KR101318728B1 - A separator having anion-receptive and heat-resistant coating layer and electrochemical device containing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음이온고정화물질 및 내열고분자가 포함된 기능성 코팅층이 구비된 세퍼레이터 및 이를 포함하는 전기화학소자에 관한 것이다. 보다 상세하게는 음이온고정화물질 도입에 따른 양이온전도도 및 전압안정성이 향상되고, 내열고분자 도입에 따른 세퍼레이터의 열적 안정성이 개선된 신규 세퍼레이터 및 이를 포함하는 전기화학소자를 제공한다.The present invention relates to a separator having a functional coating layer including an anion fixing material and a heat resistant polymer, and an electrochemical device including the same. More specifically, the present invention provides a novel separator and an electrochemical device including the same, wherein the cation conductivity and voltage stability of the anion stabilizer are improved, and the thermal stability of the separator is improved according to the introduction of heat-resistant polymer.

Description

음이온고정화물질 및 내열고분자가 포함된 기능성 코팅층이 구비된 세퍼레이터 및 이를 포함하는 전기화학소자 {A separator having anion-receptive and heat-resistant coating layer and electrochemical device containing the same}Separator having a functional coating layer containing anion stabilizer and heat-resistant polymer and an electrochemical device comprising the same {A separator having anion-receptive and heat-resistant coating layer and electrochemical device containing the same}

본 발명은 기능성 코팅층이 구비된 세퍼레이터 및 이를 포함하는 전기화학소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음이온고정화물질 및 내열고분자를 코팅된 기능성 세퍼레이터 및 이를 포함하는 전기화학소자에 관한 것이다. The present invention relates to a separator provided with a functional coating layer and an electrochemical device comprising the same, and more particularly, to a functional separator coated with an anion stabilizer and a heat resistant polymer, and an electrochemical device including the same.

휴대전자기기 시장의 지속적 확대와 전기자동차 및 에너지저장장치 시장의 폭발적 성장에 대한 기대감으로 핵심 부품인 전기화학소자에 대한 관심이 급속히 높아지고 있다. 전기화학소자 중 가장 많이 적용되고 있는 소자가 이차전지로서, 작동전압, 에너지 및 출력 밀도 측면에서 리튬이차전지가 시장을 주도하고 있다. 리튬이차전지는 수계 전해액을 사용하는 납축전지, Ni-Cd, Ni-MH 등의 기존 이차전지에 비해 성능은 우수하지만, 비수계 전해액 사용에 따른 발화 및 폭발 등의 안전성 문제와 제조 공정이 까다로운 단점이 있다. 또한, 전기자동차와 에너지저장장치 사용을 위해서는 고온신뢰성, 저온특성, 단가 등 해결되어야 할 문제가 다수 존재한다.The interest in electrochemical devices, a key component, is rapidly increasing due to expectations for the continuous expansion of the portable electronic device market and the explosive growth of the electric vehicle and energy storage devices markets. The most widely used device among electrochemical devices is a secondary battery, and lithium secondary batteries are leading the market in terms of operating voltage, energy, and power density. Lithium secondary batteries have better performance than conventional secondary batteries such as lead acid batteries using Ni-Cd, Ni-MH, etc., but they are difficult to ignite and explode due to the use of non-aqueous electrolytes, and the manufacturing process is difficult. There is this. In addition, there are many problems to be solved, such as high temperature reliability, low temperature characteristics, and unit price, for the use of electric vehicles and energy storage devices.

비수계 전해액용 전기화학소자 설계에서 중요한 사항 중 하나는 비수계 전해액의 낮은 이온전도도를 극복하기 위해서 박막의 세퍼레이터를 사용해야 하는 것이다. 이를 위해 수계 전해액용 전기화학소자에서 사용되는 수백 마이크로미터 두께의 부직포가 아닌 수십 마이크로미터 두께의 미세 다공성 폴리올레핀계 세퍼레이터가 적용되고 있다. 미세 다공성 세퍼레이터는 폴리올레핀이라는 소재 특성과 연신을 포함하는 제조공정특성으로 인해 100 이상의 온도에서 극심한 열 수축 현상을 일어난다. 이 때, 양극과 음극의 내부 단락으로 인한 전지의 발화 및 폭발이 일어나게 된다.  One important issue in the design of electrochemical devices for non-aqueous electrolytes is the use of thin-film separators to overcome the low ionic conductivity of non-aqueous electrolytes. To this end, a microporous polyolefin-based separator having a thickness of several tens of micrometers rather than a non-woven fabric having a thickness of several hundred micrometers used in an electrochemical device for an aqueous electrolyte solution has been applied. Microporous separators exhibit extreme heat shrinkage at temperatures of 100 or more due to the material properties of polyolefins and the manufacturing process properties, including stretching. At this time, the battery ignites and explodes due to internal short circuits of the positive electrode and the negative electrode.

이와 같은 전기화학소자의 고온 안전성 문제를 해결하기 위하여, 대한민국 특허공개공보 제 10-2006-72065호, 제 10-2007-231호 등에서 다수의 기공을 갖는 다공성 기재의 적어도 일면에, 무기물 입자와 바인더 고분자의 혼합물로 된 다공성 코팅층을 형성한 세퍼레이터가 제안되었다. 이러한 세퍼레이터에서 있어서, 다공성 기재에 형성된 다공성 코팅층 내의 무기물 입자들은 다공성 코팅층의 물리적 형태를 유지할 수 있는 일종의 스페이서(spacer) 역할을 수행한다. 이로 인해 전기화학소자 과열시 다공성 기재가 열 수축되는 것을 억제하며, 다공성 기재가 손상되는 경우에도 양극과 음극이 직접 접촉하는 것을 방지한다. In order to solve the high temperature safety problem of the electrochemical device, the inorganic particles and the binder on at least one surface of the porous substrate having a plurality of pores in Korean Patent Publication Nos. 10-2006-72065, 10-2007-231, etc. A separator is proposed in which a porous coating layer of a mixture of polymers is formed. In such a separator, the inorganic particles in the porous coating layer formed on the porous substrate serve as a kind of spacer capable of maintaining the physical form of the porous coating layer. This suppresses thermal shrinkage of the porous substrate when the electrochemical device is overheated, and prevents the positive electrode and the negative electrode from directly contacting even when the porous substrate is damaged.

