KR101578545B1 - Aqueous polyimide binder for secondary battery, Preparing method thereof, coating agent of electrodes for secondary battery and Electrodes for secondary battery - Google Patents

Aqueous polyimide binder for secondary battery, Preparing method thereof, coating agent of electrodes for secondary battery and Electrodes for secondary battery Download PDF

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양의석
고승오
정성기
정지홍
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Abstract

The present invention relates to a water-soluble binder for a secondary battery, a preparing method thereof, a coating agent prepared by using the same, and a secondary battery electrode. The water-soluble binder for a secondary battery of the present invention is eco-friendly due to using water as a solvent, and can provides a binder for a secondary battery electrode of a water-soluble polyimide material having heat resistance, solvent resistance, oxidation resistance and high mechanical strength. In addition, the present invention can provides a flexible secondary battery electrode which has excellent flexibility as well as having excellent binding power between the electrode active material coating agent prepared by using the binder and an electrode current collector of a secondary battery.

Description

2차 전지용 수용성 바인더, 이의 제조방법, 이를 이용한 2차 전지용 전극활물질 코팅제 및 2차 전지용 전극{Aqueous polyimide binder for secondary battery, Preparing method thereof, coating agent of electrodes for secondary battery and Electrodes for secondary battery}[0001] The present invention relates to a water-soluble binder for a secondary battery, a method for producing the same, an electrode active material coating agent for a secondary battery using the same, and an electrode for a secondary battery,

본 발명은 2차 전지용 수용성 바인더에 관한 것으로서, 본 발명의 바인더를 이용한 코팅제 및 이로 형성된 코팅층은 유연성, 결착력 및 팽윤성이 우수한 바, 플렉서블한 2차 전지 전극을 제조할 수 있다.
The present invention relates to a water-soluble binder for a secondary battery, and a coating agent using the binder of the present invention and a coating layer formed therefrom are excellent in flexibility, binding force and swelling property, and thus a flexible secondary battery electrode can be produced.

이차전지는 통상적으로 양극 집전체의 적어도 일면에 양극 활물질층을 형성시킨 양극, 음극 집전체의 적어도 일면에 음극 활물질층을 형성시킨 음극 및 상기 양극과 음극의 사이에 개재되어 이들을 전기적으로 절연시키는 세퍼레이터를 구비한다. 전극 활물질층을 집전체에 형성하는 방법으로는 전극 활물질 입자와 바인더를 용매에 분산시킨 전극 활물질 슬러리를 집전체에 직접 도포 및 건조시켜 형성하거나, 또는 전극 활물질 슬러리를 별도의 지지체 상부에 도포 및 건조시킨 다음, 이 지지체로부터 박리한 필름을 집전체 상에 라미네이션하는 방법으로 형성한다. 그리고, 바인더는 전극 활물질 입자들 사이는 물론, 전극활물질 입자와 전극집전체 사이를 고정 및 연결하는 기능을 수행하므로 전극의 성능에 큰 영향을 준다. 즉, 바인더는 상대적으로 전극 활물질 입자의 함량을 높일 수 있도록 접착성이 우수해야 하며, 부반응이 일어나지 않도록 전기화학적으로 안정해야 한다. 또한, 전지의 조립과정에서 부서지지 않도록 소정의 유연성이 요구된다. 리튬 이차전지의 바인더로 사용되는 폴리비닐리덴 플루오라이드 고분자는 전기화학적으로 안정하다는 장점을 갖는다. 그러나, 이 바인더는 접착력이 충분치 않을 뿐만 아니라, NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)와 같은 유기용매에 용해시켜 전극 활물질 슬러리로 제조해야 하는 환경적인 문제점이 있다. 그리고, 최근 휴대 기기의 소형 경량화, 고성능화와 함께 휴대 기기의 플렉서블(flexible)화가 진행되고 있으며, 이러한 휴대 기기에 사용되는 이차전지 자체도 플렉서블이 요구되고 있다.The secondary battery generally comprises a positive electrode having a positive electrode active material layer formed on at least one surface of a positive electrode current collector, a negative electrode having a negative electrode active material layer formed on at least one surface of the negative electrode current collector and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, Respectively. Examples of the method of forming the electrode active material layer on the current collector include a method in which the electrode active material slurry in which the electrode active material particles and the binder are dispersed in a solvent is directly applied and dried on the current collector or the electrode active material slurry is applied and dried on a separate support , And then the film peeled off from the support is laminated on the current collector. The binder plays a role of fixing and connecting between the electrode active material particles and the electrode current collector as well as between the electrode active material particles, and thus has a great influence on the performance of the electrode. That is, the binder should be excellent in adhesion so as to increase the content of the electrode active material particles, and should be electrochemically stable so that side reactions do not occur. In addition, a certain degree of flexibility is required to prevent breakage during the assembling process of the battery. The polyvinylidene fluoride polymer used as the binder of the lithium secondary battery has an advantage of being electrochemically stable. However, this binder is not only insufficient in adhesion, but also has environmental problems in that it must be dissolved in an organic solvent such as NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) to prepare an electrode active material slurry. In recent years, flexible and portable devices have been made smaller and lighter with higher performance, and secondary batteries used in such portable devices are also required to be flexible.

