KR101360366B1 - Electrode Assembly and Secondary battery having the Same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전극조립체 및 이를 구비하는 이차 전지에 관한 것으로서, 상기 전극조립체는 양극 활물질층을 구비하는 양극; 음극 활물질층을 구비하는 음극; 상기 양극과 상기 음극을 분리시키는 세퍼레이터를 포함하고, 상기 세퍼레이터는 메탈로센계 폴리에틸렌, 유기화된 몬모릴로나이트 및 에틸렌계 불포화 카르복실산 무수물이 폴리에틸렌 주쇄에 그라프팅된 상용화제를 포함하는 폴리에틸렌 수지로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an electrode assembly and a secondary battery having the same, wherein the electrode assembly includes a positive electrode having a positive electrode active material layer; A negative electrode having a negative electrode active material layer; And a separator separating the positive electrode and the negative electrode, wherein the separator comprises a polyethylene resin including a metallocene polyethylene, an organicated montmorillonite, and a compatibilizer in which an ethylenically unsaturated carboxylic anhydride is grafted onto a polyethylene main chain. It is done.

따라서, 본 발명에 따른 세퍼레이터는 굴곡강도 및 인장강도가 높아 이차전지 내부의 발열시 세퍼레이터의 용융 및 수축을 방지하여 안전성이 높은 이차전지를 제공할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the separator according to the present invention has an effect of providing a secondary battery having high safety by preventing melting and shrinkage of the separator during heat generation inside the secondary battery due to its high flexural strength and tensile strength.

세퍼레이터, 폴리에틸렌, 굴곡강도, 인장강도 Separator, Polyethylene, Flexural Strength, Tensile Strength

Description

전극조립체 및 이를 구비하는 이차 전지{Electrode Assembly and Secondary battery having the Same}Electrode assembly and secondary battery having same {Electrode Assembly and Secondary battery having the Same}

본 발명은 전극조립체 및 이를 구비하는 이차 전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 메탈로센계 폴리에틸렌, 유기화된 몬모릴로나이트 및 에틸렌계 불포화 카르복실산 무수물이 폴리에틸렌 주쇄에 그라프팅된 상용화제를 포함하는 폴리에틸렌 수지로 이루어진 세퍼레이터를 사용하여 인장강도 및 굴곡강도가 높은 세퍼레이터를 구비하는 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode assembly and a secondary battery having the same, and more particularly, to a polyethylene resin including a metallocene polyethylene, an organicated montmorillonite, and a compatibilizer in which an ethylenically unsaturated carboxylic anhydride is grafted onto a polyethylene main chain. The present invention relates to a secondary battery having a separator having high tensile strength and flexural strength.

최근 휴대용 전자기기의 소형화 및 경량화가 급속하게 진전됨에 따라서 이들의 구동 전원으로서 사용되는 전지의 소형화 및 고용량화에 대한 필요성이 증대되고 있다. 특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로서, 휴대용 전자 기기의 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속하게 신장하고 있는 추세이다.As miniaturization and light weight of portable electronic devices have recently advanced, the necessity for miniaturization and high capacity of batteries used as driving power sources thereof is increasing. In particular, the lithium secondary battery has an operating voltage of 3.6 V or more, which is three times higher than that of a nickel-cadmium battery or a nickel-hydrogen battery, which is widely used as a power source for portable electronic devices, and rapidly expands in terms of high energy density per unit weight. There is a trend.

리튬 이차 전지는 리튬 이온이 양극 및 음극에서 인터칼레이션/디인터칼레이션될 때의 산화, 환원 반응에 의하여 전기 에너지를 생성한다. 리튬 이차 전지는 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 물질을 양극과 음극의 활물질로 사용하고, 상기 양극과 음극 사이에 유기 전해액 또는 폴리머 전해액을 충전시켜 제조한다.Lithium secondary batteries generate electrical energy by oxidation and reduction reactions when lithium ions are intercalated / deintercalated at the positive and negative electrodes. A lithium secondary battery is prepared by using a material capable of reversibly intercalating / deintercalating lithium ions as an active material of a positive electrode and a negative electrode, and filling an organic electrolyte or a polymer electrolyte between the positive electrode and the negative electrode.

리튬 이차 전지는 음극판과 양극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 일정 형태, 예를 들어 젤리-롤(jelly-roll) 형태로 감겨 형성되는 전극조립체와, 이 전극조립체와 전해액이 수납되는 캔과, 상기 캔의 상부에 조립되는 캡조립체로 구성된다.The lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a negative electrode plate and a positive electrode plate are wound in a predetermined form, for example, in a jelly-roll form with a separator interposed therebetween, a can containing the electrode assembly and the electrolyte, And a cap assembly assembled on the upper part.

상기 전극조립체의 양극판은 양극 리드를 통하여 캡조립체에 전기적으로 연결되고, 상기 전극조립체의 음극판은 음극 리드를 통하여 캔에 전기적으로 연결된다.The positive electrode plate of the electrode assembly is electrically connected to the cap assembly through the positive electrode lead, and the negative electrode plate of the electrode assembly is electrically connected to the can through the negative electrode lead.

리튬 이차 전지의 세퍼레이터의 기본적인 기능은 양극과 음극을 분리하여 단락을 방지하는 것이며, 나아가 전지반응에 필요한 전해액을 흡입하여 높은 이온전도도를 유지하는 것이 중요하다. 특히 리튬 이차 전지의 경우에는 전지반응을 저해하는 물질의 이동을 방지하거나 이상이 발생할 때에 안전성을 확보할 수 있는 부가적인 기능이 요구된다.The basic function of the separator of the lithium secondary battery is to prevent short circuit by separating the positive electrode and the negative electrode, and further, it is important to maintain high ionic conductivity by sucking the electrolyte necessary for the battery reaction. In particular, in the case of a lithium secondary battery, an additional function is required to prevent the movement of substances that inhibit battery reaction or to ensure safety when an abnormality occurs.

통상적으로 세퍼레이터로의 재질로는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀계 미다공성 고분자막 또는 이들의 다중막이 사용되는데, 이러한 기존의 세퍼레이터는 다공막층이 시트(sheet) 또는 필름(film) 형상이므로, 내부 단락이나 과충전에 의한 발열에 의해 다공막의 기공 막힘과 함께 시트상 세퍼레이터도 수축하 거나 용융되는 결점을 가진다. 따라서, 시트상 세퍼레이터가 전지의 내부 발열에 의해 수축이 일어나서 쪼그라들게 되면 세퍼레이터가 줄어들어서 없어진 부분은 양극과 음극이 직접 닿게 되므로 발화, 파열, 폭발에 이르게 된다.In general, as a material of the separator, a polyolefin-based microporous polymer membrane such as polypropylene or polyethylene or a multilayer thereof is used. Since such a separator has a porous membrane layer in the form of a sheet or a film, an internal short circuit In addition, the sheet-like separator also shrinks or melts due to pore blockage of the porous membrane due to overheating. Therefore, when the sheet-like separator collapses due to the internal heat generation of the battery, the separator is reduced and the missing portion is directly in contact with the positive electrode and the negative electrode, resulting in ignition, rupture, and explosion.