이와 같이 전기화학소자의 안전성 향상을 위하여 여러 가지 해결책이 제시되어 왔으나, 기존에 제시된 바인더 고분자 물질로는 고온에서 나노 무기물 입자들을 결착을 안정적으로 유지시키기 쉽지 않다. 따라서, 코팅층 도입 공정에 적용이 용이한 내열성 바인더 고분자 물질에 대한 개발이 지속적으로 요구되고 있다. As described above, various solutions have been proposed for improving the safety of the electrochemical device, but it is not easy to stably maintain the binding of the nano-inorganic particles at a high temperature with the conventionally proposed binder polymer material. Therefore, the development of a heat-resistant binder polymer material that is easy to apply to the coating layer introduction process is continuously required.

또한, 코팅층 도입에 따른 전해질 영역의 저항 증가와 최근 양극 소재의 고전압화로 인해 신규 비수 전해액뿐만 아니라 기능성 세퍼레이터에 대한 개발 필요성이 크게 증대되고 있다. 대한민국 특허공개공보 제10-2007-80149호 등에 따르면 세퍼레이터 표면에 고분자형 음이온고분자물질을 도입하여 전해질의 양이온전도도, 전압안정성 등을 향상시킨 기능성 세퍼레이터가 제안되었다. In addition, due to the increase in the resistance of the electrolyte region due to the introduction of the coating layer and the recent increase in the voltage of the positive electrode material, the need for development of a functional separator as well as a new nonaqueous electrolyte is greatly increased. According to Korean Patent Publication No. 10-2007-80149, etc., a functional separator is proposed in which a polymer type anionic polymer material is introduced on a surface of a separator to improve the cation conductivity, voltage stability, and the like of an electrolyte.

이와 같이 전기화학소자용 세퍼레이터의 안전성 및 성능 향상을 위한 여러 가지 해결책이 제시되어 왔으나, 세퍼레이터의 열적 안정성뿐만 아니라 성능도 동시에 개선할 수 있는 신규 기능성 세퍼레이터의 개발이 필요하다. As described above, various solutions for improving the safety and performance of the separator for electrochemical devices have been proposed, but it is necessary to develop a new functional separator that can improve not only the thermal stability but also the performance of the separator.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 음이온고정화물질과 이를 고온에서도 잘 결착시킬 수 있는 내열고분자가 포함된 기능성 코팅층이 구비된 세퍼레이터 및 이를 포함하는 전기화학소자를 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and provides a separator and an electrochemical device comprising a functional coating layer containing a heat-resistant polymer that can bind the anion-fixing material and high temperature well. I would like to.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 세퍼레이터는, 다수의 기공을 갖는 다공성 기재 및 상기 다공성 기재의 적어도 일면에 코팅되어 있으며, 음이온고정화물질 및 내열고분자가 동시에 포함된 코팅층을 구비된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the separator of the present invention is coated on at least one surface of the porous substrate and the porous substrate having a plurality of pores, characterized in that it is provided with a coating layer containing the anion stabilizer and heat-resistant polymer at the same time.

본 발명의 세퍼레이터에 있어서, 음이온고정화물질은 IIIA족 원소를 포함한 무기물로서 비수계 전해액 내 음이온과 루이스산-루이스염기 상호 작용이 가능한 물질이면 사용할 수 있다.In the separator of the present invention, the anion-immobilizing material may be used as long as it is an inorganic material containing a group IIIA element and a substance capable of interacting with an anion and Lewis acid-Lewis base in a non-aqueous electrolyte.

또한, 본 발명의 세퍼레이터에 있어서, 음이온고정화물질로는 보론 옥사이드(B2O3), 알루미늄 옥사이드(Al2O3), 알루미늄 플루오라이드(AlF3), 알루미늄 클로라이드 (AlCl3) 등의 무기물의 사용이 가능하다.In addition, in the separator of the present invention, the anion-immobilizing material includes inorganic substances such as boron oxide (B 2 O 3 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum fluoride (AlF 3 ), aluminum chloride (AlCl 3 ), and the like. Can be used.

본 발명의 세퍼레이터에 있어서, 세퍼레이터의 열적 안정성 향상을 위해서 사용되는 내열고분자는 용융 온도가 200 이상이며 코팅 용매에 녹을 수 있어야 한다. 이러한 내열고분자 물질의 비제한적인 예로서 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketon), 폴리에테르설폰(polysthersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 폴리페닐렌설파이드로(polyphenylenesylfidro), 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene) 또는 이들의 혼합체 등이 있으며, 기타 내열성 엔지니어링 고분자를 제한 없이 사용할 수 있다.In the separator of the present invention, the heat-resistant polymer used for improving the thermal stability of the separator should have a melting temperature of 200 or more and be soluble in the coating solvent. Non-limiting examples of such heat-resistant polymer materials are polyimide, polyethyleneterephthalate, polybutyleneterephthalate, polyester, polyacetal, polyamide, Polycarbonate, polyetheretherketon, polysthersulfone, polyphenyleneoxide, polyphenylenesylfidro, polyethylenenaphthalene or mixtures thereof And other heat-resistant engineering polymers can be used without limitation.

이와 같은 세퍼레이터는 양극과 음극 사이에 개재되어 리튬이차전지나 캐패시터 소자와 같은 전기화학소자에 이용될 수 있다. Such a separator may be interposed between the positive electrode and the negative electrode to be used in an electrochemical device such as a lithium secondary battery or a capacitor device.