최근 바인더로서, 유기용매가 아닌 친환경적인 용매를 이용한 바인더에 대한 개발이 진행되고 있는데, 스티렌 유니트-부타디엔 유니트로 된 고무(SBR) 등과 같은 합성고무를 물에 분산시켜 전극을 형성하는 방법이 이용되고 있다(일본특허공보 특개평3-53450호, 일본특허공보 특개평5-62668호). 또한, 물에 현탁된 라텍스계의 고무입자를 바인더로서 사용하는 것(예컨대, 일본특허공보 특개평5-21068호, 일본특허공보 특개평5-74461호 등)이 제안되고 있지만, 통상의 고무라텍스에서는 집전체와 활물질간의 결착력이 부족하여 아직까지는 충분한 성능을 얻지 못하고 있다. 이러한, 합성고무계 바인더는 점접착 특성을 나타내므로, 접촉 면적이 좁아 접착력 및/또는 결착력이 충분히 발휘되지 않는 문제가 있는 바, 플렉서블한 이차전지의 전극을 제조하기에는 부적절한 문제가 있다. 또한, 대한민국 등록특허 10-0767966호에는 접착 특성이 개선된 전극용 바인더로서 아크릴산, 이타콘산 등의 불포화카르본산 단량체 유니트를 더 포함하는 합성고무계 바인더를 개시하고 있다. 그러나, 이 바인더는 잔존하는 산성분에 의해 가스가 발생할 우려가 있다.
As a binder, there has been developed a binder using an environmentally friendly solvent, not an organic solvent. A method of dispersing a synthetic rubber such as rubber (SBR) made of a styrene unit-butadiene unit into water to form an electrode is used (Japanese Patent Laid-Open Publication No. 3-53450, Japanese Patent Laid-Open No. 5-62668). Further, there has been proposed to use latex-based rubber particles suspended in water as a binder (for example, JP-A-5-21068 and JP-A-5-74461) There is not enough performance between the current collector and the active material. Such a synthetic rubber binder exhibits a point-sticking property, and therefore, there is a problem that the contact area is small and the adhesive force and / or the binding force are not sufficiently exhibited. Therefore, there is an inadequate problem to manufacture an electrode of a flexible secondary battery. Korean Patent No. 10-0767966 discloses a synthetic rubber binder containing an unsaturated carboxylic acid monomer unit such as acrylic acid or itaconic acid as an electrode binder having improved adhesion properties. However, the binder may cause gas to be generated by the remaining acid component.

대한민국 등록특허 10-0767966(2007.10.10)Korean Patent No. 10-0767966 (Oct. 10, 2007)

본 발명은 유연성을 갖는 굽힘 구조를 만족하고 물에 대한 용해성을 향상시키기 위한 분자구조로 이루어졌으며, 높은 분자량으로 인해 결착력이 향상된 2차전지용 바인더로 소재로서, 수용성 바인더를 제공하고자 한다.
An object of the present invention is to provide a water-soluble binder as a binder for a secondary battery, which has a molecular structure for improving solubility in water and satisfies a flexible bending structure and has improved binding force due to its high molecular weight.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 2차 전지용 수용성 바인더에 관한 것으로서, 물 100 중량부에 폴리아믹산 고체입자 4 ~ 10 중량부 및 수계화 시약 0.2 ~ 4 중량부를 용해시킨 폴리아믹산 수용액을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.Disclosure of the Invention In order to solve the above problems, the present invention relates to a water-soluble binder for a secondary battery, which comprises a polyamic acid aqueous solution in which 4 to 10 parts by weight of polyamic acid solid particles and 0.2 to 4 parts by weight of water- . ≪ / RTI >

본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 폴리아믹산 수용액은 점도가 10 cps(25℃) ~ 1,000 cps(25℃)일 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the polyamic acid solution may have a viscosity of 10 cps (25 ° C) to 1,000 cps (25 ° C).

