KR101529210B1 - Separator for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same - Google Patents

Separator for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same Download PDF

Info

Publication number
KR101529210B1
KR101529210B1 KR1020120100035A KR20120100035A KR101529210B1 KR 101529210 B1 KR101529210 B1 KR 101529210B1 KR 1020120100035 A KR1020120100035 A KR 1020120100035A KR 20120100035 A KR20120100035 A KR 20120100035A KR 101529210 B1 KR101529210 B1 KR 101529210B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polymer
secondary battery
separator
lithium secondary
film
Prior art date
Application number
KR1020120100035A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20140034961A (en
Inventor
한양규
김수화
이현진
한장선
임규
이상영
이제권
Original Assignee
주식회사 엘지화학
한양대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학, 한양대학교 산학협력단 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020120100035A priority Critical patent/KR101529210B1/en
Publication of KR20140034961A publication Critical patent/KR20140034961A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101529210B1 publication Critical patent/KR101529210B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411Organic material
    • H01M50/414Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/423Polyamide resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/52Amides or imides
    • C08F20/54Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
    • C08F20/56Acrylamide; Methacrylamide
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411Organic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/491Porosity
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

본 발명은 전해질 및 리튬염으로 구성된 전해액에 대한 우수한 함침율(uptake) 을 나타내면서도, 전해질을 고분자 사슬 내부에 흡수 팽윤시킴으로서 전해질의 누설 우려가 적어 뛰어난 전지안정성을 나타내며, 분리막으로서 적절한 기계적 물성 및 전도도 등을 보이는 리튬 이차 전지용 분리막 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다.
상기 리튬 이차 전지용 분리막은 소정의 아크릴아미드계 반복단위를 1종 이상 포함하고, 2.0 내지 10.0 nm의 직경을 갖는 복수의 기공을 포함하는 아크릴아미드계 중합체의 필름을 포함하는 것이다.
Disclosure of the Invention The present invention relates to a polymer electrolyte membrane which exhibits excellent uptake of an electrolyte composed of an electrolyte and a lithium salt and exhibits excellent cell stability because the electrolyte is absorbed and swollen inside the polymer chain, And a lithium secondary battery comprising the separator.
The separator for a lithium secondary battery includes a film of an acrylamide polymer containing one or more predetermined acrylamide repeating units and having a plurality of pores having a diameter of 2.0 to 10.0 nm.

Description

리튬 이차 전지용 분리막과, 이를 포함하는 리튬 이차 전지 {SEPARATOR FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND LITHIUM SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME} TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a separator for a lithium secondary battery, and a lithium secondary battery including the separator.

본 발명은 리튬 이차 전지용 분리막 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 전해질에 대한 우수한 함침율(uptake) 성능을 나타내면서도, 전해질의 누설 우려가 적어 뛰어난 안정성을 나타내며, 분리막으로서 적절한 기계적 물성 및 전도도 등을 나타내는 리튬 이차 전지용 분리막 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다. The present invention relates to a separator for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery including the same. More specifically, the present invention relates to a separator for a lithium secondary battery, which exhibits excellent uptake performance for an electrolyte, exhibits excellent stability due to less leakage of an electrolyte, exhibits suitable mechanical properties and conductivity as a separator, To a lithium secondary battery.

전지는 양극과 음극에 전기 화학 반응이 가능한 물질을 사용함으로써 전력을 발생시키는 것이다. 이러한 전지 중 대표적인 예로는 양극 및 음극에서 리튬 이온이 인터칼레이션/디인터칼레이션될 때의 화학전위(chemical potential)의 변화에 의하여 전기 에너지를 생성하는 리튬 이차 전지가 있다.Cells generate electricity by using materials that can electrochemically react to the positive and negative electrodes. A representative example of such a battery is a lithium secondary battery that generates electrical energy by a change in chemical potential when the lithium ions are intercalated / deintercalated in the positive electrode and the negative electrode.

상기 리튬 이차 전지는 리튬 이온의 가역적인 인터칼레이션/디인터칼레이션이 가능한 물질을 양극과 음극 활물질로 사용하고, 상기 양극과 음극 사이에 전해질 및 분리막을 개재시켜 얻을 수 있다. The lithium secondary battery can be obtained by using a material capable of reversible intercalation / deintercalation of lithium ions as a positive electrode and a negative electrode active material, and an electrolyte and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode.

이중에서도 분리막은 리튬 이차 전지의 안정성 및 성능에 큰 영향을 미치는 요소로서, 다공성 폴리에틸렌계 필름이 분리막으로서 가장 널리 사용되고 있다. 이러한 다공성 폴리에틸렌계 필름은 전해질에 대한 우수한 투과 성능을 나타낼 뿐 아니라, 우수한 이온 전도도 및 기계적 물성을 나타내어 리튬 이차 전지의 분리막으로서 바람직하게 사용 가능한 특성을 가질 수 있다. Among them, the separator has a great influence on the stability and performance of the lithium secondary battery, and the porous polyethylene film is most widely used as the separator. Such a porous polyethylene film not only exhibits excellent permeability to an electrolyte but also exhibits excellent ionic conductivity and mechanical properties, and thus can be used as a separator of a lithium secondary battery.

그러나, 상기 폴리에틸렌계 필름은 전해질에 대한 우수한 투과 성능을 나타낼 수 있도록 하기 위해 다공성 필름 형태로 제조할 필요가 있다. 이를 위해, 상기 폴리에틸렌계 필름은 고분자 결정 구조를 조절하거나, 가소제 혼입 및 추출 등의 공정을 거친 후, 일축 혹은 이축 연신 공정 등을 거쳐, 예를 들어, 수백 nm 이하의 직경을 갖는 미세 기공들이 형성된 다공성 필름 형태로 제조되어 사용되고 있다. However, the polyethylene-based film needs to be produced in the form of a porous film so as to exhibit excellent permeation performance to an electrolyte. For this purpose, the polyethylene film is subjected to processes such as controlling the crystal structure of the polymer, incorporating and extracting the plasticizer, and then, through a uniaxial or biaxial stretching process or the like, micropores having a diameter of several hundred nm or less are formed Have been produced and used in the form of porous films.

그런데, 비교적 큰 직경을 갖는 미세 기공들의 존재로 인하여, 리튬 이차 전지의 사용 중 상기 다공성 폴리에틸렌계 필름의 분리막으로부터 전해질이 누설되는 등의 문제가 야기되고 있다. 특히, 전지의 불완전한 충방전 거동으로 인하여 음극에서 발생하는 리튬 (lithium) 덴드라이트 (dendrite)는, 분리막의 기공을 통해 성장하여 양극에 도달하게 되고, 궁극적으로 전지 내부 단락 (internal short-circuit)을 일으키는 것으로 알려져 있다. 이러한 리튬 덴드라이트에 기인한 전지 내부 단락은, 전지 안전성 (safety)을 위협하는 가장 큰 문제점으로 고려되고 있어, 분리막의 기공 구조 제어는 매우 중요한 사항으로 주목 받고 있다.However, due to the presence of micropores having a relatively large diameter, problems such as leakage of the electrolyte from the separation membrane of the porous polyethylene film during use of the lithium secondary battery have been caused. Particularly, lithium dendrite generated at the cathode due to incomplete charge / discharge behavior of the battery grows through the pores of the separator to reach the anode, and ultimately leads to an internal short-circuit It is known to cause. The internal short circuit caused by the lithium dendrite is considered to be the biggest problem that threatens the safety of the battery, and control of the pore structure of the separator is attracting attention as a very important matter.

최근 들어, 이러한 전지 내부 단락 현상을 억제하고자 하는 노력으로, 다공성 세라믹 층이 폴리올레핀계 분리막에 도포된 복합막 구조의 분리막을 여러 전지 업체들에서 활발히 개발하고 있다. 특히, 본 출원인은 상품명 SRS (Safety-Reinforcing Separators)를 개발 완료하여, 전기자동차용 전지에 양산 적용하고 있다.In recent years, various battery manufacturers have actively developed a membrane having a composite membrane structure in which a porous ceramic layer is applied to a polyolefin-based membrane, in an effort to suppress such short-circuiting within the battery. Particularly, the present applicant has developed a safety-reinforcing separator (SRS), which is a product name, and mass-applied it to an electric vehicle battery.

한편, 상기 다공성 폴리올레핀계 필름의 문제점을 근본적으로 해결하고자, 겔상 폴리머 소재 등을 사용하고자 시도된 바 있다. 그러나, 이러한 겔상 폴리머 소재는, 다공성 폴리올레핀계 필름과는 달리 미세 기공 구조가 존재하지 않아, 전해질에 대한 함침율(electrolyte uptake) 및 이온 전도도 등의 특성에 있어 상기 다공성 폴리에틸렌계 필름보다 크게 떨어지는 특성을 나타내었던 것이 사실이다. 또한, 상기 이온 전도도 등을 개선하기 위한 목적으로 겔상 폴리머 소재에 함침된 액체 전해질로 인해, 기계적 강도가 현저히 저하되어, 롤투롤 (roll-to-roll) 공정을 포함하는 전지 조립 공정에 제대로 사용될 수 없는 한계점을 나타내었다. Meanwhile, in order to fundamentally solve the problems of the porous polyolefin-based film, attempts have been made to use a gel polymer material or the like. However, unlike a porous polyolefin-based film, such a gel-like polymer material does not have a microporous structure and exhibits characteristics much lower than that of the porous polyethylene film in properties such as electrolyte uptake and ionic conductivity of the electrolyte It is true that we have shown. In addition, due to the liquid electrolyte impregnated in the gel polymer material for the purpose of improving the ionic conductivity and the like, the mechanical strength is remarkably lowered and can be used in a battery assembling process including a roll-to-roll process There is no limit.

이러한 문제점으로 인해, 다공성 폴리에틸렌계 필름을 대체하여, 리튬 이차 전지의 분리막으로 적용 가능하며, 전해질의 누설 방지 및 리튬 덴드라이트 성장을 억제하여 전지의 안전성을 향상시킬 수 있는 소재의 개발이 계속적으로 요구되고 있다. Due to such a problem, development of a material which can be applied as a separation membrane of a lithium secondary battery in place of a porous polyethylene film and which can prevent the leakage of an electrolyte and inhibit the growth of lithium dendrites and improve the safety of the battery is continuously required .

이에 본 발명은 전해질에 대한 우수한 함침율을 나타내면서도, 전해질의 누설 우려가 적어 뛰어난 안전성을 나타내며, 분리막으로서 적절한 기계적 물성 및 전도도 등을 나타내는 리튬 이차 전지용 분리막을 제공하는 것이다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a separation membrane for a lithium secondary battery, which exhibits excellent impregnation rate for an electrolyte, exhibits excellent safety due to less leakage of an electrolyte, and exhibits suitable mechanical properties and conductivity as a separation membrane.

또한, 본 발명은 상기 분리막을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공하는 것이다.The present invention also provides a lithium secondary battery including the separator.

본 발명은 하기 화학식 1의 반복단위를 1종 이상 포함하고, 2.0 내지 10.0 nm의 직경을 갖는 복수의 기공을 포함하는 아크릴아미드계 중합체의 필름을 포함하는 리튬 이차 전지용 분리막을 제공한다: The present invention provides a separator for a lithium secondary battery comprising a film of an acrylamide polymer comprising a plurality of pores each having a diameter of 2.0 to 10.0 nm and comprising at least one repeating unit represented by the following formula 1:

[화학식 1] [Chemical Formula 1]

Figure 112012072961327-pat00001
Figure 112012072961327-pat00001

상기 화학식 1에서, n은 15 내지 1800의 정수이고, R은 수소 또는 메틸이고, Wherein n is an integer from 15 to 1800, R is hydrogen or methyl,

R'는 X,

Figure 112012072961327-pat00002
,
Figure 112012072961327-pat00003
,
Figure 112012072961327-pat00004
또는
Figure 112012072961327-pat00005
이고, R 'is selected from X,
Figure 112012072961327-pat00002
,
Figure 112012072961327-pat00003
,
Figure 112012072961327-pat00004
or
Figure 112012072961327-pat00005
ego,

X는 -Z-R"이고, Y는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌이고, Z는 탄소수 6 내지 20의 아릴렌이고, R"은 탄소수 10 내지 20의 선형 또는 분지형 탄화수소, 또는 탄소수 10 내지 20의 선형 또는 분지형 퍼플루오로하이드로카본(perfluorohydrocarbon)이다. X is -ZR ", Y is alkylene having 1 to 10 carbon atoms, Z is arylene having 6 to 20 carbon atoms, and R "is a linear or branched hydrocarbon having 10 to 20 carbon atoms or a linear or branched hydrocarbon having 10 to 20 carbon atoms Or branched perfluorohydrocarbons.

본 발명은 또한, 금속 산화물의 양극 활물질을 포함하는 양극; 흑연계 물질 또는 리튬 금속 산화물의 음극 활물질을 포함하는 음극; 상기 양극과 음극 사이에 개재된 상기 분리막; 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되고, 이온화 가능한 리튬염 및 유기 용매를 포함하는 비수성 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.
The present invention also provides a positive electrode comprising a positive electrode active material of a metal oxide; A negative electrode comprising a negative electrode active material of graphite or lithium metal oxide; The separator interposed between the anode and the cathode; And a non-aqueous electrolyte interposed between the positive electrode and the negative electrode, the non-aqueous electrolyte including an ionizable lithium salt and an organic solvent.

이하, 발명의 구체적인 구현예에 따른 리튬 이차 전지용 분리막 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지용 분리막에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a separator for a lithium secondary battery and a separator for a lithium secondary battery including the same according to a specific embodiment of the present invention will be described in detail.

발명의 일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1의 반복단위를 1종 이상 포함하고, 2.0 내지 10.0 nm의 직경을 갖는 복수의 기공을 포함하는 아크릴아미드계 중합체의 필름을 포함하는 리튬 이차 전지용 분리막이 제공된다: According to one embodiment of the present invention, there is provided a separator for a lithium secondary battery comprising a film of an acrylamide polymer comprising a plurality of pores each having at least one kind of repeating units represented by the following formula (1) and having a diameter of 2.0 to 10.0 nm do:

[화학식 1] [Chemical Formula 1]

Figure 112012072961327-pat00006
Figure 112012072961327-pat00006

상기 화학식 1에서, n은 15 내지 1800의 정수이고, R은 수소 또는 메틸이고, Wherein n is an integer from 15 to 1800, R is hydrogen or methyl,

R'는 X,

Figure 112012072961327-pat00007
,
Figure 112012072961327-pat00008
,
Figure 112012072961327-pat00009
또는
Figure 112012072961327-pat00010
이고, R 'is selected from X,
Figure 112012072961327-pat00007
,
Figure 112012072961327-pat00008
,
Figure 112012072961327-pat00009
or
Figure 112012072961327-pat00010
ego,

X는 -Z-R"이고, Y는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌이고, Z는 탄소수 6 내지 20의 아릴렌이고, R"은 탄소수 10 내지 20의 선형 또는 분지형 탄화수소, 또는 탄소수 10 내지 20의 선형 또는 분지형 퍼플루오로하이드로카본(perfluorohydrocarbon)이다. X is -ZR ", Y is alkylene having 1 to 10 carbon atoms, Z is arylene having 6 to 20 carbon atoms, and R "is a linear or branched hydrocarbon having 10 to 20 carbon atoms or a linear or branched hydrocarbon having 10 to 20 carbon atoms Or branched perfluorohydrocarbons.