따라서, 이차전지의 내부 발열 등에 따른 종래의 필름상 세퍼레이터의 용융 및 수축으로 인한 세퍼레이터의 깨짐에 의한 전극판 사이의 단락을 방지하여, 이차전지의 발화, 파열 및 폭발 등을 방지하는 것이 중요한 문제로 대두되고 있다.Therefore, it is important to prevent short circuit between electrode plates due to breakage of the separator due to melting and shrinking of the conventional film-like separator due to internal heat generation of the secondary battery, and to prevent ignition, rupture and explosion of the secondary battery. It is emerging.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 굴곡강도 및 인장강도가 좋은 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체 및 이를 구비하는 이차 전지를 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electrode assembly including a separator having good flexural strength and tensile strength and a secondary battery having the same.

또한, 본 발명은 굴곡강도 및 인장강도가 좋은 세퍼레이터를 통하여 전지 안정성이 향상된 이차 전지를 제공하는데 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a secondary battery having improved battery stability through a separator having good flexural strength and tensile strength.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 양극 활물질층을 구비하는 양극; 음극 활물질층을 구비하는 음극; 상기 양극과 상기 음극을 분리시키는 세퍼레이터를 포함하고, 상기 세퍼레이터는 메탈로센계 폴리에틸렌, 유기화된 몬모릴로나이트 및 에틸렌계 불포화 카르복실산 무수물이 폴리에틸렌 주쇄에 그라프팅된 상용화제를 포함하는 폴리에틸렌 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전극조립체 및 이를 구비하는 이차 전지를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a positive electrode having a positive electrode active material layer; A negative electrode having a negative electrode active material layer; And a separator separating the positive electrode and the negative electrode, wherein the separator comprises a polyethylene resin including a metallocene polyethylene, an organicated montmorillonite, and a compatibilizer in which an ethylenically unsaturated carboxylic anhydride is grafted onto a polyethylene main chain. An electrode assembly and a secondary battery having the same are provided.

또한, 본 발명은 상기 유기화된 몬모릴로나이트는 상기 메탈로센계 폴리에틸렌 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 포함되고, 상기 에틸렌계 불포화 카르복실산 무수물이 폴리에틸렌 주쇄에 그라프팅된 상용화제는 상기 메탈로센계 폴리에틸렌 100 중량부에 대하여 0.5 내지 30 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 전극조립체 및 이를 구비하는 이차 전지를 제공한다.In addition, the present invention is the organic montmorillonite is contained in 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the metallocene-based polyethylene, the compatibilizer in which the ethylenically unsaturated carboxylic anhydride is grafted to the polyethylene backbone is the metallocene-based It provides an electrode assembly and a secondary battery having the same, characterized in that contained in 0.5 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of polyethylene.

또한, 본 발명은 상기 폴리에틸렌 수지는 분자량 3000 이하의 지글러-나타계 폴리에틸렌을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 및 이를 구비하는 이차 전지를 제공한다.The present invention also provides an electrode assembly and a secondary battery having the same, wherein the polyethylene resin further comprises a Ziegler-Natta based polyethylene having a molecular weight of 3000 or less.

또한, 본 발명은 상기 분자량 3000 이하의 지글러-나타계 폴리에틸렌은 상기 메탈로센계 폴리에틸렌 100 중량부에 대하여 0.01 내지 5 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 전극조립체 및 이를 구비하는 이차 전지를 제공한다.In addition, the present invention provides an electrode assembly and a secondary battery having the same, wherein the Ziegler-Natta-based polyethylene having a molecular weight of 3000 or less is contained in an amount of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the metallocene-based polyethylene.

또한, 본 발명은 상기 폴리에틸렌 수지는 내산제, 산화방지제, 자외선 안정화제 및 가공 보조제로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 첨가제를 더 포함하며, 상기 첨가제는 상기 메탈로센계 폴리에틸렌 100 중량부에 대하여 0 을 초과하고 1 중량부 이하로 포함되는 것을 특징으로 하는 전극조립체 및 이를 구비하는 이차 전지를 제공한다.In addition, the present invention, the polyethylene resin further comprises at least one additive selected from the group consisting of an acid-resistant, antioxidant, UV stabilizer and processing aid, the additive is based on 100 parts by weight of the metallocene polyethylene It provides an electrode assembly and a secondary battery having the same, characterized in that more than 0 and included in 1 parts by weight or less.

따라서, 본 발명에 따른 세퍼레이터는 굴곡강도 및 인장강도가 높아 이차전지 내부의 발열시 세퍼레이터의 용융 및 수축을 방지하는 효과가 있다.Therefore, the separator according to the present invention has a high flexural strength and tensile strength, thereby preventing the separator from melting and shrinking when the secondary battery generates heat.

또한, 본 발명에 따른 세퍼레이터는 과충전 특성 및 열노출 특성을 향상시켜 안전성이 높은 이차전지를 제공할 수 있는 효과가 있다.In addition, the separator according to the present invention has an effect of providing a secondary battery having high safety by improving overcharge characteristics and thermal exposure characteristics.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 이하 본 발명의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.Details of the above object and technical configuration of the present invention and the effects thereof will be more clearly understood by the following detailed description of the present invention.

본 발명의 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체 및 이를 구비하는 이차전지를 설명하면 다음과 같다.An electrode assembly including the separator of the present invention and a secondary battery having the same will now be described.

먼저, 본 발명의 세퍼레이터는 메탈로센계 폴리에틸렌, 유기화된 몬모릴로나이트 및 에틸렌계 불포화 카르복실산 무수물이 폴리에틸렌 주쇄에 그라프팅된 상용화제를 포함하는 폴리에틸렌 수지로 이루어진다.First, the separator of the present invention consists of a polyethylene resin comprising a metallocene polyethylene, an organicated montmorillonite, and a compatibilizer in which an ethylenically unsaturated carboxylic anhydride is grafted onto the polyethylene backbone.

