KR101283336B1 - Electrolyte Solution Membrane Containing Liquid Electrolyte Solution - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양극과 음극 사이에 적용되었을 때 양극과 음극을 상호 전기적으로 절연시키는 절연층을 형성할 수 있으며, 전해액을 포함하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전해액 포함 분리막 액, 상기 전해액 포함 분리막 액으로부터 만들어지는 전해액 포함 분리막, 상기 전해액 포함 분리막 액이 전극에 직접 도포된 전해액 포함 분리막 층을 포함하는 전극, 및 상기 전해액 포함 분리막 액, 또는 상기 전해액 포함 분리막, 또는 상기 전해액 포함 분리막 층의 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학 셀을 제공한다.The present invention can form an insulating layer that electrically insulates the positive electrode and the negative electrode when applied between the positive electrode and the negative electrode, and comprises an electrolyte solution comprising a electrolyte solution, characterized in that from the separator solution containing the electrolyte solution An electrolyte comprising a separator including an electrolyte, an electrode including a separator layer including an electrolyte solution, wherein the separator solution including an electrolyte solution is directly applied to an electrode, and the separator solution including an electrolyte solution, or the separator including an electrolyte solution, or an electrode of the separator layer including an electrolyte solution. It provides an electrochemical cell, characterized in that.

Description

액체 전해액을 포함하는 전해액 분리막 {Electrolyte Solution Membrane Containing Liquid Electrolyte Solution}Electrolyte Separator Containing Liquid Electrolyte {Electrolyte Solution Membrane Containing Liquid Electrolyte Solution}

본 발명은 양극과 음극 사이에 적용되었을 때 양극과 음극을 상호 전기적으로 절연시키는 절연층을 형성할 수 있으며, 전해액을 포함하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전해액 포함 분리막 액, 상기 전해액 포함 분리막 액으로부터 만들어지는 전해액 포함 분리막, 상기 전해액 포함 분리막 액이 전극에 직접 도포된 전해액 포함 분리막 층을 포함하는 전극, 및 상기 전해액 포함 분리막 액, 또는 상기 전해액 포함 분리막, 또는 상기 전해액 포함 분리막 층의 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학 셀에 관한 것이다.The present invention can form an insulating layer that electrically insulates the positive electrode and the negative electrode when applied between the positive electrode and the negative electrode, and comprises an electrolyte solution comprising a electrolyte solution, characterized in that from the separator solution containing the electrolyte solution An electrolyte comprising a separator including an electrolyte, an electrode including a separator layer including an electrolyte solution, wherein the separator solution including an electrolyte solution is directly applied to an electrode, and the separator solution including an electrolyte solution, or the separator including an electrolyte solution, or an electrode of the separator layer including an electrolyte solution. It relates to an electrochemical cell, characterized in that.

화석연료 사용에 따른 환경 오염, 지구 온난화 및 자원 고갈에 따른 문제점들이 연일 대두되고 있고, 이를 해결하기 위한 방안으로 많은 연구자들이 대체에너지 개발에 몰두하고 있는 실정이다. 태양열, 풍력, 조력, 지열, 원자력 등 다양한 방법이 모색되고 있지만, 이러한 발전시스템을 포터블, 모바일 용으로 사용하는 것은 아직 상용화에 어려운 부분이 많으며, 그 제조비용 또한 현재로는 상용화하기 매우 어렵다. 또한, 이러한 대체에너지의 개발을 위해서는 신규 발전 시스템 뿐만 아니라, 얻어진 전력을 효율적으로 관리 사용할 수 있는 전력 저장 시스템인 전지가 필수적으로 필요하다.Problems caused by environmental pollution, global warming, and resource depletion due to the use of fossil fuels are emerging every day, and many researchers are concentrating on developing alternative energy as a way to solve them. Various methods such as solar, wind, tidal, geothermal and nuclear power are being sought, but the use of such a power generation system for portable and mobile is still difficult to commercialize, and the manufacturing cost is also very difficult to commercialize at present. In addition, for the development of such alternative energy, as well as a new power generation system, a battery that is a power storage system that can efficiently manage and use the obtained power is essential.

일부 시스템에서 납축전지가 주로 채용되고 있지만, 그 부피가 매우 크고, 환경문제 등이 있으며, 수명 또한 원하는 수준에 미치지 못하고 있다. 이러한 문제점들을 극복하기 위하여 포터블 시스템, 자동차용 전지 시스템에서 Ni-MH 전지, 리튬 이차전지 등이 적극 채용되고 있는 실정이다. 특히 부피당, 무게당 고에너지 밀도를 가지며, 수명 특성이 우수한 리튬 이차전지에 대한 연구가 매우 활발하게 이루어지고 있다.Lead-acid batteries are mainly used in some systems, but their volume is very large, there are environmental problems, and their lifetimes are also not at the desired level. In order to overcome these problems, Ni-MH batteries, lithium secondary batteries and the like are actively employed in portable systems and automotive battery systems. In particular, research on lithium secondary batteries having high energy density per volume and weight and excellent life characteristics has been actively conducted.