본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 폴리아믹산 고체입자는 폴리아믹산 바니쉬 100 중량부 및 수계화 시약 4 ~ 10 중량부를 혼합한 혼합액을 침전제에 투입시켜 침전된 침전물을 건조시킨 것일 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the polyamic acid solid particles may be prepared by adding a mixture of 100 parts by weight of a polyamic acid varnish and 4 to 10 parts by weight of a water-based reagent to a precipitant to dry the precipitated precipitate.

본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 침전제는 상기 폴리아믹산 바니쉬 100 중량부에 대하여 400 ~ 600 중량부로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the precipitant is contained in an amount of 400 to 600 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyamic acid varnish.

본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 수계화 시약은 DMZ(1,2-dimethylimidazole), DMEA(dimethylethanolamine), EMZ(2-Ethyl-4-methylimidazole), MDEA(Methyldiethanolamine) 및 TEOA(Triethanol amine) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the hydration reagent is selected from the group consisting of DMZ (1,2-dimethylimidazole), DMEA (dimethylethanolamine), EMZ (2-Ethyl-4-methylimidazole), MDEA (Methyldiethanolamine) and TEOA And at least one selected from the group consisting of

본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 폴리아믹산 바니쉬는 다이아민과 다이언하이드라이드을 반응시킨 반응물인 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 다이아민 100 중량부에 대하여, 상기 다이언하이드라이드 110 ~ 150 중량부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In one preferred embodiment of the present invention, the polyamic acid varnish is a reactant obtained by reacting diamine with dihydride. The polyamic acid varnish may include 110 to 150 parts by weight of the dianhydride, based on 100 parts by weight of the diamine. .

본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 폴리아믹산 바니쉬는 고형분 5 ~ 30 중량%을 포함하고, 점도가 800 cps(25℃) ~ 10,000 cps(25℃)인 것을 특징으로 할 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the polyamic acid varnish comprises 5 to 30% by weight of a solid component and has a viscosity of 800 cps (25 ° C) to 10,000 cps (25 ° C).

본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 다이아민은 3,5-다이아미노벤조익액시드(3,5-Diaminobenzoic acid), 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠(1,4-Bis(4-aminophenoxy)benzene), 4,4'-(1,3- 페닐렌다이옥시)다이아닐린(4,4'-(1,3-Phenylenedioxy)dianiline), 3,3'-다이하이드록시벤자이딘(3,3'-Dihydroxybenzidine), p-페닐렌다이아민(p-Phenylenediamine), 4,4'-(4,4'-아이소프로필리덴다이페닐-1,1'-다일다이옥시)다이아닐린(4,4'-(4,4'-Isopropylidenediphenyl-1,1'-diyldioxy)dianiline), 비스[4-4(아미노페녹시)페닐]설폰(Bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfone), 4,4'-다이아미노다이페닐설폰(4,4'-Diaminodiphenylsulfone), 4,4'-옥시다이아닐린(4,4'-Oxydianiline), 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시페닐)]헥사플루오로프로페인(2,2-Bis[4-(4-aminophenoxy phenyl)]hexafluoropropane), 2,2'-비스(트리플루오로메틸)벤자이딘(2,2'-Bis(trifluoromethyl)benzidine) 및 2,2-비스(3-아미노-4-하이드록시페닐)헥사플루오로프로페인(2,2-Bis(3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the diamine is 3,5-diaminobenzoic acid, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene (1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4 '- (1,3-phenylenedioxy) dianiline, 3,3'-dihydroxybenz Dihydroxybenzidine, p-phenylenediamine, 4,4 '- (4,4'-isopropylidenediphenyl-1,1'-dileoxy) di (4,4'- (4,4'-isopropylidenediphenyl-1,1'-diyldioxy) dianiline, Bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, sulfone, 4,4'-Diaminodiphenylsulfone, 4,4'-Oxydianiline, 2,2-bis [4- (4- Aminophenoxyphenyl)] hexafluoropropane), 2,2'-bis (trifluoromethyl) benzazidine (2,2'-bis [ -Bis (trifluoromethyl) benzidine) and 2,2-bis (3-amino-4- Hydroxyphenyl) may be characterized in that it comprises at least one member selected from the group consisting of hexafluoro-propane (2,2-Bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane).

