KR101527730B1 - 리튬 이차전지용 전극의 세라믹 코팅방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리튬 이차전지의 전극 활물질 상에 형성할 세라믹 코팅용 조성물을 균일하게 형성할 수 있는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방법은, (a) 세라믹 코팅용 조성물을 제조하는 단계와, (b) 상기 세라믹 코팅용 조성물을 이형시트의 일면 또는 양면에 도포 및 건조하여 세라믹코팅층을 형성하는 단계와, (c) 형성된 세라믹 코팅층을 리튬 이차전지의 전극 활물질 상에 부착시키는 단계 및 (d) 상기 이형시트를 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 전극의 활성층 위에 균일한 두께로 이루어진 세라믹 코팅층을 형성할 수 있게 되어, 균일한 전기적 특성과 열적 안정성을 확보할 수 있게 된다.

Description

리튬 이차전지용 전극의 세라믹 코팅방법{COATING METHOD OF ELECTRODE FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY}
본 발명은 리튬 이차전지용 전극의 세라믹 코팅방법에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 리튬 이차전지의 전극 활물질 상에 형성할 세라믹 코팅용 조성물을 먼저 이형시트 상에 도포하여 세라믹 코팅층을 형성한 후 형성된 세라믹 코팅층을 전극 활물질층에 부착한 후 이형시트를 제거하는 방법을 통해 균일한 절연성을 갖는 세라믹 코팅층을 전극 활물질층 상에 형성할 수 있는 리튬 이차전지용 전극의 세라믹 코팅방법에 대한 것이다.
최근 리튬 이차전지는 휴대폰, 노트북, 컴퓨터 등을 비롯한 휴대용 전자제품의 전원으로서 뿐만 아니라, 전동공구(power tool), 전기자전거(e-bike), 하이브리드 전기자동차(hybrid electric vehicle HEV), 플러그인 하이브리드 전기자동차(plug-in HEV) 등의 중대형 전원으로 그 응용이 급속히 확대되고 있다.
이와 같은 응용분야의 확대 및 수요의 증가에 따라 전지의 외형적인 모양과 크기도 다양하게 변하고 있으며, 기존의 소형전지에서 요구되는 특성보다 더욱 우수한 수명 특성과 안전성이 요구되고 있다.
구체적으로 휴대폰의 사용 중 리튬 이차전지로 인한 폭발 또는 화재의 발생이 종종 일어나고 있어 리튬 이차전지의 열적 안정성의 개선에 대한 요구가 높아지고 있고, 특히 전기자동차와 같은 수송장치에 있어서 전지의 안전성은 수송 장치를 이용하는 인명과 직결되는 문제이므로 전지의 안전성이 담보되지 않은 경우, 리튬 이차전지의 수송장치로의 적용이 제한적일 수밖에 없다.
이에 따라, 리튬 이차전지의 안정성 증대와, 고율 충전특성과 수명특성을 개선하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
한편, 고분자로 이루어진 세퍼레이터를 구비한 리튬 이차전지의 경우, 진동, 낙하, 전지 조립시의 와인딩 과정 등에 의해 단위 전지의 정렬이 어긋나게 되면, 양극과 음극을 분리하는 세퍼레이터 본래의 기능을 수행하지 못하고, 양극과 음극이 맞닿는 단락이 생겨 전지의 기능을 할 수 없게 되는 문제가 있다. 또한 폴리올레핀으로 대표되는 고분자 세퍼레이터 자체가 100℃ 이상의 고온에서는 수축이 발생하여 전극 간의 단락을 유발시켜 고온 안전성이 떨어지는 문제가 있다.
이러한 세퍼레이터의 문제를 해결하려 리튬 이차전지의 안정성 증대를 위한 방법으로, 하기 특허문헌 1에는 양극 또는 음극 중 적어도 어느 한 면에 세라믹 코팅층을 형성함으로써, 세퍼레이터의 수축 및 팽창으로 인한 양극 및 음극 간의 단락을 방지하고, 고온환경에서의 내열성을 향상시켜 리튬 이차전지의 안전성과 수명특성을 향상시키기 위한 기술이 개시되어 있다.