본 발명자들은 특정한 아크릴아미드계 중합체로 필름을 제공할 경우, 그 자체가 나타내는 메조다공성에 기인하여 전해질에 대한 우수한 함침율을 나타내면서도, 상대적으로 미세한 메조기공들이 중합체 자체의 특성에 기인하여 형성됨에 따라, 리튬 이차 전지의 분리막으로 사용되었을 때 전해질의 누설 우려가 적어 뛰어난 안전성을 나타냄을 밝혀내고 본 발명을 완성하였다. The present inventors have found that, when a film is provided with a specific acrylamide polymer, it exhibits an excellent impregnation rate with respect to the electrolyte due to its mesoporosity, but also because the relatively fine mesopores are formed due to the properties of the polymer itself And the electrolyte is less likely to leak when used as a separator of a lithium secondary battery, and thus the present invention has been completed.

이러한 아크릴아미드계 중합체의 필름 및 이를 포함한 분리막의 전해질 함침율 및 안전성은 기본적으로 상기 아크릴아미드계 중합체가 갖는 메조다공성 등의 특성에 기인한 것으로 보인다. 상기 아크릴아미드계 중합체는 소정의 아크릴아미드계 단량체(후술하는 화학식 2의 단량체; 이하 같다.)를 특정 방법으로 라디칼 중합(예를 들어, RAFT 중합)함으로서 제조되는 것으로, 이하에 설명하는 원인 때문에 별도의 화학 처리 없이도 다수의 메조기공을 포함하는 메조다공성 등을 나타낼 수 있으며, 특히, 상기 아크릴아미드계 중합체의 필름은 연신 등의 별도 처리를 거치지 않더라도 그 자체로 약 2.0 내지 10.0 nm의 직경을 갖는 다수의 메조기공을 포함하는 메조다공성을 나타낼 수 있다. The electrolytic impregnation rate and safety of the film of the acrylamide polymer and the separator containing the same are basically due to the characteristics such as the mesoporosity of the acrylamide polymer. The acrylamide-based polymer is prepared by radical polymerization (for example, RAFT polymerization) of a predetermined acrylamide monomer (monomer of the following formula 2; the same applies hereinafter) by a specific method. Meso-porosity including many mesopores without chemical treatment of the acrylamide-based polymer. Particularly, the film of the acrylamide-based polymer may have a large number of particles having a diameter of about 2.0 to 10.0 nm Of mesopores of mesopores.

상기 아크릴아미드계 중합체의 제조에 사용되는 아크릴아미드계 단량체는 자기조립을 할 수 있는 비극성의 지방족 탄화수소 장쇄분지(탄소수 10 이상)와, π-π 오비탈들의 상호작용을 일으키는 아릴렌 그룹과, 분자 내 또는 분자 간 수소결합을 야기할 수 있는 아미드 그룹이 도입된 화학 구조를 갖는 것이다. 이러한 지방족 탄화수소 장쇄분지의 자기조립 거동과, 아릴렌 그룹들의 π-π 상호작용과, 아미드 그룹들의 수소결합(intramolecular hydrogen bonding) 등을 통해, 상기 단량체는 고체 상태에서 규칙적인 입체 구조를 형성할 수 있다. The acrylamide-based monomer used in the production of the acrylamide-based polymer is prepared by copolymerizing a non-polar aliphatic hydrocarbon long-chain branch (having a carbon number of 10 or more) capable of self-assembly with an arylene group causing an interaction of? Or an amide group capable of causing intermolecular hydrogen bonding. Through the self-assembling behavior of these long chain aliphatic hydrocarbon branches, π-π interaction of arylene groups, intramolecular hydrogen bonding of amide groups, etc., the monomers can form a regular stereostructure in the solid state have.

따라서, 이러한 단량체에 대해 특정 라디칼 중합 등을 진행하게 되면, 상기 단량체 분자들이 잘 배향된 상태에서 중합반응이 일어나며, 이로 인해, 상기 고분자 사슬 내에서 각 단량체 분자들이 규칙적으로 배열될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 중합반응을 통해 잘 배향된 단량체 분자들이 결합하여 한 개의 고분자 사슬 (예를 들어, 한 개의 고분자 빌딩블록)을 형성할 수 있으며, 이러한 고분자 빌딩블록들이 모여 규칙적으로 배열된 중합체를 형성할 수 있다. 그러므로, 이러한 중합체 내에서의 고분자 빌딩블록들의 규칙적 배열 상태로 인해, 상기 아크릴아미드계 중합체는 중합 후 별도의 처리 없이도 균일한 크기를 갖는 다수의 메조기공을 포함할 수 있다. 또한, 마찬가지 이유로 상기 아크릴아미드계 중합체는 결정성을 띨 수 있다.Therefore, when specific radical polymerization or the like proceeds to such a monomer, the polymerization reaction occurs in a state in which the monomer molecules are well aligned, so that the respective monomer molecules can be regularly arranged in the polymer chain. More specifically, well-oriented monomer molecules can be combined through the polymerization reaction to form one polymer chain (for example, one polymer building block), and these polymer building blocks are gathered to form a regularly arranged polymer . Therefore, due to the ordered arrangement of the polymer building blocks in such a polymer, the acrylamide based polymer may comprise a plurality of mesopores having a uniform size without any additional treatment after polymerization. For the same reason, the acrylamide-based polymer may have crystallinity.

이러한 특성으로 인해, 상기 아크릴아미드계 중합체의 필름은 다수의 미세한 메조기공들을 포함하게 되어 리튬 이차 전지의 전해질에 대한 우수한 함침율을 나타낼 수 있다. 더구나, 이전에 분리막으로 사용되던 다공성 폴리에틸렌계 필름이 이축 연신 등을 거쳐 약 수백 nm 이하의 비교적 큰 직경을 갖는 기공들을 포함하는 것과는 달리, 상기 아크릴아미드계 중합체의 필름은 별도의 연신 등 처리 없이도 상술한 중합체 자체의 특성으로 인해 그 자체로 약 2.0 내지 10.0 nm의 미세한 직경을 갖는 다수의 메조기공을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 아크릴아미드계 중합체의 필름은 미세한 메조기공 내에 전해질을 잘 유지하여, 리튬 이차 전지의 분리막으로 사용되었을 때 전해질의 누설 우려가 적고 뛰어난 안전성을 나타낼 수 있다. Due to such properties, the film of the acrylamide polymer may contain a plurality of fine mesopores, which may exhibit an excellent impregnation rate with respect to the electrolyte of the lithium secondary battery. Further, unlike the case where the porous polyethylene film previously used as a separator includes pores having a relatively large diameter of about several hundred nm or less through biaxial stretching or the like, the film of the acrylamide polymer can be produced by the above- Due to the nature of the polymer itself, it can comprise a number of mesopores which themselves have a fine diameter of about 2.0 to 10.0 nm. Therefore, the acrylamide polymer film maintains an electrolyte well in fine mesopores, and when used as a separation membrane of a lithium secondary battery, there is less risk of leakage of the electrolyte and can exhibit excellent safety.

더구나, 상기 아크릴아미드계 중합체의 필름은 비교적 큰 분자량을 갖는 중합체로부터 제조될 수 있으므로, 전해질을 함침시켜 팽윤시킨 후에도 우수한 기계적 물성을 나타낼 수 있으며, 리튬 이차 전지의 분리막으로 사용 가능한 적절한 이온 전도도 등을 나타낼 수 있음이 확인되었다. In addition, since the film of the acrylamide polymer can be produced from a polymer having a relatively large molecular weight, excellent mechanical properties can be exhibited even after the electrolyte is impregnated and swollen, and suitable ion conductivity and the like, which can be used as a separator of a lithium secondary battery, It was confirmed that it can be shown.

따라서, 일 구현예에 따르면, 상기 아크릴아미드계 중합체의 필름을 이전에 사용되던 다공성 폴리에틸렌계 필름을 대체하는 리튬 이차 전지용 분리막으로서 제공할 수 있고, 이러한 일 구현예의 분리막은 우수한 제반 특성을 나타낼 수 있다. Therefore, according to one embodiment, the film of the acrylamide polymer can be provided as a separator for a lithium secondary battery that replaces a porous polyethylene film used before, and the separator of this embodiment can exhibit excellent properties .

이하, 상기 아크릴아미드계 중합체에 대해 보다 구체적으로 설명하고, 이를 포함하는 필름 및 분리막에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the acrylamide polymer will be described in more detail, and a film and a separator including the acrylamide polymer will be described.

상기 분리막의 주성분으로 포함되는 상기 아크릴아미드계 중합체에서, 상기 Z는 탄소수 6 내지 20인 임의의 아릴렌으로 될 수 있다. 보다 구체적으로, 이러한 아릴렌의 예로는 오르소페닐렌(ortho-phenylene,

Figure 112012072961327-pat00011
), 메타페닐렌(meta-phenylene,
Figure 112012072961327-pat00012
), 파라페닐렌(para-phenylene,
Figure 112012072961327-pat00013
), 나프탈렌(naphthalene,
Figure 112012072961327-pat00014
), 아조벤젠(azobenzene,
Figure 112012072961327-pat00015
), 안트라센(anthracene,
Figure 112012072961327-pat00016
), 페난스렌(phenanthrene,
Figure 112012072961327-pat00017
), 테트라센(tetracene,
Figure 112012072961327-pat00018
), 파이렌(pyrene,
Figure 112012072961327-pat00019
) 또는 벤조파이렌(benzopyrene,
Figure 112012072961327-pat00020
) 등을 들 수 있으며, 기타 다양한 아릴렌으로 될 수 있다.In the acrylamide-based polymer as a main component of the separator, Z may be any arylene having 6 to 20 carbon atoms. More specifically, examples of such arylene include ortho-phenylene,
Figure 112012072961327-pat00011
), Meta-phenylene,
Figure 112012072961327-pat00012
), Para-phenylene,
Figure 112012072961327-pat00013
), Naphthalene (naphthalene,
Figure 112012072961327-pat00014
), Azobenzene (azobenzene,
Figure 112012072961327-pat00015
), Anthracene,
Figure 112012072961327-pat00016
), Phenanthrene (phenanthrene,
Figure 112012072961327-pat00017
), Tetracene (tetracene,
Figure 112012072961327-pat00018
), Pyrene (pyrene,
Figure 112012072961327-pat00019
) Or benzopyrene,
Figure 112012072961327-pat00020
), And the like, and may be various other arylene.

또한, 상기 R"는 Z에 포함된 방향족 고리의 오르소, 메타 또는 파라 위치에 치환되어 있는 선형 또는 분지형의 지방족 탄화수소로 될 수 있으며, 이러한 탄화수소는 탄소수 10 이상, 보다 구체적으로 탄소수 10 내지 20의 긴 사슬 길이를 가질 수 있다. 또한, 이러한 탄화수소는 불소로 치환 또는 비치환될 수 있으며, 예를 들어, 탄소수 10 내지 20의 선형 또는 분지형 퍼플루오로하이드로카본으로 될 수도 있다. The R "may be a linear or branched aliphatic hydrocarbon substituted at the ortho, meta or para position of the aromatic ring included in Z, and the hydrocarbon may have 10 or more carbon atoms, more specifically 10 to 20 carbon atoms Lt; / RTI > chain length. Further, such hydrocarbons may be substituted or unsubstituted with fluorine, and may be, for example, linear or branched perfluorohydrocarbons having 10 to 20 carbon atoms.

상기 화학식 1의 반복단위 및 후술하는 화학식 2의 단량체가 이러한 장쇄 탄화수소 및 아릴렌을 가짐에 따라, 상기 중합체의 자기조립 거동에 의한 메조다공성과 같은 특성이 보다 두드러지게 나타날 수 있고, 그 결과 상기 중합체 및 분리막이 보다 향상된 전해질 함침율 및 전해질 누설 억제에 따른 우수한 안전성을 나타낼 수 있다. As the repeating units of the above formula (1) and the monomers of the following formula (2) have such long chain hydrocarbons and arylene, properties such as mesoporosity due to the self-assembling behavior of the polymer may be more conspicuously exhibited, And the separator can exhibit improved electrolyte impregnation rate and excellent safety due to electrolyte leakage suppression.

그리고, 상기 중합체는 화학식 1의 반복단위의 1종으로 이루어진 단일 중합체 또는 2종 이상으로 이루어진 공중합체로 될 수 있다.The polymer may be a homopolymer composed of one kind of the repeating unit represented by the formula (1) or a copolymer composed of two or more kinds.

또한, 상기 아크릴아미드계 중합체는 고체 상태에서 약 2.0 내지 10.0 nm, 혹은 약 2.0 내지 6.0 nm의 직경을 갖는 다수의 메조기공을 포함할 수 있다. 이때, 기공의 "직경"이라 함은 각 기공의 단면을 이루는 원형, 타원형 또는 다각형에서 서로 다른 두 점을 잇는 직선 중 최장 직선의 길이로 정의될 수 있다. 즉, 상기 중합체는 이러한 범위의 직경을 갖는 균일한 다수의 메조기공을 포함함에 따라, 이를 포함하는 필름 및 분리막이 리튬 이차 전지의 전해질을 함침하여 잘 유지할 수 있고, 이에 따라, 일 구현예의 분리막은 우수한 전해질 함침율 및 뛰어난 안전성을 나타낼 수 있음은 이미 상술한 바와 같다.In addition, the acrylamide-based polymer may include a plurality of mesopores having a diameter of about 2.0 to 10.0 nm, or about 2.0 to 6.0 nm in a solid state. Here, the "diameter" of the pores may be defined as the length of the longest straight line connecting two different points in a circular, elliptical or polygonal shape forming a cross section of each pore. That is, since the polymer includes a plurality of uniform mesopores having a diameter within this range, the film and the separator containing the mesopores can be well impregnated with the electrolyte of the lithium secondary battery, It is possible to exhibit an excellent electrolyte impregnation rate and excellent safety as described above.