본 발명에 따라 음이온고정화물질 및 내열고분자가 포함된 기능성 코팅층이 구비된 세퍼레이터는 음이온고정화물질 도입에 따른 양이온전도도 및 전압안정성이 개선되고, 무기물 및 내열고분자 도입에 따른 열적안정성을 향상시킨다. 또한, 이를 포함한 전기화학소자의 경우 고온 성능 및 전지 안전성이 크게 개선된다.According to the present invention, a separator having a functional coating layer including an anion stabilizer and a heat resistant polymer is improved in the cationic conductivity and voltage stability of the anion stabilizer, and thermal stability of the inorganic material and the heat resistant polymer is improved. In addition, in the case of an electrochemical device including the same, the high temperature performance and battery safety are greatly improved.

도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 세퍼레이터를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2은 본 발명에서 다르게 제안하는 세퍼레이터를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 세퍼레이터와 비교예에 따라 제조된 세퍼레이터의 고온 수치 안정성을 나타낸 그림이다.
1 is a cross-sectional view schematically showing a separator according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view schematically showing a separator proposed differently in the present invention.
3 is a diagram showing the high temperature numerical stability of the separator prepared according to the embodiment of the present invention and the separator prepared according to the comparative example.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로서, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, the present invention can be implemented in various different forms, and is not limited to the embodiments described. In order to clearly describe the present invention, parts that are not related to the description are omitted, and the same reference numerals in the drawings denote the same members.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 수중 펌프 및 수처리 장치는 펌프와 복합금속촉매를 기반으로 하며, 전선을 포함하는 임의의 모든 소자를 다 포함한다. Throughout the specification, when an element is referred to as "including" an element, it does not exclude other elements unless specifically stated to the contrary. In addition, the submersible pump and water treatment apparatus used in the present invention is based on the pump and the composite metal catalyst, and includes any and all elements including wires.

이하, 본 발명을 상세히 설명하나, 본 발명의 범위는 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the scope of the present invention is not limited thereto.

본 발명의 세퍼레이터는, 다수의 기공을 갖는 다공성 기재 및 상기 다공성 기재에 적어도 일면에 코팅되어 있으며, 음이온고정화물질 및 내열고분자가 동시에 포함된 기능성 코팅층이 구비된 것을 포함한다. 기능성 코팅층에 음이온고정화물질을 포함함으로써, 전해액내 리튬염의 해리도 및 음이온 고정화 효과로 인한 양이온전도도 및 전기화학적 안정성이 향상된다. 또한, 음이온고정화물질이 열적 안정성이 뛰어난 무기물 일 뿐만 아니라 내열고분자가 바인더로 사용되어 세퍼레이터의 고온 수치 안정성이 향상됨으로, 전기화학소자의 고온 안전성 향상에 기여한다.The separator of the present invention includes a porous substrate having a plurality of pores and a functional coating layer coated on at least one surface of the porous substrate and including an anion stabilizer and a heat resistant polymer at the same time. By including the anion-immobilized material in the functional coating layer, the dissociation degree of the lithium salt in the electrolyte and the cationic conductivity and electrochemical stability due to the anion immobilization effect are improved. In addition, the anion-immobilized material is not only an inorganic material having excellent thermal stability but also heat-resistant polymer is used as a binder to improve the high temperature numerical stability of the separator, thereby contributing to the high temperature safety of the electrochemical device.

본 발명의 세퍼레이터에 있어서, 기능성 코팅층의 음이온고정화물질은 IIIA족 원소를 포함한 무기물로서 비수계 전해액 내 음이온과 루이스산-루이스염기 상호 작용이 가능한 물질이면 사용할 수 있다. 구체적인 음이온고정화물질로는 보론 옥사이드(B2O3), 알루미늄 옥사이드(Al2O3), 알루미늄 플루오라이드(AlF3), 알루미늄 클로라이드 (AlCl3) 등의 무기물을 단독 또는 이들 중 2종 이상 혼합하여 사용한다. 음이온고정화물질은 비수계 전해액 내 염의 음이온과 강한 상호작용을 통해, 염의 해리도를 증가시키고 음이온의 이동을 억제함으로써 전극의 전기화학반응에 필요한 양이온의 이동도인 양이온전도도를 크게 향상시킬 수 있다. 이는 전기화학소자의 고율 특성을 크게 향상시킬 수 있는 근거가 된다. 또한, 음이온의 전기화학적 산화분해반응을 억제하여 비수계 전해액의 전압 안정성을 개선함으로써, 고전압 구동이 필요한 전기화학소자에 적용이 가능하다.In the separator of the present invention, the anion-immobilizing material of the functional coating layer may be used as long as it is an inorganic material containing group IIIA elements and a material capable of interacting with anions and Lewis acid-Lewis base in a non-aqueous electrolyte. As specific anion fixing materials, inorganic materials such as boron oxide (B 2 O 3 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum fluoride (AlF 3 ), and aluminum chloride (AlCl 3 ) may be used alone or in combination of two or more thereof. Use it. The anion stabilizer can greatly improve the cation conductivity, which is the mobility of the cation necessary for the electrochemical reaction of the electrode by increasing the dissociation degree of the salt and inhibiting the movement of the anion through strong interaction with the anion of the salt in the non-aqueous electrolyte. This is the basis for greatly improving the high rate characteristics of the electrochemical device. In addition, by suppressing the electrochemical oxidative decomposition reaction of the anion to improve the voltage stability of the non-aqueous electrolyte, it can be applied to the electrochemical device requiring high voltage driving.