그런데 하기 특허문헌 1에 개시된 기술의 경우, 세라믹 코팅층을 형성하기 위해, 미세한 입도를 갖는 세라믹 분말, 분산매, 바인더, 계면 활성제 등을 포함하는 저점도 슬러리를 사용하게 되는데, 이와 같은 슬러리를 전극 활물질 층 상에 도포하게 되면, 전극 활물질층을 구성하는 활물질의 입도에 비해 매우 작은 세라믹 분말은 전극 활물질 입자들의 틈새로 침투하여 들어가게 되며, 그 결과 세라믹 분말이 침투된 부분과 그렇지 않은 부분 사이에는 세라믹 코팅층의 두께가 현저하게 차이나는 요철부가 형성되게 되어 균일한 두께를 갖는 세라믹 코팅층을 형성하기 어렵다.
이와 같이 불균일하게 형성된 세라믹 코팅층은 불균일한 절연저항을 나타내게 되어 결과적으로 안정성을 높이고자 하는 세라믹 코팅의 목적에 부합하지 못하는 특성을 나타내기도 한다.
이러한 전극 활물질 층에 형성하는 세라믹 코팅층의 문제점을 해결하기 위한 대안으로 불균일 코팅의 문제점이 없는 분리막에 세라믹 물질을 코팅하는 방법이 고려되고 있는데, 분리막을 구성하는 재료(통상 폴리올레핀계의 합성수지)와 세라믹 물질 간의 재질 차이로 인해 열 수축율에 큰 차이가 발생하고 이것이 전지의 안전성 저하로 이어진다.
이에 따라, 전극 활물질층 상에 균일한 두께를 갖는 세라믹 코팅층을 형성할 수 있는 기술의 개발이 요구된다.
대한 민국 공개 특허공보 제10-2008-0105853호
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제를 해결하기 위해서 안출한 것으로서, 리튬 이차전지에서 전극 활물질 층 상에 균일한 두께를 갖는 세라믹 코팅층을 형성할 수 있는 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, (a) 세라믹 코팅용 조성물을 제조하는 단계와, (b) 상기 세라믹 코팅용 조성물을 이형시트의 일면 또는 양면에 도포 및 건조하여 세라믹코팅층을 형성하는 단계와, (c) 형성된 세라믹 코팅층을 리튬 이차전지의 전극 활물질 상에 부착시키는 단계 및 (d) 상기 이형시트를 제거하는 단계를 포함하는 리튬 이차전지용 전극의 세라믹 코팅방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 세라믹 코팅방법에 있어서, 상기 (a) 단계의 세라믹 코팅용 페인트는 세라믹 분말과 바인더 및 분산매를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 세라믹 코팅방법에 있어서, 상기 세라믹 분말은 알루미나(Al2O3), 이산화티탄(TiO2), 이산화지르코늄(ZrO2), 이산화규소(Si02), 산화주석(Sn02), 산화세륨(Ce02), 산화마그네슘(MgO), 산화칼슘(CaO) 및 이트리아(Y2O3) 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 세라믹 코팅방법에 있어서, 상기 (b) 단계에서 상기 세라믹 코팅용 조성물은 그라비아 롤에 의해서 상기 이형시트에 도포될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 세라믹 코팅방법에 있어서, 상기 (b) 단계에서 상기 세라믹 코팅용 조성물은 이형시트에 1 ~ 10㎛로 도포될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 세라믹 코팅방법에 있어서, 상기 (b)단계에서 상기 이형시트는 합성수지 필름일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 세라믹 코팅방법에 있어서, 상기 합성수지 필름은, PE(Polyethylene), PP(Polypropylene), PVC(Polyvinyl Chloride), PET(Polyethylene Terephthalate) 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 세라믹 코팅방법에 있어서, 상기 합성 수지 필름상에는 세라믹 코팅층과의 분리를 용이하게 하기 위한 분리층이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 세라믹 코팅방법에 있어서, 상기 (c)단계에서 전극 활물질층과 세라믹 코팅층의 부착은 상기 전극 활물질층에 세라믹 코팅용 분산매와 바인더를 포함하는 용액을 도포한 후 수행될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 방법으로 형성된 세라믹 코팅층을 포함하는 전극을 구비하는 리튬 이차전지를 제공한다.
본 발명에 따른 리튬 이차전지용 전극의 코팅방법에 의하면, 전극의 활성층 위에 균일한 두께로 이루어진 세라믹 코팅층을 형성할 수 있게 되어, 균일한 전기적 특성과 열적 안정성을 확보할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 리튬 이차전지용 전극의 제조공정을 보여주는 공정도이다.
도 2는 본 발명에 사용되는 마이크로 그라비아 롤의 구성을 보여주는 모식도이다.