또한, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지에 대한 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중에서도 높은 에너지 밀도와 작동 전위를 나타내고, 사이클 수명이 길며, 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지가 상용화되어 널리 사용되고 있다.In addition, as technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as energy sources is rapidly increasing, among them, high energy density and operating potential, long cycle life, and low self discharge rate Lithium secondary batteries have been commercialized and widely used.

최근에는 환경문제에 대한 관심이 커짐에 따라 대기오염의 주요 원인의 하나인 가솔린 차량, 디젤 차량 등 화석연료를 사용하는 차량을 대체할 수 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로는 주로 니켈 수소금속(Ni-MH) 이차전지가 사용되고 있지만, 높은 에너지 밀도, 높은 방전 전압 및 출력 안정성의 리튬 이차전지를 사용하는 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 일부 상용화 단계에 있다.Recently, with increasing interest in environmental issues, electric vehicles (EVs) and hybrid electric vehicles (HEVs), which can replace fossil fuel-based vehicles such as gasoline and diesel vehicles, which are one of the main causes of air pollution, There is a lot of research going on. Although a nickel metal hydride (Ni-MH) secondary battery is mainly used as a power source for such an electric vehicle (EV) and a hybrid electric vehicle (HEV), a lithium secondary battery having a high energy density, a high discharge voltage, Research is being actively carried out and it is in the stage of commercialization.

특히, 전기자동차에 사용되는 리튬 이차전지는 높은 에너지 밀도와 단시간에 큰 출력을 발휘할 수 있는 특성과 더불어, 가혹한 조건 하에서 10년 이상 사용될 수 있어야 하므로, 기존의 소형 리튬 이차전지보다 월등히 우수한 안전성 및 장기 수명 특성이 필연적으로 요구된다. 하지만, 리튬 이차전지의 경우, 부피당 및 무게당 에너지 밀도가 높은 만큼 안전성에 취약한 실정이다.In particular, lithium secondary batteries used in electric vehicles have high energy density and high power output in a short time, and must be able to be used for 10 years or more under severe conditions. Lifespan characteristics are inevitably required. However, in the case of a lithium secondary battery, the energy density per volume and weight is high, so it is vulnerable to safety.

일반적으로 이차전지는 양극, 음극, 전해액 및 분리막으로 이루어져 있으며, 양극 제작, 음극 제작, 분리막과 함께 권취 또는 적층 후, 원통형 또는 각형 캔에 삽입하거나 폴리머 파우치 등에 삽입한 뒤, 전해액을 주액하고 필요에 따라 가스를 제거하는 공정을 수행한 뒤 용접 등을 이용하여 밀봉하는 방식으로 조립된다. 이러한 조립 공정 후, 전극의 전해액 함침과 전지의 안정화 등을 위해 1~7일 정도의 숙성(aging) 공정을 거치게 된다. 상기 숙성 공정은 전지가 균일한 성능을 나타내고, 사이클(cycle) 특성 등을 향상시키기 위해 매우 중요한 공정이다.In general, a secondary battery is composed of a positive electrode, a negative electrode, an electrolyte, and a separator. After winding or laminating together with a positive electrode, a negative electrode, and a separator, the secondary battery is inserted into a cylindrical or square can, a polymer pouch, etc. Therefore, the gas is removed and then assembled by sealing using welding or the like. After such an assembling process, an aging process of about 1 to 7 days is performed to impregnate the electrolyte solution and stabilize the battery. The aging process is a very important process in order for the battery to exhibit uniform performance and to improve cycle characteristics.

상기 전해액 주액 및 숙성 공정의 필요로 인해 전지의 공정을 개선하기가 매우 어려움은 물론, 전지 제작 시간이 급격하게 증가하는 등의 문제가 있다.Due to the need for the electrolyte injection and aging process, it is very difficult to improve the process of the battery, and there is a problem such as a rapid increase in battery manufacturing time.

또한, 현재 사용하고 있는 전지의 퇴화와 이로 인한 안전성 문제, 공정상 불량, 가혹한 환경에서의 발화 및 폭발 등의 가장 큰 원인으로, 일반적으로, 양극, 음극 및 분리막의 미스매치(mismatch), 분리막 수축에 의한 단락, 또는 가스 발생과 불순물 생성에 의한 전극간 이격 발생 등을 들 수 있다. 또한, 이러한 이격 발생에 의한 전극 저항 차이는 문제점을 기하급수적으로 증가시켜 더 큰 문제를 야기시킨다.In addition, as a major cause of the deterioration of the current battery, safety problems, process defects, ignition and explosion in a harsh environment, in general, mismatch of the positive electrode, the negative electrode and the separator, and shrinkage of the separator The short circuit by this, or the space | interval generation between electrodes by gas generation | occurrence | production and an impurity production | generation etc. are mentioned. In addition, the difference in electrode resistance due to such spacing increases the problem exponentially, causing a larger problem.

상기와 같은 문제점들로 인해 전지의 구조를 변경하거나 공정을 개선하는 것이 매우 어려운 실정이다.Due to the above problems it is very difficult to change the structure of the battery or improve the process.