본 발명에 따른 상기 메탈로센계 폴리에틸렌은 에틸렌 호모 중합체와 하나 또는 그 이상의 단량체와의 공중합체를 나타내는 것으로, 본 발명에서 사용될 수 있는 단량체로는 예를 들면, 부텐-1, 헥센-1, 4-메틸펜텐-1, 옥텐-1과 같은 4∼8개의 탄소원자를 함유하는 선형 또는 분지형 알파 올레핀 등이 있다.The metallocene-based polyethylene according to the present invention represents a copolymer of an ethylene homopolymer and one or more monomers, and monomers that may be used in the present invention are, for example, butene-1, hexene-1, 4- Linear or branched alpha olefins containing 4 to 8 carbon atoms such as methylpentene-1 and octene-1.

또한, 본 발명에 유리하게 사용되는 에틸렌 공중합체의 바람직한 예로는, 에틸렌과 부텐 또는 헥센의 공중합체, 또는 선택적으로 에틸렌과 부텐 또는 헥센 혼합물의 연속 중합에 의하여 얻은 공중합체가 있다.Further preferred examples of ethylene copolymers advantageously used in the present invention are copolymers of ethylene and butene or hexene, or optionally copolymers obtained by continuous polymerization of a mixture of ethylene and butene or hexene.

또한, 상기 에틸렌 공중합체는 두 종류의 분자량 분포를 갖는 공중합체가 바람직하며, 특히 에틸렌 및 에틸렌과 부텐의 혼합물을 연속 중합하여 얻은 두 가지 분포를 갖는 공중합체가 매우 적합하다.In addition, the ethylene copolymer is preferably a copolymer having two kinds of molecular weight distribution, particularly a copolymer having two distributions obtained by continuous polymerization of ethylene and a mixture of ethylene and butene.

이때, 본 발명에 따른 폴리에틸렌은 ASTM D 1238에 따라 190℃, 5kg 하중하에서 측정했을 때 0.1g/10분에서 5g/10분의 용융지수(MI5)를 갖고, ASTM D 1505에 따라 측정한 23℃에서의 밀도가 최소한 940 kg/㎥ 이고, 특히 950 kg/㎥ 이상인 고밀도 폴리에틸렌이 적합하다.In this case, the polyethylene according to the present invention has a melt index (MI 5 ) of 0.1g / 10min to 5g / 10min when measured at 190 ° C and 5kg load according to ASTM D 1238, and measured according to ASTM D 1505. High density polyethylenes having a density at 캜 of at least 940 kg / m 3, in particular at least 950 kg / m 3, are suitable.

본 발명에 따른 상기 유기화된 몬모릴로나이트는 제3급 또는 제4급 암모늄염으로 이온교환된 몬모릴로나이트에 해당하는 것으로, 예를 들면, 나노클레이사의 클로이사이트(Cloisite 상표)가 사용될 수 있다.The organicized montmorillonite according to the present invention corresponds to montmorillonite ion-exchanged with tertiary or quaternary ammonium salts, and for example, a nanoclay's closite (Cloisite trademark) may be used.

상기 유기화된 몬모릴로나이트는 필수적으로 층상 조직을 나타내야 하며, 유기화된 몬모릴로나이트의 층간 거리는 XRD로 측정 시 15Å 이상의 것이 바람직하다. 상기 층간 거리가 15Å미만인 경우 폴리에틸렌이 용이하게 삽입되기 어려워 몬모릴로나이트를 균일하게 분산시키기 어려운 문제점이 있다.The organicized montmorillonite should essentially exhibit a layered structure, the interlaminar distance of the organic montmorillonite is preferably 15 Å or more as measured by XRD. When the distance between the layers is less than 15 μs, polyethylene is difficult to be easily inserted, which makes it difficult to uniformly disperse montmorillonite.

이때, 상기 유기화된 몬모릴로나이트는 상기 메탈로센계 폴리에틸렌 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하고, 0.3 내지 5 중량부로 포함되는 것이 더욱 바람직하다.At this time, the organicated montmorillonite is preferably included in 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.3 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the metallocene-based polyethylene.

상기 함량이 0.1 중량부 미만인 경우 본 발명에 따른 충분한 효과를 나타낼 수 없고, 10 중량부를 초과하는 경우 용이한 분산성 및 가공성을 얻기가 어렵다.If the content is less than 0.1 parts by weight can not exhibit a sufficient effect according to the present invention, if it exceeds 10 parts by weight it is difficult to obtain easy dispersibility and processability.

본 발명에 따른 상기 상용화제는 에틸렌계 불포화 카르복실산 무수물을 폴리에틸렌 주쇄에 그라프팅시킨 것으로 통상의 그라프팅 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들면, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 또는 고밀도 폴리에틸렌에 에틸렌계 불포화 카르복실산 무수물을 반응 개시제와 함께 폴리에틸렌의 용융온도 이상에서 일축 또는 이축 압출기를 통해 압출하거나 배치형 믹서 등과 같은 통상의 용융혼합방식을 이용한 반응압출법에 의해 그라프팅시켜 제조될 수 있다.The compatibilizer according to the present invention is a grafted ethylenically unsaturated carboxylic anhydride to the polyethylene backbone can be prepared by a conventional grafting method. For example, linear low density polyethylene, low density polyethylene, or high density polyethylene with ethylenically unsaturated carboxylic anhydride, together with the reaction initiator, may be extruded through a single or twin screw extruder above the melting temperature of polyethylene, or conventional melt mixing such as batch mixers, etc. It can be prepared by grafting by the reaction extrusion method using the method.

또 다른 예로 반응기에서 에틸렌 단량체에 에틸렌계 불포화 카르복실산 무수물을 반응개시제와 함께 혼합하여 반응시켜 제조될 수 있다.As another example it may be prepared by mixing the ethylenic unsaturated carboxylic anhydride with the reaction initiator to the ethylene monomer in the reactor.

이때, 상기 에틸렌계 불포화 카르복실산 무수물이 폴리에틸렌 주쇄에 그라프팅된 상용화제는 상기 메탈로센계 폴리에틸렌 100 중량부에 대하여 0.5 내지 30 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.In this case, the compatibilizer in which the ethylenically unsaturated carboxylic anhydride is grafted to the polyethylene main chain is preferably included in an amount of 0.5 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the metallocene polyethylene.

또한, 본 발명에 따른 폴리에틸렌 수지는 저분자량 중합체를 더 포함할 수 있다.In addition, the polyethylene resin according to the present invention may further include a low molecular weight polymer.

상기 저분자량 중합체는 분자량 3000 이하의 지글러-나타계 폴리에틸렌 저분자량 중합체로 에틸렌 호모 중합체와 하나 또는 그 이상의 단량체와의 공중합체를 나타내는 것으로, 사용될 수 있는 단량체로는 예를 들면, 부텐-1, 헥센-1, 4-메틸펜텐-1, 옥텐-1과 같은 4∼8개의 탄소원자를 함유하는 선형 또는 분지형 알파 올레핀 등이 사용될 수 있다.The low molecular weight polymer is a Ziegler-Natta based polyethylene low molecular weight polymer having a molecular weight of 3000 or less, and represents a copolymer of an ethylene homopolymer and one or more monomers. Examples of the monomer that may be used include butene-1 and hexene. Linear or branched alpha olefins containing 4 to 8 carbon atoms such as -1, 4-methylpentene-1, octene-1 and the like can be used.