그리고, 상기 중합체는 약 70000 내지 500000의 수평균분자량, 혹은 약 100000 내지 300000의 수평균분자량을 가질 수 있다. 또, 상기 중합체는 약 2.0 내지 6.0의 분자량 분포(PDI), 혹은 약 3.0 내지 5.0의 분자량 분포를 나타낼 수 있다. 상기 중합체가 이러한 분자량 및 분자량 분포 특성 등을 나타냄에 따라, 이를 포함하는 필름 및 분리막은 전해질로 팽윤시킨 후에도 보다 우수한 기계적 물성을 나타낼 수 있다. 따라서, 일 구현예의 분리막이 리튬 이차 전지의 분리막으로서 보다 적절히 사용될 수 있다. And, the polymer may have a number average molecular weight of about 70000 to 500000, or a number average molecular weight of about 100000 to 300000. The polymer may also have a molecular weight distribution (PDI) of about 2.0 to 6.0, or a molecular weight distribution of about 3.0 to 5.0. As the polymer exhibits such molecular weight and molecular weight distribution characteristics and the like, the film and the separator containing the polymer can exhibit better mechanical properties even after swelling with the electrolyte. Therefore, the separator of one embodiment can more suitably be used as the separator of the lithium secondary battery.

또한, 상기 중합체는 약 200 내지 300 ℃의 융점(Tm), 혹은 약 약 220 내지 280 ℃의 융점을 갖는 결정성 중합체로 될 수 있다. 상기 중합체가 이러한 범위의 융점 등을 가짐에 따라, 우수한 열적 안정성을 나타낼 수 있다. 따라서, 이를 포함하는 필름 및 분리막이 우수한 내열성을 나타낼 수 있다. The polymer may also be a crystalline polymer having a melting point ( Tm ) of about 200 to 300 占 폚, or a melting point of about 220 to 280 占 폚. As the polymer has such a range of melting point, etc., it can exhibit excellent thermal stability. Therefore, the film and the separator containing the same can exhibit excellent heat resistance.

부가하여, 상기 아크릴아미드계 중합체는 상술한 범위의 융점을 갖는 결정성을 띠는 중합체로 될 수 있음이 밝혀졌다. 이에 따라, 이전까지 알려진 유사 구조의 중합체와는 상이한 메조다공성 및 결정성을 나타낼 수 있다. 이러한 메조다공성 등으로 인해 상기 중합체 및 이를 포함한 필름과 분리막은 우수한 전해질 함침율 및 분리막으로서의 뛰어난 안전성을 나타낼 수 있다. 이러한 중합체의 융점 또는 결정성 등은 SAXS (small angle X-ray Scattering)와 WAXS (wide angle X-ray scattering)에 의한 고체고분자의 구조분석과, DSC (differential scanning calorimetry)에 의한 고분자의 상전이 온도에 대한 열 분석 등에 의해 확인될 수 있다.In addition, it has been found that the acrylamide-based polymer can be a crystalline polymer having a melting point within the above-mentioned range. As such, it can exhibit mesoporosity and crystallinity different from previously known polymers of similar structure. Due to such mesoporosity and the like, the polymer and the film and separator containing the polymer can exhibit excellent electrolyte impregnation rate and excellent safety as a separator. The melting point or crystallinity of these polymers can be determined by analyzing the structure of the solid polymer by means of small angle X-ray scattering (SAXS) and wide angle X-ray scattering (WAXS) and by measuring the phase transition temperature of the polymer by differential scanning calorimetry And can be confirmed by thermal analysis for example.

그리고, 상기 중합체를 약 200 ℃ 이상부터 융점 미만의 온도까지, 예를 들어, 약 220 ℃ 내지 240 ℃의 온도로 열처리 하였을 때, 열처리 온도가 증가함에 따라 중합체 상의 기공 직경이 감소할 수 있음이 확인되었다. 예를 들어, 상기 열처리 온도가 증가함에 따라, 상기 기공의 직경은 약 0.4 내지 0.7 nm 만큼, 보다 구체적으로 약 0.5 내지 0.6 nm 만큼 감소할 수 있다. When the polymer is heat-treated at a temperature of about 200 ° C or higher to a temperature lower than the melting point, for example, about 220 ° C to 240 ° C, it is confirmed that the pore diameter of the polymer phase may decrease as the heat treatment temperature is increased . For example, as the heat treatment temperature is increased, the pore diameter may be reduced by about 0.4 to 0.7 nm, more specifically by about 0.5 to 0.6 nm.

또한, 상기 중합체는 상기 화학식 1의 반복단위에 포함된 아미드(-CO-NH-) 그룹에 결합된 R'의 화학적 구조 또는 그 말단에 결합된 지방족 탄화수소의 길이, 예를 들어, R"에 해당하는 탄화수소의 탄소수가 증가함에 따라, 중합체 상의 기공 직경이 증가함이 확인되었다. 예를 들어, 상기 탄소수가 12에서 16까지 증가함에 따라, 상기 기공 직경은 약 0.1 내지 1.0 nm, 보다 구체적으로 약 0.2 내지 0.7 nm 만큼 증가할 수 있다. 또한, 상기 R'에 포함되는 Z의 화학구조가 페닐렌에서 나프탈렌 또는 안트라센 등의 다양한 방향족 구조로 변화됨에 따라, 상기 기공 직경이 증가할 수 있다.Also, the polymer corresponds to the chemical structure of R 'bonded to the amide (-CO-NH-) group contained in the repeating unit of the formula (1) or the length of the aliphatic hydrocarbon bonded at the terminal thereof, for example, R " It was confirmed that as the number of carbon atoms of the hydrocarbon increases, the pore diameter of the polymer increases. For example, as the carbon number increases from 12 to 16, the pore diameter may increase by about 0.1 to 1.0 nm, more specifically about 0.2 to 0.7 nm. Also, the pore diameter may increase as the chemical structure of Z contained in R 'is changed from phenylene to various aromatic structures such as naphthalene or anthracene.

이러한 기공 직경 변화의 원인은 상기 열처리나, 아미드 그룹에 결합된 R'의 화학적 구조 또는 말단에 결합된 R"의 탄소수의 변화에 따라, 상기 중합체의 메조다공성 입체구조(또는 결정구조)가 변화되기 때문으로 예측되며, 이러한 점은 후술하는 실시예의 DSC 열분석 결과 등을 통해 뒷받침될 수 있다.The cause of the change in pore diameter is that the mesoporous steric structure (or crystal structure) of the polymer is changed according to the heat treatment, the chemical structure of R 'bonded to the amide group or the change of the carbon number of R " And this can be supported by DSC thermal analysis results of the embodiments described later.

이와 같이, 상기 아크릴아미드계 중합체에서는, 열처리나, 반복단위의 아미드 그룹에 도입된 화학적 구조의 변화 또는 탄화수소의 길이를 조절하는 등의 방법으로 기공의 크기를 쉽게 조절할 수 있으므로, 이를 포함하는 필름 및 분리막에서도 메조기공의 크기가 쉽게 조절될 수 있다. 따라서, 이러한 일 구현예의 분리막은 메조다공성이 용이하게 조절될 수 있으므로, 원하는 전해질 함침율 및 전해질 누설 억제에 따른 분리막으로서의 안전성을 발현시키기가 보다 용이하게 될 수 있다. 따라서, 일 구현예의 분리막은 다양한 크기 또는 종류의 리튬 이차 전지에서 분리막으로서 적절히 사용될 수 있다. As described above, in the acrylamide-based polymer, since the pore size can be easily controlled by a heat treatment, a change in the chemical structure introduced into the amide group of the repeating unit, or a control of the length of the hydrocarbon, The size of the mesopore can be easily controlled in the membrane. Therefore, the separator of this embodiment can easily control the mesoporosity, so that it becomes easier to express the desired electrolytic impregnation rate and safety as a separator due to electrolyte leakage suppression. Accordingly, the separator of one embodiment can be suitably used as a separator in various sizes or types of lithium secondary batteries.

한편, 일 구현예의 분리막은 상술한 아크릴아미드계 중합체를 포함하는 메조다공성 필름의 형태를 가질 수 있다. On the other hand, the separator of one embodiment may have the form of a mesoporous film containing the acrylamide-based polymer described above.

이러한 필름은 통상적인 고분자 필름의 제조 공정에 따라, 상기 아크릴아미드계 중합체를 용매에 녹이고 일정한 두께로 캐스팅한 후 건조시키는 용매캐스팅법(solvent casting)으로 얻거나, 상기 중합체를 용융시킨 후 압력을 가하여 성형하는 용용압축 방법 등으로 얻을 수 있으며, 적절하게는 상기 용매 캐스팅법으로 얻을 수 있다. 이때, 상기 아크릴아미드계 중합체의 필름은 중합체 자체의 특성으로 인해 다수의 메조기공이 형성된 메조다공성을 나타낼 수 있으므로, 미세 기공을 형성하기 위한 별도의 이축 연신 등의 처리 없이 미연신 필름 상태에서도 리튬 이차 전지의 분리막으로서 사용 가능하다. 따라서, 분리막의 제조 공정을 단순화할 수 있으면서도, 미세한 직경을 갖는 메조기공의 존재로 인해 전해질의 누설을 억제하고 분리막으로서 우수한 안전성을 나타낼 수 있다. Such a film may be obtained by solvent casting in which the acrylamide-based polymer is dissolved in a solvent and cast to a predetermined thickness and dried, or the polymer is melted and then pressure is applied Compression molding method for molding, and the like, and may be suitably obtained by the above-mentioned solvent casting method. At this time, since the film of the acrylamide polymer can exhibit a mesoporosity in which a large number of mesopores are formed due to the characteristics of the polymer itself, And can be used as a separator for a battery. Therefore, it is possible to simplify the production process of the separation membrane, but also to suppress the leakage of the electrolyte due to the existence of mesopores having a fine diameter, and to exhibit excellent safety as a separation membrane.

상기 아크릴아미드계 중합체의 필름은 클로로포름, 벤젠, 톨루엔, 테트라하이드로퓨란 (THF), 에틸아세테이트(EA) 또는 디메틸포름아마이드(DMF) 등의 극성 또는 비극성 유기 용매를 사용하는 용매 캐스팅법으로 형성할 수 있고, 이중에서도 클로로포름, THF, 또는 EA 등의 극성 유기 용매를 사용하는 용매 캐스팅법으로 보다 우수한 기계적 물성 등을 갖게 형성될 수 있다. The film of the acrylamide polymer may be formed by a solvent casting method using a polar or nonpolar organic solvent such as chloroform, benzene, toluene, tetrahydrofuran (THF), ethyl acetate (EA) or dimethylformamide In addition, they can be formed to have better mechanical properties by a solvent casting method using a polar organic solvent such as chloroform, THF, or EA.

또, 상기 아크릴아미드계 중합체의 필름은 약 20 내지 100㎛, 혹은 약 30 내지 80㎛의 두께를 가질 수 있다. 이러한 두께를 가짐에 따라, 상기 필름이 리튬 이차 전지의 분리막으로서 적절히 사용될 수 있고, 전해질을 함침시켜 팽윤시킨 후에도, 우수한 기계적 물성을 나타낼 수 있다. The acrylamide polymer film may have a thickness of about 20 to 100 占 퐉, or about 30 to 80 占 퐉. With such a thickness, the film can be suitably used as a separation membrane of a lithium secondary battery and can exhibit excellent mechanical properties even after swelling the electrolyte by impregnation.

한편, 상술한 아크릴아미드계 중합체의 필름은, 예를 들어, 도데실 트리메틸 암모늄 브로마이드(DTAB) 또는 디도데실 디메틸 암모늄 브로마이드(DDAB)와 같은 트리알킬 암모늄 브로마이드계 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이러한 첨가제를 더 포함함에 따라, 상기 필름 및 일 구현예의 분리막은 보다 우수한 전해질에 대한 함침율 및 이온 전도도를 나타내어 리튬 이차 전지의 분리막으로서 더욱 바람직하게 사용될 수도 있음이 확인되었다. On the other hand, the film of the acrylamide polymer described above may further include a trialkylammonium bromide-based additive such as dodecyltrimethylammonium bromide (DTAB) or didodecyldimethylammonium bromide (DDAB). As a result of further including such an additive, it has been confirmed that the film and the separator of one embodiment exhibit a better impregnation rate and ion conductivity with respect to an electrolyte, and thus can be more preferably used as a separator of a lithium secondary battery.

이는 상기 트리알킬 암모늄 브로마이드계 첨가제가 아크릴아미드계 중합체의 고분자 사슬과 상호 작용하여 상기 중합체 필름의 배향성을 보다 향상시킬 수 있기 때문으로 예측된다. 이러한 첨가제의 부가에 따른 효과를 최적화하고 분리막의 보다 향상된 물성을 발현시키기 위해, 상기 첨가제는 상기 필름에 포함된 아크릴아미드계 중합체의 100 중량부에 대해 약 3 내지 30 중량부, 혹은 약 5 내지 20 중량부, 혹은 약 7 내지 10 중량부의 함량으로 사용될 수 있다. This is presumably because the trialkylammonium bromide-based additive can interact with the polymer chain of the acrylamide-based polymer to further improve the orientation of the polymer film. In order to optimize the effect of adding such an additive and to exhibit improved physical properties of the separator, the additive may be added in an amount of about 3 to 30 parts by weight, or about 5 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the acrylamide polymer contained in the film Parts by weight, or about 7 to 10 parts by weight.

또, 상기 첨가제는 용매캐스팅법 등으로 아크릴아미드계 중합체의 필름을 형성함에 있어서, 상기 아크릴아미드계 중합체와 함께 용매에 용해되어 부가될 수 있다. In addition, the above-mentioned additives may be dissolved in a solvent and added to the acrylic amide polymer in forming a film of the acrylamide polymer by a solvent casting method or the like.

한편, 상술한 아크릴아미드계 중합체는 이하에 설명하는 제조 방법에 의해 제조될 수 있다.On the other hand, the above-mentioned acrylamide polymer can be produced by the following production method.