본 발명의 세퍼레이터에 있어서, 세퍼레이터의 열적 안정성 향상을 위해서 사용되는 내열고분자는 용융 온도가 200 이상이며 코팅 용매에 녹을 수 있어야 한다. 중량평균분자량이 100,000 ~1,000,000인 내열고분자 물질의 비제한적인 예로서 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketon), 폴리에테르설폰(polysthersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 폴리페닐렌설파이드로(polyphenylenesylfidro), 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene) 또는 이들의 혼합체 등이 있으며, 기타 내열성 엔지니어링 고분자를 제한 없이 사용할 수 있다. In the separator of the present invention, the heat-resistant polymer used for improving the thermal stability of the separator should have a melting temperature of 200 or more and be soluble in the coating solvent. Non-limiting examples of heat-resistant polymers having a weight average molecular weight of 100,000 to 1,000,000 are polyimide, polyethyleneterephthalate, polybutyleneterephthalate, polyester, polyacetal , Polyamide, polycarbonate, polyetheretherketon, polysthersulfone, polyphenyleneoxide, polyphenylenesylfidro, polyethylenenaphthalene Or mixtures thereof, and other heat resistant engineering polymers may be used without limitation.

본 발명의 세퍼레이터에 있어서, 기능성 코팅층의 음이온고정화물질 입자 크기는 제한이 없으나, 균일한 두께의 코팅층 형성 및 적절한 공극률을 위하여, 가능한 한 입경이 0.01 내지 10 범위인 것이 바람직하다. 0.01 미만인 경우 분산성이 저하되어 세퍼레이터의 물성을 조절하기가 용이하지 않고, 10를 초과하는 경우 기능성 코팅층의 두께가 증가하여 기계적 물성이 저하될 수 있으며, 또한 지나치게 큰 기공 크기로 인해 전지 충방전시 내부 단락이 일어날 확률이 높아진다.In the separator of the present invention, the particle size of the anion stabilizer of the functional coating layer is not limited, but in order to form a coating layer with a uniform thickness and an appropriate porosity, the particle size is preferably in the range of 0.01 to 10. If it is less than 0.01, the dispersibility is lowered, so it is not easy to control the properties of the separator. If it is more than 10, the thickness of the functional coating layer may be increased, and the mechanical properties may be deteriorated. The probability of an internal short circuit is increased.

본 발명에 따라 세퍼레이터에 코팅된 기능성 코팅층의 음이온고정화물질과 내열고분자의 조성비는 예를 들어 10:90 내지 99:1 범위가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 50:50 내지 95:5이다. 음이온고정화물질과 내열고분자 바인더로 구성되는 기능성 코팅층의 두께는 특별한 제한은 없으나, 0.01 내지 20 범위가 바람직하다. 또한, 기공 크기 및 기공도 역시 특별한 제한이 없으나, 기공 크기는 0.01 내지 10 범위가 바람직하며, 기공도는 5 내지 90% 범위가 바람직하다.The composition ratio of the anion stabilizer and the heat resistant polymer of the functional coating layer coated on the separator according to the present invention is preferably in the range of 10:90 to 99: 1, more preferably 50:50 to 95: 5. The thickness of the functional coating layer composed of the anion-immobilizing material and the heat-resistant polymer binder is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.01 to 20. In addition, pore size and porosity is also not particularly limited, pore size is preferably in the range of 0.01 to 10, porosity is preferably in the range of 5 to 90%.

본 발명의 세퍼레이터의 기능성 코팅층 성분으로 전술한 음이온고정화물질 입자 및 내열고분자 이외에, 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.In addition to the above-mentioned anion stabilizer particles and heat-resistant polymers as the functional coating layer component of the separator of the present invention, other additives may be further included.

또한, 본 발명의 세퍼레이터에 있어서, 기능성 코팅층이 형성되는 다공성 기재로는 통상적으로 전기화학소자에 사용되는 다공성 기재라면 모두 사용이 가능하다.In addition, in the separator of the present invention, any porous substrate commonly used in an electrochemical device may be used as the porous substrate on which the functional coating layer is formed.

도 1을 참조하면, 본 발명의 세퍼레이터(1a)는 다공성 기재로서 폴리올레핀계 다공성 막(2)을 사용하고, 그 일면 또는 양면에 음이온고정화물질(3)과 내열고분자 바인더(4)로 이우러진 다공성 코팅층이 형성될 수 있다. 폴리올레핀계 다공성 막은 예를 들어, 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리펜텐 등의 폴리올레핀계 고분자를 각각 단독으로 또는 이들을 혼합한 고분자로 형성한 막(membrane)을 들 수 있다.Referring to FIG. 1, the separator 1a of the present invention uses a polyolefin-based porous membrane 2 as a porous substrate, and has a porosity formed of anion-immobilizing material 3 and a heat-resistant polymer binder 4 on one or both surfaces thereof. A coating layer can be formed. The polyolefin-based porous membrane is formed of, for example, polyolefin-based polymers such as polyethylene, polypropylene, polybutylene, and polypentene, such as high density polyethylene, linear low density polyethylene, low density polyethylene, and ultra high molecular weight polyethylene, alone or in combination thereof. One membrane may be mentioned.

또한, 도 2를 참조하면, 본 발명의 세퍼레이터(1b)는 다공성 기재로서 부직포를 사용하고 그 일면 또는 양면에 음이온고정화물질(3)과 내열고분자 바인더(4)로 이우러진 다공성 코팅층이 형성될 수 있다. 부직포로는 전술한 폴리올레핀계 부직포 외에 예를 들어, 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌테레프탈레이트In addition, referring to FIG. 2, the separator 1b of the present invention may be formed of a porous coating layer made of a non-woven fabric as a porous substrate and formed of anion-immobilizing material 3 and a heat-resistant polymer binder 4 on one or both surfaces thereof. have. The nonwoven fabric is, for example, polyimide or polyethylene terephthalate in addition to the above-described polyolefin nonwoven fabric.

(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketon), 폴리에테르설폰(polysthersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 폴리페닐렌설파이드로(polyphenylenesylfidro), 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene) 등을 각각 단독으로 또는 이들을 혼합한 고분자로 형성한 부직포를 들 수 있다. 부직포의 구조는 장섬유로 구성된 스폰본드 부직포 또는 멜트 블로운 부직포인 것이 바람직하다.(polyethyleneterephthalate), polybutyleneterephthalate, polyester, polyacetal, polyamide, polycarbonate, polyetheretherketon, polyethersulfone ), Polyphenylene oxide, polyphenylenesylfidro, polyethylenenaphthalene, and the like, or a nonwoven fabric formed of a polymer obtained by mixing them alone. The structure of the nonwoven fabric is preferably a spunbond nonwoven or melt blown nonwoven composed of long fibers.

