KR101329729B1 - Porous coating membrane with shut-down characteristic and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a porous coating film with an enhanced shut-down characteristic and a manufacturing method for the same. More specifically, by applying a shut-down coating layer including polymer resin with a shut-down characteristic on one side or both sides of a fine porous member which is used as a separation film for a secondary battery, the porous coating film has a relatively low shut-down temperature compared to other general porous materials and shows improved thermal stability overall.

Description

셧다운 특성이 강화된 다공성 코팅 막 및 그 제조방법{Porous coating membrane with shut-down characteristic and its manufacturing method}Porous coating membrane with shut-down characteristic and its manufacturing method

본 발명은 셧다운 특성이 강화된 다공성 코팅 막 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 이차전지용 분리막으로 사용되는 미세 다공성 기재의 일면 또는 양면에 셧다운(Shut-down) 특성을 갖는 고분자 수지를 포함하는 셧다운 코팅층을 도포함으로써 통상적인 다공성 기재에 비해 상대적으로 낮은 셧다운 온도를 가지며, 전체적으로 열적 안정성이 개선된 다공성 코팅 막 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a porous coating membrane with enhanced shutdown characteristics and a method for manufacturing the same, and more specifically, to a polymer resin having a shutdown characteristic on one or both surfaces of a microporous substrate used as a separator for secondary batteries. The present invention relates to a porous coating membrane having a relatively low shutdown temperature compared to a conventional porous substrate and having improved thermal stability as a whole by applying a shutdown coating layer including the same, and a method of manufacturing the same.

최근 각종 전기제품(Electronic product)들의 경량화 및 소형화에 따라 높은 에너지 밀도를 갖는 리튬 이차전지가 휴대전화, 노트북, 각종 전동공구 등의 넓은 분야에서 사용되고 있다. 특히 최근의 지구 온난화가 가속화됨에 따라 이산화탄소의 배출량 대폭 절감할 수 있는 전기 자동차(Electromobile, EV)나 하이브리드 자동차(HEV)에 세계적인 관심이 쏠리고 있으며, 따라서 그 핵심기술이라 할 수 있는 고용량, 고출력의 리튬 이차전지의 개발이 활발하게 진행되고 있다.Recently, with the reduction in weight and miniaturization of various electronic products, lithium secondary batteries having a high energy density have been used in a wide range of fields such as mobile phones, laptops, and various power tools. In particular, as global warming accelerates, global attention is focused on electric vehicles (EVs) and hybrid vehicles (HEVs), which can significantly reduce carbon dioxide emissions. Development of secondary batteries is actively underway.

일반적으로 리튬 이차전지는 리튬화합물 등의 양극 활물질을 함유하는 양극과, 흑연과 같은 탄소재료 등의 음극 활물질을 함유하는 음극, 그리고 전해액과, 고분자 다공질 막으로 이루어지는 분리막으로 구성된다. 이러한 구성요소들 중에서 이차전지의 수명, 안정성에 가장 중요한 역할을 하는 부분이 바로 분리막(Separator)이다. 따라서 이차전지의 개발은 적합한 분리막 재료의 개발에 많은 부분 의존하고 있다.In general, a lithium secondary battery is composed of a positive electrode containing a positive electrode active material such as a lithium compound, a negative electrode containing a negative electrode active material such as a carbon material such as graphite, an electrolyte and a separator composed of a polymer porous membrane. Among these components, a separator that plays a most important role in the lifespan and stability of a secondary battery is a separator. Therefore, the development of a secondary battery depends in large part on the development of a suitable separator material.

종래 리튬 이차전지용으로 사용되는 분리막은 주로 폴리올레핀계 필름이나 폴리에스테르계 부직포 등이 사용되고 있으며, 이러한 분리막은 양극과 음극을 전기적으로 절연시켜야 하고, 전해질에 대해서는 투과성이 있어야 한다. 그리고, 이차전지의 열적 안전성은 분리막의 셧다운 온도(Shut-down temperature), 용융 파단온도(Melt-down temperature) 및 고온 열수축율(Heat-shrinkage ratio) 등에 의해서 좌우된다. Conventionally, a separator used for a lithium secondary battery is mainly a polyolefin-based film or a polyester nonwoven fabric, and the like, and the separator must electrically insulate the positive electrode and the negative electrode and must be permeable to the electrolyte. In addition, the thermal safety of the secondary battery depends on the shutdown temperature of the separator, the melt-down temperature, and the high-temperature heat-shrinkage ratio.

상기 셧다운 온도는 전지 내부의 온도가 비정상적으로 증가할 때, 분리막 내부의 미세 기공이 닫혀서 더 이상 전류가 흐르지 못하게 되는 온도를 말하고, 용융 파단온도는 전지 내부의 온도가 닫힘온도 이상으로 계속 올라갈 때 분리막이 용융 파단되어 전기적 단락이 발생하는 온도를 말하며, 열수축율(Thermal shrinkage)은 분리막이 100℃ 이상의 고온에 노출되었을 때 그 크기(Dimension)가 수축하는 정도를 말한다. 따라서 이차전지의 안정성을 확보하기 위해서는 셧다운 온도는 낮고, 용융 파단온도는 높으며, 열수축율은 낮은 분리막을 개발해야 한다. The shutdown temperature refers to a temperature at which the micropores inside the separator are closed and no more current flows when the temperature inside the battery is abnormally increased, and the melt breaking temperature is a separator when the temperature inside the battery continues to rise above the closing temperature. The melt shrinkage refers to the temperature at which electrical short occurs, and thermal shrinkage refers to the degree to which the dimension shrinks when the separator is exposed to a high temperature of 100 ° C. or higher. Therefore, in order to secure the stability of the secondary battery, it is necessary to develop a separator having a low shutdown temperature, a high melt fracture temperature, and a low thermal contraction rate.

종래에도 분리막의 셧다운 특성을 개선하기 위한 노력들이 꾸준히 진행되어 왔으며, 예컨대 국내 특허등록 제1091228호(2011.12.01. 엘지화학), 국제특허출원 PCT/US2010/026425호(2010.03.05. 도레이) 등에는 다공성 기재의 셧다운 온도를 저하시키기 위한 방법이 개시되어 있다.In the past, efforts to improve the shutdown characteristics of the separator have been steadily progressed, for example, domestic patent registration No. 1011228 (2011.12.01. LG Chem), international patent application PCT / US2010 / 026425 (2010.03.05. Toray) Discloses a method for lowering the shutdown temperature of a porous substrate.

상기 엘지화학 특허에는 다수의 기공을 갖는 평면상의 부직포 기재의 적어도 일면에 다공성 코팅층을 구비한 분리막이 소개되어 있다. 상기 다공성 코팅층은 다수의 필러 입자와 바인더 고분자의 혼합물로 형성되며, 상기 필러 입자는 상기 부직포 기재의 융점보다 낮은 융점을 갖는 저융점 수지와 다수의 도전재 입자의 혼합물로 된 도전성 PTC(Positive Temperature Coefficient) 입자들을 포함하는 것으로 특징으로 한다.The LG Chem patent discloses a separator having a porous coating layer on at least one surface of a planar nonwoven substrate having a plurality of pores. The porous coating layer is formed of a mixture of a plurality of filler particles and a binder polymer, the filler particles are conductive PTC (Positive Temperature Coefficient) of a mixture of a low melting point resin and a plurality of conductive material particles having a melting point lower than the melting point of the nonwoven fabric substrate ) Particles.