먼저, 상기 아크릴아미드계 중합체는 라디칼 개시제 및 선택적으로 RAFT(reverse addition fragmentation transfer) 시약의 존재 하에, 하기 화학식 2의 단량체를 1종 이상 포함하는 반응물을 라디칼 중합(예를 들어, RAFT 중합)하는 단계; 및 상기 중합 생성물을 비용매(non-solvent) 내에서 침전시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다:First, the acrylamide-based polymer is subjected to radical polymerization (for example, RAFT polymerization) in the presence of a radical initiator and, optionally, a reverse addition fragmentation transfer (RAFT) reagent, a reactant containing at least one monomer represented by the following formula ; And precipitating the polymerisation product in a non-solvent. ≪ RTI ID = 0.0 >

[화학식 2](2)

Figure 112012072961327-pat00021
Figure 112012072961327-pat00021

상기 화학식 2에서, R 및 R'는 화학식 1에 대해 정의된 바와 같다.
In the above formula (2), R and R 'are as defined for formula (1).

이와 같이, 화학식 2의 특정한 화학 구조를 갖는 아크릴아미드계 단량체를 특정한 조건 하에 특정 방법으로 라디칼 중합(예를 들어, RAFT 중합 등)하고, 이를 비용매 하에서 침전시킴에 따라, 상술한 규칙성 및 결정성 등을 갖는 아크릴아미드계 중합체가 쉽게 제조될 수 있다. 또한, 이러한 방법으로 제조된 중합체가 규칙성 및 결정성 등을 갖게 되는 원인은 이미 충분히 설명한 바 있으므로, 더 이상의 설명은 생략하기로 한다. 결과적으로, 별도의 화학적 처리 공정 없이 비교적 간단한 라디칼 중합공정만을 진행하더라도, 상기 아크릴아미드계 중합체가 제조될 수 있다.As described above, the acrylamide-based monomer having a specific chemical structure represented by the general formula (2) is subjected to radical polymerization (for example, RAFT polymerization or the like) by a specific method under specific conditions and precipitated under a non- Acrylamide-based polymer having good properties can be easily produced. In addition, the reason why the polymer produced by this method has regularity and crystallinity has already been fully explained, so that further explanation will be omitted. As a result, even if only a relatively simple radical polymerization process is carried out without a separate chemical treatment process, the acrylamide-based polymer can be produced.

한편, 상기 제조 방법은, 상기 중합 단계 전에, 상기 라디칼 개시제, RAFT 시약 및 반응물을 포함하는 반응용액을 형성하는 단계; 상기 반응용액을 중합 앰플에 넣고 동결-해동 방법으로 산소를 제거하는 단계; 및 상기 앰플을 밀봉하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이와 같이, 산소가 제거된 중합 앰플 내에 각 반응물 및 개시제 등을 넣은 후 이후의 중합공정을 진행함에 따라, 리빙라디칼 중합의 일종으로 알려진 RAFT 중합공정을 보다 적합하게 진행할 수 있으며, 상기 아크릴아미드계 중합체를 높은 전환율로 얻을 수 있다.On the other hand, the manufacturing method may further include: before the polymerization step, forming a reaction solution including the radical initiator, the RAFT reagent, and the reactant; Placing the reaction solution in a polymerization ampoule and removing oxygen by a freeze-thaw method; And sealing the ampoule. As described above, the RAFT polymerization process, which is known as a kind of living radical polymerization, can be more suitably proceeded by carrying out the subsequent polymerization process after putting each reactant, initiator, etc. into the oxygenated polymerization ampoule, and the acrylamide polymer Can be obtained at a high conversion rate.

또, 상기 제조 방법은, 상기 침전 단계 후에, 상기 침전된 중합 생성물을 유기용매에 용해시키는 단계; 및 비용매를 사용하여, 상기 중합 생성물 용액을 재침전시키는 단계를 더 포함할 수도 있다. 이러한 재침전 단계를 추가 진행함으로서, 결정성 등을 띠는 아크릴아미드계 중합체를 보다 바람직하게 얻을 수 있다.The production method may further comprise, after the precipitation step, dissolving the precipitated polymerization product in an organic solvent; And reprecipitating the polymerization product solution using a non-solvent. By further proceeding to such a re-precipitation step, an acrylamide polymer having crystallinity or the like can be more preferably obtained.

그리고, 상기 제조 방법에서, 상기 단량체로는 화학식 2를 충족하는 임의의 아크릴아미드계 단량체를 사용할 수 있는데, 그 구체적인 예로는 파라도데실페닐아크릴아미드[N-(p-dodecyl)phenyl acrylamide, DOPAM], 파라테트라데실페닐아크릴아미드[N-(p-tetradecyl)phenyl acrylamide, TEPAM], 파라헥사데실페닐아크릴아미드[N-(p-hexadecyl)phenyl acrylamide, HEPAM), 파라도데실나프틸아크릴아미드[N-(p-dodecyl)naphthyl acrylamide, DONAM], 파라테트라데실나프틸아크릴아미드[N-(p-tetradecyl)naphthyl acrylamide, TENAM], 파라헥사데실나프틸아크릴아미드[N-(p-hexadecyl)naphthyl acrylamide, HENAM), 파라도데실아조벤젠닐아크릴아미드[N-(p-dodecyl)azobenzenyl acrylamide, DOAZAM], 파라테트라데실아조벤젠닐아크릴아미드[N-(p-tetradecyl)azobenzenyl acrylamide, TEAZAM], 파라헥사데실아조벤젠닐아크릴아미드[N-(p-hexadecyl)azobenzenyl acrylamide, HEAZAM], 또는 N-[4-(3-(5-(4-도데실-페닐카바모일)펜틸-카바모일)-프로필)페닐 아크릴아미드 {N-[4-(3-(5-(4-dodecyl-phenylcarbamoyl)pentyl-carbamoyl)-propyl)phenyl acrylamide, DOPPPAM) 등이나, 이들의 말단에 하나 이상의 불소가 치환된 단량체를 들 수 있으며, 이들 중에 선택된 2종 이상의 단량체를 사용할 수도 있음은 물론이다. In the above production process, any of acrylamide monomers satisfying the formula (2) can be used as the monomer. Specific examples thereof include p-dodecyl phenyl acrylamide (DOPAM) , P-tetradecyl phenyl acrylamide (TEPAM), para-hexadecyl phenyl acrylamide (HEPAM), paradodecylnaphthyl acrylamide [N - (p-dodecyl) naphthyl acrylamide, DONAM, p-tetradecyl naphthyl acrylamide, TENAM, p-hexadecyl naphthyl acrylamide , HENAM, p-dodecyl azobenzenyl acrylamide, DOAZAM, p-tetradecyl azobenzenyl acrylamide, TEAZAM, para-hexadecyl azobenzene (P-hexadecyl) azobenzenyl acrylamide, HEAZAM], or N- [4- (3- (5- (4-dodecyl-phenylcarbamoyl) pentylcarbamoyl) -dodecyl-phenylcarbamoyl) pentyl-carbamoyl) -propyl) phenyl acrylamide, DOPPPAM), or monomers in which one or more fluorine atoms are substituted at the terminals thereof. Of course, two or more monomers selected from these monomers may be used .

이러한 단량체로는, 본 발명자들의 한국 특허 출원 제 2011-0087290 호(한국 특허 등록 제 1163659 호)에 기재된 것을 사용할 수 있다. 이러한 단량체를 사용하여, RAFT 중합 등의 리빙라디칼중합법을 통해 중합체를 제조함에 따라, 고분자 사슬 내에서 각 단량체 분자들이 보다 규칙적으로 배열되고 잘 배향된 단량체 분자들이 결합하여, 메조다공성 등을 나타내는 중합체를 보다 바람직하게 얻을 수 있다.As such a monomer, those described in Korean Patent Application No. 2011-0087290 (Korean Patent Registration No. 1163659) of the present inventors can be used. By using these monomers to produce a polymer through living radical polymerization such as RAFT polymerization, each monomer molecule is arranged more regularly in the polymer chain and well-oriented monomer molecules are combined to form a polymer that exhibits mesoporosity Can be more preferably obtained.

상기 화학식 2의 단량체 및 이의 제조 방법은 본 발명자들의 한국 특허 출원 제 2011-0087290 호(한국 특허 등록 제 1163659 호) 등에 당업자에게 자명하게 개시되어 있으므로, 이에 관한 더 이상의 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The monomer of Formula 2 and the method for producing the same are obviously disclosed to those skilled in the art such as Korean Patent Application No. 2011-0087290 (Korean Patent Registration No. 1163659) by the inventors of the present invention, and a detailed description thereof will be omitted.

또, 상기 라디칼 개시제, RAFT 시약 및 단량체 등은 유기용매에 용해된 반응용액으로 준비될 수 있고, 이러한 반응용액 상태에서 상기 RAFT 중합공정이 진행될 수 있다. 이때, 상기 유기용매로는 노르말헥산, 사이클로헥산, 벤젠, 톨루엔, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 메틸렌클로라이드 및 1,2-디클로로에탄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 비극성 용매나, 아세톤, 클로로포름, 테트라하이드로퓨란(THF), 디옥산(dioxane), 모노글라임(monoglyme), 디글라임(diglyme), 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸술폭사이드(DMSO) 및 디메틸아세트아미드(DMAC)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 극성 용매를 사용할 수 있다. 또한, 상기 비극성 용매 및 극성 용매의 혼합용매를 사용할 수도 있다. 또, 상술한 재침전 단계에서도 이러한 유기용매를 사용해 상기 중합 생성물을 용해시킬 수 있다.The radical initiator, the RAFT reagent and the monomer may be prepared as a reaction solution dissolved in an organic solvent, and the RAFT polymerization process may proceed in the state of the reaction solution. The organic solvent may be at least one nonpolar solvent selected from the group consisting of normal hexane, cyclohexane, benzene, toluene, chlorobenzene, dichlorobenzene, methylene chloride and 1,2-dichloroethane, acetone, chloroform, (1) selected from the group consisting of tetrahydrofuran (THF), dioxane, monoglyme, diglyme, dimethylformamide (DMF), dimethylsulfoxide (DMSO) and dimethylacetamide More than one species of polar solvent may be used. A mixed solvent of the nonpolar solvent and the polar solvent may also be used. Also, in the above-mentioned re-precipitation step, the polymerization product can be dissolved by using such an organic solvent.

그리고, 상기 반응용액에서, 상기 단량체는 유기용매에 대해 약 3.0 내지 50 중량%의 농도, 혹은 약 5.0 내지 40 중량%의 농도로 용해될 수 있다. 이러한 농도로 용해된 반응용액 상태에서 이후의 중합공정이 효율적으로 진행될 수 있다. In the reaction solution, the monomer may be dissolved at a concentration of about 3.0 to 50% by weight, or about 5.0 to 40% by weight, based on the organic solvent. The subsequent polymerization process can proceed efficiently in the state of the reaction solution dissolved at such a concentration.

또한, 상기 단량체와 함께 사용되는 라디칼 개시제로는 라디칼 중합에 사용 가능한 것으로 알려진 개시제를 별다른 제한없이 모두 사용할 수 있다. 이러한 라디칼 개시제의 예로는 아조비스이소부티로니트릴 (azobisisobutyronitrile, AIBN), 2,2'-아조비스-2,4-디메틸발러로니트릴(2,2'-azobis-(2,4-dimethylvaleronitrile), 벤조일퍼옥시드(benzoyl peroxide, BPO) 또는 디터시아리부틸퍼옥시드(di-t-butyl peroxide, DTBP) 등을 들 수 있으며, 이들 중에 선택된 2 종 이상을 사용할 수도 있다.In addition, as the radical initiator used together with the monomer, any initiator known to be usable for radical polymerization can be used without any limitation. Examples of such radical initiators include azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2'-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'- Benzoyl peroxide (BPO), di-t-butyl peroxide (DTBP), and the like, and two or more selected from these may be used.

또, 상기 RAFT 시약으로는 S-1-도데실-S'-(α,α'-디메틸-α"-아세틱에시드)트리티오카보네이트 [S-1-dodecyl-S'-(α,α'-dimethyl-α"-acetic acid)trithiocarbonate], 시아노이소프로필 디티오벤조에이트(cyanoisopropyl dithiobenzoate), 큐밀디티오벤조에이트(cumyl dithiobenzoate), 큐밀페닐티오아세테이트(cumyl phenylthioacetate), 1-페닐에틸-1-페닐디티오아세테이트(1-phenylethyl-1-phenyldithioacetate), 또는 4-시아노-4-(티오벤조일티오)-N-숙신이미드바러레이트(4-cyano-4-(thiobenzoylthio) -N-succinimide valerate)와 같은 열분해 개시제를 사용할 수 있으며, 이들 중에 선택된 2종 이상의 혼합물을 사용할 수도 있다. S-1-dodecyl-S '- (?,?' - (?,? '- dimethyl-? "- acetic acid) trithiocarbonate [ -dimethyl-α "-acetic acid trithiocarbonate], cyanoisopropyl dithiobenzoate, cumyl dithiobenzoate, cumyl phenylthioacetate, 1-phenylethyl-1 1-phenyldithioacetate, or 4-cyano-4- (thiobenzoylthio) -N-succinimide (4-cyano- valerate may be used, and a mixture of two or more selected from these may be used.

상기 라디칼 개시제 및 RAFT 시약은 상기 단량체의 중량에 대해 약 0.001 내지 5.0 중량%의 비율로 사용될 수 있다. The radical initiator and the RAFT reagent may be used in a ratio of about 0.001 to 5.0% by weight based on the weight of the monomer.

그리고, 상술한 제조 방법에서, 상기 라디칼 중합공정은 약 60 내지 140℃의 반응 온도에서 진행될 수 있다. 또한, 상기 라디칼 중합공정은 약 30 내지 200시간, 보다 구체적으로 약 50 내지 170시간 동안 진행될 수 있다. And, in the above-mentioned production method, the radical polymerization process can be carried out at a reaction temperature of about 60 to 140 ° C. In addition, the radical polymerization process may be carried out for about 30 to 200 hours, more specifically about 50 to 170 hours.

또한, 상기 제조방법의 침전 또는 재침전 과정에서, 상기 비용매로는 상술한 중합공정의 생성물 또는 상기 아크릴아미드계 중합체를 용해시키지 않는 용매를 사용할 수 있다. 이러한 비용매의 예로는, 메탄올, 에탄올, 노르말 프로판올, 이소프로판올, 또는 에틸렌글리콜과 같은 극성 용매나, 노르말 헥산, 시클로헥산 또는 노르말 헵탄과 같은 비극성 용매를 들 수 있으며, 이들 중에 선택된 2종 이상의 혼합용매를 사용할 수도 있음은 물론이다. 이러한 비용매를 사용한 침전 및 재침전 과정을 통해, 상술한 메조다공성 및 결정성 등을 갖는 중합체를 보다 쉽게 고순도로 얻을 수 있다.In the precipitation or reprecipitation of the production method, the non-solvent may be a product of the polymerization process or a solvent that does not dissolve the acrylamide polymer. Examples of such non-solvent include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, or Polar solvents such as ethylene glycol, and nonpolar solvents such as n-hexane, cyclohexane, and n-heptane. Of course, a mixture of two or more solvents selected from these may also be used. Through the precipitation and reprecipitation processes using such a non-solvent, the above-mentioned polymer having mesoporosity and crystallinity can be obtained with higher purity with ease.