본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 다이아민은 2종 이상의 다이아민을 포함할 수 있으며, 3,5-다이아미노벤조익액시드 100 중량부에 대하여, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 4,4'-(1,3- 페닐렌다이옥시)다이아닐린, 3,3'-다이하이드록시벤자이딘, p-페닐렌다이아민, 4,4'-(4,4'-아이소프로필리덴다이페닐-1,1'-다일다이옥시)다이아닐린, 비스[4-4(아미노페녹시)페닐]설폰, 4,4'-다이아미노다이페닐설폰, 4,4'-옥시다이아닐린, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시페닐)]헥사플루오로프로페인, 2,2'-비스(트리플루오로메틸)벤자이딘 및 2,2-비스(3-아미노-4-하이드록시페닐)헥사플루오로프로페인 중에서 선택된 1종 이상의 다이아민을 700 ~ 1500 중량부로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the diamine may include two or more diamines, and it is preferable that 1,4-bis (4-aminophenoxy ) Benzene, 4,4 '- (1,3-phenylene dioxy) thianiline, 3,3'-dihydroxybenzidine, p-phenylenediamine, 4,4' - (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-oxy Dianiline, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxyphenyl)] hexafluoropropane, 2,2'-bis (trifluoromethyl) benzidine and 2,2- Amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane in an amount of 700 to 1500 parts by weight.

본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 다이언하이드라이드는 바이페닐-테트라카르복실릭액시드 다이언하이드라이드(biphenyl-tetracarboxylic acid dianhydride), 1,2,4,5-벤젠테트라카르복실릭 다이언하이드라이드(1,2,4,5-Benzenetetracarboxylic dianhydride), 4,4'-(헥사플루오로아이소프로필리덴)다이프탈릭 다이언하이드라이드(4,4'-(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic dianhydride), 4,4'-옥시다이프탈릭 다이언하이드라이드(4,4'-Oxydiphthalic dianhydride), 1,2,4,5-사이클로헥세인테트라카르복실릭액시드 다이언하이드라이드(1,2,4,5-Cyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride) 및 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실릭액시드 다이언하이드라이드(3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
In one preferred embodiment of the present invention, the dianhydride is selected from the group consisting of biphenyl-tetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic dianhydride ( 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic dianhydride, 4,4 '- (hexafluoroisopropylidene) diphthalic dianhydride, 4,4'- (Hexafluoroisopropylidene) diphthalic dianhydride, 4,4'-Oxydiphthalic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexaneetetracarboxylic acid dianhydride and 3, 4, 5-cyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride. , And 3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic acid dihydride (3,3', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride).

본 발명의 다른 목적은 앞서 설명한 다양한 형태의 2차 전지용 수용성 바인더를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 고형분 5 중량% ~ 30 중량%를 포함하고, 점도가 800 cps(25℃) ~ 10,000 cps(25℃)인 폴리아믹산 바니쉬를 제조하는 1단계; 상기 폴리아믹산 바니쉬에 대하여, 수계화 시약을 혼합 및 교반시킨 혼합액을 침전제에 투입시켜 침전된 침전물을 얻는 2단계; 침전물을 건조시켜서 폴리아믹산 고체입자를 제조하는 3단계; 및 물에 상기 폴리아믹산 고체입자를 투입한 후, 교반 및 용해시켜서 폴리아믹산 수용액을 제조하는 4단계;를 포함하는 공정을 수행하여 2차 전지용 수용성 바인더를 제조할 수 있다. Another object of the present invention is to provide a method for producing the various types of water-soluble binders for secondary batteries as described above, which comprises a solid content of 5 to 30 wt% and a viscosity of 800 cps (25 캜) to 10,000 cps ) Of polyamic acid varnish; A second step of adding a mixed solution of a hydrating reagent to the polyamic acid varnish to a precipitant to obtain a precipitate; Drying the precipitate to prepare polyamic acid solid particles; And adding the polyamic acid solid particles to water and stirring and dissolving the polyamic acid solid particles in water to prepare a polyamic acid aqueous solution, thereby producing a water-soluble binder for a secondary battery.

본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 제조방법에 있어서, 1단계의 폴리아믹산 바니쉬는 다이아민을 용매에 용해시킨 용액에 다이언하이드라이드를 투입 및 반응시켜서 제조할 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, in the production method of the present invention, the first stage polyamic acid varnish can be prepared by adding dianhydride to a solution in which diamine is dissolved in a solvent and reacting.

본 발명의 바람직한 일실시예로서, 2단계의 상기 침전제는 아세톤인 것을 특징으로 할 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the precipitating agent in the second step is acetone.

본 발명의 바람직한 일실시예로서, 3단계에서 상기 폴리아믹산 고체입자는 2단계의 침전물을 30℃ ~ 50℃ 온도의 진공상태 하에서 건조시켜서 제조한 것을 특징으로 할 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the polyamic acid solid particles in step 3 are prepared by drying the two-step precipitate under a vacuum of 30 ° C to 50 ° C.

본 발명의 바람직한 일실시예로서, 4단계의 폴리아믹산 수용액은 점도가 10 cps(25℃) ~ 1,000 cps(25℃)인 것을 특징으로 할 수 있다.
In one preferred embodiment of the present invention, the aqueous polyamic acid solution in four stages has a viscosity of 10 cps (25 ° C) to 1,000 cps (25 ° C).