이때, 상기 저분자량 중합체는 메탈로센계 폴리에틸렌 100 중량부에 대하여 0.01 내지 5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.In this case, the low molecular weight polymer is preferably included in 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the metallocene-based polyethylene.

또한, 본 발명에 따른 폴리에틸렌 수지는 에틸렌 중합체에 사용될 수 있는 첨가제를 함유할 수 있으며, 상기 첨가제는 내산제, 산화방지제 또는 자외선 안정화제와 같은 안정화제와 가공 보조제 등이 있다. 이때, 이들 첨가제의 함량은 일반적으로 폴리에틸렌 100 중량부에 대하여 1 중량부 이하이고, 바람직하기로는 0.5중량부 이하이다.In addition, the polyethylene resin according to the present invention may contain additives that can be used in the ethylene polymer, and the additives include stabilizers and processing aids such as acid resistant, antioxidant or ultraviolet stabilizers. At this time, the content of these additives is generally 1 part by weight or less, preferably 0.5 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of polyethylene.

본 발명에 따른 조성물의 제조방법은 일반적인 이축압출기를 이용하여 메탈 로센계 고밀도 폴리에틸렌, 유기화된 몬모릴로나이트, 상용화제, 분자량 3000 이하의 지글러-나타계 폴리에틸렌, 내산제, 및 산화방지제를 헨셀믹서를 이용하여 균일하게 분산 후 압출기의 주공급부에 넣고 150 내지 220℃의 온도에서 용융 압출하여 제조할 수 있다.The method for preparing a composition according to the present invention is a metal bisene-based high-density polyethylene, organic montmorillonite, a compatibilizer, a Ziegler-Natta-based polyethylene having a molecular weight of 3000 or less, an antioxidant, and an antioxidant using a Henschel mixer. After uniformly dispersing, it may be prepared by melt extrusion into a main feed portion of an extruder at a temperature of 150 to 220 ℃.

다음으로, 본 발명의 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체 및 이를 구비하는 이차 전지는 양극 및 음극을 포함한다.Next, an electrode assembly including the separator of the present invention and a secondary battery having the separator include a positive electrode and a negative electrode.

상기 양극은 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극 활물질을 포함하며, 이러한 양극 활물질의 대표적인 예로는 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, 또는 LiNi1 -x- yCo xMyO2(0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x+y ≤ 1, M은 Al, Sr, Mg, La 등의 금속)와 같은 리튬-전이금속 산화물을 사용할 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 양극 활물질의 종류를 한정하는 것은 아니다.The positive electrode includes a positive electrode active material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium ions. Typical examples of the positive electrode active material include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , or LiNi 1 - transition metal oxides such as x- y Co x M y O 2 (0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x + y ≤ 1, and M is a metal such as Al, Sr, Mg, La) However, the present invention does not limit the kind of the cathode active material.

상기 음극은 리튬 이온을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 음극 활물질을 포함하며, 이러한 음극 활물질로는 결정질 또는 비정질의 탄소, 또는 탄소 복합체의 탄소계 음극 활물질을 사용할 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 음극 활물질의 종류를 한정하는 것은 아니다.The negative electrode includes a negative electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium ions. As the negative electrode active material, a carbon-based negative active material of a crystalline or amorphous carbon or a carbon composite may be used. The invention does not limit the kind of the negative electrode active material.

다음으로, 본 발명의 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체를 구비하는 이차 전지는 전해액을 포함한다.Next, the secondary battery including the electrode assembly including the separator of the present invention includes an electrolytic solution.

본 발명에 따른 전해액은 비수성 유기용매를 포함하며, 상기 비수성 유기용매로는 카보네이트, 에스테르, 에테르 또는 케톤을 사용할 수 있다. 상기 카보네이 트로는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 메틸에틸 카보네이트(MEC) 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC) 등이 사용될 수 있으며, 상기 에스테르로는 부티로락톤(BL), 데카놀라이드(decanolide), 발레로락톤(valerolactone), 메발로노락톤(mevalonolactone), 카프로락톤(caprolactone), n-메틸 아세테이트, n-에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트 등이 사용될 수 있으며, 상기 에테르로는 디부틸 에테르 등이 사용될 수 있으며, 상기 케톤으로는 폴리메틸비닐 케톤이 있으나, 본 발명은 비수성 유기용매의 종류에 한정되는 것은 아니다.The electrolyte according to the present invention includes a non-aqueous organic solvent, and the non-aqueous organic solvent may include a carbonate, an ester, an ether, or a ketone. The carbonate is dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), methylpropyl carbonate (MPC), ethylpropyl carbonate (EPC), methylethyl carbonate (MEC) ethylene carbonate (EC) , Propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC) and the like can be used, the ester is butyrolactone (BL), decanolide (decanolide), valerolactone (valerolactone), mevalonolactone (mevalonolactone ), Caprolactone (caprolactone), n-methyl acetate, n-ethyl acetate, n-propyl acetate and the like can be used, the ether may be dibutyl ether and the like, the ketone is polymethyl vinyl ketone However, the present invention is not limited to the type of non-aqueous organic solvent.

상기 비수성 유기용매가 카보네이트계 유기 용매인 경우 환형(cyclic) 카보네이트와 사슬형(chain) 카보네이트를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우 환형 카보네이트와 사슬형 카보네이트는 1:1 내지 1:9의 부피비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하며, 1:1.5 내지 1:4의 부피비로 혼합하여 사용하는 것이 더 바람직하다. 상기 부피비로 혼합되어야 전해질의 성능이 바람직하게 나타난다.When the non-aqueous organic solvent is a carbonate-based organic solvent, it is preferable to use a mixture of a cyclic carbonate and a chain carbonate. In this case, the cyclic carbonate and the chain carbonate are preferably used in a volume ratio of 1: 1 to 1: 9, more preferably 1: 1.5 to 1: 4. The performance of the electrolyte is preferable when mixed in the above volume ratio.

본 발명의 전해액은 상기 카보네이트계 용매에 방향족 탄화수소계 유기용매를 더 포함할 수도 있다. 방향족 탄화수소계 유기용매로는 방향족 탄화수소계 화합물이 사용될 수 있다.The electrolytic solution of the present invention may further contain an aromatic hydrocarbon-based organic solvent in the carbonate-based solvent. As the aromatic hydrocarbon-based organic solvent, an aromatic hydrocarbon-based compound may be used.