따라서, 이러한 문제점들을 해결하기 위한 다양한 방법들이 시도되었다. 예를 들어, KR 2009-0031628 등에서는 이온전도성을 가진 고분자 막을 사용하는 방법을 제시하고 있으나, 고분자가 이온전도성을 가지더라도 양극 또는 음극의 고체 활물질과 사용할 경우, 고분자와 고체의 경계면에서 저항이 급격이 높아지는 문제점으로 인해, 그대로 사용하는 것은 매우 어렵다. 또한, KR 2001-0060192 등에서는 겔상 멤브레인에 대해 개시하고 있으나, 이는 단순히 분리막의 역할을 하는 것에 지나지 않는다. 또한, WO 98/053465 등에서는 전해액을 고정화시키기 위한 폴리올레핀 막에 관한 것으로, 일반적으로 사용하는 폴리올레핀 고분자 막에 모노머 등의 전해액 고정제를 이용하여 전해액을 함침시킨 것으로, 공정상 이용하기에 매우 복잡하고, 전해액을 함침하는 것이지 분리막 자체내에 전해액을 포함하고 있지는 않다. 또한, 이와 함께 고정화 액막 도전체를 양극 또는 음극에 사용하는 것을 제안하는 것으로, 실제 전지에 사용하기에 매우 복잡한 공정이며 특별한 잇점을 발휘하기 어렵다. Accordingly, various methods have been attempted to solve these problems. For example, KR 2009-0031628 et al. Propose a method of using a polymer membrane with ion conductivity. However, even when the polymer has ion conductivity, when used with a solid active material of a positive electrode or a negative electrode, the resistance at the interface between the polymer and the solid rapidly increases. Due to this increasing problem, it is very difficult to use it as it is. In addition, KR 2001-0060192 discloses a gel-like membrane, but it merely serves as a separator. In addition, WO 98/053465, etc., relates to a polyolefin membrane for immobilizing an electrolyte solution, in which an electrolyte solution is impregnated with an electrolyte fixing agent such as a monomer to a polyolefin polymer membrane that is generally used. It impregnates the electrolyte solution and does not contain the electrolyte solution in the separator itself. In addition, it is proposed to use the immobilized liquid film conductor for the positive electrode or the negative electrode, which is a very complicated process for use in an actual battery, and it is difficult to exhibit particular advantages.

이와 같이 많은 연구들이 수행되어 왔지만, 실제 전지 시스템에 사용하기에는 많은 제약을 가지고 있는 것이 사실이다. As such, many studies have been conducted, but it is true that there are many limitations for use in actual battery systems.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 용매로서 전해액과 전기절연성 기재가 포함되어 있는 코팅액을 양극 및/또는 음극에 직접 도포하는 방식, 또는 그러한 코팅액을 그래도 절연층의 형태로 사용할 수 있는 새로운 개념의 전해액 함침 분리막 액과 그로부터 만들어지는 분리막을 개발하였고, 이러한 절연층을 양극과 음극 사이에 개재시킨 구조의 전기화학 셀은 기존 공정의 문제들과 안전성 문제를 일거에 해결할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.After extensive research and various experiments, the inventors of the present application, as described later, apply a coating solution containing an electrolyte solution and an electrically insulating substrate as a solvent directly to the positive electrode and / or the negative electrode, or such a coating solution. Nevertheless, we developed a new concept of electrolyte-impregnated separator solution that can be used in the form of an insulating layer and a separator made from it. It was confirmed that can be solved at once, and came to complete the present invention.

따라서, 본 발명은 양극과 음극 사이에 적용되었을 때 양극과 음극을 상호 전기적으로 절연시키는 절연층을 형성할 수 있으며, 전해액을 포함하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전해액 포함 분리막 액을 제공한다. Accordingly, the present invention can form an insulating layer that electrically insulates the positive electrode and the negative electrode when applied between the positive electrode and the negative electrode, and provides a separator solution containing an electrolyte, characterized in that consisting of a composition containing an electrolyte.

또한, 본 발명은 상기 전해액 포함 분리막 액으로부터 만들어지는 것을 특징으로 하는 전해액 포함 분리막을 제공한다. In addition, the present invention provides a separator containing an electrolyte, characterized in that made from the separator solution containing the electrolyte.

본 발명은 또한 상기 전해액 포함 분리막 액이 전극에 직접 도포된 전해액 포함 분리막 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극을 제공한다.The present invention also provides an electrode, characterized in that the electrolyte solution-containing separator solution comprises a separator layer including an electrolyte applied directly to the electrode.

이를 바탕으로, 본 발명은 상기 전해액 포함 분리막 액, 또는 상기 전해액 포함 분리막, 또는 상기 전해액 포함 분리막 층의 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학 셀을 제공한다. Based on this, the present invention provides an electrochemical cell comprising an electrode of the electrolyte solution-containing separator, or the electrolyte solution-containing separator, or the electrolyte-containing separator layer.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 소정의 전해액 포함 분리막 액, 또는 소정의 전해액 포함 분리막, 또는 소정의 전해액 포함 분리막 층이 양극과 음극 사이에 개재되어 있어서, 소망하는 우수한 안전성과 작동 성능을 발휘할 수 있고, 제조 공정을 크게 간소화할 수 있다.As described above, according to the present invention, a predetermined electrolyte solution-containing separator, a predetermined electrolyte-containing separator, or a predetermined electrolyte-containing separator layer is interposed between the positive electrode and the negative electrode, thereby providing desired excellent safety and operating performance. Can be exerted, and the manufacturing process can be greatly simplified.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상술하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범주가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in further detail with reference to the following examples. However, the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention.