상술한 아크릴아미드계 중합체의 필름을 포함하는 리튬 이차 전지용 분리막은 상기 아크릴아미드계 중합체 자체의 메조다공성 등 독특한 특성으로 인해, 전해질에 대한 우수한 함침율을 나타낼 수 있고, 전해질의 누설을 억제하여 보다 향상된 안전성을 나타낼 수 있다. 또, 이러한 일 구현예의 분리막은 전해질로 팽윤시킨 후에도 큰 분자량 등에 따른 우수한 기계적 물성을 나타낼 뿐 아니라, 리튬 이차 전지의 분리막으로 사용 가능한 전도도를 나타냄에 따라, 기존에 분리막으로 사용되던 다공성 폴리에틸렌계 필름의 대체 소재로서 바람직하게 적용될 수 있다. The separator for a lithium secondary battery including the film of the acrylamide polymer described above can exhibit an excellent impregnation rate with respect to the electrolyte due to the unique characteristics such as the mesoporosity of the acrylamide polymer itself and can suppress the leakage of the electrolyte, Safety can be shown. In addition, the separator of this embodiment exhibits excellent mechanical properties due to a large molecular weight and the like even after being swollen with an electrolyte, and exhibits a conductivity that can be used as a separator of a lithium secondary battery. Therefore, a separator of a porous polyethylene film It can be preferably applied as an alternative material.

이에 발명의 다른 구현예에 따르면, 상술한 일 구현예의 분리막을 포함하는 리튬 이차 전지가 제공된다. 이러한 리튬 이차 전지는 금속 산화물의 양극 활물질을 포함하는 양극; 흑연계 물질 또는 리튬 금속 산화물의 음극 활물질을 포함하는 음극; 상기 양극과 음극 사이에 개재된 상술한 일 구현예의 분리막; 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되고, 이온화 가능한 리튬염 및 유기 용매를 포함하는 비수성 전해질을 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a lithium secondary battery comprising the separator of one embodiment described above. Such a lithium secondary battery includes a positive electrode comprising a positive electrode active material of a metal oxide; A negative electrode comprising a negative electrode active material of graphite or lithium metal oxide; A separator of the above-described embodiment interposed between the anode and the cathode; And a non-aqueous electrolyte interposed between the positive electrode and the negative electrode, the non-aqueous electrolyte including an ionizable lithium salt and an organic solvent.

이러한 리튬 이차 전지는 상기 일 구현예의 분리막을 포함함을 제외하고, 리튬 이차 전지의 통상적인 구성을 가질 수 있다. Such a lithium secondary battery may have a conventional configuration of a lithium secondary battery, except that the lithium secondary battery includes the separator of one embodiment.

예를 들어, 상기 음극은 흑연계 물질 또는 리튬 금속 산화물의 음극 활물질과, 도전재, 결합제 및 용매를 혼합하여 음극 활물질 조성물을 제조한 다음, 구리 집전체 상에 직접 코팅 및 건조하여 제조할 수 있다. 또는, 상기 음극 활물질 조성물을 별도의 지지체 상에 캐스팅한 다음, 이 지지체로부터 박리하여 얻은 필름을 알루미늄 집전체 상에 라미네이션하여 제조할 수 있다.For example, the negative electrode may be prepared by preparing a negative electrode active material composition by mixing a graphite material or a lithium metal oxide negative electrode active material, a conductive material, a binder and a solvent, and then coating the resultant directly on the copper current collector and drying . Alternatively, the negative active material composition may be cast on a separate support, and then the film may be peeled off from the support and laminated on an aluminum current collector.

상기 도전재로는 카본 블랙, 흑연, 리튬 금속 산화물 분말 등을 사용할 수 있고, 결합제로는 비닐리덴플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 코폴리머, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 그 혼합물이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 용매로는 N-메틸피롤리돈, 아세톤, 테트라하이드로퓨란, 데칸 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이때 음극 활물질, 도전재, 결합제 및 용매의 함량은 리튬 이차 전지에서 통상적으로 사용하는 수준으로 사용될 수 있다.Examples of the conductive material include carbon black, graphite, and lithium metal oxide powder. Examples of the binder include vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer, polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate Polytetrafluoroethylene, and mixtures thereof may be used, but are not limited thereto. Examples of the solvent include, but are not limited to, N-methylpyrrolidone, acetone, tetrahydrofuran, decane, and the like. At this time, the content of the negative electrode active material, the conductive material, the binder, and the solvent may be used at a level commonly used in a lithium secondary battery.

또, 상기 양극은 음극과 마찬가지로 리튬 복합 금속 산화물을 포함하는 금속 산화물의 양극 활물질, 결합제 및 용매를 혼합하여 양극 활물질 조성물을 제조하며, 이를 알루미늄 집전체에 직접 코팅하거나 별도의 지지체 상에 캐스팅하고 이 지지체로부터 박리시킨 양극 활물질 필름을 구리 집전체에 라미네이션하여 제조할 수 있다. 이때 양극 활물질 조성물은 필요한 경우에는 도전재를 더욱 함유할 수 있다.The positive electrode may be prepared by preparing a positive electrode active material composition by mixing a positive electrode active material of a metal oxide including a lithium composite metal oxide, a binder and a solvent, as in the case of a negative electrode, and coating the same on an aluminum current collector, And then laminating the positive electrode active material film peeled from the support on the copper current collector. At this time, the cathode active material composition may further contain a conductive material if necessary.

상기 양극 활물질로는 리튬을 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 재료가 사용되고, 상기 양극 활물질로는 금속 산화물 또는 리튬 복합 금속 산화물 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As the cathode active material, a material capable of intercalating / deintercalating lithium may be used. As the cathode active material, a metal oxide or a lithium composite metal oxide may be used. However, the present invention is not limited thereto.

상기 리튬 이차 전지에 충전되는 전해질로는 비수성 전해질 등을 사용할 수 있으며, 리튬염이 용해된 것을 사용할 수 있다.As the electrolyte to be charged into the lithium secondary battery, a non-aqueous electrolyte or the like may be used, and a lithium salt dissolved therein may be used.

상기 비수성 전해질의 용매로는 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 부틸렌카보네이트(BC), 비닐렌카보네이트(VC) 등의 환상 카보네이트(cyclic carbonate, CC), 디메틸카보네이트(DMC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 디에틸카보네이트(DEC) 등의 쇄상 카보네이트, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 프로필아세테이트, 메틸프로피오네이트, 에틸프로피오네이트, γ-부티로락톤 등의 에스테르류, 1,2-디메톡시에탄, 1,2-디에톡시에탄, 테트라하이드로퓨란, 1,2-디옥산, 2-메틸테트라하이드로퓨란 등의 에테르류, 아세토니트릴 등의 니트릴류, 디메틸포름아미드, 등의 아미드류, 디메틸설포옥사이드 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이들을 단독으로 또는 복수개 조합하여 사용할 수 있다. 특히, 에틸렌카보네이트 등의 환상 카보네이트와, 디에틸카보네이트 등의 쇄상 카보네이트와의 혼합 용매를 바람직하게 사용할 수 있다.Examples of the solvent for the non-aqueous electrolyte include cyclic carbonates (CC) such as ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), and vinylene carbonate (VC) Chain carbonates such as ethyl methyl carbonate (EMC) and diethyl carbonate (DEC), esters such as methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate and? -Butyrolactone, Ethers such as ethers such as dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, tetrahydrofuran, 1,2-dioxane and 2-methyltetrahydrofuran, nitriles such as acetonitrile, amides such as dimethylformamide , Dimethylsulfoxide, and the like, but the present invention is not limited thereto. These can be used singly or in combination. Particularly, a mixed solvent of a cyclic carbonate such as ethylene carbonate and a chain carbonate such as diethyl carbonate can be preferably used.

또한, 상기 리튬염으로는 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiClO4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiSbF6, LiAlO4, LiAlO2, LiAlCl4, LiCl 및 LiI로 이루어진 군에서 선택된 것을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The lithium salt may be LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiC 4 F 9 SO 3 , LiSbF 6 , LiAlO 4 , LiAlO 2 , LiAlCl 4 , LiCl, and LiI may be used, but the present invention is not limited thereto.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 소정의 아크릴아미드계 중합체 필름을 포함하는 리튬 이차 전지용 분리막이 제공된다. 이러한 분리막은 상기 아크릴아미드계 중합체 자체의 메조다공성 등 독특한 특성으로 인해, 전해질에 대한 우수한 함침율을 나타낼 수 있고, 전해질의 누설을 억제하여 보다 향상된 안전성을 나타낼 수 있다. As described above, according to the present invention, there is provided a separator for a lithium secondary battery comprising a predetermined acrylamide polymer film. Such a separation membrane can exhibit an excellent impregnation rate with respect to the electrolyte due to its unique characteristics such as the mesoporosity of the acrylamide polymer itself, and can exhibit improved safety by suppressing leakage of the electrolyte.

또, 상기 본 발명에 따른 분리막은 전해질로 팽윤시킨 후에도 큰 분자량 등에 따른 우수한 기계적 물성을 나타낼 뿐 아니라, 리튬 이차 전지의 분리막으로 사용 가능한 전도도를 나타냄에 따라, 기존에 분리막으로 사용되던 다공성 폴리에틸렌계 필름의 대체 소재로서 바람직하게 적용될 수 있다. In addition, the separator according to the present invention exhibits excellent mechanical properties due to large molecular weight and the like even after being swollen with an electrolyte, and exhibits a conductivity that can be used as a separator of a lithium secondary battery. Therefore, a porous polyethylene film Can be suitably applied as a substitute material.

도 1은 실시예 1에서 제조된 중합체의 DSC 열곡선을 나타낸다.
도 2는 실시예 1의 중합체를 포함하는 박막 필름의 TEM 사진을 나타낸다.
도 3은 실시예 4에서 합성한 중합체를 사용하여 실시예 8의 방법으로 제조된 후막(48㎛) 필름의 SEM 사진이다.
도 4는 실시예 5에서 합성한 중합체와, DTAB의 첨가제를 사용하여 실시예 9의 방법으로 제조된 후막(30 ㎛) 필름의 SEM 사진이다.
도 5는 실시예 6에서 합성한 중합체와, DDAB의 첨가제를 사용하여 실시예 9의 방법으로 제조된 후막(30 ㎛) 필름의 SEM 사진이다.
도 6a는 실시예 4에서 합성한 중합체를 사용하여 실시예 8의 방법으로 제조된 후막(48 ㎛) 필름의 산화안정성 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6b는 실시예 4에서 합성한 중합체를 사용하여 실시예 8의 방법으로 제조된 후막(48 ㎛) 필름의 저항 임피던스를 나타낸 그래프이다. 이 그래프를 이용하여 리튬 이차전지 분리막으로서의 이온전도도를 구할 수 있다.
1 shows the DSC thermal curve of the polymer prepared in Example 1. Fig.
Fig. 2 shows a TEM photograph of a thin film comprising the polymer of Example 1. Fig.
3 is a SEM photograph of a thick film (48 탆) film prepared by the method of Example 8 using the polymer synthesized in Example 4. Fig.
4 is a SEM photograph of a thick film (30 탆) film prepared by the method of Example 9 using the polymer synthesized in Example 5 and the additive of DTAB.
5 is an SEM photograph of a thick film (30 탆) film prepared by the method of Example 9 using the polymer synthesized in Example 6 and the additive of DDAB.
6A is a graph showing the oxidation stability measurement results of a thick film (48 mu m) film prepared by the method of Example 8 using the polymer synthesized in Example 4. Fig.
6B is a graph showing a resistance impedance of a thick film (48 mu m) film produced by the method of Example 8 using the polymer synthesized in Example 4. Fig. Using this graph, ion conductivity as a lithium secondary battery separation membrane can be obtained.

이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.
Best Mode for Carrying Out the Invention Hereinafter, the function and effect of the present invention will be described in more detail through specific examples of the present invention. It is to be understood, however, that these embodiments are merely illustrative of the invention and are not intended to limit the scope of the invention.

실시예 1-7: 신규한 아크릴아미드계 중합체의 제조 Example 1-7: Preparation of a novel acrylamide-based polymer

[실시예 1]: [Example 1] Poly(DOPAM)-1 제조Poly (DOPAM) -1 manufacture

한국 특허 등록 제 1163659 호의 실시예 1에서 합성한 아크릴아미드계 단량체 (DOPAM; 1.0 g)를 THF 6.3 mL에 녹인 다음 RAFT 시약 시아노이소프로필 디티오벤조에이트 (1.75 mg)와 라디칼 개시제 AIBN(0.87 mg)과 함께 10 mL Schenk 플라스크에 넣었다. 30분 동안 질소 분위기에서 교반시켜 용액 내에 존재하는 산소를 제거한 후 70 ℃의 실린콘 오일 용기에 넣고 72시간 동안 RAFT 중합을 진행하였다. 중합반응 후 반응용액을 200 mL 메탄올에 침전시킨 다음, 여과하여 오렌지색 고체를 얻었다. 얻은 고체를 THF 8 mL에 다시 녹여 과량의 메탄올에 재침전하였다. 얻은 엷은 노란색의 고체를 진공 오븐에서 24 시간 건조시켜 순수한 단일중합체인 하기 화학식 3의 Poly(DOPAM)-1을 얻었다. 중합전환율과 수평균분자량은 각각 48%와 14900이었다. 단일중합체의 분자량분포는 1.25로서 매우 좁았으며, 용융온도(Tm)는 241 oC이었다.The acrylamide monomer (DOPAM; 1.0 g) synthesized in Example 1 of Korean Patent Registration No. 1163659 was dissolved in 6.3 mL of THF and then RAFT reagent cyanoisopropyldithiobenzoate (1.75 mg) and the radical initiator AIBN (0.87 mg ) In a 10 mL Schenk flask. The mixture was stirred in a nitrogen atmosphere for 30 minutes to remove the oxygen present in the solution, and the resulting mixture was placed in a silane cone oil vessel at 70 ° C. and subjected to RAFT polymerization for 72 hours. After the polymerization reaction, the reaction solution was precipitated in 200 mL of methanol and then filtered to obtain an orange solid. The resulting solid was redissolved in 8 mL of THF and reprecipitated in an excess of methanol. The resulting pale yellow solid was dried in a vacuum oven for 24 hours to obtain a pure homopolymer, Poly (DOPAM) -1, represented by the following formula (3). The polymerization conversion and the number average molecular weight were 48% and 14900, respectively. The molecular weight distribution of the homopolymer was very narrow as 1.25 and the melting temperature (T m ) was 241 ° C.