도 3은 본 발명에 따른 세라믹 코팅장치에서 세라믹 코팅층이 형성된 이형시트가 전극에 공급된 후 제거되는 과정을 보여주는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 리튬이차전지용 전극 활물질상에 형성된 세라믹 코팅층의 단면을 보여주는 주사전자현미경 사진이다.
도 5는 비교예에 따라 리튬이차전지용 전극 활물질 상에 형성된 세라믹 코팅층의 단면을 보여주는 주사전자현미경 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 도면상에서 동일부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명에 따른 리튬 이차전지용 전극의 코팅방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 세라믹 코팅용 조성물을 제조하는 단계(S10)와, (b) 상기 세라믹 코팅용 조성물을 이형시트의 일면 또는 양면에 도포 및 건조하여 세라믹 코팅층을 형성하는 단계(S20)와, (c) 형성된 세라믹 코팅층을 리튬 이차전지의 활물질 상에 부착시키는 단계(S30) 및 (d) 상기 이형시트를 제거하는 단계(S40)를 포함한다.
(세라믹 코팅용 페인트의 제조)(S10)
상기 세라믹 코팅용 조성물은, 양극과 음극의 이온 교환에 의한 자가 방전을 막는 분리막에 문제가 생겼을 경우를 대비하여, 양극 또는 음극의 전극 활물질층 상에 도포하여 양극과 음극의 단락을 방지함으로써, 리튬 이차전지의 안전성을 높이기 위한 것이다.
상기 세라믹 코팅용 조성물은, 통상 전기 절연성이 우수한 세라믹 분말, 상기 세라믹 코팅용 조성물을 전극 활물질층 상에 도포하였을 때, 전극 활물질 및 세라믹 분말을 구성하는 입자 간에 결합력을 부여는 바인더 및 상기 세라믹 분말을 분산시키기 위한 액상의 분산매를 포함하여 이루어진다.
상기 세라믹 분말로는 알루미나(Al2O3), 이산화티탄(TiO2), 이산화지르코늄(ZrO2), 이산화규소(Si02), 산화주석(Sn02), 산화세륨(Ce02), 산화마그네슘(MgO), 산화칼슘(CaO) 및 이트리아(Y2O3) 중에서 선택된 1 종 이상이 사용될 수 있다. 물론 이들 물질 외에도 전기 절연성이 리튬 이차전지를 구성하는 양극과 음극의 단락을 방지할 수 있는 것이면 어느 것이나 사용될 수 있다.
상기 바인더는 전극 활물질 상에 세라믹 코팅층을 형성하였을 때, 전극의 활물질과의 결합 또는 세라믹 분말 간의 결합을 유지할 수 있도록 하기 위한 목적을 달성할 수 있는 것이면, 특별히 제한하지 않고 사용될 수 있다. 예를 들면 부틸아크릴레이트 중합체, 에틸 헥실 아크릴레이트 중합체와 같은 아크릴계 고분자 물질이 사용될 수 있다. 이때 상기 바인더는 전체 세라믹 코팅층의 중량을 기준으로 0.01~10wt%의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 0.01wt% 미만일 경우 충분한 결합력을 얻기 어렵고, 10wt%를 초과할 경우 전지 특성이 저하될 수 있기 때문이다.
상기 분산매로는 상기 세라믹 분말과 바인더의 분산 후 코팅과정에서 용이하게 휘발하여 제거될 수 있는 물질이라면 특별히 제한하지 않고 사용될 수 있으며, 일례로 NMP(N-methyl-2-pyrrolidinone) 또는 사이클로 헥사논(cyclohexanone)과 같은 물질이 사용될 수 있다.
(세라믹 코팅층을 형성하는 단계)(S20)
세라믹 코팅용 조성물은 상기 세라믹 분말, 바인더 및 분산매를 용기에 투입한 후 혼합하는 방식으로 제조될 수 있다. 이때, 제조된 세라믹 코팅용 조성물의 점도는 10 cps ~ 3000 cps 인 것이 바람직한데, 이는 세라믹 코팅용 조성물의 점도가 10 cps 미만이면, 도포 과정에서 코팅용 조성물이 흘러내리기 쉽고, 3000 cps 초과이면, 점도가 너무 높아, 균일한 도포층을 형성하기 어렵기 때문이다.