상기 분리막은 열 폭주(Thermal runaway) 시 기공을 폐쇄하는 기능이 부여되어 있다. 그러나 상기 엘지화학 특허에서는 저융점 수지가 폴리올레핀계 수지로만 한정되어 있고, 따라서 기공을 폐쇄하는 온도가 상기 저융점 수지의 융점으로만 제한되어 있다.The separator is provided with a function of closing pores during thermal runaway. However, in the LG Chem patent, the low melting point resin is limited only to the polyolefin resin, and thus the temperature at which the pores are closed is limited only to the melting point of the low melting point resin.

또한 상기 도레이 특허에는 분자량(Mw)이 1.0106 이상인 제1 폴리에틸렌; 분자량(Mw)이 1.0×105 ~ 0.95×106 이며 융점(Tm)이 127.0℃을 초과하는 제2 폴리에틸렌; 분자량(Mw)이 1.0×104 ~ 5.0×106 이며 융점(Tm)이 115~127℃인 에틸렌-α-올레핀 코폴리머인 제3 폴리에틸렌을 포함하여 이루어진 셧다운 특성을 나타내는 분리막이 소개되어 있다. 그러나, 상기 도레이 특허의 경우, 다양한 고분자의 적용이 어렵고 전해액에 대한 함침성을 개선해야 한다는 측면에서 상당한 기술적 과제를 남겨두고 있다.In addition, the Toray patent includes a first polyethylene having a molecular weight (Mw) of 1.010 6 or more; Second polyethylene having a molecular weight (Mw) of 1.0 × 10 5 to 0.95 × 10 6 and a melting point (Tm) of greater than 127.0 ° C .; A separator showing a shutdown characteristic comprising a third polyethylene which is an ethylene-α-olefin copolymer having a molecular weight (Mw) of 1.0 × 10 4 to 5.0 × 10 6 and a melting point (Tm) of 115 to 127 ° C is introduced. However, in the case of the Toray patent, it is difficult to apply various polymers, and it leaves a considerable technical problem in terms of improving the impregnation of the electrolyte.

그외에도 엘지화학의 국내 특허등록 제739337호(2007.07.06.), 제858214호(2008.09.04.) 및 제889207호(2009.03.06) 등에는 폴리올레핀계 다공성 기재의 표면에 무기물 입자와 바인더 고분자로 이루어진 활성층을 코팅하여 분리막의 열적 안정성을 개선하는 기술이 소개되어 있다. 그러나 이러한 엘지화학의 특허들에서는 용융 파단온도를 높이고, 열수축률을 낮추는 효과만 얻고 있을 뿐, 기공 폐쇄온도를 낮추어 주는 셧다운 기능은 보고되어 있지 않다.
In addition, LG Chem's domestic patent registrations 739337 (2007.07.06.), 858214 (2008.09.04.), And 889207 (2009.03.06), etc., include inorganic particles and a binder polymer on the surface of a polyolefin-based porous substrate. By coating an active layer consisting of a technique for improving the thermal stability of the separator is introduced. However, these LG Chem patents only provide the effect of increasing the melt fracture temperature and lowering the heat shrinkage rate, and there is no report of a shutdown function that lowers the pore closing temperature.

1. 특허등록 제1091228호(2011.12.01. 엘지화학)1.Patent Registration No. 911228 (2011.12.01.LG Chem) 2. 국제 특허출원 PCT/US2010/026425호(2010.03.05. 도레이 토넨 기노우마쿠 코도카이샤)2. International patent application PCT / US2010 / 026425 (2010.03.05. Toray Tonen Kinoumaku Kodo Kaisha) 3. 특허등록 제739337호(2007.07.06. 엘지화학)3. Patent registration No. 739337 (2007.07.06.LG Chem) 4. 특허등록 제858214호(2008.09.04. 엘지화학)4. Patent registration No. 858214 (2008.09.04.LG Chem) 5. 특허등록 제889207호(2009.03.06. 엘지화학)5. Patent registration No. 889207 (2009.03.06.LG Chem)

이상 설명한 바와 같이, 이차전지의 안정성을 확보하기 위해서는 분리막의 열적 안전성을 향상시켜야 한다. 즉 셧다운 온도는 낮고, 용융 파단온도는 높으며, 열수축율은 낮은 분리막을 개발해야 한다. 그런데, 일반적으로 셧다운 온도를 낮추면 용융 파단온도도 낮아지고, 용융 파단온도를 높이면 셧다운 온도도 높아지는 문제가 있다. As described above, in order to secure the stability of the secondary battery, the thermal safety of the separator must be improved. In other words, membranes with low shutdown temperatures, high melt fracture temperatures and low thermal shrinkage should be developed. However, in general, when the shutdown temperature is lowered, the melt fracture temperature is lowered. When the melt fracture temperature is increased, the shutdown temperature is also increased.

이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이차전지용 분리막으로 사용되는 미세 다공성 코팅 막에 있어서, 특히 셧다운 특성이 우수하고 나아가 열적 안전성이 개선된 다공성 코팅 막 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a porous coating membrane and a method of manufacturing the same in the microporous coating membrane used as a secondary battery separator, in particular excellent in the shutdown characteristics and further improved thermal safety.

본 발명에서 셧다운 특성이라 함은 전지 내부의 온도가 비정상적으로 증가할 때, 분리막 내부의 미세 기공이 닫혀서 더 이상 전류가 흐르지 못하게 하는 기능을 말한다.
In the present invention, the shutdown characteristic refers to a function of preventing the current from flowing any more because the micropores inside the separator are closed when the temperature inside the battery increases abnormally.

본 발명에 따른 다공성 코팅 막은 미세 다공성 기재의 일면 또는 양면에 셧다운 특성을 갖는 고분자 수지를 포함하는 셧다운 코팅층이 도포된 것을 특징으로 한다. The porous coating membrane according to the present invention is characterized in that a shutdown coating layer comprising a polymer resin having a shutdown characteristic is applied to one or both surfaces of the microporous substrate.

이때, 상기 셧다운 코팅층은 유화중합법 또는 현탁중합법으로 제조된 셧다운 특성을 갖는 고분자 0.1~50 중량부와, 바인더 수지 1~40 중량부와, 분산 용매 10~100 중량부를 포함하여 이루어진 코팅슬러리를 도포하여서 형성된 것을 특징으로 한다. In this case, the shutdown coating layer is a coating slurry comprising 0.1 to 50 parts by weight of a polymer having a shutdown characteristic prepared by emulsion polymerization or suspension polymerization, 1 to 40 parts by weight of a binder resin, and 10 to 100 parts by weight of a dispersion solvent. It is characterized by being formed by coating.

상기 셧다운 특성을 갖는 고분자는 (메타)아크릴계 공중합체, (메타)아크릴-스타이렌계 공중합체, (메타)아크릴-아크릴로니트릴계 공중합체, 실리콘-(메타)아크릴계 공중합체, 에폭시-(메타)아크릴계 공중합체, 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.Polymers having the above shutdown characteristics include (meth) acrylic copolymers, (meth) acryl-styrene copolymers, (meth) acryl-acrylonitrile copolymers, silicone- (meth) acrylic copolymers, epoxy- (meth) At least one selected from an acrylic copolymer, an ethylene copolymer, and a propylene copolymer.

