B층/A층/B층의 구조로 공압출 및 캐스팅하는 단계와,Co-extrusion and casting the layer A and layer B into a structure of layer B / A / B; 상기 캐스팅된 시트를 동시 이축 연신하여 분리막을 제조하는 단계와,Simultaneously biaxially stretching the cast sheet to produce a separator; 상기 이축 연신된 분리막에서 액체파라핀을 제거하기 위해 휘발성 용매로 상기 이축 연신된 분리막을 세척하는 단계와,Washing the biaxially stretched separator with a volatile solvent to remove liquid paraffin from the biaxially stretched separator; 상기 세척된 이축 연신된 분리막을 열고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막의 제조방법. And heat-setting the washed biaxially stretched separator, the method of manufacturing a multilayer polyolefin separator for a lithium secondary battery . 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 A층과 B층을 형성하는 폴리올레핀과 폴리프로필렌은 중량평균분자량이 300,000~600,000이고, 상기 비닐리덴플루오라이드 계열 고분자는 중량평균분자량이 50,000∼500,000인 것을 특징으로 하는, 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막의 제조방법. The polyolefin and polypropylene forming the A and B layers have a weight average molecular weight of 300,000 to 600,000, and the vinylidene fluoride-based polymer has a weight average molecular weight of 50,000 to 500,000, wherein the multilayer polyolefin separator for a lithium secondary battery Manufacturing method. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 A층을 형성하는 폴리올레핀과 상기 비닐리덴플루오라이드 계열 고분자 및 B층을 형성하는 폴리프로필렌의 Mw/Mn(중량평균분자량 /수평균분자량)은 4∼8인 것을 특징으로 하는, 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막의 제조방법.Mw / Mn (weight average molecular weight / number average molecular weight) of the polyolefin forming the A layer, the vinylidene fluoride series polymer, and the polypropylene forming the B layer is 4 to 8, characterized in that the multilayer for a lithium secondary battery Method for producing a polyolefin separator. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 A층을 형성하는 비닐리덴플루오라이드 계열 고분자는 상기 폴리올레핀-비닐리덴플루오라이드 계열 고분자 조성물 총 중량의 10~60중량%로 함유되는 것을 특징으로 하는, 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막의 제조방법. The vinylidene fluoride-based polymer forming the A layer is contained in 10 to 60% by weight of the total weight of the polyolefin-vinylidene fluoride-based polymer composition, a method for manufacturing a multilayer polyolefin separator for a lithium secondary battery. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 A층을 형성하는 폴리올레핀-비닐리덴플루오라이드 계열 고분자 조성물과 상기 액체파라핀은 중량비로 3~7:7~3인 것을 특징으로 하는, 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막의 제조방법. The polyolefin-vinylidene fluoride-based polymer composition for forming the A layer and the liquid paraffin are 3 to 7: 7 to 3 by weight ratio, the method for producing a multilayer polyolefin separator for a lithium secondary battery. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 B 층을 형성하는 폴리프로필렌과 상기 액체파라핀은 중량비로 3~7:7~3인 것을 특징으로 하는, 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막의 제조방법.The polypropylene forming the B layer and the liquid paraffin is characterized in that the weight ratio of 3 to 7: 7: 7 to 3, the method for manufacturing a multilayer polyolefin separator for lithium secondary battery. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 A층을 형성하기 위한 상용화제(compatibilizer)는 스테아린산 알루미늄(aluminum stearate)이며, 상기 스테아린산 알루미늄은 상기 폴리올레핀-비닐리덴플루오라이드 계열 고분자 총 중량 대비 3~30중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는, 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막의 제조방법. Compatibilizer for forming the A layer is aluminum stearate (aluminum stearate), characterized in that the aluminum stearate contains 3 to 30% by weight relative to the total weight of the polyolefin-vinylidene fluoride-based polymer, Method for producing a multilayer polyolefin separator for lithium secondary battery. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 A층을 형성하는 비닐리덴플루오라이드 계열 고분자는 폴리비닐리덴플루오라이드, 비닐리덴플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌의 공중합체, 비닐리덴플루오라이드와 테트라플루오로에틸렌의 공중합체 또는 이들의 혼합물 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는, 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막의 제조방법. The vinylidene fluoride-based polymer forming the layer A is at least one of polyvinylidene fluoride, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, a copolymer of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene, or a mixture thereof. Method for producing a multilayer polyolefin separator for lithium secondary battery, characterized in that one. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따라 제조된 것을 특징으로 하는, 리튬이차전지용 다층 폴리올레핀 분리막.A multilayer polyolefin separator for a lithium secondary battery, characterized in that prepared according to any one of claims 1 to 8.
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