이형시트는 균일한 두께의 세라믹 코팅층이 형성될 수 있도록 표면 조도가 낮고, 저비용으로 제조할 수 있으며, 형성된 세라믹 코팅층을 유지하고, 세라믹 코팅층을 전극 활물질 층에 접착시킨 후, 용이하게 박리할 수 있는 것이면 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 예를 들면, PET(poly ethylene terephthalate), PP(Polypropylene) 필름, PE(Polyethylene) 필름 및 PVC(Polyvinylchloride) 필름 등이 사용될 수 있다. 또한 상기 이형시트의 일면 또는 양면에 세라믹 코팅층의 형성 및 박리를 보다 용이하게 하기 위하여, 박리용 코팅층이 형성되거나 플라즈마 처리, 술폰화 처리와 같은 표면 개질 처리도 수행될 수 있다.
세라믹 코팅층의 도포는 그라비아, 테이프 캐스팅과 같이 이형 시트 상에 균일한 두께의 세라믹 코팅층을 형성할 수 있는 방법이면, 어느 것이나 제한없이 사용될 수 있다. 통상 전극 활물질 상에 상기 양극판 및 음극판에 안전성을 높일 수 있는 기능성 막을 형성하는데는 그라비아 롤(Gravure roll)을 사용하는 그라비아 코팅법이 널리 사용되고 있다.
(세라믹 코팅층을 리튬 이차전지의 전극 활물질 상에 부착시키는 단계)(S30)
세라믹 코팅용 조성물의 두께는 1 ~ 10㎛인 것이 바람직하다. 이는 두께를 1㎛ 미만으로 하기 위한 세라믹 코팅용 조성물의 점도 제어가 용이하지 않고, 10㎛를 초과하면 라미네이팅하는 과정에서 세라믹 코팅층의 막 분리가 일어나기 쉽기 때문이다.
도포된 세라믹 코팅용 조성물은 건조 과정을 통해 분산매를 제거하여 세라믹 코팅층이 형성되도록 하며, 건조는 세라믹 코팅용 조성물이 도포된 부분을 건조기를 사용하여 50 ~ 150℃의 온도로 가열하는 방식을 사용할 수 있다. 가열온도가 50℃ 미만일 경우 건조속도가 느리고 150℃를 초과할 경우 주로 고분자로 이루어진 이형시트에 손상이 생길 수 있기 때문이다.
(이형시트 제거단계)(S40)
통상적으로 리튬 이차전지에 사용되는 양극과 음극을 구성하는 전극은 구리와 같은 금속으로 이루어지는 집전체와, 상기 집전체 상에 형성되며 전극 활물질(예를 들어 양극 활물질은 LiCoO2, 음극 활물질은 탄소), 도전재, 바인더 등을 포함하는 전극 활물질층으로 이루어진다.
상기 전극 활물질층 상에 이형시트에 형성된 세라믹 코팅층을 부착시키기 위해서는, 접착을 안정화시키기 위한 소정의 압력과 온도가 필요하다.
이형시트에 형성된 세라믹 코팅층의 가열 및 가압은 도 3에 도시된 바와 같은 장치가 사용될 수 있으며, 동일한 가열 및 가압 효과를 얻을 수 있는 장치라면 도 3에 도시된 장치에 제한 없이 사용될 수 있다.
한편, 가열온도는 50 ~ 150℃가 바람직한데, 이는 50℃ 미만일 경우 전극 활물질층과 세라믹 코팅층 사이에 충분한 접착력을 제공할 수 없고, 150℃를 초과할 경우 이형시트가 변형될 수 있기 때문이다.
또한, 가압력은 선압으로 1 ~ 50 kg/cm이 바람직한데, 이는 1 kg/cm 미만일 경우 전극 활물질층과 세라믹 코팅층 사이에 충분한 접착력을 제공할 수 없고, 50 kg/cm을 초과할 경우 전극 활물질층 및 세라믹 코팅층의 공극률을 적절한 수치로 제어하기 어렵기 때문이다.
또한, 상기 전극 활물질층과 세라믹 코팅층 사이의 접착력을 높이기 위하여, 아크릴레이트(acrylate)계열 바인더를 사용한다. 한편, 본 발명에서는 상기와 같은 접착제를 사용하나, 상기 전극 활물질층과 세라믹 코팅층을 소정 강도로 부착시킬 수 있는 것이면 특별히 제한 없이 사용될 수 있다. 상기 전극 활물질층 및 세라믹 코팅층을 형성하기 위해 사용한 바인더를 포함하는 분산매를 접착제로 사용할 경우 전지 특성의 저하 없이 양호한 접착력을 얻을 수 있기 때문에 가장 바람직하다.
[실시예]
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 구체적으로 설명한다.