본 발명에 따른 다공성 코팅 막의 제조방법은, A) 유화중합법 또는 현탁중합법으로 제조된 셧다운 특성을 갖는 고분자 0.1~50 중량부와, 바인더 수지 1~40 중량부와, 분산 용매 10~100 중량부를 혼합하여 코팅슬러리를 제조하는 단계와; B) 상기 코팅슬러리를 다공성 기재의 일면 또는 양면에 0.5~10㎛의 두께로 도포하고 건조하여 셧다운 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Method for producing a porous coating membrane according to the present invention, A) 0.1 to 50 parts by weight of a polymer having a shutdown characteristic prepared by emulsion polymerization or suspension polymerization method, 1 to 40 parts by weight of binder resin, 10 to 100 weight of dispersion solvent Mixing the parts to prepare a coating slurry; B) applying the coating slurry on one or both sides of the porous substrate to a thickness of 0.5 ~ 10㎛ and dried to form a shutdown coating layer; characterized in that it comprises a.

본 발명에 따른 다공성 코팅 막은 베이스 필름인 미세 다공성 기재의 셧다운 특성과 상관없이 상기 다공성 기재에 도포된 셧다운 코팅층이 130℃ 이하의 셧다운 온도를 얻을 수 있다. In the porous coating membrane according to the present invention, the shutdown coating layer applied to the porous substrate may obtain a shutdown temperature of 130 ° C. or less regardless of the shutdown characteristics of the microporous substrate which is the base film.

따라서, 내열 특성이 우수한 다공성 기재를 베이스 필름으로 사용하고, 여기에 본 발명의 셧다운 코팅층을 도포함으로써, 셧다운 온도는 낮고, 용융 파단온도는 높으며, 열수축율은 낮은 분리막을 제조할 수 있고, 나아가 이차전지의 열적 안정성을 대폭 향상시켜 주는 효과가 있다.
Therefore, by using a porous substrate having excellent heat resistance as a base film and applying the shutdown coating layer of the present invention to it, it is possible to produce a separator having a low shutdown temperature, a high melt fracture temperature, and a low thermal contraction rate. There is an effect of greatly improving the thermal stability of the battery.

본 발명에 따른 다공성 코팅 막은 미세 다공성 기재의 일면 또는 양면에 셧다운(Shut-down) 특성을 갖는 고분자 수지를 포함하는 셧다운 코팅층이 도포된 것을 특징으로 한다. 이때, 베이스 필름(Base film)으로 사용되는 상기 미세 다공성 기재는 폴리올레핀, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리술폰, 셀룰로스 아세테이트, 테프론, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드 필름을 포함한다. 본 발명에서는 편의상 코팅층이 도포되지 않은 상태의 베이스 필름을‘다공성 기재'이라 칭하고, 상기 다공성 기재 위에 코팅층이 도포된 상태를‘다공성 코팅 막’이라 지칭한다.
The porous coating membrane according to the present invention is characterized in that a shutdown coating layer comprising a polymer resin having a shutdown (Shut-down) property is applied to one or both surfaces of the microporous substrate. In this case, the microporous substrate used as the base film includes polyolefin, polyvinylidene fluoride, polysulfone, cellulose acetate, teflon, polyester, polyamide, polyimide film. In the present invention, a base film in a state in which the coating layer is not applied is referred to as a "porous substrate" for convenience, and a state in which the coating layer is coated on the porous substrate is referred to as a "porous coating membrane".

본 발명에서 상기 셧다운 코팅층은 유화중합법 또는 현탁중합법으로 제조된 셧다운 특성을 갖는 고분자 0.1~50 중량부와, 바인더 수지 1~40 중량부와, 분산 용매 10~100 중량부을 포함하여 이루어진 코팅슬러리를 도포하여서 형성된다. 상기 셧다운 코팅층은 전지 내부의 온도가 일정 온도 이상으로 증가하면 용해되어 분리막 내부의 기공을 폐쇄함으로서 이온 물질의 이동을 차단하는 기능을 갖는다.In the present invention, the shutdown coating layer is a coating slurry comprising 0.1 to 50 parts by weight of a polymer having a shutdown characteristic prepared by emulsion polymerization or suspension polymerization, 1 to 40 parts by weight of a binder resin, and 10 to 100 parts by weight of a dispersion solvent. It is formed by applying. The shutdown coating layer has a function of blocking the movement of ionic materials by dissolving when the temperature inside the battery increases above a certain temperature to close the pores in the separator.

그리고, 상기 셧다운 코팅층의 두께는 0.5~10㎛인 것이 바람직한데, 상기 두께가 0.5㎛ 미만이면 코팅 분리막의 셧다운 기능을 충분히 부여할 수 없게 되고, 반대로 10㎛ 이상일 경우에는 통기성이 저하되고, 분리막 전체의 두께가 너무 두꺼워져서 이차전지 조립의 작업성 및 대형화에 부정적인 영향을 미치게 된다.And, the thickness of the shutdown coating layer is preferably 0.5 ~ 10㎛, if the thickness is less than 0.5㎛ can not impart a sufficient shutdown function of the coating separator, on the contrary, if it is 10㎛ or more, the air permeability is lowered, the whole membrane Too thick of the negatively affect the workability and size of the secondary battery assembly.

상기 셧다운 특성을 나타내는 고분자 수지로는 (메타)아크릴계 공중합체, (메타)아크릴-스타이렌계 공중합체, (메타)아크릴-아크릴로니트릴계 공중합체, 실리콘-(메타)아크릴계 공중합체, 에폭시-(메타)아크릴계 공중합체, 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. Examples of the polymer resin exhibiting the shutdown characteristics include (meth) acrylic copolymers, (meth) acryl-styrene copolymers, (meth) acryl-acrylonitrile copolymers, silicone- (meth) acrylic copolymers, and epoxy- ( Any one or more selected from a meta) acrylic copolymer, an ethylene copolymer, and a propylene copolymer can be used.

상기 셧다운 특성을 갖는 고분자 수지는 다양한 화학적 변성을 통하여 분리막의 내열성 향상과 물리 화학적 성질을 조절하는데 기여한다. 그래서 상기 고분자 수지의 함량이 0.1 중량부 미만이면 미세다공성 코팅 분리막에서 충분한 셧다운 특성을 나타낼 수 없고, 50 중량부 이상이면 코팅막의 유연성이 부족하여 전지 조립성능이 저하될 우려가 있고, 저온에서 미세한 크랙(Crack)이 생길 수 있는 문제가 있다. 또한, 상기 셧다운 특성을 갖는 고분자는 중량평균 분자량이 50,000~500,000이고, 입도가 0.01~1㎛이고, 융점이 105~145℃인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
The polymer resin having the shutdown characteristic contributes to improving the heat resistance and physicochemical properties of the separator through various chemical modifications. Therefore, when the content of the polymer resin is less than 0.1 parts by weight, it may not exhibit sufficient shutdown characteristics in the microporous coating membrane. If the content is 50 parts by weight or more, the coating membrane may be insufficient due to lack of flexibility of the coating film, and there may be a decrease in fine cracks at low temperatures. There is a problem that can cause cracks. Moreover, it is preferable to use the polymer which has the said shutdown characteristic that a weight average molecular weight is 50,000-500,000, particle size is 0.01-1 micrometer, and melting | fusing point is 105-145 degreeC.