본 발명의 다른 목적은 2차 전지용 전극활물질 코팅제에 관한 것으로서, 앞서 설명한 다양한 형태의 2차 전지용 수용성 바인더를 포함하는 전극재를 이용하는 것을 특징으로 할 수 있다.Another object of the present invention is to provide an electrode active material coating agent for a secondary battery, which is characterized by using an electrode material including the above-described various types of water-soluble binders for a secondary battery.

본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 2차 전지용 전극활물질 코팅제는 전극재 40 중량% ~ 50 중량% 및 물 50 중량% ~ 60 중량%를 포함하고, 상기 전극재는 상기 2차 전지용 수용성 바인더; CMC(carboxymethyl cellulose); 및 전극 활제;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
In one preferred embodiment of the present invention, the electrode active material coating material for a secondary battery of the present invention comprises 40 wt% to 50 wt% of an electrode material and 50 wt% to 60 wt% of water, ; Carboxymethyl cellulose (CMC); And an electrode lubricant.

본 발명의 또 다른 목적은 2차 전지용 전극에 관한 것으로서, 상기 2차 전지용 전극활물질 코팅제로 코팅된 전극활물질층을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.It is still another object of the present invention to provide an electrode for a secondary battery, which comprises an electrode active material layer coated with the electrode active material coating material for the secondary battery.

본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 2차 전지용 전극에 있어서, 상기 전극활물질층은 180°박리테스트(peel test)방법에 의거하여 측정시, 결착력이 0.8 gf/mm ~ 3.0 gf/mm인 것을 특징으로 할 수 있다.
In a preferred embodiment of the present invention, in the electrode for a secondary battery of the present invention, the electrode active material layer has an adhesion force of 0.8 gf / mm to 3.0 gf / mm 2 when measured according to a 180 ° peel test method .

본 발명의 2차 전지용 수용성 바인더는 물을 용매로 사용하여 친환경적이면서도, 내열성, 내용제성, 내산화성 및 높은 기계적 강도를 가지는 수용성 폴리이미드 소재의 2차 전지용 바인더를 제공할 수 있다.
The water-soluble binder for a secondary battery of the present invention can provide a water-soluble polyimide binder for a secondary battery which is eco-friendly and has heat resistance, solvent resistance, oxidation resistance and high mechanical strength by using water as a solvent.

이하에서는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명을 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

2차 전지의 전극조립체는 전극(음극 및 양극)을 포함하며, 상기 전극은 전극활물질층(음극활물질층 및/또는 양극활물질층)과 전극집전체(음극집전체 및/또는 양극집전체)로 구성되며, 일반적으로 2차전지의 전극은 상기 전극활물질층는 상기 전극집전체의 일면 또는 양면을 코팅되어 코팅층을 형성하고 있는 형태를 갖는다.The electrode assembly of the secondary battery includes electrodes (a cathode and an anode), and the electrode includes an electrode active material layer (a negative electrode active material layer and / or a positive electrode active material layer) and an electrode collector (a negative electrode collector and / In general, the electrode active material layer of the secondary battery is coated on one or both surfaces of the electrode current collector to form a coating layer.

본 발명의 2차 전지용 수용성 바인더는 2차 전지용 전극활물질 코팅제의 소재로서, 좀 더 구체적을 설명하면 상기 전극활물질 코팅제를 구성하는 전극재의 소재로서, 전극활재의 바인더 역할을 한다.The water-soluble binder for a secondary battery of the present invention is a material of an electrode active material coating material for a secondary battery, more specifically, a material of an electrode material constituting the electrode active material coating agent, and serves as a binder of an electrode active material.

본 발명의 2차 전지용 전극활물질 코팅제는 전극재 40 ~ 50 중량% 및 물 50 ~ 60 중량%를 포함하며, 바람직하게는 전극재 42 ~ 48 중량% 및 물 52 ~ 58 중량%를 포함할 수 있으며, 이때, 전극재의 함량이 40 중량% 미만이면 전극활물질 코팅제로 형성된 전극활물질층 내 전극활재의 밀도가 낮아서, 2차 전지의 충전용량이 작아지는 문제가 있을 수 있으며, 전극재의 함량이 60 중량%를 초과하면 상대적으로 물의 함량이 적어서 전극활물질 코팅제의 점도가 너무 높아져서 코팅성이 오히려 떨어지는 문제가 있을 수 있다.The electrode active material coating material for a secondary battery of the present invention comprises 40 to 50 wt% of an electrode material and 50 to 60 wt% of water, preferably 42 to 48 wt% of an electrode material and 52 to 58 wt% of water, If the content of the electrode material is less than 40% by weight, the density of the electrode active material in the electrode active material layer formed of the electrode active material coating material may be low and the charging capacity of the secondary battery may be reduced. If the content of the electrode material is less than 60% , The water content of the electrode active material coating material may be relatively low and the viscosity of the electrode active material coating material may become too high, resulting in deterioration of coating properties.