방향족 탄화수소계 유기용매의 구체적인 예로는 벤젠, 플루오로벤젠, 클로로벤젠, 니트로벤젠, 톨루엔, 플루오로톨루엔, 트리플루오로톨루엔, 자일렌 등이 있다. 방향족 탄화수소계 유기용매를 포함하는 전해질에서 카보네이트계 용매/방향족 탄화수소계 용매의 부피비가 1:1 내지 30:1인 것이 바람직하다. 상기 부피비로 혼합되어야 전해질의 성능이 바람직하게 나타난다.Specific examples of the aromatic hydrocarbon-based organic solvent include benzene, fluorobenzene, chlorobenzene, nitrobenzene, toluene, fluorotoluene, trifluorotoluene, xylene and the like. In the electrolyte containing an aromatic hydrocarbon-based organic solvent, the volume ratio of the carbonate solvent / aromatic hydrocarbon solvent is preferably 1: 1 to 30: 1. The performance of the electrolyte is preferable when mixed in the above volume ratio.

또한, 본 발명에 따른 전해액은 리튬염을 포함하며, 상기 리튬염은 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬 전지의 작동을 가능하게 하며, 그 예로는 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6 , LiClO4, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2, LiN(C2F5SO2)2, LiAlO4, LiAlCl4, LiN(CxF2x +1SO2)(CyF2x +1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수임) 및 LiSO3CF3로 이루어진 군에서 선택되는 것을 하나 이상 또는 이들의 혼합물을 포함한다.In addition, the electrolyte according to the present invention includes a lithium salt, and the lithium salt acts as a source of lithium ions in the battery to enable operation of a basic lithium battery. Examples thereof include LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6, LiClO 4, LiCF 3 SO 3, LiN (CF 3 SO 2) 2, LiN (C 2 F 5 SO 2) 2, LiAlO 4, LiAlCl 4, LiN (C x F 2x +1 SO 2) (CyF 2 x 1 SO 2 ) (where x and y are natural numbers), and LiSO 3 CF 3 .

이때, 상기 리튬염의 농도는 0.6 내지 2.0M 범위 내에서 사용할 수 있으며, 0.7 내지 1.6M 범위가 바람직하다. 리튬염의 농도가 0.6M 미만이면 전해액의 전도가 낮아져 전해액 성능이 떨어지고, 2.0M을 초과하는 경우에는 전해액의 점도가 증가하여 리튬 이온의 이동성이 감소되는 문제점이 있다.At this time, the concentration of the lithium salt can be used in the range of 0.6 to 2.0M, preferably in the range of 0.7 to 1.6M. If the concentration of the lithium salt is less than 0.6M, the conductivity of the electrolytic solution is lowered to deteriorate the performance of the electrolyte. If the concentration exceeds 2.0M, the viscosity of the electrolytic solution increases and the lithium ion mobility decreases.

상술한 바와 같은 본 발명의 세퍼레이터를 음극 및 양극의 사이에 개재하여 적층하거나, 또는 적층 후 권취하여 전극군을 형성한 다음, 캔 또는 이와 유사한 용기에 넣은 후, 전해액을 주입하여 이차 전지를 제조한다.The separator of the present invention as described above is interposed between the negative electrode and the positive electrode to form an electrode group by laminating or laminating it, and then inserted into a can or similar container, and then an electrolyte is injected to prepare a secondary battery .

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예 일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments and comparative examples of the present invention will be described. However, the following embodiments are merely preferred embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments.

[실시예 1]Example 1

양극 활물질로서 LiCoO2, 바인더로서 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 및 도전제로서 카본을 92:4:4의 중량비로 혼합한 다음, N-메틸-2-피롤리돈에 분산시켜 양극 슬러리를 제조하였다. 이 슬러리를 두께 20㎛의 알루미늄 호일에 코팅한 후 건조, 압연하여 양극을 제조하였다. 음극 활물질로 인조 흑연, 바인더로서 스티렌-부타디엔 고무 및 증점제로서 카르복시메틸셀룰로오스를 96:2:2의 중량비로 혼합한 다음 물에 분산시켜 음극 활물질 슬러리를 제조하였다. 이 슬러리를 두께 15㎛의 구리 호일에 코팅한 후 건조, 압연하여 음극을 제조하였다.LiCoO2 as a positive electrode active material, polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder and carbon as a conductive agent were mixed in a weight ratio of 92: 4: 4, and then dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a positive electrode slurry. . The slurry was coated on an aluminum foil having a thickness of 20 μm, dried, and rolled to prepare a positive electrode. Synthetic graphite as a negative electrode active material, styrene-butadiene rubber as a binder, and carboxymethyl cellulose as a thickener were mixed in a weight ratio of 96: 2: 2, and then dispersed in water to prepare a negative electrode active material slurry. This slurry was coated on a copper foil having a thickness of 15 mu m, followed by drying and rolling to prepare a negative electrode.

또한, 메탈로센계 고밀도 폴리에틸렌 파우더 100 중량부, 유기화된 몬모릴로 나이트로 Cloisite 20A 1 중량부, 상용화제로 말레익 무수물 그라프팅 폴리에틸렌 5 중량부, 저분자량 중합체로 지글러-나타계 폴리에틸렌 0.05 중량부, 페놀(Phenol)계 산화방지제로서 펜타에리티리톨 테트라키스(3-(3,5- 디테트부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트) 0.05 중량부, 아인산염(Phosphite)계 산화방지제로서 트리(2,4-디테트부틸페닐) 포스파이트 0.1 중량부 및 칼슘스테아레이트 0.1 중량부를 혼합하고, 이축압출기(JSW사제품, 스크류 직경 50mm)로 210℃의 온도에서 과립화하였다. 얻은 과립은 0.50g/10분의 MI5 와 959kg/㎥의 밀도를 나타내었다. 상기 조성물을 압축쉬트 및 단일-스크류형(바텐필드)의 압출기로 200℃의 가공온도에서 세퍼레이터를 제조하였다.In addition, 100 parts by weight of metallocene-based high-density polyethylene powder, 1 part by weight of organic montmorillonite Cloisite 20A, 5 parts by weight of maleic anhydride grafting polyethylene as a compatibilizer, 0.05 parts by weight of Ziegler-Natta based polyethylene with a low molecular weight polymer, phenol 0.05 parts by weight of pentaerythritol tetrakis (3- (3,5-ditetbutyl-4-hydroxyphenyl) propionate) as a (Phenol) -based antioxidant, and a tri (Phosphite) as a antioxidant 0.1 part by weight of 2,4-ditetbutylphenyl) phosphite and 0.1 part by weight of calcium stearate were mixed and granulated at a temperature of 210 ° C. using a twin screw extruder (manufactured by JSW, screw diameter 50 mm). The obtained granules had a MI 5 of 0.50 g / 10 min and a density of 959 kg / m 3. The composition was prepared in a compression sheet and a single-screw type (Battenfield) extruder at a processing temperature of 200 ° C.