다음으로 상기 바인더 수지로는 폴리비닐 플로리덴 호모폴리머(PVDF HOMO), 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로 프로필렌(PVDF-HFP), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌(PVDF-CTFE), 아크릴계 공중합체, 메타아크릴계 공중합체, (메타)아크릴-스타이렌계 공중합체, (메타)아크릴-아크릴로니트릴계 공중합체, 실리콘-(메타)아크릴계 공중합체, 에폭시-(메타)아크릴계 공중합체, 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 부타디엔-스타이렌 공중합체, 이소프렌-스타이렌 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌 공중합체, 부타디엔-스타이렌 공중합체, 스타이렌-부타디엔-스타이렌 공중합체 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. Next, as the binder resin, polyvinyl fluoride homopolymer (PVDF HOMO), polyvinylidene fluoride-hexafluoro propylene (PVDF-HFP), polyvinylidene fluoride-trichloroethylene (PVDF-CTFE), acrylic Copolymer, methacrylic copolymer, (meth) acryl-styrene copolymer, (meth) acryl-acrylonitrile copolymer, silicone- (meth) acrylic copolymer, epoxy- (meth) acrylic copolymer, polybutadiene , Polyisoprene, butadiene-styrene copolymer, isoprene-styrene copolymer, acrylonitrile-butadiene copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, butadiene-styrene copolymer, styrene-butadiene-styrene Any one or more selected from ene copolymers may be used.

상기 바인더 수지는 상기 셧다운 특성을 나타내는 고분자 수지를 베이스 필름의 표면에 안정하게 고정시켜 주는 역할을 할 뿐만 아니라, 상기 셧다운 코팅층에 유연성을 부여하는 것으로, 그 함량이 1 중량부 미만이면 셧다운 특성을 나타내는 고분자나 무기 필러가 베이스 필름에 적절히 접착되지 않을 수 있고, 반대로 40 중량부 이상이면 통기도가 증가하여 바람직하지 않다.
The binder resin not only serves to stably fix the polymer resin exhibiting the shutdown characteristic to the surface of the base film, but also provides flexibility to the shutdown coating layer. When the content is less than 1 part by weight, the binder resin exhibits the shutdown characteristic. The polymer or the inorganic filler may not be properly adhered to the base film. On the contrary, if the content is 40 parts by weight or more, the air permeability increases, which is not preferable.

마지막으로 상기 분산 용매로는 물, 시클로펜탄, 시클로헥산, 톨루엔, 자일렌, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 테트라하이드로퓨란, 에틸렌글리콜 디에틸에테르, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용한다.Finally, the dispersion solvent is water, cyclopentane, cyclohexane, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, ethyl acetate, butyl acetate, acetonitrile, propionitrile, tetrahydrofuran, ethylene glycol diethyl ether Or at least one selected from methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, N-methylpyrrolidone, and N, N-dimethylformamide.

상기 분산 용매는 다공성 기재의 일면 또는 양면에 코팅슬러리를 도포한 후 건조하는 과정에서 모두 휘발한다. 따라서, 본 발명의 다공성 코팅 막에 도포된 셧다운 코팅층에는 실질적으로 분산 용매가 거의 포함되어 있지 않다. The dispersion solvent is all volatilized during the drying process after coating the coating slurry on one or both sides of the porous substrate. Thus, the shutdown coating layer applied to the porous coating membrane of the present invention contains substantially no dispersion solvent.

상기 분산용매의 함량이 10 중량부 미만이면 코팅슬러리의 점도가 높아져 코팅 두께가 불균일하게 되어 제조 공정에 문제가 되고, 반대로 99 중량부 이상이면 코팅슬러리의 점도가 너무 낮아져서 코팅막의 성분이 균일하지 분포되지 못할 우려가 있다.
If the content of the dispersion solvent is less than 10 parts by weight, the viscosity of the coating slurry is increased and the coating thickness is uneven, which is a problem in the manufacturing process, on the contrary, if the content is more than 99 parts by weight, the viscosity of the coating slurry is too low to uniformly distribute the components of the coating film. There is a risk of not being.

한편, 본 발명에 따른 다공성 코팅 막의 제조방법은 (A) 셧다운 특성을 갖는 고분자 수지를 포함하는 코팅슬러리(Coating slurry)를 제조하는 단계와, (B) 다공성 기재의 일면 또는 양면에 상기 코팅슬러리를 도포하여 셧다운 코팅층을 형성하는 단계로 이루어진다.On the other hand, the method of manufacturing a porous coating membrane according to the present invention comprises the steps of (A) preparing a coating slurry (Coating slurry) comprising a polymer resin having a shutdown characteristic, and (B) the coating slurry on one or both sides of the porous substrate Coating to form a shutdown coating layer.

A) 코팅슬러리의 제조 A) Preparation of Coating Slurry

먼저 셧다운 코팅층을 형성하는데 사용되는 코팅슬러리는 유화중합법 또는 현탁중합법으로 제조된 셧다운 특성을 갖는 고분자 0.1~50 중량부와, 바인더 수지 1~40 중량부와, 분산용매 10~100 중량부를 혼합하여서 제조된다. 여기서 상기 셧다운 특성을 갖는 고분자와, 바인더 수지 및 분산용매의 종류에 대해서는 앞에서 설명한 바와 같으므로 중복 설명을 생략한다.First, the coating slurry used to form the shutdown coating layer is mixed with 0.1 to 50 parts by weight of a polymer having a shutdown characteristic prepared by emulsion polymerization or suspension polymerization, 1 to 40 parts by weight of a binder resin, and 10 to 100 parts by weight of a dispersion solvent. It is manufactured by. Here, the types of the polymer having the shutdown characteristic, the binder resin and the dispersion solvent are the same as described above, and thus redundant description is omitted.

다만, 상기 셧다운 특성을 갖는 고분자 수지 중에서 (메타)아크릴계 공중합체의 제조방법을 예시하면, 유화제의 존재 하에 수산기 함유 (메타)아크릴산 에스테르 0.1~10 중량부, (메타)아크릴산의 탄소수 1~4의 알킬 에스테르 60~95 중량부, 그리고 이들 불포화 단량체와 공중합이 가능한 다른 불포화 단량체 0.5~30 중량부로 이루어지는 단량체 혼합물을 유화중합법 또는 현탁중합법으로 중합하여 제조할 수 있다.However, when the manufacturing method of a (meth) acrylic-type copolymer is illustrated in the polymer resin which has the said shutdown characteristic, 0.1-10 weight part of hydroxyl-containing (meth) acrylic acid esters and C1-C4 of (meth) acrylic acid in presence of an emulsifier The monomer mixture which consists of 60-95 weight part of alkyl esters and 0.5-30 weight part of other unsaturated monomers copolymerizable with these unsaturated monomers can be manufactured by superposing | polymerizing by emulsion polymerization method or suspension polymerization method.

또한 상기 분산용매로는 앞서 설명한 바와 같이 물 또는 유기용매를 사용할 수 있는데, 물을 분산용매로 사용하면, 코팅 후 건조과정에서 휘발성 유독물질이 발생할 우려가 없어서 친환경적인 작업이 가능하다. In addition, as the dispersion solvent, water or an organic solvent may be used as described above. When water is used as the dispersion solvent, there is no risk of generating volatile toxic substances during the drying process after coating, thereby enabling eco-friendly operation.