다공성 기재의 두께는 특별히 제한되지 않으나, 5 내지 50가 바람직하고, 다공성 기재에 존재하는 기공 크기 및 기공도 역시 특별히 제한되지 않으나 각각 0.01 내지 50 및 10 내지 95%인 것이 바람직하다.The thickness of the porous substrate is not particularly limited, but is preferably 5 to 50, and the pore size and pore present in the porous substrate are also not particularly limited, but are preferably 0.01 to 50 and 10 to 95%, respectively.

본 발명에 따라 기능성 코팅층이 코팅된 세퍼레이터의 바람직한 제조방법을 아래에 예시하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
According to the present invention, a preferred manufacturing method of the separator coated with the functional coating layer is exemplified below, but is not limited thereto.

우선, 1) 내열고분자를 적절한 용매에 용해시켜 고분자 용액을 제조한다.
First, 1) a polymer solution is prepared by dissolving the heat-resistant polymer in an appropriate solvent.

내열고분자를 혼합시킬 때 쓰이는 용매로는 끓는점 (boling point)이 낮은 것이 바람직하다. 이는 혼합이 균일하게 이루어질 수 있으며, 이후 용매를 용이하게 제거할 수 있기 때문이다. 용매의 비제한적인 예로는 아세톤(acetone), 테트라하이드로퓨란 (tetrahydrofuran), 메틸렌클로라이드(methylene chloride), 클로로포름 (chloroform), 디메틸포름아미드 (dimethylformamide), N-메틸-2-피롤리돈 (N-methyl-2-pyrrolidone, NMP), 시클로헥산 (cyclohexane), 물 또는 이들의 혼합체 등이 있다.
The solvent used when mixing the heat-resistant polymer is preferably a low boiling point (boling point). This is because mixing can be made uniform, and then the solvent can be easily removed. Non-limiting examples of solvents include acetone, tetrahydrofuran, methylene chloride, chloroform, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone (N- methyl-2-pyrrolidone, NMP), cyclohexane, water, or a mixture thereof.

2) 제조된 고분자 용액에 음이온고정화물질을 첨가 및 분산시켜 무기물 입자 및 고분자 혼합물을 제조한다
2) Inorganic particles and polymer mixtures are prepared by adding and dispersing anion-immobilizing materials to the prepared polymer solution.

고분자 용액에 음이온고정화물질을 첨가한 후, 음이온고정화물질 입자의 파쇄를 실시하는 것이 바람직하다. 이때 파쇄 시간은 1 내지 20 시간이 적절하며, 파쇄된 음이온고정물질 입자의 입도는 상기에 언급된 바와 같이 0.001 내지 10기 바람직하다. 파쇄 방법으로는 통상적인 방법을 사용할 수 있으며, 특히 볼밀(ball mill)법이 바람직하다.After adding an anion fixer to a polymer solution, it is preferable to carry out crushing of anion fixer particle | grains. In this case, the crushing time is suitably 1 to 20 hours, and the particle size of the crushed anion-fixing particles is preferably 0.001 to 10 groups as mentioned above. As the crushing method, a conventional method can be used, and a ball mill method is particularly preferable.

음이온고정화물질 및 내열고분자로 구성되는 혼합물의 조성은 크게 제약이 없으나, 이에 따라 최종 제조되는 음이온고정화물질 및 내열고분자가 포함된 기능성 코팅층이 구비된 세퍼레이터의 두께, 기공 크기 및 기공도를 조절할 수 있다.
The composition of the mixture consisting of the anion stabilizer and the heat resistant polymer is not particularly limited, and thus, the thickness, pore size, and porosity of the separator equipped with the functional coating layer including the final anion stabilizer and the heat resistant polymer can be controlled. .

3) 제조된 음이온고정화물질 및 내열고분자의 혼합물을 준비된 폴리올레핀 계열 세퍼레이터 기재상에 코팅하고 이후 건조함으로써, 본 발명의 음이온고정화물질 및 내열고분자가 포함된 기능성 코팅층이 구비된 세퍼레이터를 얻을 수 있다.
3) By coating the prepared mixture of the anion stabilizer and the heat-resistant polymer on the prepared polyolefin-based separator substrate and then dried, it is possible to obtain a separator with a functional coating layer containing the anion-immobilized material and heat-resistant polymer of the present invention.

이 때, 음이온고정화물질 및 내열고분자의 혼합물을 폴리올리핀 계열 세퍼레이터 기재상에 코팅하는 방법은 당업계에 알려진 통상적인 코팅 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들면 딥(dip) 코팅, 다이(die) 코팅, 롤(roll) 코팅, 콤마(comma) 코팅 또는 이들의 혼합 방식 등 다양한 방식을 이용할 수 있다. 또한 음이온고정화물질 및 내열고분자의 혼합물을 폴리올리핀 계열 세퍼레이터 기재상에 코팅시, 상기 세퍼레이터 기재의 양면 모두에 실시할 수 있으며 또한 한 면에만 선택적으로 실시할 수 있다.At this time, the method of coating the mixture of the anion-immobilizing material and the heat-resistant polymer on the polyolefin-based separator substrate may use a conventional coating method known in the art, for example dip coating, die coating Various methods such as roll coating, comma coating, or a mixture thereof may be used. In addition, when the mixture of the anion-immobilizing material and the heat-resistant polymer is coated on the polyolefin-based separator substrate, it can be carried out on both sides of the separator substrate and can be selectively carried out only on one side.