상기 세퍼레이터를 상기 제작된 음극 및 양극 사이에 개재하여 이를 권취 및 압축하여 각형 캔에 삽입하였다.The separator was wound between the prepared cathode and the anode and wound and compressed to insert the separator into a rectangular can.

이때, 메탈로센계 폴리에틸렌은 0.50 g/10분의 MI5 와 950kg/㎥의 밀도를 갖는 두가지 분자량 분포를 함유하는 메탈로센계 고밀도 폴리에틸렌 파우더를 사용하였고, 유기화된 몬모릴로나이트는 제4급 암모늄염으로 유기화된 층간거리 24 Å의 몬모릴로나이트(나노글레이사) Cloisite 20A를 사용하였으며, 또한, 상용화제는 말레익 무수물 그라프팅 폴리에틸렌을 사용하였다. 이때, 상기 말레익 무수물 그라프팅 폴리에틸렌은 말레익 무수물과 고밀도 폴리에틸렌(밀도가 950kg/㎥이고 MI5 가 0.6인 고밀도 폴리에틸렌)에 반응개시제를 혼합하여 이축압출기에서 용융 혼합하여 제조하였으며, 0.4의 MI5를 나타내며 951kg/㎥의 밀도를 나타내었다. 또한, 지글러-나타계 폴리에틸렌는 분자량 2500인 것을 사용하였다.At this time, the metallocene-based polyethylene was used a metallocene-based high-density polyethylene powder containing two molecular weight distribution having a density of 0.50 g / 10 MI 5 and 950kg / ㎥, the organic montmorillonite is organicized to a quaternary ammonium salt Montmorillonite Clonaite 20A having an interlayer distance of 24 mm 3 was used, and a compatibilizing agent was maleic anhydride grafted polyethylene. At this time, the maleic anhydride grafted polyethylene was prepared by mixing the reaction initiator in the maleic anhydride and high-density polyethylene (density is 950kg / ㎥ and MI 5 0.6 high density polyethylene) by melt mixing in a twin screw extruder, MI 5 of 0.4 It represents a density of 951kg / ㎥. In addition, the Ziegler-Natta type | system | group polyethylene was used for the molecular weight 2500.

[실시예 2][Example 2]

Cloisite 20A를 10 중량부, 말레익 무수물 그라프팅 폴리에틸렌을 30 중량부 및 분자량 3000 이하의 지글러-나타계 폴리에틸렌 1 중량부를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.Except for 10 parts by weight of Cloisite 20A, 30 parts by weight of maleic anhydride grafted polyethylene and 1 part by weight of Ziegler-Natta based polyethylene having a molecular weight of 3000 or less, it was carried out in the same manner as in Example 1.

[실시예 3][Example 3]

Cloisite 20A를 5 중량부, 말레익 무수물 그라프팅 폴리에틸렌를 15 중량부 및 분자량 3000 이하의 지글러-나타계 폴리에틸렌 0.5 중량부를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.Except for 5 parts by weight of Cloisite 20A, 15 parts by weight of maleic anhydride grafted polyethylene and 0.5 parts by weight of Ziegler-Natta based polyethylene having a molecular weight of 3000 or less was carried out in the same manner as in Example 1.

[비교예 1]Comparative Example 1

상용화제를 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.The same procedure as in Example 1 was carried out except that no compatibilizer was used.

[비교예 2][Comparative Example 2]

상용화제를 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 실시하였다.The same procedure as in Example 2 was conducted except that no compatibilizer was used.

[비교예 3][Comparative Example 3]

유기화된 몬모릴로나이트 및 상용화제를 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일하게 실시하였다.The same procedure as in Example 3 was conducted except that no organicated montmorillonite and a compatibilizer were used.

상기 실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 3의 세퍼레이터의 기본물성인 표준밀도와 용융지수를 측정하였다. 상기 표준밀도(D)는 ASTM D 1505에 따라 23℃에서 측정하였으며(kg/㎥), 상기 용융지수(MI5)는 ASTM D 1238에 따라 190℃에서 5kg의 하중하에 측정하였다(g/10분).Standard densities and melt indexes, which are the basic physical properties of the separators of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, were measured. The standard density (D) was measured at 23 ° C. according to ASTM D 1505 (kg / m 3), and the melt index (MI 5 ) was measured under a load of 5 kg at 190 ° C. according to ASTM D 1238 (g / 10 min. ).

또한, 상기 실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 3의 세퍼레이터의 특성으로 인장강도 및 굴곡강도를 측정하였다. 상기 인장강도(TS)는 4mm 압축시편으로 ASTM D 747에 의해 항복점 인장강도를 측정하였으며(kg/㎠), 상기 굴곡강도(FM)는 4mm 압축시편으로 ASTM D 747에 의해 측정하였다(kg/㎠).In addition, the tensile strength and flexural strength of the separators of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 were measured. The tensile strength (TS) was measured by the yield point tensile strength by ASTM D 747 with 4mm compression specimen (kg / ㎠), the flexural strength (FM) was measured by ASTM D 747 with 4mm compression specimen (kg / ㎠ ).

또한, 상기 실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 3의 이차 전지의 특성으로 과충전시 온도 및 열노출 특성을 측정하였다. 상기 과충전시 온도(℃)는 만충전된 셀이 5V에 도달될 때까지 2.5 시간동안 1A를 충전했을 때의 Max 셀 온도를 측정하였으 며, 상기 열노출 특성은 표준충전상태의 리튬 이온 이차 전지를 챔버에 넣은 후 온도를 상온에서 130℃까지 분당 5℃의 온도상승속도로 온도를 증가시키고, 130℃에서 1시간 동안 유지시키면서 전지의 변화를 관찰하였다.In addition, as the characteristics of the secondary batteries of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, temperature and thermal exposure characteristics during overcharging were measured. The overcharge temperature (° C.) measured the maximum cell temperature when 1A was charged for 2.5 hours until the fully charged cell reached 5V, and the thermal exposure characteristics of the lithium ion secondary battery in the standard charging state. After entering the chamber, the temperature was increased at a temperature increase rate of 5 ° C. per minute from room temperature to 130 ° C., and the change of the battery was observed while maintaining at 130 ° C. for 1 hour.

이때, 상기 열노출 특성 검사를 통과하기 위해서는 130℃에서 10분이 지나도록 L1 수준 이하를 유지하여야 하며, 구체적인 기준은 다음과 같다.At this time, in order to pass the thermal exposure characteristics test to maintain the L1 level below 10 minutes at 130 ℃, specific criteria are as follows.