하나의 바람직한 예에서, 상기 전기화학 셀은, 양극과 음극 사이에 절연층으로서, 상기 전해액 포함 분리막 액, 또는 상기 전해액 포함 분리막, 또는 상기 전해액 포함 분리막 층이 개재되어 있으며, 이러한 절연층은 용매로서 전해액과 전기절연성 기재가 포함되어 있는 코팅액을 양극 및/또는 음극에 직접 도포하여 형성될 수 있다. In one preferred embodiment, the electrochemical cell is an insulating layer between the positive electrode and the negative electrode, the electrolyte solution containing the separator, or the electrolyte containing separator, or the electrolyte containing separator layer is interposed, the insulating layer is a solvent It can be formed by applying a coating solution containing an electrolyte and an electrically insulating substrate directly to the positive electrode and / or the negative electrode.

따라서, 본 발명의 전기화학 셀은 양극과 음극을 전기적으로 절연시키면서 이온의 이동을 가능하게 하는 소정의 절연층을 포함하고 있고, 이러한 절연층이 전기화학 셀에 필수요소로 포함되는 전해액을 일종의 용매로 사용하여 전극에 도포되어 형성되는 것을 특징으로 한다.Therefore, the electrochemical cell of the present invention includes a predetermined insulating layer which enables the movement of ions while electrically insulating the positive electrode and the negative electrode, and a kind of solvent containing an electrolyte solution which is included as an essential element in the electrochemical cell. It is characterized in that the coating is formed on the electrode using.

따라서, 기존의 전기화학 셀에서는 볼 수 없는 특별한 구조에 기반하고 있으며, 그것의 제조공정 역시 혁신적으로 줄일 수 있다. Therefore, it is based on a special structure not found in the existing electrochemical cell, and its manufacturing process can be innovatively reduced.

이러한 전기화학 셀은 화학변화를 통해 전기에너지를 얻을 수 있는 것이면 그것의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니며, 바람직하게는, 이차전지, 캐패시터, 연료전지 등을 들 수 있으며, 더욱 바람직하게는 이차전지일 수 있다. Such electrochemical cells are not particularly limited as long as they can obtain electrical energy through chemical change, and preferably, secondary batteries, capacitors, fuel cells, and the like, more preferably secondary batteries Can be.

상기 이차전지의 대표적인 예로는 리튬 이차전지를 들 수 있으며, 이 경우, 전해질 막은 전해액 및 전기절연성 기재 이외에 리튬염을 포함할 수 있다. 상기 리튬염은 전해액에서 높은 해리도를 나타내는 리튬 함유 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.Representative examples of the secondary battery may include a lithium secondary battery. In this case, the electrolyte membrane may include a lithium salt in addition to the electrolyte and the electrically insulating substrate. The lithium salt is a lithium-containing material exhibiting a high dissociation degree in the electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4 , LiBF 4 , LiB 10 Cl 10 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate and imide have.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전기화학 셀은 양극과 음극 사이에 별도의 분리막을 포함하고 있지 않고, 양극과 음극 사이의 전기적 절연성을 절연층 중의 전기절연성 기재가 제공한다.As described above, the electrochemical cell according to the present invention does not include a separate separator between the anode and the cathode, and the electrically insulating substrate in the insulating layer provides electrical insulation between the anode and the cathode.

이러한 전기절연성 기재의 예로는, 전기절연성 고분자, 이온전도성 고분자, 셀룰로우스, 전기절연성 무기물, 및 이온전도성 무기물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 들 수 있다. 그 중에서도, 이온전도성 고분자가 특히 바람직하다.Examples of such electrically insulating substrates include one or two or more selected from the group consisting of an electrically insulating polymer, an ion conductive polymer, cellulose, an electrically insulating inorganic material, and an ion conductive inorganic material. Especially, an ion conductive polymer is especially preferable.

본 발명에 있어서, 상기 용매는 일반적으로 전기화학 셀의 전해액으로 사용 가능한 물질이면 어느 것이라도 사용할 수 있다. 구체적인 예로는, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다. 그 중에서도, 선형 카보네이트와 환형 카보네이트의 혼합물이 특히 바람직하다. In the present invention, any solvent may be used as long as the solvent is generally a substance which can be used as an electrolytic solution of an electrochemical cell. Specific examples include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma-butylo lactone, 1,2 Dimethoxy ethane, tetrahydroxy franc, 2-methyl tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,3-dioxolon, formamide, dimethylformamide, dioxorone, acetonitrile, nitromethane, formic acid Methyl, methyl acetate, phosphate triester, trimethoxy methane, dioxorone derivatives, sulfolane, methyl sulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate derivatives, tetrahydrofuran derivatives, Aprotic organic solvents such as ether, methyl pyroionate and ethyl propionate can be used. Especially, the mixture of linear carbonate and cyclic carbonate is especially preferable.