[화학식 3](3)

Figure 112012072961327-pat00022

Figure 112012072961327-pat00022

[실시예 2]: [Example 2] Poly(DOPAM)-2 제조Poly (DOPAM) -2 manufacture

한국 특허 등록 제 1163659 호의 실시예 1에서 합성한 아크릴아미드계 단량체 (DOPAM; 1.5 g), 벤젠 7.8 mL, RAFT 시약 시아노이소프로필 디티오벤조에이트 (2.63 mg), AIBN(1.3 mg)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 순수한 Poly(DOPAM)-2를 얻었다. 중합전환율과 수평균분자량은 각각 66%와 35000이었다. 이러한 중합체의 분자량분포는 1.39로서 비교적 좁았으며, 용융온도(Tm)는 242 oC이었다.
(DOPAM; 1.5 g), benzene 7.8 mL, RAFT reagent cyanoisopropyldithiobenzoate (2.63 mg) and AIBN (1.3 mg) synthesized in Example 1 of Korean Patent Registration No. 1163659 Pure Poly (DOPAM) -2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that The polymerization conversion and the number average molecular weight were 66% and 35000, respectively. The molecular weight distribution of this polymer was 1.39, which was relatively narrow, and the melting temperature (T m ) was 242 ° C.

[실시예 3]: [Example 3] Poly(DOPAM)-3 제조Poly (DOPAM) -3 manufacture

한국 특허 등록 제 1163659 호의 실시예 1에서 합성한 아크릴아미드계 단량체 (DOPAM; 1.5 g), 벤젠 7.8 mL, RAFT 시약 시아노이소프로필 디티오벤조에이트 (1.75 mg), AIBN(1.3 mg), 중합시간 96시간을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 순수한 Poly(DOPAM)-3를 얻었다. 중합전환율과 수평균분자량은 각각 86%와 87600이었다. 이러한 중합체의 분자량분포는 1.74로서 비교적 좁았으며, 용융온도(Tm)는 242 oC이었다.
(DOPAM; 1.5 g) synthesized in Example 1 of Korean Patent Registration No. 1163659, 7.8 mL of benzene, 1.75 mg of RAFT reagent cyanoisopropyldithiobenzoate, 1.3 mg of AIBN, (DOPAM) -3 was obtained in the same manner as in Example 1, except that 96 hours was used. The polymerization conversion and number average molecular weight were 86% and 87600, respectively. The molecular weight distribution of this polymer was 1.74, which was relatively narrow, and the melting temperature (T m ) was 242 ° C.

[실시예 4]: [Example 4] Poly(DOPAM)-4 제조Poly (DOPAM) -4 production

한국 특허 등록 제 1163659 호의 실시예 1에서 합성한 아크릴아미드계 단량체 (DOPAM; 1 g), 벤젠 혼합물 6.5 mL, 개시제 BPO(7.5 mg)를 함께 20 mL 앰플에 넣은 다음 동결-해동 방법으로 용액 내에 존재하는 산소를 제거하여 앰플을 밀봉하고 80 ℃의 오븐에서 72시간 동안 라디칼 중합반응을 일으켰다. 중합반응 후 반응용액을 300 mL 메탄올에 침전시킨 다음, 여과하여 엷은 노란색 고체를 얻었다. 얻은 고체를 THF 10 mL에 다시 녹여 과량의 메탄올에 재침전하였다. 얻은 고체를 진공 오븐에서 하루 이상 건조시켜 엷은 노란색의 단일중합체인 Poly(DOPAM)-4을 얻었다. 중합전환율과 수평균분자량은 각각 96%와 153000이었다. 이러한 중합체의 분자량분포는 4.37이었으며, 용융온도(Tm)는 242 oC이었다.
(DOPAM; 1 g) synthesized in Example 1 of Korean Patent Registration No. 1163659, 6.5 mL of benzene mixture and 7.5 mg of initiator BPO were placed in a 20 mL ampoule, The ampoules were sealed and the radical polymerization was allowed to proceed in an oven at 80 ° C for 72 hours. After the polymerization reaction, the reaction solution was precipitated in 300 mL of methanol and then filtered to obtain a pale yellow solid. The resulting solid was redissolved in 10 mL of THF and reprecipitated in an excess of methanol. The obtained solid was dried in a vacuum oven for one day or more to obtain a pale yellow homopolymer, Poly (DOPAM) -4. The polymerization conversion and the number average molecular weight were 96% and 153000, respectively. The molecular weight distribution of this polymer was 4.37 and the melting temperature (T m ) was 242 ° C.

[실시예 5]: [Example 5] Poly(DOPAM)-5 제조Poly (DOPAM) -5 manufacture

한국 특허 등록 제 1163659 호의 실시예 1에서 합성한 아크릴아미드계 단량체 (DOPAM; 1 g), THF/벤젠 (30/70 부피 비) 6.5 mL를 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 순수한 Poly(DOPAM)-5를 얻었다. 중합전환율과 수평균분자량은 각각 95%와 112100이었다. 이러한 중합체의 분자량분포는 2.54이었으며, 용융온도(Tm)는 242 oC이었다.
Except that 6.5 mL of the acrylamide monomer (DOPAM; 1 g) synthesized in Example 1 of Korean Patent Registration No. 1163659 and THF / benzene (30/70 by volume) was used, pure Poly (DOPAM) -5. The polymerization conversion and the number average molecular weight were 95% and 112100, respectively. The molecular weight distribution of this polymer was 2.54 and the melting temperature (T m ) was 242 ° C.

[실시예 6]: [Example 6] Poly(DOPAM)-6 제조Poly (DOPAM) -6 manufacture

한국 특허 등록 제 1163659 호의 실시예 1에서 합성한 아크릴아미드계 단량체 (DOPAM; 1 g), THF/벤젠 (20/80 부피 비) 6.5 mL를 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 순수한 Poly(DOPAM)-6를 얻었다. 중합전환율과 수평균분자량은 각각 94%와 125300이었다. 이러한 중합체의 분자량분포는 2.1이었으며, 용융온도(Tm)는 242 oC이었다.
Except that 6.5 mL of the acrylamide monomer (DOPAM; 1 g) synthesized in Example 1 of Korean Patent Registration No. 1163659 and THF / benzene (20/80 by volume) was used, pure Poly (DOPAM) -6. The polymerization conversion and the number average molecular weight were 94% and 125,300, respectively. The molecular weight distribution of this polymer was 2.1 and the melting temperature (T m ) was 242 ° C.

[실시예 7]: [Example 7] Poly(DOPAM)-7 제조Poly (DOPAM) -7 manufacture

한국 특허 등록 제 1163659 호의 실시예 1에서 합성한 아크릴아미드계 단량체 (DOPAM; 1 g), 벤젠 6.5 mL, 개시제 BPO(5.0 mg), 중합온도 85 ℃를 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 순수한 Poly(DOPAM)-6를 얻었다. 중합전환율과 수평균분자량은 각각 98%와 17400이었다. 이러한 중합체의 분자량분포는 2.91이었으며, 용융온도(Tm)는 242 oC이었다.
(DOPAM; 1 g) synthesized in Example 1 of Korean Patent Registration No. 1163659, 6.5 mL of benzene, 5.0 mg of an initiator BPO and a polymerization temperature of 85 ° C were used in the same manner as in Example 4 To obtain pure Poly (DOPAM) -6. The polymerization conversion and the number average molecular weight were 98% and 17,400, respectively. The molecular weight distribution of this polymer was 2.91 and the melting temperature (T m ) was 242 ° C.

[실시예 8]  [Example 8] Poly(DOPAM) 필름의 제조Preparation of poly (DOPAM) film

실시예 2∼7에서 합성한 Poly(DOPAM)-2∼Poly(DOPAM)-7를 CHCl3 용매에 용해시켜 5.0 wt% 농도의 중합체 용액을 제조하였다. 이 중합체 용액을 테플론 틀(3×7 cm)에 넣고 대기 중에서 24시간 건조시킨 후 진공오븐 속에서 상온에서 24시간 다시 건조시켜 두께가 약 40 ㎛인 균일한 필름을 제조하였다. 필름의 두께 (20-100 ㎛)는 중합체의 용매 대한 농도 (2∼10 wt% )와 중합체의 수평균분자량에 비례하였다.
Poly (DOPAM) -2 to Poly (DOPAM) -7 synthesized in Examples 2 to 7 was dissolved in a CHCl 3 solvent to prepare a 5.0 wt% polymer solution. The polymer solution was placed in a Teflon mold (3 x 7 cm), dried in air for 24 hours, and then dried again in a vacuum oven at room temperature for 24 hours to prepare a uniform film having a thickness of about 40 μm. The thickness of the film (20-100 탆) was proportional to the concentration of solvent (2-10 wt%) in the polymer and the number average molecular weight of the polymer.

[실시예 9] 기공이 포함된 Poly(DOPAM) 다공성 필름의 제조 [Example 9] Preparation of Poly (DOPAM) Porous Film

실시예 2∼7에서 합성한 Poly(DOPAM)-2∼Poly(DOPAM)-7를 CHCl3 용매에 용해시켜 4.0 wt% 농도의 중합체 용액을 제조한 다음 첨가제인 DTAB(또는 DDAB)를 일정량(중합체의 양에 대하여 2-20 wt%) 넣고 잘 섞은 후, 이 중합체 용액을 테플론 틀(3×7 cm)에 넣고 대기 중에서 24시간 건조시켰다. 그 후 진공오븐 속에서 상온에서 24시간 다시 건조시켜 두께가 약 30 ㎛인 균일한 필름을 제조하였다. 제조된 균일한 필름(3×7 cm)을 100 mL의 메탄올이 들어 있는 페트리디스 (10×10 cm)에 담근 후 상온에서 48 시간 동안 방치하여 중합체 필름에 포함된 첨가제를 제거한 다음 꺼내어 진공오븐 속에서 다시 24시간 건조시켜 기공이 포함된 다공성(porous) 필름을 제조하였다.Poly (DOPAM) -2 to poly (DOPAM) -7 synthesized in Examples 2 to 7 were dissolved in a CHCl 3 solvent to prepare a polymer solution having a concentration of 4.0 wt%. Then, DTAB (or DDAB) (2 to 20 wt% based on the amount of the polymer), and the polymer solution was mixed well. The polymer solution was placed in a Teflon mold (3 x 7 cm) and dried in the air for 24 hours. Thereafter, it was dried again in a vacuum oven at room temperature for 24 hours to prepare a uniform film having a thickness of about 30 탆. The prepared uniform film (3 x 7 cm) was immersed in a petri dish (10 x 10 cm) containing 100 mL of methanol and then allowed to stand at room temperature for 48 hours to remove the additives contained in the polymer film, For 24 hours to prepare a porous film containing pores.

상기한 제조 방법을 만든 필름을 전해질 액에 넣고 24 시간 동안 함침시킨 후 팽윤된 필름에 대한 산화안정성 및 이온전도도를 측정하여 리튬 이차전지용 분리막으로 특성을 평가하였다.
The prepared film was immersed in an electrolytic solution for 24 hours, and the oxidation stability and ionic conductivity of the swollen film were measured to evaluate the characteristics as a separator for a lithium secondary battery.

[시험예 1]: 중합체의 열적 성질, 분자량 및 분자량분포 및 메조다공성 분석
[Test Example 1]: Thermal properties, molecular weight and molecular weight distribution and mesoporosity of polymer

(1) DSC에 의한 중합체의 열적 성질 분석 (1) Analysis of thermal properties of polymer by DSC

DSC 열분석기를 이용하여, 실시예 1에서 제조된 Poly(DOPAM)-1 중합체의 상전이 거동을 조사하였다. 이를 통해, 용융온도(Tm)가 241±1 oC인 결정성 고분자임을 확인하였다. The phase transition behavior of the poly (DOPAM) -1 polymer prepared in Example 1 was investigated using a DSC thermal analyzer. As a result, it was confirmed that the crystalline polymer had a melting temperature (T m ) of 241 ± 1 ° C.

참고로, 도 1은 실시예 1에서 얻어진 Poly(DOPAM)-1의 열적 상전이 온도 거동을 나타내는 DSC 열곡선이다. 도 1을 참조하면, Poly(DOPAM)-1 중합체의 고분자 사슬에 의해 형성된 메조다공성(mesoporous) 구조의 용융온도 (Tm)가 241 oC로 확인된다. 또, 반복단위 말단에 도입된 지방족 탄화수소로부터 형성된 미세결정들의 용융온도가 약 5 oC에서 확인된다. 이들 상전이 용융온도들이 가열곡선이나 냉각곡선에서 거의 동일한 온도구간에서 열용량의 크기도 비슷하게 나타나는 것으로 보아 Poly(DOPAM)-1 중합체의 고분자 사슬 간에 형성된 메조다공성(mesoporous) 구조의 비교적 안정하게 배향된 것으로 예측된다. 또한, 합성된 Poly(DOPAM) 중합체의 수평균분자량이 8000 이상인 경우 용융온도는 큰 차이를 보이지 않았다.
1 is a DSC thermal curve showing the thermal phase transition temperature behavior of Poly (DOPAM) -1 obtained in Example 1. Fig. 1, a mesoporous (mesoporous) a melting temperature (T m) of the structure formed by the polymer chains of the polymer -1 Poly (DOPAM) is confirmed to 241 o C. In addition, the melting temperature of the microcrystals formed from the aliphatic hydrocarbon introduced at the end of the repeating unit is confirmed at about 5 ° C. It is predicted that the mesoporous structure formed between the polymer chains of the poly (DOPAM) -1 polymer is relatively stably oriented because the phase transition melting temperatures of the poly (DOPAM) -1 polymer are similar in the heating curve and the cooling curve at the almost same temperature range. do. In addition, when the number average molecular weight of the synthesized poly (DOPAM) polymer was 8000 or more, the melting temperature did not show any significant difference.

(2) 중합체의 분자량 측정(2) Molecular weight measurement of polymer

중합체의 수평균분자량(Mn)과 분자량분포(PDI)는 GPC(gel permeation chromatography) 기기를 이용하여 상온에서 측정하였다. GPC 충전재로서 상품명 StyragelR을, 용매로서 테트라하이드로퓨란(THF)을 사용하였다.
The number average molecular weight (Mn) and the molecular weight distribution (PDI) of the polymer were measured at room temperature using a gel permeation chromatography (GPC) instrument. Styragel R as a GPC filler and tetrahydrofuran (THF) as a solvent were used.