상기와 같이 제조된 음이온고정화물질 및 내열고분자가 포함된 기능성 코팅층이 구비된 세퍼레이터는 전기화학소자, 바람직하게는 리튬이차전지의 세퍼레이터로 사용할 수 있다. 특히, 코팅층 성분으로 액체 전해액 함침시 겔화 가능한 고분자를 사용하는 경우, 상기 세퍼레이터를 이용하여 전지를 조립한 수 전해액 주입에 의해 전해액과 고분자가 반응하여 겔형 유/무기 복합 전해질을 형성 할 수 있다. The separator having a functional coating layer including the anion-immobilized material and the heat-resistant polymer prepared as described above may be used as an electrochemical device, preferably a separator of a lithium secondary battery. In particular, when a gelable polymer is used when the liquid electrolyte solution is impregnated as a coating layer component, the electrolyte and the polymer may react by injecting a water electrolyte solution in which a battery is assembled using the separator to form a gel-type organic / inorganic composite electrolyte.

또한, 본 발명은 양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이에 개재된 본 발명의 음이온고정화물질 및 내열고분자가 포함된 기능성 코팅층이 구비된 세퍼레이터 및 전해액을 포함하는 전기 화학 소자를 제공한다.In addition, the present invention provides an electrochemical device including a separator and an electrolyte having a positive electrode, a negative electrode, a functional coating layer including the anion-fixing material and heat-resistant polymer of the present invention interposed between the positive electrode and the negative electrode.

상기 전기화학소자는 전기 화학 반응을 하는 모든 소자를 포함하며, 구체적인 예를 들면, 모든 종류의 1차, 2차 전지, 연료 전지, 태양 전지 또는 캐퍼시터(capacitor) 등이 있다. 특히, 2차 전지 중 리튬이차전지가 바람직하며, 이의 비제한적인 예로는 리튬금속이차전지, 리튬이온이차전지, 리튬폴리머이차전지 또는 리튬이온폴리머이차전지 등이 있다.The electrochemical device includes all devices that undergo an electrochemical reaction, and specific examples thereof include all kinds of primary, secondary cells, fuel cells, solar cells, or capacitors. In particular, a lithium secondary battery is preferable among secondary batteries, and non-limiting examples thereof include a lithium metal secondary battery, a lithium ion secondary battery, a lithium polymer secondary battery, or a lithium ion polymer secondary battery.

전기화학소자는 당 업계에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조할 수 있으며, 이의 일 실시예를 들면, 상기 전극과 세퍼레이터를 개재하여 조립하고, 이후 조립체에 전해액을 주입하여 제조한다.
The electrochemical device may be manufactured according to a conventional method known in the art. For example, the electrochemical device may be assembled by interposing the electrode and the separator and then injecting the electrolyte into the assembly.

본 발명에서 사용될 수 있는 전해액은 A+B-와 같은 구조의 염과 용매로 구성된다. 염으로서, A+는 Li+, Na+, K+ 와 같은 알칼리 금속 양이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하고 B-는 PF6 -, BF4 -, Cl-, Br-, I-, ClO4 -, AsF6 -, CH3CO2 -, CF3SO3 -, N(CF3SO2)2 -, C(CF2SO2)3 -와 같은 음이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하는 염이 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌카보네이트(EC), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 디프로필카보네이트(DPC), 디메틸설폭사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 테트라하이드로퓨란, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에틸메틸카보네이트(EMC), 감마부티로락톤 (-부티로락톤) 또는 이들의 혼합물로 이루어진 유기 용매에 용해또는 해리된 것이있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
Electrolyte that may be used in the present invention is A + B - consists of a salt and a solvent in the structure, such as. As a salt, A + is Li +, Na +, K + comprises an alkaline metal cation or an ion composed of a combination thereof, such as, and B - is PF 6 -, BF 4 -, Cl -, Br -, I -, ClO 4 -, AsF 6 -, CH 3 CO 2 -, CF 3 SO 3 -, N (CF 3 SO 2) 2 -, C (CF 2 SO 2) 3 - and include such anions or an ion composed of a combination of Salts are propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), dipropyl carbonate (DPC), dimethyl sulfoxide, acetonitrile, dimethoxyethane, diethoxyethane, Some dissolved or dissociated in an organic solvent consisting of tetrahydrofuran, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), ethylmethylcarbonate (EMC), gamma butyrolactone (-butyrolactone), or mixtures thereof, It is not limited only to this.

이하, 실시예 및 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예는 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지는 아니한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and drawings. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited thereto.

실시예 1 (기능성 코팅층이 구비된 세퍼레이터 제조)
Example 1 (manufacture of separator with a functional coating layer)

기공도는 40%, 두께는 20인 폴리에틸렌 다공성 기재를 아세톤에 세척을 한 뒤 60의 진공오븐에서 6시간 이상 건조를 하여 준비하였다. 코팅용액은 음이온고정화물질인 평균입경이 500nm인 B2O3과 중량평균분자량 150,000인 폴리이미드(polyimide)를 사용하였다. B2O3 / polyimide = 70 / 30 (중량%비)가 되도록 하여 80mL의 아세톤 첨가한 뒤 12시간 이상 볼밀(ball mill)법을 이용하여 분산시켰다.The porosity was 40%, and the thickness of the polyethylene porous substrate 20 was washed with acetone and dried in a vacuum oven of 60 or more for 6 hours. As the coating solution, B 2 O 3 having an average particle diameter of 500 nm and polyimide having a weight average molecular weight of 150,000 were used. B 2 O 3 / polyimide = 70/30 (% by weight) was added 80mL of acetone and dispersed by a ball mill (ball mill) method for more than 12 hours.

이와 같이 제조된 코팅용액을 딥(dip) 코팅법을 이용하여 코팅두께가 약 3 정도로 조절하였다. 기공율 측정 장치(porosimeter)로 측정한 결과, 폴리에틸렌 다공성 기재에 함침 및 코팅된 활성층 내의 기공 크기 및 기공도는 각각 약0.5 및 약50% 였다. The coating solution thus prepared was adjusted to about 3 coating thicknesses using a dip coating method. The porosity and porosity in the active layer impregnated and coated on the polyethylene porous substrate were about 0.5 and about 50%, respectively, as measured by a porosimeter.