본 발명의 상기 전극활물질 코팅제에 있어서, 상기 전극재는 상기 2차 전지용 수용성 바인더; CMC(carboxymethyl cellulose); 및 전극 활제;를 포함하며, 상기 전극재는 2차 전지용 수용성 바인더 1 ~ 5 중량%, 상기 CMC 0.5 ~ 3 중량% 및 상기 전극 활제 92 ~ 98 중량%를, 바람직하게는 2차 전지용 수용성 바인더 1 ~ 3 중량%, 상기 CMC 0.5 ~ 2 중량% 및 상기 전극 활제 95 ~ 97 중량%를 포함할 수 있다. 이때, 2차 전지용 수용성 바인더의 함량이 1 중량% 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 전극 활제가 전극집전체와의 결합력(및/또는 결착력)이 떨어지는 문제가 있을 수 있고, 2차 전지용 수용성 바인더의 함량이 5 중량%를 초과하면 그 사용량이 너무 많아서 점도가 높아져서 오히려 전극 활제가 적절하게 분산되어 코팅되는 것을 방해할 수 있으므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다. 그리고, 상기 CMC 함량이 0.5 중량% 미만이면 점도가 충분하지 못하여 코팅시 드웨팅(Dewetting)되는 문제가 있을 수 있고, CMC 함량이 2 중량%를 초과하여 사용하더라도 결착력 향상 효과에 대한 증대가 없으므로 비경제적이다. 그리고, 전극 활제의 함량은 상기 수용성 바인더 및 CMC 함량에 따라 상대적으로 정해진다.In the electrode active material coating material of the present invention, the electrode material may be a water-soluble binder for the secondary battery; Carboxymethyl cellulose (CMC); Wherein the electrode material comprises 1 to 5% by weight of a water-soluble binder for a secondary battery, 0.5 to 3% by weight of the CMC, and 92 to 98% by weight of the electrode active material, 3 to 3 wt%, CMC 0.5 to 2 wt%, and 95 to 97 wt% of the electrode lubricant. If the content of the water-soluble binder for the secondary battery is less than 1% by weight, the amount of the water-soluble binder used for the secondary battery may be too small to cause a problem that the electrode-binder has a low binding force (and / If it is more than 5% by weight, the use amount thereof is too much, and the viscosity becomes high, and rather the electrode lubricant may be prevented from being appropriately dispersed and coated. If the CMC content is less than 0.5% by weight, the viscosity may not be sufficient and there may be a problem of dewetting due to coating, and even when the CMC content exceeds 2% by weight, It is economical. The content of the electrode lubricant is relatively determined depending on the water-soluble binder and the CMC content.

또한, 상기 전극 활제는 당업계에서 2차 전지 전극활물질로 사용하는 일반적으로 사용하는 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 결정질 또는 비정질의 탄소, 탄소 섬유, 주석 산화물, 이들(상기 탄소, 탄소 섬유 또는 주석 산화물)을 리튬화한 화합물, 리튬, 리튬합금 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있고, 상기 결정질 또는 비정질의 탄소는 탄소나노튜브, 탄소나노와이어, 탄소나노섬유, 흑연, 활성탄, 그래핀, 그래파이트(graphite) 등을 포함할 수 있다.
The electrode lubricant may be a commonly used electrode material used in the secondary battery electrode active material in the art, and preferably includes crystalline or amorphous carbon, carbon fiber, tin oxide, Lithium, a lithium alloy, and mixtures thereof. The crystalline or amorphous carbon may be a carbon nanotube, a carbon nanowire, a carbon nanofiber, a graphite, an activated carbon, a graphite, a graphite ), And the like.