그리고 상기 유기용매를 분산용매로 사용할 경우, 고분자에 대한 용해력이 높은 유기용매를 사용할수록 상기 셧다운 특성을 갖는 고분자 수지의 함량을 높일 수 있고, 코팅슬러리가 안정적인 분산 상태를 유지할 수 있다. 또한, 끓는점이 낮을수록 코팅막을 건조하는 과정에서 분산 용매를 보다 용이하게 제거할 수 있다. 상기 분산용매의 끊는점은 40~150℃인 것이 적합하다.
When the organic solvent is used as a dispersion solvent, the more the solvent having high solubility to the polymer is used, the higher the content of the polymer resin having the shutdown characteristic can be, and the coating slurry can maintain a stable dispersion state. In addition, the lower the boiling point, the easier it is to remove the dispersion solvent in the process of drying the coating film. It is preferable that the breaking point of the said dispersion solvent is 40-150 degreeC.

B) 코팅슬러리의 코팅 및 건조 B ) Coating and drying of coating slurry

다음은 상기 A) 단계에서 제조된 코팅슬러리를 미세 다공성 기재의 일면 또는 양면에 0.5~10㎛의 두께로 도포하고 이를 건조하여 셧다운 코팅층을 형성한다. 이때, 상기 코팅슬러리 중에 포함되어 있는 분산 용매는 상기 건조 과정에서 모두 제거된다. 따라서 셧다운 코팅층에는 상기 분산용매가 남아 있지 않다. Next, the coating slurry prepared in step A) is applied to one or both surfaces of the microporous substrate with a thickness of 0.5 to 10 μm, and dried to form a shutdown coating layer. At this time, all of the dispersion solvent contained in the coating slurry is removed in the drying process. Therefore, the dispersion solvent does not remain in the shutdown coating layer.

상기 코팅액을 도포하는 방법은 통상적인 코팅 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 딥(Dip) 코팅, 다이(Die) 코팅, 그라비아(Gravure) 코팅, 마이크로 그라비아 코팅, 콤마(Comma) 코팅 또는 이들의 혼합 방식 등 다양한 방식을 이용할 수 있다. The coating liquid may be coated using a conventional coating method, for example, dip coating, die coating, gravure coating, micro gravure coating, comma coating, or a combination thereof. Various methods, such as a mixing method, can be used.

또한 상기 셧다운 코팅층을 건조하는 방법으로는 온풍, 열풍에 의한 건조나 진공 건조 또는 원적외선이나 전자선 등을 조사하는 방법을 사용할 수 있다. 그리고, 건조 온도는 분산용매의 종류에 따라 차이가 있으나, 대체로 50~120℃의 온도에서 건조하면 상기 분산용매를 완전히 제거할 수 있다.
In addition, a method of drying the shutdown coating layer may be a method of drying by hot air, hot air, vacuum drying, or irradiating far infrared rays or electron beams. In addition, the drying temperature is different depending on the type of the dispersion solvent, but when the drying at a temperature of 50 ~ 120 ℃ generally can remove the dispersion solvent completely.

이하, 구체적인 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명한다. 다만, 하기 실시예들에 의해서 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to specific examples. However, the scope of the present invention is not limited by the following examples.

[실시예 1]Example 1

1) One) 셧다운shut down 특성을 갖는 고분자의 제조 Preparation of Polymer Having Properties

라디칼 중합성 모노머로서 아크릴산에틸 10 중량부, 메타크릴산메틸 77 중량부, 메타크릴산 n-부틸 10 중량부, 아크릴산 1 중량부, 하이드록시에틸 메타크릴레이트 2 중량부를 혼합하고, 여기에 소디움디알킬 설포석시네이트(농도 70%) 1 중량부, 소디움라우릴 에테르설페이트(농도 33%) 2 중량부, 디소디움알킬에톡시 설포석시네이트(농도 31%) 3 중량부와 탈이온수 50 중량부를 첨가한 다음, 이를 호모믹서에서 교반하여 해당 모노머 함유 조성물을 제조하고, 이를 적하조에 투입하였다.As the radical polymerizable monomer, 10 parts by weight of ethyl acrylate, 77 parts by weight of methyl methacrylate, 10 parts by weight of n-butyl methacrylate, 1 part by weight of acrylic acid, and 2 parts by weight of hydroxyethyl methacrylate are mixed thereto. 1 part by weight of alkyl sulfosuccinate (concentration 70%), 2 parts by weight sodium lauryl ether sulfate (concentration 33%), 3 parts by weight of disodium alkylethoxy sulfosuccinate (concentration 31%) and 50 parts by deionized water After the addition, the mixture was stirred in a homomixer to prepare the monomer-containing composition, which was added to a dropping tank.

별도로 가열장치, 교반기, 환류냉각장치, 온도계, 질소 도입관 및 적하조를 구비한 중합용기에 탈이온수 49 중량부를 투입하고, 질소 분위기 하에서 교반하여 내부온도를 78℃까지 온도를 상승시킨 다음, 고형분으로서 0.1 중량부의 3% 과황산칼륨 수용액을 첨가하였다. 약 5분 정도 경과한 후에 상기 모노머 함유 조성물과, 고형분으로서 0.35 중량부의 3% 과황산칼륨 수용액을 각각 다른 적하조로부터 4시간에 걸쳐 적하하면서 중합을 실시하였다. Separately, 49 parts by weight of deionized water was added to a polymerization vessel equipped with a heating device, a stirrer, a reflux cooling device, a thermometer, a nitrogen introduction tube, and a dropping tank, and stirred under a nitrogen atmosphere to raise the internal temperature to 78 ° C., followed by solid content. 0.1 parts by weight of 3% aqueous potassium persulfate solution was added. After about 5 minutes had elapsed, the monomer-containing composition and 0.35 parts by weight of a 3% potassium persulfate aqueous solution were added dropwise over 4 hours from different dropping tanks as solids.

적하 종료 후 30분간 80℃의 온도를 유지하고, 이어 30분에 걸쳐서 내부온도를 60℃로 설정하여 t-부틸 하이드로 퍼옥사이드 0.1 중량부와 롱가리트-C 0.12 중량부를 첨가한 후, 다시 교반하면서 30분간 반응시키고, 암모니아수로 중화하여서 셧다운 특성을 가지면서 유리전이온도가 75℃인 고분자 수분산액을 얻었다.
After completion of the dropping, the temperature was maintained at 80 ° C. for 30 minutes, and then, the internal temperature was set to 60 ° C. over 30 minutes, and then 0.1 parts by weight of t-butyl hydroperoxide and 0.12 parts by weight of Longgarit-C were added, followed by stirring again. The mixture was reacted for 30 minutes and neutralized with ammonia water to obtain a polymer aqueous dispersion having a shutdown characteristic and having a glass transition temperature of 75 ° C.

2) 바인더 수지의 제조방법2) Manufacturing Method of Binder Resin

라디칼 중합성 모노머로서 아크릴산 에틸 60 중량부, 메타크릴산 n-부틸 21 중량부, 아크릴로니트릴 16 중량부, 메타아크릴산 3 중량부의 혼합하고, 여기에 소디움디알킬 설포석시네이트(농도 70%) 1 중량부, 소디움라우릴 에테르설페이트(농도 33%) 2 중량부, 디소디움알킬에톡시 설포석시네이트(농도 31%) 3 중량부와 탈이온수 50 중량부를 첨가한 후, 호모믹서에서 교반하여 해당 모노머 함유 조성물을 제조하고, 이를 적하조에 투입하였다.As a radically polymerizable monomer, 60 parts by weight of ethyl acrylate, 21 parts by weight of n-butyl methacrylate, 16 parts by weight of acrylonitrile, and 3 parts by weight of methacrylic acid were mixed, and sodium dialkyl sulfosuccinate (concentration 70%) was added thereto. 1 part by weight, 2 parts by weight of sodium lauryl ether sulfate (concentration 33%), 3 parts by weight of disodium alkylethoxy sulfosuccinate (concentration 31%) and 50 parts by weight of deionized water were added, followed by stirring in a homomixer. The monomer-containing composition was prepared, and this was put into a dropping tank.