실시예 2 (기능성 코팅층이 구비된 세퍼레이터 제조)Example 2 (manufacture of separator with a functional coating layer)

B2O3 / polyimide = 90 / 10 (중량%비) 인 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 기공율 측정 장치로 측정한 결과, 기공 크기 및 기공도는 각각 약0.4 및 55% 였다.
Except that B 2 O 3 / polyimide = 90/10 (% by weight) was carried out in the same manner as in Example 1. As measured by the porosity measuring device, the pore size and porosity were about 0.4 and 55%, respectively.

실시예 3 (리튬이차전지 제조)
Example 3 (manufacture of lithium secondary battery)

양극 제조
Anode manufacturing

양극 활물질로는 리튬코발트옥사이드(LiCoO2) 92 중량%, 도전재로 카본 블랙(carbon black) 4 중량%, 결합제로는 폴리비닐리덴플로라이드(PVdF) 4 중량%에 용제인 N-메틸-2 피롤리돈(NMP)을 활물질, 도전재 및 결합제의 2배 중량비로 첨가하여 양극 혼합물 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 혼합물 슬러리를 두께가 15 정도의 양극 집전체인 알루미늄(Al) 박막에 도포 및 건조하여 양극을 제조한 후, 롤 프레스(roll press)를 실시하였다.
N-methyl-2 as a solvent in 92 wt% of lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) as a positive electrode active material, 4 wt% of carbon black as a conductive material, and 4 wt% of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder. Pyrrolidone (NMP) was added at twice the weight ratio of the active material, the conductive material and the binder to prepare a positive electrode mixture slurry . The positive electrode mixture slurry was coated and dried on an aluminum (Al) thin film, which is a positive electrode current collector having a thickness of about 15, to prepare a positive electrode, and then roll press was performed.

음극 제조
Cathode manufacturing

음극 활물질로 탄소 분말 85 중량%, 도전재로 카본 블랙(carbon black) 8 중량%, 결합제로 폴리비닐리덴플로라이드(PVdF) 7 중량%에 용제인 N-메틸-2 피롤리돈(NMP)을 첨가하여 음극 혼합물 슬러리를 제조하였다. 상기 음극 혼합물 슬러리를 음극 집전체인 두께가 20인 구리 박막에 도포 및 건조하여 음극을 제조한 후 , 롤 프레스(roll press)를 실시하였다.
N-methyl-2 pyrrolidone (NMP) as a solvent was added to 85% by weight of carbon powder as a negative electrode active material, 8% by weight of carbon black as a conductive material, and 7% by weight of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder. Addition to prepare a negative electrode mixture slurry. The negative electrode mixture slurry was coated and dried on a copper thin film having a thickness of 20, which is a negative electrode current collector, to prepare a negative electrode, and then roll press was performed.

전지 제조
Battery manufacturing

상극 양극, 음극 및 실시예1 내지 2에서 제조된 음이온고정화물질 및 내열고분자가 포함된 기능성 코팅층이 구비된 세퍼레이터를 스태킹(stacking) 방식을 이용하여 단위 전지를 조립하였으며, 조립된 전지에 1M의 리튬헥사플로로포스페이트(LiPF6)이 용해된 에틸렌카보네이트/디메틸카보네이트 (EC/DEC=1:2, 부피비)계 전해액을 주입하여 리튬이차전지를 제조하였다.The unit cell was assembled by stacking the separator including the upper electrode, the anode, and the functional coating layer including the anion-immobilized materials and the heat-resistant polymers prepared in Examples 1 to 2. A lithium secondary battery was prepared by injecting an ethylene carbonate / dimethyl carbonate (EC / DEC = 1: 2, volume ratio) electrolyte in which hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was dissolved.

비교예 1
Comparative Example 1

기공도는 40%, 두께는 20인 폴리에틸렌 다공성 기재를 기능성 코팅층이 구비된 세퍼레이터의 성능 평가시 비교군으로 사용하였다.
A polyethylene porous substrate having a porosity of 40% and a thickness of 20 was used as a comparative group when evaluating the performance of the separator with the functional coating layer.

비교예 2
Comparative Example 2

음이온고정화물질 대신에 평균입경이 450nm의 SiO2을 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 제조하였다.
It was prepared in the same manner as in Example 1 except that SiO 2 having an average particle diameter of 450 nm was used instead of the anion fixing material.

실험예 1 (이온전도도, 양이온수율 측정)Experimental Example 1 (ion conductivity, cation yield measurement)

실시예 1, 실시예 2, 비교예 1에서 제조된 세퍼레이터를 아르곤 분위기의 글로브 박스내로 옮겨 1M의 리튬헥사플로로포스페이트(LiPF6)이 용해된 에틸렌카보네이트/디메틸카보네이트 (EC/DEC=1:2, 부피비)계 전해액에 함침시킨 후, 두 개의 스테인레스 스틸 전극사이에 접착시켜 폴리에틸렌이 코팅된 알루미늄 포장재로 밀봉한 다음 이온전도도를 측정하였다. 그결과 양이온수율 및 양이온전도도에서 본 발명의 분리막을 이용하는 경우 매우 우수한 선능을 나타내었다.The separators prepared in Examples 1, 2 and Comparative Example 1 were transferred into an argon atmosphere glove box, and ethylene carbonate / dimethyl carbonate (EC / DEC = 1: 2) in which 1 M lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was dissolved. After impregnation with a volume-based electrolyte solution, it was adhered between two stainless steel electrodes and sealed with an aluminum packaging material coated with polyethylene, and then ion conductivity was measured. As a result, when the membrane of the present invention is used in cation yield and cation conductivity, it showed very good performance.

표 1.Table 1.