앞서 설명한 2차 전지용 전극활물질 코팅제로 코팅시킨 전극활물질층을 포함하는 본 발명의 2차 전지용 전극에 있어서, 180°박리테스트(peel test)방법에 의거하여 측정시, 상기 전극활물질층은 전극집전체(음극집전체 및/또는 양극집전체)와의 결착력이 0.6 gf/mm~ 3.0 gf/mm일 수 있으며, 바람직하게는 0.8 gf/mm ~ 2.5 gf/mm, 더욱 바람직하게는 1.0 gf/mm~ 2.0 gf/mm의 우수한 결착력을 갖을 수 있는 바, 플렉서블 전극을 제공할 수 있다.In the electrode for a secondary battery according to the present invention comprising the electrode active material layer coated with the above-described electrode active material coating material for a secondary battery, when measured according to the 180 ° peel test method, Mm to 3.0 gf / mm, preferably 0.8 gf / mm 2 to 2.5 gf / mm 2, and more preferably 1.0 gf / mm 2 to 2.0 gf / mm 2 with respect to the negative electrode current collector gf / mm. As a result, it is possible to provide a flexible electrode.

또한, 상기 전극활물질층은 팽윤성이 150% 미만, 바람직하게는 105% ~ 130%, 더욱 바람직하게는 112% ~ 128%로 우수한 내팽창 안정성을 갖을 수 있다.
In addition, the electrode active material layer may have swelling resistance of less than 150%, preferably 105% to 130%, more preferably 112% to 128%, and excellent expansion stability.

앞서 설명한 2차 전지용 전극활물질 코팅제에 사용되는 본 발명의 2차 전지용 수용성 바인더에 대하여 설명한다.The water-soluble binder for a secondary battery of the present invention used for the above-described electrode active material coating agent for a secondary battery will be described.

본 발명의 2차 전지용 수용성 바인더는 물, 폴리아믹산 고체입자 및 수계화 시약을 용해시킨 폴리아믹산 수용액을 포함하며, 상기 폴리아믹산 수용액은 10 cps(25℃) ~ 1,000 cps(25℃)의 점도를, 바람직하게는 10 cps(25℃) ~ 200 cps(25℃)의 점도를, 더욱 바람직하게는 10 cps(25℃) ~ 80 cps(25℃)의 점도를 갖을 수 있다.
The water-soluble binder for a secondary battery according to the present invention comprises an aqueous solution of polyamic acid in which water, polyamic acid solid particles and hydration reagent are dissolved, and the aqueous solution of polyamic acid has a viscosity of 10 cps (25 ° C) to 1,000 cps , Preferably from 10 cps (25 캜) to 200 cps (25 캜), and more preferably from 10 cps (25 캜) to 80 cps (25 캜).

본 발명의 다른 목적은 앞서 설명한 다양한 형태의 2차 전지용 수용성 바인더를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 고형분 5 중량% ~ 30 중량%를 포함하고, 점도가 800 cps(25℃) ~ 10,000 cps(25℃)인 폴리아믹산 바니쉬를 제조하는 1단계; 상기 폴리아믹산 바니쉬에 대하여, 수계화 시약을 혼합 및 교반시킨 혼합액을 침전제에 투입시켜 침전된 침전물을 얻는 2단계; 침전물을 건조시켜서 폴리아믹산 고체입자를 제조하는 3단계; 및 물에 상기 폴리아믹산 고체입자를 투입한 후, 교반 및 용해시켜서 폴리아믹산 수용액을 제조하는 4단계;를 포함하는 공정을 수행하여 2차 전지용 수용성 바인더를 제조할 수 있다. Another object of the present invention is to provide a method for producing the various types of water-soluble binders for secondary batteries as described above, which comprises a solid content of 5 to 30 wt% and a viscosity of 800 cps (25 캜) to 10,000 cps ) Of polyamic acid varnish; A second step of adding a mixed solution of a hydrating reagent to the polyamic acid varnish to a precipitant to obtain a precipitate; Drying the precipitate to prepare polyamic acid solid particles; And adding the polyamic acid solid particles to water and stirring and dissolving the polyamic acid solid particles in water to prepare a polyamic acid aqueous solution, thereby producing a water-soluble binder for a secondary battery.

상기 1단계에 있어서, 폴리아믹산 바니쉬는 다이아민을 용매에 용해시킨 용액에 다이언하이드라이드를 투입 및 반응시켜서 제조할 수 있다. In the above step 1, the polyamic acid varnish can be prepared by adding dianhydride to a solution in which diamine is dissolved in a solvent and reacting.