경우에 따라서는, 상기 전해액에 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 또한, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene carbonate), PRS(Propene sultone), FEC(Fluoro-Ethlene carbonate) 등을 더 포함시킬 수 있다.In some cases, for the purpose of improving the charge and discharge characteristics, flame retardancy, etc. to the electrolyte solution, for example, pyridine, triethyl phosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylene diamine, n-glyme, hexaphosphate Triamide, nitrobenzene derivative, sulfur, quinone imine dye, N-substituted oxazolidinone, N, N-substituted imidazolidine, ethylene glycol dialkyl ether, ammonium salt, pyrrole, 2-methoxy ethanol, aluminum trichloride It may also be added. In addition, in order to impart nonflammability, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride and ethylene trifluoride may be further included, and carbon dioxide gas may be further included to improve high temperature storage characteristics, and may include FEC (Fluoro-Ethylene carbonate), PRS (Propene sultone), FEC (Fluoro-Ethlene carbonate) may be further included.

본 발명에서, 상기 코팅액 중 전기절연성 기재가 너무 적게 포함되어 있으면, 전기화학 셀에서 분리막의 역할을 제대로 수행하지 못하게 되어 양극과 음극 사이에 단락(short)이 일어날 수 있고, 소정 두께로 도포하기 어려울 수 있으며, 반대로, 전기절연성 기재가 너무 많이 포함되어 있으면, 상대적으로 용매인 전해액의 함량이 너무 적어서 기대하는 전기화학적 성능을 발휘할 수 없고, 코팅액의 점도가 지나치게 높아져 균일한 도포가 어려울 수 있으므로, 이러한 점을 고려하여 적절히 조절할 수 있다.In the present invention, if too little of the electrically insulating substrate is included in the coating solution, it may not be able to properly perform the role of the separator in the electrochemical cell may cause a short (short) between the positive electrode and the negative electrode, it is difficult to apply a predetermined thickness On the contrary, if too many electrically insulating substrates are included, the content of the relatively solvent electrolyte is too small to achieve the expected electrochemical performance, and the viscosity of the coating solution may be too high, making it difficult to apply uniformly. Considering the point, it can be adjusted appropriately.

본 발명에 있어서, 상기 절연층의 두께는 3 ㎛ 내지 200 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 두께가 3 ㎛ 이하인 경우에는 양극과 음극 사이에 단락(short)이 일어날 수 있고, 200 ㎛ 이상인 경우에는 셀의 체적이 필요 이상으로 커져서 체적당 용량의 감소를 유발할 수 있고 저항이 높아져 작동 성능이 저하될 수 있다. 따라서, 상기와 같은 이유로, 상기 전해질 막의 두께는 10 ㎛ 내지 50 ㎛인 것이 더욱 바람직하다.In the present invention, the thickness of the insulating layer is preferably 3 ㎛ to 200 ㎛. If the thickness is 3 μm or less, a short circuit may occur between the positive electrode and the negative electrode, and if the thickness is 200 μm or more, the volume of the cell may be larger than necessary to cause a decrease in capacity per volume, and the resistance may be high, thereby improving operating performance. Can be degraded. Therefore, for the same reason as above, the thickness of the electrolyte membrane is more preferably 10 µm to 50 µm.

하나의 바람직한 예에서, 상기 코팅액을 양극 또는 음극에 도포하고, 도포층 상에 대향극의 전극을 위치시켜 라미네이트를 형성한 후, 상기 두께로 가압함으로써 전해질 막을 형성할 수 있다.In one preferred embodiment, the coating liquid may be applied to the positive electrode or the negative electrode, and the electrode of the opposite electrode may be placed on the coating layer to form a laminate, and then pressurized to the thickness to form an electrolyte membrane.

상기와 같은 가압 과정에서, 전해질 막에 포함되어 있던 전해액 중의 일부가 전해질 막으로부터 양극 및/또는 음극으로 유입되어 양극 및/또는 음극에 함침하게 된다. In the pressurization process as described above, a part of the electrolyte solution included in the electrolyte membrane is introduced into the positive electrode and / or the negative electrode from the electrolyte membrane to impregnate the positive electrode and / or the negative electrode.

이러한 과정에서, 코팅액은 점도가 증가하면서 고상의 막형태의 경항을 더욱 강화시켜 기계적 강도를 높이게 된다. 또한, 양극과 음극에 대해 결착력이 강화되어 높은 구조적 안정성을 나타내게 된다. In this process, as the coating liquid increases in viscosity, the hardness of the solid film form is further enhanced to increase mechanical strength. In addition, the binding force is enhanced for the positive electrode and the negative electrode to exhibit high structural stability.

또한, 앞서 이차전지의 예에서 설명한 바와 같이, 일반적인 이차전지의 제조 공정에서, 전해액을 따로 주입하고 전극에 함침 할 수 있도록 숙성(aging) 기간이 필요하지만, 상기와 같이 전해액을 포함하는 막을 형성하는 과정에서 전극이 전해액으로 함침될 수 있으므로, 셀의 제조공정 중에서 숙성(aging) 공정을 제외하거나 최소화할 수 있다.In addition, as described above in the example of the secondary battery, in the manufacturing process of a general secondary battery, a aging period is required to inject the electrolyte separately and impregnate the electrode, but to form a film containing the electrolyte as described above Since the electrode may be impregnated with the electrolyte in the process, it is possible to exclude or minimize the aging process in the manufacturing process of the cell.