먼저, L0는 외관상 변화가 없는 경우를 나타내는 것으로, 누액이 없고 섬광만 있는 경우, 또는 전지의 밀폐성을 유지하면서 시험 중의 충격에 의하여 변형된 경우를 포함한다.First, L0 represents a case in which there is no change in appearance, and includes a case in which there is no leakage and only flashes, or a case that is deformed by an impact during the test while maintaining the airtightness of the battery.

L1은 전해액과 같은 내부 구성물의 일부가 손실되어 초기 전지무게의 0.1%이상감소한 경우, 또는, 벤트 등 전지 설계상 파괴될 수 있는 부분이 파괴된 경우, 또는, 육안확인시 전지 외관에 전해액 등이 분출된 흔적이 있는 경우를 말한다. 누액여부를 확인하기 위해서는 반드시 해당 시험후 무게를 측정 하여 초기 무게와 비교하여야 하나, 안전성 시험 항목의 경우에는 이를 생략할 수 있다. 발연, 개스(Gas)분출, 발화를 동반하지 않고 시험 중의 충격에 의해 전지의 기구물이 파괴되어 내부의 전해액이 누출된 경우를 포함한다.L1 is reduced by 0.1% or more of the initial battery weight due to the loss of a part of an internal component such as electrolyte, or when a part that can be destroyed due to battery design, such as a vent, is destroyed, or when the naked eye is checked, If there is a trace of eruption. To check for leakage, the weight after the test must be measured and compared with the initial weight, but in the case of safety test items, this can be omitted. This includes a case in which the instrument of the battery is destroyed by the impact during the test without any smoke, gas (gas) ejection, or ignition, and leakage of the internal electrolyte.

L2는 열폭주를 동반하지 않는 연기 발생하고 전지표면온도가 200℃를 초과하지 않는 상태를 말하는 것으로, 전지내부로부터의 증기발생 등의 경우를 말한다.L2 refers to a state in which smoke does not accompany thermal runaway and the surface temperature of the battery does not exceed 200 ° C., which refers to the case of steam generation from inside the battery.

L3는 열폭주를 동반하는 연기가 발생하고 전지표면온도가 200℃를 초과하며 격렬히 개스가 방출되는 상태 혹은 외관상 연기 발생 흔적이 관찰되지 않더라도 열폭주에 의해 전지표면온도가 200℃를 초과하는 상태를 말한다.L3 exhibits a condition in which the battery surface temperature exceeds 200 ° C due to thermal runaway, even if smoke accompanied by thermal runaway occurs, the battery surface temperature exceeds 200 ° C, the gas is released violently, or no signs of smoke are observed. Say.

L4는 전지의 내용물이 자기발화하여 불꽃이 나오고 타는 상태로 격렬히 불꽃이 발생 되어 지속되는 상태 또는 외장재에 탄 흔적이 남아 발화로 추정되는 상태를 말한다.L4 refers to a state in which the contents of the battery are self-ignited and sparks are burned and burned.

L5는 전지내부로부터의 압력으로 인해 내부구조물이 방출되고 전지 케이스가 전지 설계상 파괴될 수 있는 부분 이외의 부분이 파괴되어 파편이 방출되는 상태를 말한다.L5 refers to a state in which the internal structure is released by the pressure from the inside of the battery, and the battery case is destroyed except for a portion where the battery case may be destroyed in the battery design, thereby debris is released.

상기 측정결과를 하기 표 1 및 표 2에 기재하였다.The measurement results are shown in Tables 1 and 2 below.

[표 1][Table 1]

구분division 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3

세퍼레이터의
조성


Separator
Furtherance
메탈로센계 폴리에틸렌Metallocene Polyethylene 100100 100100 100100
유기화된 몬모릴로나이트Organized Montmorillonite 1One 1010 55 상용화제Compatibilizer 55 3030 1515 저분자량 중합체Low molecular weight polymer 0.050.05 1One 0.50.5 페놀계 산화방지제Phenolic antioxidant 0.050.05 0.050.05 0.050.05 아인산염계 산화방지제Phosphite-based antioxidant 0.10.1 0.10.1 0.10.1 칼슘스테아레이트Calcium stearate 0.10.1 0.10.1 0.10.1 세퍼레이터의
기본물성
Separator
Basic property
용융지수Melt Index 0.520.52 0.580.58 0.550.55
표준밀도Standard density 0.9580.958 0.9640.964 0.9620.962
특성

characteristic
인장강도The tensile strength 263263 265265 273273
굴곡강도Flexural strength 1675016750 1615016150 1680016800 과충전시 온도Temperature at overcharge 5050 4040 4545 열노출 특성Thermal exposure characteristics L0(130℃)L0 (130 degreeC) L0(130℃)L0 (130 degreeC) L0(130℃)L0 (130 degreeC)

[표 2][Table 2]

구분division 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 비교예3Comparative Example 3

세퍼레이터의
조성


Separator
Furtherance
메탈로센계 폴리에틸렌Metallocene Polyethylene 100100 100100 100100
유기화된 몬모릴로나이트Organized Montmorillonite 1One 1010 00 상용화제Compatibilizer 00 00 00 저분자량 중합체Low molecular weight polymer 0.050.05 1One 0.50.5 페놀계 산화방지제Phenolic antioxidant 0.050.05 0.050.05 0.050.05 아인산염계 산화방지제Phosphite-based antioxidant 0.10.1 0.10.1 0.10.1 칼슘스테아레이트Calcium stearate 0.10.1 0.10.1 0.10.1 세퍼레이터의
기본물성
Separator
Basic property
용융지수Melt Index 0.560.56 0.650.65 0.650.65
표준밀도Standard density 0.9580.958 0.9610.961 0.9560.956
특성

characteristic
인장강도The tensile strength 120120 123123 155155
굴곡강도Flexural strength 98209820 90109010 1660016600 과충전시 온도Temperature at overcharge 300300 300300 250250 열노출 특성Thermal exposure characteristics L3(200℃초과)L3 (over 200 ℃) L3(200℃초과)L3 (over 200 ℃) L3(200℃초과)L3 (over 200 ℃)

상기 표 1 및 2에 나타난 결과로부터, 실시예 1 내지 3의 비교예 1 내지 3에 비하여 인장강도 및 굴곡강도가 높으며, 또한, 과충전시 온도가 현저하게 낮아 전지 안정성이 월등히 개선되었음을 알 수 있다.From the results shown in Tables 1 and 2 above, it can be seen that the tensile strength and flexural strength are higher than those of Comparative Examples 1 to 3 of Examples 1 to 3, and the battery stability is significantly improved due to the low temperature during overcharging.