별도로 가열장치, 교반기, 환류냉각장치, 온도계, 질소 도입관 및 적하조를 구비한 중합용기에 탈이온수 49 중량부를 투입하고, 질소 분위기 하에서 교반하여 내부온도를 78℃까지 온도를 상승시킨 다음, 고형분으로서 0.1 중량부의 3% 과황산칼륨 수용액을 첨가했다. 약 5분 정도 경과한 후에 상기 모노머 함유 조성물과, 고형분으로서 0.35 중량부의 3% 과황산칼륨 수용액을 각각 다른 적하조로부터 4시간에 걸쳐 적하하면서 중합을 실시하였다. Separately, 49 parts by weight of deionized water was added to a polymerization vessel equipped with a heating device, a stirrer, a reflux cooling device, a thermometer, a nitrogen introduction tube, and a dropping tank, and stirred under a nitrogen atmosphere to raise the internal temperature to 78 ° C., followed by solid content. 0.1 parts by weight of 3% aqueous potassium persulfate solution was added. After about 5 minutes had elapsed, the monomer-containing composition and 0.35 parts by weight of a 3% potassium persulfate aqueous solution were added dropwise over 4 hours from different dropping tanks as solids.

적하 종료 후 30분간 80℃의 온도로 유지하고, 이어 30분에 걸쳐서 내부온도를 60℃로 설정하여 t-부틸 하이드로 퍼옥사이드 0.1 중량부와 롱가리트-C 0.12 중량부를 첨가한 후, 다시 교반하면서 30분간 반응시키고 암모니아수로 중화하여 셧다운 특성을 갖으면서 유리전이온도(Tg)가 -14℃인 고분자 수분산액을 얻는다.
After completion of the dropwise addition, the mixture was kept at a temperature of 80 ° C. for 30 minutes, and then the internal temperature was set to 60 ° C. over 30 minutes to add 0.1 parts by weight of t-butyl hydroperoxide and 0.12 parts by weight of Longgarit-C, followed by stirring again. The reaction is 30 minutes and neutralized with ammonia water to obtain a polymer aqueous dispersion having a glass transition temperature (Tg) of -14 ℃ while having a shutdown characteristic.

3) 3) 코팅슬러리의Coating slurry 제조 Produce

상기 1)단계에서 제조된 셧다운 특성을 갖는 고분자 30 중량부와, 상기 2)단계에서 제조된 바인더 수지 10 중량부, 그리고 물 60 중량부를 혼합하고, 이를 볼밀, 비드밀을 이용하여 균일하게 분산시켜 코팅슬러리를 제조하였다.
30 parts by weight of the polymer having the shutdown characteristics prepared in step 1), 10 parts by weight of the binder resin prepared in step 2), and 60 parts by weight of water are mixed and uniformly dispersed by using a ball mill and a bead mill. Coating slurry was prepared.

4) 4) 셧다운shut down 코팅층의 형성 Formation of coating layer

상기 3)단계에서 제조된 코팅슬러리를 두께가 20㎛인 폴리에틸렌계 미세 다공성 기재의 양면에 그라비아 코팅하고, 80℃의 온도에서 5분 동안 열풍 건조하여 셧다운 코팅층을 형성하였다. 이때, 상기 셧다운 코팅층의 두께는 다음 표 1과 같다.
The coating slurry prepared in step 3) was gravure coated on both sides of a polyethylene-based microporous substrate having a thickness of 20 μm, and dried by hot air at a temperature of 80 ° C. for 5 minutes to form a shutdown coating layer. In this case, the thickness of the shutdown coating layer is shown in Table 1 below.

[실시예 2][Example 2]

상기 실시예 1의 1)단계에서 라디칼 중합성 모노머로써 아크릴산 에틸 10 중량부, 메타크릴산메틸 47 중량부, 아크릴로니트릴 30 중량부, 메타크릴산 n-부틸 10 중량부, 아크릴산 1 중량부, 하이드록시에틸 메타크릴레이트 2 중량부를 사용하여 셧다운 특성을 가지면서 유리전이온도가 73℃인 고분자 수분산액을 제조하는 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 다공성 코팅 막을 제조하였다.
10 parts by weight of ethyl acrylate, 47 parts by weight of methyl methacrylate, 30 parts by weight of acrylonitrile, 10 parts by weight of n-butyl methacrylate, 1 part by weight of acrylic acid, as a radical polymerizable monomer in step 1) of Example 1 A porous coating membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that a polymer aqueous dispersion having a glass transition temperature of 73 ° C. was prepared using 2 parts by weight of hydroxyethyl methacrylate.

[실시예 3][Example 3]

상기 실시예 1의 1)단계에서 라디칼 중합성 모노머로써 아크릴산 에틸 10 중량부, 메타크릴산메틸 72 중량부, 아크아마이드 5 중량부, 메타크릴산 n-부틸 10 중량부, 아크릴산 1 중량부, 하이드록시에틸 메타크릴레이트 2 중량부를 사용하여 셧다운 특성을 가지면서 유리전이온도가 77℃인 고분자 수분산액을 제조하는 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 다공성 코팅 막을 제조하였다.
As a radically polymerizable monomer in step 1) of Example 1, 10 parts by weight of ethyl acrylate, 72 parts by weight of methyl methacrylate, 5 parts by weight of acamide, 10 parts by weight of n-butyl methacrylate, 1 part by weight of acrylic acid, and A porous coating membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that a polymer aqueous dispersion having a glass transition temperature of 77 ° C. having a shutdown characteristic using 2 parts by weight of oxyethyl methacrylate was prepared.

[실시예 4]Example 4

상기 실시예 1의 1)단계에서 라디칼 중합성 모노머로써 아크릴산 에틸 40 중량부, 메타크릴산메틸 472 중량부, 메타크릴산 n-부틸 10 중량부, 아크릴산 1 중량부, 하이드록시에틸 메타크릴레이트 2 중량부를 사용하여 셧다운 특성을 가지면서 유리전이온도가 33℃인 고분자 수분산액을 제조하는 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 다공성 코팅 막을 제조하였다.
In step 1) of Example 1, 40 parts by weight of ethyl acrylate, 472 parts by weight of methyl methacrylate, 10 parts by weight of n-butyl methacrylate, 1 part by weight of acrylic acid, and hydroxyethyl methacrylate 2 as a radical polymerizable monomer. A porous coating membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that a polymer aqueous dispersion having a glass transition temperature of 33 ° C. having a shutdown characteristic using parts by weight was prepared.

[비교예 1]Comparative Example 1

두께가 20㎛이고, 셧다운 코팅층이 도포되지 않은 통상적인 폴리에틸렌계 다공성 기재를 분리막으로 사용하였다.
A conventional polyethylene-based porous substrate having a thickness of 20 μm and without applying a shutdown coating layer was used as a separator.

[비교예 2]Comparative Example 2

상기 실시예 1에서 셧다운 특성을 나타내는 고분자가 제외된 코팅슬러리를 사용하는 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 다공성 코팅 막을 제조하였다.
A porous coating membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that the coating slurry without the polymer exhibiting the shutdown characteristic was used in Example 1.