또한, 전극으로 이동한 전해액을 제외한 나머지 전해액은 절연층에 잔존하므로, 전해액의 추가 주액 공정도 필요에 따라서는 제외시킬 수 있다. 다만, 적정한 전해액 확보를 위해 추가로 전해액을 주액할 수도 있음은 물론이다.In addition, since the remaining electrolyte solution other than the electrolyte solution moved to the electrode remains in the insulating layer, an additional pouring process of the electrolyte solution can also be excluded if necessary. However, the electrolyte may be additionally infused in order to secure an appropriate electrolyte.

바람직하게는, 상기 절연층이 양극 및 음극에 접착되어 있는 구조일 수 있다. 상기 절연층이 양극 및 음극과 접착되어 있음으로써 종래의 문제점인 분리막의 수축으로 인한 단락 등을 방지하여 전기화학 셀의 안전성을 향상시킬 수 있다. 또한, 전해질 막과 양극 및 음극을 일체화하는 경우, 보빈 pressure가 더욱 높아져서 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다. 이러한 전해질 막과 전극의 접착은 일반적인 이차전지에서 분리막과 전극의 접착에 사용되는 물질이 그대로 사용될 수 있으며, 이들은 코팅액 중에 첨가되거나 전극 표면에 도포될 수 있다. Preferably, the insulating layer may be a structure that is bonded to the positive electrode and the negative electrode. Since the insulating layer is bonded to the positive electrode and the negative electrode, it is possible to prevent the short circuit caused by the shrinkage of the separator, which is a conventional problem, thereby improving the safety of the electrochemical cell. In addition, when the electrolyte membrane, the positive electrode, and the negative electrode are integrated, the bobbin pressure is further increased, whereby the safety can be further improved. For the adhesion of the electrolyte membrane and the electrode, a material used for adhesion of the separator and the electrode in a general secondary battery may be used as it is, and they may be added in a coating liquid or applied to the electrode surface.

본 발명에 따른 전기화학 셀에서 양극 활물질 또는 음극 활물질과 전해질 막 계면의 전도도는 바람직하게는 10-4 s/cm 내지 10-2 s/cm의 범위일 수 있다.In the electrochemical cell according to the present invention, the conductivity of the positive electrode active material or the negative electrode active material and the electrolyte membrane interface may be preferably in the range of 10 −4 s / cm to 10 −2 s / cm.

일반적으로, 고체 전해질의 내부 전도도 및 액체 전해질의 전도도가 10-3 s/cm인 것에 비하여, 고체 전해질과 활물질의 계면의 전도도는 10-6 s/cm 내지 10-8 s/cm이다. 따라서, 이온전도성 고분자와 같은 고체 전해질을 사용하는 리튬 폴리머 전지의 경우, 고체 전해질과 활물질의 계면의 전도도가 낮아 그 사용이 제한되어 왔다. 반면에, 본 발명의 경우, 전해액이 전극으로 함침되어 활물질과의 계면에서 전도성을 향상시킬 수 있다.In general, the conductivity of the interface between the solid electrolyte and the active material is 10 −6 s / cm to 10 −8 s / cm, while the internal conductivity of the solid electrolyte and the conductivity of the liquid electrolyte are 10 −3 s / cm. Therefore, in the case of a lithium polymer battery using a solid electrolyte such as an ion conductive polymer, the conductivity of the interface between the solid electrolyte and the active material is low and its use has been limited. On the other hand, in the case of the present invention, the electrolyte may be impregnated with the electrode to improve the conductivity at the interface with the active material.

본 발명에 있어서, 양극 활물질은 예를 들어, 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 리튬 복합전이금속 산화물; 디설파이드 화합물; 올리빈형 리튬 철인산화물(LiFePO4); Fe2(MoO4)3 등이 있다.In the present invention, the positive electrode active material may be, for example, a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxides such as Li 1 + x Mn 2 -x O 4 (where x is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2 and the like; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 and Cu 2 V 2 O 7 ; A Ni-site type lithium nickel oxide expressed by the formula LiNi 1-x M x O 2 (where M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga and x = 0.01 to 0.3); Formula LiMn 2-x M x O 2 ( where, M = Co, Ni, Fe , Cr, and Zn, or Ta, x = 0.01 ~ 0.1 Im) or Li 2 Mn 3 MO 8 (where, M = Fe, Co, Ni, Cu, or Zn); LiMn 2 O 4 in which a part of Li in the formula is substituted with an alkaline earth metal ion; Lithium composite transition metal oxide; Disulfide compounds; Olivine-type lithium iron phosphate (LiFePO 4 ); Fe 2 (MoO 4 ) 3 and the like.

상기 양극 활물질에 도전재, 바인더, 충진제 등을 포함하여 양극 합제를 제조한다.A positive electrode mixture is prepared by including a conductive material, a binder, a filler, and the like in the positive electrode active material.

상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture including the cathode active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskeys such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.

상기 바인더는 활물질과 도전제 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합제 등을 들 수 있다.The binder is added to the binder in an amount of 1 to 30% by weight, based on the total weight of the mixture containing the cathode active material, as a component that assists in bonding between the active material and the conductive agent and bonding to the current collector. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , Polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluorine rubber, and various copolymers.