또한, 전지의 열노출 특성에 있어서도, 실시예 1 내지 3의 경우 L0에 해당하여 열노출 특성이 우수하나, 비교예 1 내지 비교예 3의 경우 L3에 해당하고, 특히 전지표면온도가 200℃를 초과하여 열노출 특성이 좋지 않음을 알 수 있다.In addition, in the thermal exposure characteristics of the battery, the thermal exposure characteristics are excellent in the case of Examples 1 to 3 corresponding to L0, but in the case of Comparative Examples 1 to 3 correspond to L3, in particular, the battery surface temperature is 200 ℃ It can be seen that the heat exposure characteristics are not good.

따라서, 본 발명에 따른 메탈로센계 폴리에틸렌, 유기화된 몬모릴로나이트 및 에틸렌계 불포화 카르복실산 무수물이 폴리에틸렌 주쇄에 그라프팅된 상용화제를 포함하는 폴리에틸렌 수지로 이루어지는 세퍼레이터는 인장강도 및 굴곡강도가 높아, 전지의 과충전시 온도가 현저하게 낮아 전지 안정성을 개선시킬 수 있으며, 열노출 특성에서도 매우 우수하다.Therefore, the separator made of the metallocene polyethylene, the organicized montmorillonite, and the polyethylene resin including the compatibilizer in which the ethylenically unsaturated carboxylic anhydride is grafted to the polyethylene main chain has high tensile strength and flexural strength. Significantly low temperature during overcharging can improve battery stability, and is also excellent in thermal exposure characteristics.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, Various changes and modifications will be possible.

Claims (11)

양극 활물질층을 구비하는 양극;A positive electrode having a positive electrode active material layer; 음극 활물질층을 구비하는 음극;A negative electrode having a negative electrode active material layer; 상기 양극과 상기 음극을 분리시키며, 메탈로센계 폴리에틸렌, 유기화된 몬모릴로나이트 및 에틸렌계 불포화 카르복실산 무수물이 폴리에틸렌 주쇄에 그라프팅된 상용화제를 포함하는 폴리에틸렌 수지로 이루어지는 세퍼레이터를 포함하되, Separation of the positive electrode and the negative electrode, a metallocene-based polyethylene, organic montmorillonite and ethylenically unsaturated carboxylic anhydride comprises a separator comprising a polyethylene resin comprising a compatibilizer grafted on the polyethylene backbone, 상기 유기화된 몬모릴로나이트는 상기 메탈로센계 폴리에틸렌 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 포함되고, The organicized montmorillonite is included in 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the metallocene-based polyethylene, 상기 에틸렌계 불포화 카르복실산 무수물이 폴리에틸렌 주쇄에 그라프팅된 상용화제는 상기 메탈로센계 폴리에틸렌 100 중량부에 대하여 0.5 내지 30 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.The compatibilizer in which the ethylenically unsaturated carboxylic anhydride is grafted to the polyethylene main chain is 0.5 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the metallocene polyethylene. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 폴리에틸렌 수지는 분자량 3000 이하의 지글러-나타계 폴리에틸렌을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체.The polyethylene resin is an electrode assembly, characterized in that further comprises a Ziegler-Natta-based polyethylene having a molecular weight of 3000 or less. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 분자량 3000 이하의 지글러-나타계 폴리에틸렌은 상기 메탈로센계 폴리에틸렌 100 중량부에 대하여 0.01 내지 5 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.The Ziegler-Natta-based polyethylene having a molecular weight of 3000 or less is 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the metallocene-based polyethylene. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 폴리에틸렌 수지는 내산제, 산화방지제, 자외선 안정화제 및 가공 보조제로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 첨가제를 더 포함하며, 상기 첨가제는 상기 메탈로센계 폴리에틸렌 100 중량부에 대하여 0 을 초과하고 1 중량부 이하로 포함되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.The polyethylene resin further includes at least one additive selected from the group consisting of an acid resistant agent, an antioxidant, a UV stabilizer, and a processing aid, wherein the additive exceeds 0 with respect to 100 parts by weight of the metallocene polyethylene 1 Electrode assembly, characterized in that included in less than. 양극과, 음극과, 상기 두 전극을 격리시키는 세퍼레이터 및 전해액을 포함하는 이차 전지에 있어서,In a secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator for separating the two electrodes and an electrolyte solution, 상기 세퍼레이터는 메탈로센계 폴리에틸렌, 유기화된 몬모릴로나이트 및 에틸렌계 불포화 카르복실산 무수물이 폴리에틸렌 주쇄에 그라프팅된 상용화제를 포함하는 폴리에틸렌 수지로 이루어지되,The separator consists of a polyethylene resin comprising a metallocene-based polyethylene, an organicated montmorillonite and a compatibilizer in which ethylenically unsaturated carboxylic anhydrides are grafted onto the polyethylene backbone, 상기 유기화된 몬모릴로나이트는 상기 메탈로센계 폴리에틸렌 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 포함되고, The organicized montmorillonite is included in 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the metallocene-based polyethylene, 상기 에틸렌계 불포화 카르복실산 무수물이 폴리에틸렌 주쇄에 그라프팅된 상용화제는 상기 메탈로센계 폴리에틸렌 100 중량부에 대하여 0.5 내지 30 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The compatibilizer in which the ethylenically unsaturated carboxylic anhydride is grafted to the polyethylene main chain is 0.5 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the metallocene-based polyethylene. 삭제delete 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 폴리에틸렌 수지는 분자량 3000 이하의 지글러-나타계 폴리에틸렌을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The polyethylene resin further comprises a Ziegler-Natta-based polyethylene having a molecular weight of 3000 or less. 제 8 항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 분자량 3000 이하의 지글러-나타계 폴리에틸렌은 상기 메탈로센계 폴리에틸렌 100 중량부에 대하여 0.01 내지 5 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The secondary battery of the Ziegler-Natta-based polyethylene having a molecular weight of 3000 or less is contained in an amount of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the metallocene-based polyethylene. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 폴리에틸렌 수지는 내산제, 산화방지제, 자외선 안정화제 및 가공 보조제로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 첨가제를 더 포함하며, 상기 첨가제는 상기 메탈로센계 폴리에틸렌 100 중량부에 대하여 0 을 초과하고 1 중량부 이하로 포함되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The polyethylene resin further includes at least one additive selected from the group consisting of an acid resistant agent, an antioxidant, a UV stabilizer, and a processing aid, wherein the additive exceeds 0 with respect to 100 parts by weight of the metallocene polyethylene 1 Secondary battery, characterized in that included in less than. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 전해액은 비수성 유기용매 및 리튬염을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The electrolyte solution is a secondary battery comprising a non-aqueous organic solvent and a lithium salt.
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