(3) TEM에 의한 중합체의 메조다공성 구조 분석(3) Analysis of mesoporous structure of polymer by TEM

실시예 1의 Poly(DOPAM)-1 중합체를 포함하는 박막 필름을 제조하고, 그 TEM(transmission electron microscope) 사진을 찍어 도 2에 도시하였다. 이때, 상기 박막 필름은 Poly(DOPAM)-1 중합체의 고체 분말을 용융온도에서 6 시간 동안 열처리한 다음, 액체질소로 급냉시켜 제조하였다. 도 2는 이러한 박막 필름을 약 50-120 nm 두께로 자르고, RuO4 증기를 필름에 증착시켜 찍은 TEM 사진이다. 이러한 도 2를 참조하면, 검은 부분은 원통형 구조의 뼈대를 구성하는 Poly(DOPAM)-1의 고분자 사슬에 도입된 벤젠 그룹에 RuO4 가 증착되어 나타난 것으로서, 기공의 크기가 약 3.5 nm인 검은 구조가 박막 필름의 표면에 비교적 균일하게 분포된다는 사실을 본 발명자들의 한국 특허 등록 제 1163659 호 에서 이미 확인하였다.
A thin film containing the poly (DOPAM) -1 polymer of Example 1 was prepared and its TEM (transmission electron microscope) photograph was taken and shown in Fig. At this time, the thin film was prepared by heat-treating a solid powder of Poly (DOPAM) -1 polymer at a melting temperature for 6 hours, followed by quenching with liquid nitrogen. FIG. 2 is a TEM photograph of this thin film cut to a thickness of about 50-120 nm and deposited on a film of RuO 4 vapor. Referring to FIG. 2, the black part is formed by depositing RuO 4 on a benzene group introduced into a polymer chain of poly (DOPAM) -1, which constitutes a skeleton of a cylindrical structure. The black part is a black structure having a pore size of about 3.5 nm Have been confirmed to be relatively uniformly distributed on the surface of the thin film by Korean Patent Registration No. 1163659 of the present inventors.

(4) SEM에 의한 중합체 필름의 기공(porosity) 분석(4) Porosity analysis of polymer film by SEM

실시예 8 및 9에서 제조한 순수한 Poly(DOPAM) 중합체 필름 및 다공성 필름에 대한 표면의 기공을 SEM(scanning electron microscope)을 이용하여 측정하였다. Pores of the surface of the pure Poly (DOPAM) polymer film and the porous film prepared in Examples 8 and 9 were measured using a scanning electron microscope (SEM).

도 3은 실시예 4에서 합성한 중합체 Poly(DOPAM)-4를 사용하여 실시예 8의 방법으로 제조한 균일한 필름(48 ㎛)의 SEM 사진이다. 이를 통해, 필름의 표면이 매우 작은 미세한 기공들의 무수히 많이 포함된 스폰지 구조임을 확인하였다.3 is an SEM photograph of a uniform film (48 탆) prepared by the method of Example 8 using the polymer Poly (DOPAM) -4 synthesized in Example 4. Fig. As a result, it was confirmed that the surface of the film was a sponge structure containing a large number of very small fine pores.

도 4는 실시예 5에서 합성한 중합체 Poly(DOPAM)-5와 첨가제 DTAB 10 wt% (중합체 무게에 대한 비율)를 클로로포름 용매에 넣고 실시예 9의 방법으로 제조한 균일한 다공성 필름(30 ㎛)의 SEM 사진이다. 이를 통해, 첨가제와 중합체의 측쇄에 도입된 긴 알킬 사슬인 도데실(dodecyl) 그룹들 사이의 상호작용에 의해, 약 25-100 nm 크기의 미세한 기공들이 필름의 표면에 형성된 다공성 필름임을 확인하였다. 4 is a view showing a uniform porous film (30 占 퐉) prepared by the method of Example 9, in which the polymer Poly (DOPAM) -5 synthesized in Example 5 and 10 wt% of the additive DTAB (ratio to the weight of the polymer) . Through this, it was confirmed that fine pores having a size of about 25-100 nm were formed on the surface of the film by the interaction between the additive and the long alkyl chain dodecyl groups introduced into the side chains of the polymer.

도 5는 실시예 6에서 합성한 중합체 Poly(DOPAM)-6와 첨가제 DDAB 10 wt% (중합체 무게에 대한 비율)를 클로로포름 용매에 넣고 실시예 9의 방법으로 제조한 균일한 포로스 필름(30 ㎛)의 SEM 사진이다. 이를 통해, 첨가제와 중합체의 측쇄에 도입된 긴 알킬 사슬인 도데실(dodecyl) 그룹들 사이의 상호작용에 의해, 약 120-220 nm 크기의 기공들이 필름의 표면에 형성된 다공성 필름임을 확인하였다.
Fig. 5 is a graph showing the results of measurement of a uniform porous film (30 占 퐉) prepared by the method of Example 9, in which the polymer Poly (DOPAM) -6 synthesized in Example 6 and 10 wt% of the additive DDAB (ratio to the weight of the polymer) . Thus, it was confirmed that the pores having a size of about 120-220 nm were formed on the surface of the film by the interaction between the additive and the long alkyl chain dodecyl groups introduced into the side chains of the polymer.

[시험예 2]: [Test Example 2] Poly(DOPAM) 필름의 리튬 이차전지용 분리막으로의 응용Application of Poly (DOPAM) Film to Membrane for Lithium Secondary Battery

(1) 전해질 함침량(electrolyte uptake) 측정 (1 ) Measurement of electrolyte uptake

전술한 실시예 8 및 9에서 제조한 중합체 필름을 둥근 모양의 틀을 이용하여 일정한 크기의 원 모양의 필름(지름 1.8cm; 면적 2.54cm2)으로 자른 다음 무게를 측정하였다. 1.0 몰의 리튬염(LiPF6)이 녹아 있는 액체 전해질 혼합(EC/DEC=1/1 또는 EC/PC=1/1 부피 비) 용액에 원 모양의 고분자 필름을 넣고 24시간 후 전해질 혼합 용액이 함침된 필름의 무게를 측정하였다. 모든 실험은 아르곤 가스가 채워진 글러브박스(glove box) 속에서 수분이 1.0 ppm 미만인 조건에서 수행하였다.The polymer films prepared in Examples 8 and 9 were cut into a circular film (1.8 cm in diameter and 2.54 cm 2 in area) of a uniform size using a round frame, and then the weight was measured. A circular polymer film was placed in a liquid electrolyte mixture (EC / DEC = 1/1 or EC / PC = 1/1 volume ratio) containing 1.0 mole of lithium salt (LiPF 6 ) dissolved therein. After 24 hours, The weight of the impregnated film was measured. All experiments were conducted under conditions of less than 1.0 ppm moisture in a glove box filled with argon gas.

전해질 함침율(%)은 함침 후 필름의 무게에서 함침 전 필름의 무게를 뺀 값을 함친 전 필름의 무게로 나눈 후 다시 100을 곱하여 계산하였다. 이러한 전해질 함침율 측정 결과는 하기 표 1에 정리하여 나타내었다.
The electrolyte impregnation rate (%) was calculated by dividing the weight of the film after impregnation by the weight of the entire film minus the weight of the film before impregnation, and then multiplying by 100 again. The measurement results of the electrolyte impregnation rate are summarized in Table 1 below.

(2) 산화안정성 측정 (2) Measurement of oxidation stability

고분자 필름의 산화안정성을 확인하기 위하여 선형주사법(Linear sweep voltam-metry)을 이용하였다. 먼저 액체 전해질 혼합 용액이 함침된 고분자 필름을 사용하여 산화안정성 셀(2032-type coin)을 제작하였다. 즉 기준전극(또는 상대전극) 과 작업전극으로서 리튬 메탈(lithium metal)과 스테인리스 스틸(stainless steel)을 각각 사용하였다. 또한 셀은 맨 아래의 캔에 리튬 메탈 전극을 넣고 그 위에 제조된 고분자 필름을 올린 다음 스테인리스 스틸 전극을 쌓고 마지막으로 캔을 닫아서 밀폐된 구조의 산화안정성 셀을 제작하였다. 이렇게 제작된 셀의 고분자 필름에 일정한 속도로 전위(1.0 mV s-1)를 가하면 특정한 전압 이상에서 전류의 밀도가 갑자기 상승한다. 이때 셀에 적용된 고분자 필름이 전기화학적으로 산화되었다고 간주하며, 이런 특정한 전압을 전기화학적 산화안정성의 기준 값으로 하였다.Linear sweep voltammetry was used to confirm the oxidation stability of the polymer films. First, an oxidation-stable cell (2032-type coin) was prepared using a polymer film impregnated with a liquid electrolyte mixture solution. Lithium metal and stainless steel were used as reference electrode (or counter electrode) and working electrode, respectively. In addition, a lithium metal electrode was placed in the bottom can of the cell, a polymer film prepared thereon was put up, and a stainless steel electrode was stacked. Finally, the can was closed to fabricate a closed oxidation stable cell. Applying a potential (1.0 mV s -1) at a constant rate to the polymer film of the fabricated cell, the density of the current suddenly increases above a certain voltage. At this time, the polymer film applied to the cell was regarded as being electrochemically oxidized, and this specific voltage was set as a reference value of electrochemical oxidation stability.

도 6a은 실시예 4에서 합성한 중합체 Poly(DOPAM)-4를 실시예 8의 방법으로 제조한 균일한 필름(48 ㎛)의 대표적인 산화안전성을 나타내는 그래프이다. 도 6a에 따르면, 4.2 volt에서 전류의 밀도가 급격히 상승하는 결과로부터 제조된 필름이 전기화학적으로 산화되었다는 것을 의미한다.6A is a graph showing a representative oxidation stability of a uniform film (48 mu m) prepared by the method of Example 8, Polymer Poly (DOPAM) -4 synthesized in Example 4. Fig. According to FIG. 6A, the film produced from the result that the density of the current rapidly increases at 4.2 volt is electrochemically oxidized.

이외에, 상술한 실시예에서 제조한 고분자 필름들의 산화안정성은 약 4.0에서 6.0 voltage 사이의 값을 보였으며, 이러한 산화안정성의 측정 결과는 하기 표 1에 정리하여 나타내었다.
In addition, the oxidation stability of the polymer films prepared in the above-mentioned examples showed a value between about 4.0 and 6.0 voltage, and the measurement results of the oxidation stability are summarized in Table 1 below.

(3) 이온전도도 측정 (3) Measurement of ion conductivity

이온전도도 셀은 기준전극과 작업전극 모두 스테인리스 스틸로 구성하였다. 즉 셀 맨 아래의 캔에 액체 전해질 혼합 용액이 함침된 고분자 필름을 넣고 그 위에 스테인리스 스틸 전극(면적: 2cm2)을 올린 다음 마지막으로 캔을 닫아서 밀폐된 셀을 제작하였다. 이온전도도 측정은 AC-impedance 분석법을 이용하여 상온에서 측정하였다. 이 때 주파수는 1에서 106 Hz까지 범위를 측정하였다. The ion conductivity cell is composed of stainless steel for both the reference electrode and the working electrode. That is, a polymer film impregnated with a liquid electrolyte mixed solution was placed in a can at the bottom of a cell, a stainless steel electrode (area: 2 cm 2 ) was placed thereon, and finally the can was closed to fabricate a closed cell. Ion conductivity measurements were made at room temperature using AC-impedance analysis. The frequency was measured from 1 to 106 Hz.

즉, 특정 주파수 범위에서 교류전류를 샘플에 흘려주면 교류전류에 의한 저항 값인 임피던스가 발생한다. 따라서 적용된 고분자 필름의 이온전도도(C)는 필름의 두께(L)와 면적(A) 그리고 저항(R)로부터 구할 수 있으며, 그 계산 식은 아래와 같다. That is, if an AC current is flowed into a sample in a specific frequency range, an impedance which is a resistance value due to an AC current is generated. Therefore, the ionic conductivity (C) of the applied polymer film can be obtained from the thickness (L), area (A) and resistance (R) of the film.

C(S cm-1) = L(cm)/[R(?)xA(cm2)] C (S cm -1 ) = L (cm) / [R (?) X A (cm 2 )]

도 6b은 실시예 4에서 합성한 중합체 Poly(DOPAM)-4를 사용하여, 실시예 8의 방법으로 제조한 고분자 필름(48 ㎛)의 대표적인 교류전류에 대한 임피던스 값을 나타낸 그래프이다. 이에 따르면, 필름의 저항이 24.2 옴((?) 이었다. 이 값을 상기한 계산 식에 대입한 결과, 상기 고분자 필름의 이온전도도는 0.000105 S/cm로 확인되었다. 다른 고분자 필름의 이온전도도도 마찬가지로 산출하여, 하기 표 1에 정리해 나타내었다. FIG. 6B is a graph showing impedance values for a representative AC current of the polymer film (48 μm) produced by the method of Example 8 using the polymer Poly (DOPAM) -4 synthesized in Example 4. The ionic conductivity of the polymer film was found to be 0.000105 S / cm. As a result, the ionic conductivity of the other polymeric film was measured in the same manner The results are summarized in Table 1 below.

이하의 표 1에서, 필름 형성시 사용된 고분자의 실시예, 필름의 형성 방법에 관한 실시예, 필름의 형성 두께 및 사용된 첨가제와 함량과 함께, 위에서 측정된 물성을 정리하여 나타내었다. In the following Table 1, examples of the polymer used in forming the film, examples relating to the method of forming the film, thickness of the film formed, contents of the additives used and the physical properties measured above are summarized.