상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합제; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is optionally used as a component for suppressing expansion of the anode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery. Examples of the filler include olefin-based polymerizers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.

상기에서 제조된 양극 합제를 NMP 등의 용매에 혼합하여 만들어진 슬러리를 양극 집전체 상에 도포한 후 건조 및 압연하여 양극을 제조할 수 있다.A positive electrode may be manufactured by applying a slurry prepared by mixing the positive electrode mixture prepared above to a solvent such as NMP onto a positive electrode current collector, followed by drying and rolling.

상기 양극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.The cathode current collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 mu m. Such a positive electrode collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change to the battery, and may be formed on the surface of stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon or aluminum or stainless steel Carbon, nickel, titanium, silver, or the like may be used. The current collector may have fine irregularities on the surface thereof to increase the adhesive force of the cathode active material, and various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric are possible.

본 발명에 있어서, 상기 음극 활물질은 예를 들어, 천연 흑연, 인조 흑연, 팽창 흑연, 탄소섬유, 난흑연화성 탄소, 카본블랙, 카본나노튜브, 플러렌, 활성탄 등의 탄소 및 흑연재료; 리튬과 합금이 가능한 Al, Si, Sn, Ag, Bi, Mg, Zn, In, Ge, Pb, Pd, Pt, Ti 등의 금속 및 이러한 원소를 포함하는 화합물; 금속 및 그 화합물과 탄소 및 흑연재료의 복합물; 리튬 함유 질화물 등을 들 수 있다.In the present invention, the negative electrode active material may include, for example, carbon and graphite materials such as natural graphite, artificial graphite, expanded graphite, carbon fiber, non-graphitizable carbon, carbon black, carbon nanotube, fullerene, and activated carbon; Metals such as Al, Si, Sn, Ag, Bi, Mg, Zn, In, Ge, Pb, Pd, Pt and Ti which can be alloyed with lithium and compounds containing these elements; Complexes of metals and their compounds and carbon and graphite materials; Lithium-containing nitrides, and the like.

상기 양극과 마찬가지로, 도전재, 바인더, 충진제 등을 추가로 포함하는 음극 합제를 제조하고, 상기 음극 합제를 NMP 등의 용매에 혼합하여 만들어진 슬러리를 음극 집전체 상에 도포한 후 건조 및 압연하여 음극을 제조할 수 있다.Similarly to the positive electrode, a negative electrode mixture further comprising a conductive material, a binder, a filler, and the like is prepared, and a slurry prepared by mixing the negative electrode mixture with a solvent such as NMP is coated on a negative electrode current collector, followed by drying and rolling to form a negative electrode. Can be prepared.

상기 음극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The negative electrode collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 mu m. Such an anode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical changes in the battery, and examples thereof include copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, copper or stainless steel Surface-treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like, aluminum-cadmium alloy, or the like can be used. In addition, like the positive electrode collector, fine unevenness can be formed on the surface to enhance the bonding force of the negative electrode active material, and it can be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams and nonwoven fabrics.

본 발명에 있어서, 필요에 따라 리튬염 함유 비수계 전해액을 추가로 주액하는 경우, 상기 리튬염 함유 비수계 전해액은 전해액과 리튬염으로 이루어져 있으며, 상기 전해액으로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.In the present invention, when additionally injecting a lithium salt-containing non-aqueous electrolyte, the lithium salt-containing non-aqueous electrolyte is composed of an electrolyte and a lithium salt, the electrolyte is a non-aqueous organic solvent, an organic solid electrolyte, Inorganic solid electrolytes and the like are used.

상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.Examples of the non-aqueous organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma -Butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane , Acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, triester phosphate, trimethoxymethane, dioxolane derivatives, sulfolane, methylsulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate Nonionic organic solvents such as tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl pyrophosphate, ethyl propionate and the like can be used.

상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합제 등이 사용될 수 있다.Examples of the organic solid electrolyte include a polymer electrolyte such as a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, an agitation lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol, a polyvinylidene fluoride, A polymer containing an ionic dissociation group and the like may be used.

상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.As the inorganic solid electrolyte, for example, Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides, sulfates, and the like of Li, such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH, Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 , and the like, may be used.

앞에서 설명한 것과 같이, 상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.As described above, the lithium salt is a material soluble in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4 , LiBF 4 , LiB 10 Cl 10 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate, already And the like can be used.