[비교예 3][Comparative Example 3]

실시예 1에서 바인더 수지가 제외된 코팅슬러리를 사용하지 않은 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅 분리막을 제조하였다.
A coating separator was prepared in the same manner as in Example 1, except that the coating slurry without the binder resin was used in Example 1.

시험 결과Test result

상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 분리막에 대하여 각각 시료를 채취하고 그 물성을 측정한 다음, 그 결과를 정리하여 표 1 및 표 2에 나타내었다.
Samples were taken for each of the separators prepared according to Examples and Comparative Examples, their physical properties were measured, and the results are summarized in Tables 1 and 2.

시험항목(단위)Test Item (Unit) 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 두께(㎛)Thickness (㎛) 24.924.9 25.025.0 25.125.1 24.824.8 통기도(sec/100ml)Air permeability (sec / 100ml) 330.5330.5 356.2356.2 385.8385.8 344.0344.0 인장강도(kgf/㎠)Tensile strength (kgf / cm2) 23012301 22902290 22602260 22952295 돌자강도(Kgf/㎠)Penetration Strength (Kgf / ㎠) 790.2790.2 795.6795.6 800.9800.9 802.3802.3 셧다운 온도Shutdown temperature 시작(℃)Start (℃) 123123 125125 130130 103103 끝(℃)End (℃) 123123 128128 129129 100100 열수축율(%); 120℃/60분 Heat shrinkage (%); 120 ℃ / 60 minutes 세로방향(MD)Portrait orientation (MD) 2.02.0 3.83.8 5.05.0 8.08.0 가로방향(TD)Landscape (TD) 2.02.0 2.22.2 4.14.1 7.57.5 Impedence magnitude(Ω)Impedence magnitude (Ω) 3.53.5 4.14.1 3.83.8 4.44.4

시험항목(단위)Test Item (Unit) 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 두께(㎛)Thickness (㎛) 20.020.0 26.026.0 26.126.1 통기도(sec/100ml)Air permeability (sec / 100ml) 285285 391391 인장강도(kgf/㎠)Tensile strength (kgf / cm2) 22602260 21952195 22342234 돌자강도(Kgf/㎠)Penetration Strength (Kgf / ㎠) 799799 782782 789789 셧다운 온도Shutdown temperature 시작(℃)Start (℃) 145145 144144 145145 끝(℃)End (℃) 147147 148148 145145 열수축율(%); 120℃/60분 Heat shrinkage (%); 120 ℃ / 60 minutes 세로방향(MD)Portrait orientation (MD) 3.03.0 3.23.2 4.54.5 가로방향(TD)Landscape (TD) 3.03.0 3.03.0 4.34.3 Impedence magnitude(Ω)Impedence magnitude (Ω) 3.83.8 4.54.5 6.06.0

시험 방법Test Methods

상기 표 2 및 표 3의 시험항목에 대한 시험방법은 다음과 같다.Test methods for the test items of Table 2 and Table 3 are as follows.

1) 열수축율(%); 상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 분리막을 사용하여 가로 세로 크기가 10 x 10 Cm 인 시료를 준비하고, 상기 시료를 A4 용지 사이에 끼워 오븐에 넣은 다음, 120℃의 온도에서 60분 동안 방치한 후 수축율을 측정하였다.1) heat shrinkage (%); Using a separator prepared according to the above Examples and Comparative Examples to prepare a sample having a horizontal and vertical size of 10 x 10 Cm, sandwich the sample between A4 paper and put it in an oven, and then left for 60 minutes at a temperature of 120 ℃ After shrinkage was measured.

2) 통기도(sec/100ml); 상기 분리막에 대하여 크기가 30 x 30 mm 크기인 시료를 채취하고, Toyoseiki 통기도 측정기를 이용하여 공기 100ml가 통과하는데 소요되는 시간을 측정하였다.2) breathability (sec / 100ml); A sample having a size of 30 × 30 mm was taken with respect to the separator, and the time required for passage of 100 ml of air was measured using a Toyoseiki air permeability meter.

3) 인장강도(Kgf/㎠); 상기 분리막에 대하여 MD 및 TD 방향으로 각각 크기가 20 x 200mm인 시료를 채취하고, Instron 인장강도 시험기를 사용하여 상기 시료가 파단될 때까지 가해진 힘을 측정하였다.3) tensile strength (Kgf / cm 2); Samples each having a size of 20 x 200 mm in the MD and TD directions were taken with respect to the separator, and the force applied until the sample was broken using an Instron tensile strength tester was measured.

4) 돌자강도(Kgf/㎠); 상기 분리막에 대하여 크기가 100 x 50mm인 시료를 채취하고, Katotech 돌자강도 측정기를 이용하여 스틱(Stick)으로 힘을 가했을 때 상기 시료가 뚫리는 시점까지 가해지는 힘을 측정하였다.4) puncture strength (Kgf / cm 2); A sample having a size of 100 x 50 mm was taken with respect to the separator, and the force applied until the sample was punctured when a force was applied using a stick using a Katotech piercing strength meter was measured.

5) Impedance Magnitude(Ω); 상기 분리막을 직경 16 mm 크기로 절단하고, 전해액 속에 30초간 함침시킨 후 직경 15 mm 크기의 스테인레스 재질의 스페이서(Spacer)에 스테인레스로 된 리드(Lead)를 임피던스 분석기(Impedance analyzer)의 전극에 연결 할 수 있도록 붙여서 임피던스 분석기 의 전극에 물려 분리막의 양쪽에 접촉시킨 후, 그 위에 파우치 셀(Pouch cell)에 사용되는 재질로 겉면을 밀착하고, 임피던스를 측정하였다.
5) Impedance Magnitude (Ω); The separator is cut into a diameter of 16 mm, impregnated with electrolyte for 30 seconds, and a stainless steel lead is connected to an electrode of an impedance analyzer. After attaching to the electrode of the impedance analyzer and contacting both sides of the separator, the surface of the material used in the pouch cell (Pouch cell) was in close contact with each other, and the impedance was measured.

물성 비교Comparison of physical properties

상기 표 1 및 표 2 의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 코팅 분리막은 셧다운 온도가 130℃ 이하로서, 아무런 코팅을 하지 않은 비교예 1이나 셧다운 특성을 나타내는 고분자를 사용하지 않은 비교예 2 등에 비해 셧다운 온도가 15℃ 이상 저하된 효과가 있는 것으로 확인되었다.As can be seen from the results of Table 1 and Table 2, the coating separator prepared according to the embodiment of the present invention has a shutdown temperature of 130 ° C. or less, and Comparative Example 1 or a polymer exhibiting shutdown characteristics without any coating. It was confirmed that there is an effect that the shutdown temperature is lowered by 15 ° C or more as compared with Comparative Example 2 which is not used.

또한, 상기 실시예의 결과로부터 셧다운 특성을 나타내는 고분자를 배합 할 때 공중합체의 유리전이온도(Tg)를 조절함으로써 셧다운 코팅층의 셧다운 온도의 조절이 가능하다는 사실을 확인할 수 있었다. In addition, it can be seen from the results of the above example that when the polymer exhibiting the shutdown characteristic is blended, it is possible to control the shutdown temperature of the shutdown coating layer by adjusting the glass transition temperature (Tg) of the copolymer.