Figure 112011100165931-pat00001
Figure 112011100165931-pat00001

실험예 2 (전압안정성)Experimental Example 2 (voltage stability)

음이온고정화물질 및 내열고분자가 포함된 기능성 코팅층이 구비된 세퍼레이터(실시예 1과 2)와 비교예 1과 2의 세퍼레이터를 1M의 리튬헥사플로로포스페이트(LiPF6)이 용해된 에틸렌카보네이트/디메틸카보네이트 (EC/DEC=1:2, 부피비)계 전해액에 함침시킨 후, SUS/리튬 전지를 만들어서 전기화학적 안정성을 평가하였다. 기준전극으로는 리튬 전극을 작업 전극으로 SUS를 선택하여, 0V에서 7V까지 2mV/sec의 속도로 전압을 인가하여 그 결과를 나타내었다. 본 발명의 분리막을 가지는 전지의 경우 매우우수한 전압안정성을 나타내었다.
Separator (Examples 1 and 2) with a functional coating layer containing anionic stabilizer and heat-resistant polymer and ethylene carbonate / dimethyl carbonate in which 1M lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was dissolved After impregnating the (EC / DEC = 1: 2, volume ratio) -based electrolyte solution, an SUS / lithium battery was made to evaluate electrochemical stability. As a reference electrode, a lithium electrode was selected as a working electrode, and SUS was selected, and a voltage was applied at a rate of 2 mV / sec from 0V to 7V to show a result. The battery having the separator of the present invention showed very excellent voltage stability.

표 2.Table 2.

Figure 112011100165931-pat00002

Figure 112011100165931-pat00002

실험예 3 (열적안전성)Experimental Example 3 (thermal safety)

음이온고정화물질 및 내열고분자가 포함된 기능성 코팅층이 구비된 세퍼레이터를 제조한 실시예 1, 실시예 2와 비교예 1과 2의 세퍼레이터를 일정한 크기인 3 x 3 cm2 로 자른 뒤 140 오븐에 30분간 넣은 뒤 열수축률을 관찰하였다. 그 결과 본 발명에 따른 분리막의 열수축율이 현저히 감소함을 확인하였다.
The separators of Example 1, Example 2 and Comparative Examples 1 and 2, which were prepared with a functional coating layer containing anion-immobilizing material and heat-resistant polymer, were cut into 3 × 3 cm 2 having a constant size and then placed in a 140 oven for 30 minutes. After the heat shrinkage was observed. As a result, it was confirmed that the thermal contraction rate of the separator according to the present invention is significantly reduced.

실험예 4 (리튬이차전지의 성능 평가)Experimental Example 4 (Performance Evaluation of Lithium Secondary Battery)

본 발명에서 제조된 음이온고정화물질 및 내열고분자가 포함된 기능성 코팅층이 구비된 세퍼레이터를 포함하는 리튬이차전지의 율별특성을 평가하기 위하여, 하기와 같이 수행하였다. 실시예 1 내지 2에서 제조된 음이온고정화물질 및 내열고분자가 포함된 기능성 코팅층이 구비된 세퍼레이터와 비교예 1과 2의 세퍼레이터를 전지용량이 3mAh인 단위 전지를 만들었다. 충전 속도는 0.2C로 고정하고, 각 전지들을 0.5C, 5C, 10C의 방전 속도로 사이클링을 하였으며, 이들의 방전 용량을 율별특성별로 도식하여 하기 표1에 기재하였다. 그 결과 본 발명에 따르는 분리막을 이용한 전지의 경우 매우 우수한 용량유지율을 보여주었다.In order to evaluate the rate-specific characteristics of the lithium secondary battery including a separator provided with a functional coating layer containing anion-immobilized material and heat-resistant polymer prepared in the present invention, it was performed as follows. The separator provided with the functional coating layer containing the anion-immobilizing material and the heat-resistant polymer prepared in Examples 1 and 2 and the separator of Comparative Examples 1 and 2 were made of a unit cell having a battery capacity of 3mAh. The charging rate was fixed at 0.2C, and each of the batteries was cycled at a discharge rate of 0.5C, 5C, and 10C, and their discharge capacities are shown in Table 1 by the rate-specific characteristics. As a result, the battery using the separator according to the present invention showed a very good capacity retention rate.

표3Table 3

Figure 112011100165931-pat00003

Figure 112011100165931-pat00003

Claims (10)

다공성 기재; 및 상기 다공성 기재의 적어도 일면에 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아세탈, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥시드, 폴리페닐렌설피드 및 폴리에틸렌나프탈렌 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 내열성 고분자와 보론 옥사이드가 10:90~99:1 중량비로 포함되는 코팅층을 가지는 리튬이차전지 세퍼레이터.
A porous substrate; And polyimide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyacetal, polyamide, polycarbonate, polyetheretherketone, polyethersulfone, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide and polyethylene on at least one side of the porous substrate. Lithium secondary battery separator having a coating layer containing at least one heat-resistant polymer selected from naphthalene and boron oxide in a weight ratio of 10:90 ~ 99: 1.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 코팅층의 기공 크기 및 기공도는 각각 0.01 내지 10㎛ 및 5 내지 95%인 세퍼레이터.
The method of claim 1,
The pore size and porosity of the coating layer is a separator of 0.01 to 10㎛ and 5 to 95%, respectively.
제 1항에 있어서,
상기 코팅층의 두께는 1 내지 20㎛ 인 세퍼레이터.
The method of claim 1,
The thickness of the coating layer is a separator of 1 to 20㎛.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 보론 옥사이드의 입자의 크기는 0.01 내지 10㎛ 인 세퍼레이터.
The method of claim 1,
The particle size of the boron oxide is a separator of 0.01 to 10㎛.
양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전기화학소자에 있어서,
상기 세퍼레이터가 제 1항, 제 5항, 제6항 및 제 9항 중에서 선택되는 어느 한 항의 세퍼레이터인 전기화학소자.

In the electrochemical device comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode,
The electrochemical device of claim 1, wherein the separator is a separator of any one of claims 1, 5, 6, and 9.

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