또한, 본 발명은 상기 전기화학 셀의 제조방법을 제공한다. 구체적으로 상기 제조방법은,The present invention also provides a method for producing the electrochemical cell. Specifically, the manufacturing method,

(a) 양극 활물질이 집전체에 도포되어 있는 양극과, 음극 활물질이 집전체에 도포되어 있는 음극을 준비하는 과정;(a) preparing a positive electrode to which the positive electrode active material is applied to the current collector, and a negative electrode to which the negative electrode active material is applied to the current collector;

(b) 용매로서 전해액에 전기절연성 기재가 포함되어 있는 코팅액을 준비하는 과정;(b) preparing a coating solution containing an electrically insulating substrate in an electrolyte solution as a solvent;

(c) 상기 과정(a)의 양극 및 음극 중 적어도 하나 전극의 적어도 일면에 상기 과정(b)의 코팅액을 도포하는 과정;(c) applying the coating liquid of the step (b) to at least one surface of at least one of the positive electrode and the negative electrode of the step (a);

(d) 상기 과정(c)의 전극 상에 대향극의 전극을 위치시켜 라미네이트 형성한 후 가압하여 전극조립체를 형성하는 과정; 및(d) placing an electrode of the opposite electrode on the electrode of step (c) to form a laminate, and then pressing to form an electrode assembly; And

(e) 상기 과정(d)의 전극조립체를 셀 케이스에 삽입한 후 밀봉하는 과정;을 포함하는 것으로 구성되어 있다.(e) inserting the electrode assembly of step (d) into the cell case and then sealing the cell assembly.

상기 과정(d)의 가압 공정에서, 전극에 도포된 코팅액에서 용매인 전해액이 인접한 전극으로 이동하여 함침됨으로써, 코팅액은 점도 증가에 의해 전해질 막으로 변환되므로, 별도의 분리막을 사용할 필요가 없다.In the pressing step of the step (d), the electrolyte is a solvent in the coating solution applied to the electrode is impregnated by moving to the adjacent electrode, the coating solution is converted to the electrolyte membrane by increasing the viscosity, it is not necessary to use a separate membrane.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

Claims (12)

양극과 음극 사이에 절연층으로서 전해액 포함 분리막 층이 개재되어 있고, 상기 절연층은 용매로서 전해액과 전기절연성 기재가 포함되어 있는 코팅액을 양극, 또는 음극, 또는 양극 및 음극에 직접 도포하여 형성되며, 상기 절연성 기재는 이온전도성 고분자, 셀룰로우스, 전기절연성 무기물, 및 이온전도성 무기물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 전기화학 A separator layer including an electrolyte solution is interposed between the anode and the cathode, and the insulation layer is formed by directly applying a coating solution containing an electrolyte solution and an electrically insulating substrate as a solvent to the cathode, or the cathode, or the anode and the cathode. The insulating substrate is an electrochemical, characterized in that one or more selected from the group consisting of ion conductive polymer, cellulose, electrically insulating inorganic material, and ion conductive inorganic material. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 전기절연성 기재는 이온전도성 고분자인 것을 특징으로 하는 전기화학 셀.The electrochemical cell of claim 1, wherein the electrically insulating substrate is an ion conductive polymer. 제 1 항에 있어서, 상기 용매는 환형 카보네이트 화합물과 선형 카보네이트 화합물의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전기화학 셀. The electrochemical cell of claim 1, wherein the solvent is a mixture of a cyclic carbonate compound and a linear carbonate compound. 제 1 항에 있어서, 상기 절연층의 두께는 3 ㎛ 내지 200 ㎛인 것을 특징으로 하는 전기화학 셀..The electrochemical cell of claim 1, wherein the insulating layer has a thickness of 3 µm to 200 µm. 제 1 항에 있어서, 상기 절연층은, 코팅액을 양극 또는 음극에 도포하고, 도포층 상에 대향극의 전극을 위치시켜 라미네이트를 형성한 후, 3 ㎛ 내지 200 ㎛의 두께로 가압함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 전기화학 셀. The method of claim 1, wherein the insulating layer is formed by applying a coating solution to an anode or a cathode, placing an electrode of the opposite electrode on the coating layer to form a laminate, and then pressing the layer to a thickness of 3 µm to 200 µm. An electrochemical cell characterized by the above. 제 1 항에 있어서, 상기 절연층은 양극 및 음극과 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 전기화학 셀. The electrochemical cell of claim 1, wherein the insulating layer is adhered to an anode and a cathode. 제 1 항 및 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 하나에 따른 전기화학 셀을 제조하는 방법으로서,
(a) 양극 활물질이 집전체에 도포되어 있는 양극과, 음극 활물질이 집전체에 도포되어 있는 음극을 준비하는 과정;
(b) 용매로서 전해액에 전기절연성 기재가 포함되어 있는 코팅액을 준비하는 과정:
(c) 상기 과정(a)의 양극 및 음극 중 적어도 하나 전극의 일면에 상기 과정(b)의 코팅액을 도포하는 과정;
(d) 상기 과정(c)의 전극 상에 대향극의 전극을 위치시켜 라미네이트형성한 후 가압하여 전극조립체를 형성하는 과정; 및
(e) 상기 과정(d)의 전극조립체를 셀 케이스에 삽입한 후 밀봉하는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
12. A method of manufacturing an electrochemical cell according to any one of claims 1 and 7,
(a) preparing a positive electrode to which the positive electrode active material is applied to the current collector, and a negative electrode to which the negative electrode active material is applied to the current collector;
(b) preparing a coating solution containing an electrically insulating substrate in the electrolyte as a solvent:
(c) applying a coating solution of step (b) to at least one surface of an electrode of the positive electrode and the negative electrode of step (a);
(d) placing an electrode of the opposite electrode on the electrode of step (c) to form a laminate, and then pressing to form an electrode assembly; And
(e) inserting the electrode assembly of step (d) into the cell case and then sealing it;
Manufacturing method characterized in that it comprises a.
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