평균입도가 0.90㎛인 알루미나(Al2O3) 분말과, 용매인 NMP와, 바인더인 아크릴로니트릴을 용기에 넣고 교반기로 혼합하여 알루미나 코팅용 조성물을 제조하였다. 이때 알루미나 코팅용 조성물 중에서 알루미나와 바인더의 혼합비는, 알루미나 96중량%에 아크릴로니트릴이 4중량%가 되도록 하였다. 또한, 알루미나와 아크릴로니트릴을 포함하는 고형분은 알루미나 코팅용 조성물 전체 중량에 대해 40중량%가 되도록 NMP를 혼합하였다.
다음으로, 이와 같이 제조한 알루미나 코팅용 조성물을 도 2에 도시된 바와 같은, 마이크로 그라비아 코팅장치(100)를 이용하여 이형시트를 사용할 폴리프로필렌 필름상에 코팅한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 사용한 마이크로 그라비아 코팅장치(100)는 알루미나 코팅용 조성물을 저장하는 저장탱크(110)와, 이 저장탱크(110)의 상부에 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전가능하게 배치된 그라비아 롤(Gravure roll)(120)을 포함하여 이루어진다.
이형시트(S)는 이형시트(S)를 감은 공급롤(미도시)로부터 이송롤(130a, 130b)과 권취롤(미도시)을 통해 이송되면서 상기 알루미나 코팅용 조성물이 부착된 그라비아 롤(120)에 접촉되면서 알루미나 코팅용 조성물을 약 3㎛ 두께로 상기 이형시트(S)에 도포되게 된다.
이와 같이 도포된 알루미나 코팅용 조성물은 열풍기(미도시, 80~130℃)를 통해 가열하여 알루미나 코팅용 조성물에 포함된 NMP를 증발시켜 제거함으로써, 알루미나 코팅층이 형성되게 된다.
이와 같이 알루미나 코팅층이 코팅된 이형시트(이하, 코팅이형시트(CS))에 형성된 알루미나 코팅층은 도 3에 도시된 바와 같은 라미네이팅 장치(200)을 사용하여, 탄소를 음극 활물질로 포함한 음극 전극판에 부착시킨다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에서 사용한 라미네이팅 장치(200)는, 코팅이형시트(CS)의 이송수단(210)과, 상기 코팅이형시트(CS)를 가압하는 가압수단(220)과, 상기 코팅이형시트(CS)를 가열하는 가열수단(230) 및 접착력을 높이기 위해 접착액을 도포하는 접착액도포롤(240)을 포함하여 이루어진다.
상기 이송수단(210)은 코팅이형시트(CS)가 권취된 공급롤(미도시)로부터 코팅이형시트(CS)를 연속적으로 상기 가열수단(230) 및 가압수단(220)으로 이송시키기 위한 회전구동수단에 연동된 다수의 이송롤(211a, 211b)과 코팅층이 제거된 이형시트를 권취하는 권취롤(212)을 포함한다. 또한, 상기 가압수단(220)은 코팅이형시트(CS)와 음극판을 상호 가압하기 위한 것으로, 상,하측에 대향되게 배치된 가압롤(221a,221b)을 포함한다. 또한, 상기 가열수단은 상기 가압롤(221a,221b)의 내부에 히터(미도시)를 장착된 히터이다.
알루미나 코팅층의 부착은 상기 이송롤(221a, 221b)을 사용하여 코팅이형시트(CS)를 이송시키며, 접착액도포롤(240)에서 접착액이 도포되며, 이송된 코팅이형시트(CS)는 가압롤(221a,221b)과 히터를 통해 가압 및 가열되어 음극판에 부착되며, 알루미나 코팅층이 제거된 이형시트(S)는 권취롤(212)을 통해 권취된다.
이때 가압력은 선압으로 10 kg/cm, 가열온도는 110℃로 하였다.
알루미나 코팅층의 부착은 상기 도 3에 도시된 바와 같이, 음극판의 양측에서 수행되는 것이 바람직하나. 경우에 따라서는 일측에서만 수행될 수도 있다.
이와 같이 알루미나 코팅층이 부착된 음극판(P)은 소정 크기로 절단되어 리튬 이차전지 패키징 단계로 보내진다.
도 4는 본 발명에 따라 리튬이차전지 용 전극 활물질 상에 형성된 세라믹 코팅층의 단면을 보여주는 주사전자현미경 사진이다.