고분자 필름

Polymer film
전해질
(용매; 부피비)
Electrolyte
(Solvent; volume ratio)
두께
(㎛)
thickness
(탆)
전해질
함침율
(부피%)
Electrolyte
Impregnation rate
(volume%)
저항
(Ω)
resistance
(Ω)
이온전도도
(X10-4 S/cm)
Ion conductivity
(X 10 -4 S / cm)
산화안정성
(Voltage)
Oxidation stability
(Voltage)
실시예 8(고분자: 실시예 2)Example 8 (Polymer: Example 2) EC/DMC
(1/1)
EC / DMC
(1/1)
3535 4040 150.8150.8 0.030.03 3.0 이하3.0 or less
실시예 8(고분자: 실시예 3Example 8 (Polymer: Example 3 EC/DEC
(1/1)
EC / DEC
(1/1)
4545 5656 40.740.7 0.380.38 4.34.3
실시예 8(고분자: 실시예 4)Example 8 (Polymer: Example 4) EC/DEC
(1/1)
EC / DEC
(1/1)
4848 6262 24.224.2 1.051.05 4.24.2
실시예 8(고분자: 실시예 4)Example 8 (Polymer: Example 4) EC/PC
(1/1)
EC / PC
(1/1)
6060 6161 268.7268.7 0.010.01 4.54.5
실시예 8(고분자: 실시예 5)Example 8 (Polymer: Example 5) EC/DEC
(1/1)
EC / DEC
(1/1)
4040 6060 26.426.4 0.470.47 4.24.2
실시예 9(고분자: 실시예 5; DTAB-10wt%)Example 9 (polymer: Example 5; DTAB-10 wt%) [ EC/DEC
(1/1)
EC / DEC
(1/1)
3030 6363 24.224.2 0.620.62 4.34.3
실시예 9(고분자: 실시예 5; DTAB-20wt%)Example 9 (polymer: Example 5; DTAB-20 wt%) [ EC/DEC
(1/1)
EC / DEC
(1/1)
3030 6161 50.550.5 0.300.30 4.34.3
실시예 9(고분자: 실시예 6; DDTAB-10wt%)Example 9 (Polymer: Example 6; DDTAB-10 wt%) [ EC/DEC
(1/1)
EC / DEC
(1/1)
3030 6565 37.037.0 0.270.27 4.04.0
실시예 8(고분자: 실시예 7)Example 8 (Polymer: Example 7) EC/DEC
(1/1)
EC / DEC
(1/1)
3030 5353 32.032.0 0.460.46 6.0 이상6.0 or higher

상기 표 1을 참조하면, 실시예의 고분자 필름들은 모두 리튬 이차 전지용 분리막으로 적용 가능한 수준인 약 10-6∼10-4 S/cm 사이의 이온 전도도를 나타내는 것으로 확인되었다. 이는 지금까지 보고된 고분자 겔 형태의 분리막들 보다 10∼100 배 정도 높은 결과이다. Referring to Table 1, it was confirmed that the polymer films of the examples exhibited ion conductivity of about 10 -6 to 10 -4 S / cm, which is applicable to a separator for a lithium secondary battery. This is 10 to 100 times higher than the polymer gel type membranes reported so far.

또한, 실시예의 고분자 필름들은 우수한 전해질 함침율과 함께, 최대 6.0 voltage에 이르는 우수한 산화안정성을 나타내는 것으로 확인되었다. 이는 현재 리튬 이차전지용 분리막으로 사용되고 있는 폴리에틸렌계 분리막의 산화안정성 값(4.2 voltage)과 유사하거나 보다 더 안정함을 의미할 수 있다. In addition, the polymer films of the Examples were found to exhibit excellent oxidation stability up to 6.0 voltage, with an excellent electrolyte impregnation rate. This may mean that the oxidation stability value (4.2 voltage) of the polyethylene separator used as a separator for a lithium secondary battery is similar to or more stable than that of the present invention.

부가하여, 실시예의 고분자 필름은 전해액을 함침율 만큼 흡수/팽윤시켜 전체가 하나의 상인 탄성이 있는 고분자 겔을 형성하는 것으로서, 전해액의 누설이 실질적으로 발생하지 않으며, 리튬 이차 전지용 분리막으로서 우수한 안전성을 나타낼 수 있다. 이는 기존에 사용되던 폴리에틸렌계 분리막이 전해액이 함침된 상태에서도, 고체상의 분리막과 액체상의 "전해액이 분리된 상태로 존재하여 전해액의 누설 우려가 있는 것과는 다른 의미를 가질 수 있다. In addition, the polymer film of the embodiment absorbs / swells the electrolyte by an impregnation rate to form an elastic polymer gel, which is a single phase, and substantially does not cause leakage of the electrolyte solution, and has excellent safety as a separator for a lithium secondary battery . This may have a different meaning from the existing polyethylene separator membrane in which the electrolytic solution is impregnated with the electrolytic solution even when the electrolytic solution is separated from the solid separator membrane and the liquid phase.

따라서, 실시예의 고분자 필름은 보다 뛰어난 안정성을 나타내는 분리막 및 리튬 이차 전지의 제공이 기여할 수 있다. Therefore, the polymer film of the embodiment can contribute to the provision of a separator membrane and a lithium secondary battery exhibiting more excellent stability.

Claims (10)

하기 화학식 1의 반복단위를 1종 이상 포함하고, 2.0 내지 10.0 nm의 직경을 갖는 복수의 기공을 포함하는 아크릴아미드계 중합체의 미연신 필름을 포함하는 리튬 이차 전지용 분리막:
[화학식 1]
Figure 112014124503004-pat00023

상기 화학식 1에서,
n은 15 내지 1800의 정수이고,
R은 수소 또는 메틸이고,
R'는 X,
Figure 112014124503004-pat00024
,
Figure 112014124503004-pat00025
,
Figure 112014124503004-pat00026
또는
Figure 112014124503004-pat00027
이고,
X는 - Z-R"이고,
Y는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌이고,
Z는 탄소수 6 내지 20의 아릴렌이고,
R"은 탄소수 10 내지 20의 선형 또는 분지형 탄화수소, 또는 탄소수 10 내지 20의 선형 또는 분지형 퍼플루오로하이드로카본(perfluorohydrocarbon)이다.
A separator for a lithium secondary battery comprising an unstretched film of an acrylamide polymer comprising a plurality of pores having at least one kind of repeating units represented by the following formula (1) and having a diameter of 2.0 to 10.0 nm:
[Chemical Formula 1]
Figure 112014124503004-pat00023

In Formula 1,
n is an integer from 15 to 1800,
R is hydrogen or methyl,
R 'is selected from X,
Figure 112014124503004-pat00024
,
Figure 112014124503004-pat00025
,
Figure 112014124503004-pat00026
or
Figure 112014124503004-pat00027
ego,
X is < RTI ID = 0.0 > - ZR &
Y is alkylene having 1 to 10 carbon atoms,
Z is arylene having 6 to 20 carbon atoms,
R "is a linear or branched hydrocarbon having 10 to 20 carbon atoms, or a linear or branched perfluorohydrocarbon having 10 to 20 carbon atoms.
제 1 항에 있어서, 상기 아크릴아미드계 중합체는 70000 내지 500000의 수평균분자량 및 2.0 내지 6.0의 분자량 분포(PDI)를 갖는 리튬 이차 전지용 분리막.
The separator for a lithium secondary battery according to claim 1, wherein the acrylamide polymer has a number average molecular weight of 70,000 to 500,000 and a molecular weight distribution (PDI) of 2.0 to 6.0.
제 1 항에 있어서, 상기 아크릴아미드계 중합체의 미연신 필름은 20 내지 100 ㎛의 두께를 갖는 리튬 이차 전지용 분리막.
The separator for a lithium secondary battery according to claim 1, wherein the unstretched film of the acrylamide polymer has a thickness of 20 to 100 탆.
제 1 항에 있어서, 상기 아크릴아미드계 중합체의 미연신 필름은 용매캐스팅법(solvent casting)으로 제조된 미연신 필름인 리튬 이차 전지용 분리막.
The separator for a lithium secondary battery according to claim 1, wherein the unstretched film of the acrylamide polymer is an unstretched film produced by solvent casting.
제 4 항에 있어서, 상기 용매캐스팅법은 클로로포름, 벤젠, THF, 또는 에틸아세테이트 등의 단일 또는 2 가지 이상의 유기 용매를 사용해 제조되는 리튬 이차 전지용 분리막.
The separator for a lithium secondary battery according to claim 4, wherein the solvent casting method is performed using one or more organic solvents such as chloroform, benzene, THF, or ethyl acetate.
제 1 항에 있어서, 상기 아크릴아미드계 중합체의 미연신 필름은 트리 알킬 암모늄 브로마이드계 첨가제를 더 포함하는 리튬 이차 전지용 분리막.
The separator for a lithium secondary battery according to claim 1, wherein the unstretched film of the acrylamide-based polymer further comprises a trialkylammonium bromide-based additive.
제 6 항에 있어서, 상기 첨가제는 상기 아크릴아미드계 중합체의 100 중량부에 대해 2 내지 25 중량부의 함량으로 포함되는 리튬 이차 전지용 분리막.
The separator for a lithium secondary battery according to claim 6, wherein the additive is contained in an amount of 2 to 25 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylamide polymer.
금속 산화물의 양극 활물질을 포함하는 양극;
흑연계 물질 또는 리튬 금속 산화물의 음극 활물질을 포함하는 음극;
상기 양극과 음극 사이에 개재된 제 1 항의 분리막; 및
상기 양극과 음극 사이에 개재되고, 이온화 가능한 리튬염 및 유기 용매를 포함하는 비수성 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지.
A positive electrode comprising a positive electrode active material of a metal oxide;
A negative electrode comprising a negative electrode active material of graphite or lithium metal oxide;
A separation membrane according to claim 1 interposed between the anode and the cathode; And
And a non-aqueous electrolyte interposed between the positive electrode and the negative electrode, the non-aqueous electrolyte including an ionizable lithium salt and an organic solvent.
제 8 항에 있어서, 상기 유기 용매는 환상 카보네이트 및 쇄상 카보네이트의 혼합 용매를 포함하는 리튬 이차 전지.
The lithium secondary battery according to claim 8, wherein the organic solvent comprises a mixed solvent of cyclic carbonate and chain carbonate.
제 8 항에 있어서, 이온화 가능한 리튬염은 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiClO4, 또는 LiCF3SO3을 포함하는 리튬 이차 전지.The method of claim 8, wherein the ionizable lithium salt is LiPF 6, LiBF 4, LiSbF 6 , LiClO 4, or a lithium secondary battery comprising a LiCF 3 SO 3.
KR1020120100035A 2012-09-10 2012-09-10 Separator for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same KR101529210B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120100035A KR101529210B1 (en) 2012-09-10 2012-09-10 Separator for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120100035A KR101529210B1 (en) 2012-09-10 2012-09-10 Separator for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140034961A KR20140034961A (en) 2014-03-21
KR101529210B1 true KR101529210B1 (en) 2015-06-17

Family

ID=50645089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120100035A KR101529210B1 (en) 2012-09-10 2012-09-10 Separator for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101529210B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111900314B (en) * 2020-08-04 2022-02-22 中国科学院物理研究所 Metal composite oxide coated battery diaphragm and preparation method and application thereof
CN117352954B (en) * 2023-12-06 2024-04-19 天津力神电池股份有限公司 Sodium-supplementing electrolyte diaphragm, preparation method and battery

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040103310A (en) * 2003-05-28 2004-12-08 셀가드 인코포레이티드 Battery separator for lithium polymer battery
JP2007149507A (en) * 2005-11-28 2007-06-14 Sanyo Electric Co Ltd Nonaqueous secondary battery
KR20080034219A (en) * 2006-10-16 2008-04-21 주식회사 엘지화학 Binder for secondary battery containing copolymer of polyester acrylate-based compound
KR101163659B1 (en) * 2010-10-29 2012-07-06 한양대학교 산학협력단 Novel acrylamide based mesoporous polymer and preparation method thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040103310A (en) * 2003-05-28 2004-12-08 셀가드 인코포레이티드 Battery separator for lithium polymer battery
JP2007149507A (en) * 2005-11-28 2007-06-14 Sanyo Electric Co Ltd Nonaqueous secondary battery
KR20080034219A (en) * 2006-10-16 2008-04-21 주식회사 엘지화학 Binder for secondary battery containing copolymer of polyester acrylate-based compound
KR101163659B1 (en) * 2010-10-29 2012-07-06 한양대학교 산학협력단 Novel acrylamide based mesoporous polymer and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140034961A (en) 2014-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11069940B2 (en) Ionically conductive material for electrochemical generator and production methods
Stephan Review on gel polymer electrolytes for lithium batteries
Zhang et al. Flexible poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene)-based gel polymer electrolyte for high-performance lithium-ion batteries
Hsu et al. High thermal and electrochemical stability of PVDF-graft-PAN copolymer hybrid PEO membrane for safety reinforced lithium-ion battery
CN106169630B (en) Lithium air battery and method of manufacturing the same
Que et al. Safe and flexible ion gel based composite electrolyte for lithium batteries
US20020160269A1 (en) Polymeric gel electrolyte and lithium battery employing the same
Zhang et al. Gel polymer electrolyte-based on PVDF/fluorinated amphiphilic copolymer blends for high performance lithium-ion batteries
CN113195573B (en) Polymer electrolyte for lithium metal polymer battery with improved performance
US20140011094A1 (en) Highly advanced lithium-polymer battery including silicon nanoparticles substituted with polymers and self-assembling block copolymers
JP2019059912A (en) Solid polymer electrolyte based on modified cellulose, and application thereof in lithium or sodium secondary battery
KR101807693B1 (en) Gel polymer electrolyte and Lithium battery comprising gel polymer electrolyte and method for preparing gel polymer electrolyte
Hu et al. Flexible, high-temperature-resistant, highly conductive, and porous siloxane-based single-ion conducting electrolyte membranes for safe and dendrite-free lithium-metal batteries
KR102006717B1 (en) Polymer Electrolyte comprising Lithium Nitrate and All-Solid-State Battery comprising The Same
KR101529210B1 (en) Separator for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same
KR19990039865A (en) Polymer gel electrolyte for secondary battery and manufacturing method thereof
KR102026244B1 (en) Method for Manufacturing Porous Polymer Separator and Porous Polymer Separator Manufactured Thereby
JP2008310981A (en) Lithium ion polymer battery
CN111934007B (en) Crosslinked organic nano material modified all-solid-state polymer electrolyte and preparation method thereof
Li et al. Study of lithium/polypyrrole secondary batteries with Lithium as cathode and polypyrrole anode
KR102488679B1 (en) Aqueous binder for a lithium-ion secondary battery, anode comprising the same, lithium-ion secondary battery comprising the anode, and method for polymerizing copolymer comprised in the binder
KR100457093B1 (en) Fabrication of a polymer electrolyte for lithium/sulfur battery and room temperature lithium/sulfur battery containing the same with one flat voltage
KR102035780B1 (en) Polymer binder for secondary battery and prepartation method thereof
CN116632336A (en) Solid electrolyte film, preparation method thereof and lithium battery
KR20000003091A (en) Multicomponent system solid high molecule electrolyte, manufacturing method thereof, and compound electrode and lithium high molecule battery using electrolyte

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180418

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190401

Year of fee payment: 5