Claims (12)

미세 다공성 기재의 일면 또는 양면에 셧다운(shut-down) 특성을 갖는 고분자 수지를 포함하는 셧다운 코팅층이 도포 된 것으로, 상기 셧다운 특성을 갖는 고분자는 중량평균분자량이 50,000~500,000이고, 입도가 0.01~1㎛인 것을 특징으로 하는 다공성 코팅 막.
One or both surfaces of the microporous substrate are coated with a shutdown coating layer including a polymer resin having a shut-down characteristic. The polymer having the shutdown characteristic has a weight average molecular weight of 50,000 to 500,000 and a particle size of 0.01 to 1 Porous coating membrane, characterized in that the μm.
제1항에 있어서, 상기 셧다운 코팅층은 유화중합법 또는 현탁중합법으로 제조된 셧다운 특성을 갖는 고분자 0.1~50 중량부와, 바인더 수지 1~40 중량부와, 분산 용매 10~100 중량부로 이루어진 코팅슬러리를 도포하여서 형성된 것을 특징으로 하는 다공성 코팅 막.
The coating according to claim 1, wherein the shutdown coating layer comprises 0.1 to 50 parts by weight of a polymer having a shutdown characteristic by emulsion polymerization or suspension polymerization, 1 to 40 parts by weight of a binder resin, and 10 to 100 parts by weight of a dispersion solvent. Porous coating membrane, characterized in that formed by applying a slurry.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 셧다운 코팅층의 두께는 0.5 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 다공성 코팅 막.
The porous coating membrane of claim 1 or 2, wherein the shutdown coating layer has a thickness of 0.5 to 10 [mu] m.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 셧다운 특성을 갖는 고분자는 (메타)아크릴계 공중합체, (메타)아크릴-스타이렌계 공중합체, (메타)아크릴-아크릴로니트릴계 공중합체, 실리콘-(메타)아크릴계 공중합체, 에폭시-(메타)아크릴계 공중합체, 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 다공성 코팅 막.
The polymer according to claim 1 or 2, wherein the polymer having a shutdown characteristic is a (meth) acrylic copolymer, a (meth) acryl-styrene copolymer, a (meth) acryl-acrylonitrile copolymer, or a silicone- (meth A porous coating membrane, characterized in that any one or more selected from an acrylic copolymer, an epoxy- (meth) acrylic copolymer, an ethylene copolymer, and a propylene copolymer.
삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 셧다운 특성을 갖는 고분자는 융점이 105~145℃인 것을 특징으로 하는 다공성 코팅 막.
The porous coating membrane of claim 1 or 2, wherein the polymer having the shutdown characteristic has a melting point of 105 to 145 ° C.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 미세 다공성 기재는 폴리올레핀, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리술폰, 셀룰로스 아세테이트, 테프론, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드 필름 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 다공성 코팅 막.
The method of claim 1 or 2, wherein the microporous substrate is composed of any one or more selected from polyolefin, polyvinylidene fluoride, polysulfone, cellulose acetate, teflon, polyester, polyamide, polyimide film Porous coating membrane.
제2항에 있어서, 상기 바인더 수지는 폴리비닐플로리덴 호모폴리머, 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로 프로필렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌, 아크릴계 공중합체, 메타아크릴계 공중합체, (메타)아크릴-스타이렌계 공중합체, (메타)아크릴-아크릴로니트릴계 공중합체, 실리콘-(메타)아크릴계 공중합체, 에폭시-(메타)아크릴계 공중합체, 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 부타디엔-스타이렌 공중합체, 이소프렌-스타이렌 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌 공중합체, 부타디엔-스타이렌 공중합체, 스타이렌-부타디엔-스타이렌 공중합체 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 다공성 코팅 막.
The method of claim 2, wherein the binder resin is polyvinyl fluoride homopolymer, polyvinylidene fluoride-hexafluoro propylene, polyvinylidene fluoride-trichloroethylene, acrylic copolymer, methacrylic copolymer, (meth) Acrylic-styrene copolymer, (meth) acryl-acrylonitrile copolymer, silicone- (meth) acrylic copolymer, epoxy- (meth) acrylic copolymer, polybutadiene, polyisoprene, butadiene-styrene copolymer, At least one selected from isoprene-styrene copolymer, acrylonitrile-butadiene copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, butadiene-styrene copolymer, and styrene-butadiene-styrene copolymer Porous coating membrane.
A) 유화중합법 또는 현탁중합법으로 제조된 셧다운 특성을 갖는 고분자 0.1~50 중량부와, 바인더 수지 1~40 중량부와, 분산 용매 10~100 중량부를 혼합하여 코팅슬러리를 제조하는 단계와;
B) 상기 코팅슬러리를 다공성 기재의 일면 또는 양면에 0.5~10㎛의 두께로 도포하고 건조하여 셧다운 코팅층을 형성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 다공성 코팅 막의 제조방법.
A) preparing a coating slurry by mixing 0.1 to 50 parts by weight of a polymer having a shutdown characteristic prepared by emulsion polymerization or suspension polymerization, 1 to 40 parts by weight of a binder resin, and 10 to 100 parts by weight of a dispersion solvent;
B) applying the coating slurry on one or both sides of the porous substrate to a thickness of 0.5 ~ 10㎛ and dried to form a shutdown coating layer;
Method for producing a porous coating membrane comprising a.
제9항에 있어서, 상기 셧다운 특성을 갖는 고분자로는 (메타)아크릴계 공중합체, (메타)아크릴-스타이렌계 공중합체, (메타)아크릴-아크릴로니트릴계 공중합체, 실리콘-(메타)아크릴계 공중합체, 에폭시-(메타)아크릴계 공중합체, 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 다공성 코팅 막.
10. The polymer according to claim 9, wherein the polymer having the shutdown characteristic is a (meth) acrylic copolymer, a (meth) acryl-styrene copolymer, a (meth) acryl-acrylonitrile copolymer, or a silicon- (meth) acrylic air Porous coating membrane, characterized in that any one or more selected from among copolymer, epoxy- (meth) acrylic copolymer, ethylene copolymer, and propylene copolymer.
제10항에 있어서, 상기 (메타)아크릴계 공중합체는 유화제의 존재 하에 수산기 함유 (메타)아크릴산 에스테르 0.1~10 중량부, (메타)아크릴산의 탄소수 1~4의 알킬 에스테르 60~95 중량부, 그리고 이들 불포화 단량체와 공중합이 가능한 다른 불포화 단량체 0.5~30 중량부로 이루어지는 단량체 혼합물을 유화중합법 또는 현탁중합법으로 중합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 다공성 코팅 막.
The method according to claim 10, wherein the (meth) acrylic copolymer is 0.1 to 10 parts by weight of hydroxyl group-containing (meth) acrylic acid ester in the presence of an emulsifier, 60 to 95 parts by weight of alkyl ester having 1 to 4 carbon atoms of (meth) acrylic acid, and A porous coating membrane prepared by polymerizing a monomer mixture composed of 0.5 to 30 parts by weight of other unsaturated monomers copolymerizable with these unsaturated monomers by emulsion polymerization or suspension polymerization.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 분산 용매로는 물, 시클로펜탄, 시클로헥산, 톨루엔, 자일렌, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 테트라하이드로퓨란, 에틸렌글리콜 디에틸에테르, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 다공성 코팅 막.The method of claim 9 or 10, wherein the dispersion solvent is water, cyclopentane, cyclohexane, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, ethyl acetate, butyl acetate, acetonitrile, propionitrile, tetra At least one selected from hydrofuran, ethylene glycol diethyl ether, methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, N-methylpyrrolidone, and N, N-dimethylformamide. Porous coating membrane.
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