도 4를 참조하면, 리튬이차전지용 음극 활물질상에 균일한 두께로 형성되어 있는 알루미나 코팅층을 확인할 수 있다. 도 4에서 본 발명의 실시예에 따라 형성된 알루미나 코팅층은 균일한 두께인 3.76㎛로 형성되어 있다. 이러한 두께는 본 발명에서 제안한 가압수단과 가열수단의 조절에 의해서 필요에 따라 조절이 가능할 것을 사료된다.
[비교예]
평균입도가 0.90㎛인 알루미나 분말과, 용매인 NMP와, 바인더인 아크릴로니트릴을 용기에 넣고 교반기로 혼합하여 알루미나 코팅용 조성물을 제조하였다. 이때 알루미나 코팅용 조성물 중에서 알루미나와 바인더의 혼합비는, 알루미나 96중량%에 아크릴로니트릴이 4중량%가 되도록 하였다. 또한, 알루미나와 아크릴로 니트릴을 포함하는 고형분은 알루미나 코팅용 조성물 전체 중량에 대해 40%가 되도록 하였다. 또한, 알루미나와 아클리로니트릴을 포함하는 고형분은 알루미나 코팅용 조성물 전체 중량에 대해 40중량%가 되도록 하였다.
다음으로, 이와 같이 제조한 알루미나 코팅용 조성물을 그라비아 코팅장치를 이용해서 음극 활물질 위에 코팅하였다.
이와 같이 제조한 알루미나 코팅용 슬러리를 그라비아로 상기와 같은 방법으로 제조한 음극 활물질층 상에 약 4㎛ 두께로 도포한 후 건조하여 알루미나 코팅층이 형성되도록 하였다.
도 5는 상기 비교예에 따라 제작된 음극 활물질 층상에 형성된 세라믹 코팅층을 보여주는 주사전자현미경 사진이다.
도 5에서, 확인되는 바와 같이, 음극 활물질 상에 세라믹 코팅층이 음극 활물질 층으로 침투하여 불균일하게 형성된다는 것을 확인할 수 있다. 불균일하게 형성된 세라믹 코팅층은 불균일한 절연저항을 나타내게 되어 결과적으로 안정성을 높이고자 하는 세라믹 코팅의 목적에 부합할 수 없게 된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
S: 이형시트, 110 : 저장탱크
120: 그라비아 롤 130a,b: 이송롤
200: 라미네이팅 장치 210: 이송수단
211a,b: 이송롤 212: 권취롤
220: 가압수단 221a,b : 가압롤
230: 가열수단 240: 접착액도포롤

Claims (10)

  1. (a) 세라믹 분말, 분산매 및 바인더를 포함하는 세라믹 코팅용 조성물을 제조하는 단계,
    (b) 상기 세라믹 코팅용 조성물을 이형시트의 일면 또는 양면에 도포한 후, 건조 공정을 통해 상기 분산매를 제거하여 상기 세라믹 분말을 고정시켜 세라믹 코팅층을 형성하는 단계,
    (c) 리튬 이차전지의 전극 활물질층 상에, 상기 전극 활물질층 형성용 바인더 또는 세라믹 코팅용 바인더를 포함하는 용액을 접착제로 사용하여, 상기 세라믹 코팅층을 부착시키는 단계 및
    (d) 상기 이형시트를 제거하는 단계를 포함하는 리튬 이차전지용 전극의 세라믹 코팅방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 세라믹 분말은 알루미나(Al2O3), 이산화티탄(TiO2), 이산화지르코늄(ZrO2), 이산화규소(Si02), 산화주석(Sn02), 산화세륨(Ce02), 산화마그네슘(MgO), 산화칼슘(CaO) 및 이트리아(Y2O3) 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 전극의 세라믹 코팅방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b)단계에서 상기 세라믹 코팅용 조성물은 그라비아 롤에 의해서 상기 이형시트에 도포되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 전극의 세라믹 코팅방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b)단계에서 상기 세라믹 코팅용 조성물은 상기 이형시트 상에 1 ~ 10㎛로 도포되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 전극의 세라믹 코팅방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b)단계에서 상기 이형시트는 합성수지 필름인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 전극의 세라믹 코팅방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 합성수지 필름은, PE, PP, PVC, PET 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 전극의 세라믹 코팅방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 합성수지 필름상에는 세라믹 코팅층과의 분리를 용이하게 하기 위한 분리층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 전극의 세라믹 코팅방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서 전극 활물질층과 세라믹 코팅층의 부착은 상기 전극 활물질층에 세라믹 코팅용 분산매와 바인더를 포함하는 용액을 도포한 후 수행되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 전극의 세라믹 코팅방법.
  10. 삭제
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