상기 폴리아믹산 바니쉬는 다이아민과 다이언하이드라이드의 반응물로서, 다이아민 100 중량부에 대하여, 상기 다이언하이드라이드 110 ~ 150 중량부를 반응시킨 반응물이며, 상기 폴리아믹산 바니쉬는 고형분 5 중량% ~ 30 중량%로, 바람직하게는 고형분 5 중량% ~ 20 중량%을, 더욱 바람직하게는 고형분을 8 중량% ~ 15 중량%로 포함하고, 점도는 800 cps(25℃) ~ 10,000 cps(25℃), 바람직하게는 920 cps(25℃) ~ 7,500 cps(25℃)를, 더욱 바람직하게는 1,000 cps(25℃) ~ 6,000 cps(25℃)를 갖을 수 있다.The polyamic acid varnish is a reaction product of diamine and dianhydride, wherein 110 to 150 parts by weight of the dianhydride is reacted with 100 parts by weight of diamine. The polyamic acid varnish has a solid content of 5 to 30 wt% (25 ° C) to 10,000 cps (25 ° C), preferably a solid content of 5% by weight to 20% by weight, more preferably a solid content of 8% May have 920 cps (25 캜) to 7,500 cps (25 캜), and more preferably 1,000 cps (25 캜) to 6,000 cps (25 캜).

본 발명에 있어서, 상기 다이아민은 5-다이아미노벤조익액시드(3,5-Diaminobenzoic acid), 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠(1,4-Bis(4-aminophenoxy)benzene), 4,4'-(1,3- 페닐렌다이옥시)다이아닐린(4,4'-(1,3-Phenylenedioxy)dianiline), 3,3'-다이하이드록시벤자이딘(3,3'-Dihydroxybenzidine), p-페닐렌다이아민(p-Phenylenediamine), 4,4'-(4,4'-아이소프로필리덴다이페닐-1,1'-다일다이옥시)다이아닐린(4,4'-(4,4'-Isopropylidenediphenyl-1,1'-diyldioxy)dianiline), 비스[4-4(아미노페녹시)페닐]설폰(Bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfone), 4,4'-다이아미노다이페닐설폰(4,4'-Diaminodiphenylsulfone), 4,4'-옥시다이아닐린(4,4'-Oxydianiline), 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시페닐)]헥사플루오로프로페인(2,2-Bis[4-(4-aminophenoxy phenyl)]hexafluoropropane), 2,2'-비스(트리플루오로메틸)벤자이딘(2,2'-Bis(trifluoromethyl)benzidine) 및 2,2-비스(3-아미노-4-하이드록시페닐)헥사플루오로프로페인(2,2-Bis(3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane) 중에서 선택된 1종 이상을, 바람직하게는 2종 이상을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 다이아민을2종 이상을 포함하는 경우에는 3,5-다이아미노벤조익액시드 100 중량부에 대하여, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 4,4'-(1,3- 페닐렌다이옥시)다이아닐린, 3,3'-다이하이드록시벤자이딘, p-페닐렌다이아민, 4,4'-(4,4'-아이소프로필리덴다이페닐-1,1'-다일다이옥시)다이아닐린, 비스[4-4(아미노페녹시)페닐]설폰, 4,4'-다이아미노다이페닐설폰, 4,4'-옥시다이아닐린, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시페닐)]헥사플루오로프로페인, 2,2'-비스(트리플루오로메틸)벤자이딘 및 2,2-비스(3-아미노-4-하이드록시페닐)헥사플루오로프로페인 중에서 선택된 1종 이상의 다이아민을 700 ~ 1,500 중량부로, 바람직하게는 850 ~ 1,200 중량부로 포함하는 것이 물이 대한 용해성이 높은 폴리아믹산 수용액을 제조하기에 유리하다.
In the present invention, the diamine is preferably selected from the group consisting of 3,5-Diaminobenzoic acid, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene ), 4,4 '- (1,3-phenylenedioxy) dianiline, 3,3'-dihydroxybenzidine (3,3 Dihydroxybenzidine, p-phenylenediamine, 4,4 '- (4,4'-isopropylidenediphenyl-1,1'-dyldioxy) - (4,4'-Isopropylidenediphenyl-1,1'-diyldioxy) dianiline, Bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, Diaminodiphenylsulfone, 4,4'-oxydianiline, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxyphenyl)] - Bis (trifluoromethyl) benzidine (2,2'-bis [4- (4-aminophenoxyphenyl)] hexafluoropropane, 2,2'- ) And 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) The oro propane (2,2-Bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane) at least one selected from, may preferably include a combination of two or more. When the diamine is contained in an amount of 2 or more, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4 '- (1 , 3-phenylene dioxy) thianiline, 3,3'-dihydroxybenzidine, p-phenylenediamine, 4,4 '- (4,4'-isopropylidenediphenyl- Dianiline, bis [4- (aminophenoxy) phenyl] sulfone, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-oxydianiline, 2,2-bis [4 - (4-aminophenoxyphenyl)] hexafluoropropane, 2,2'-bis (trifluoromethyl) benzidine and 2,2-bis It is advantageous to prepare an aqueous solution of polyamic acid having high solubility in water, in which 700 to 1,500 parts by weight, preferably 850 to 1,200 parts by weight, of at least one diamine selected from roprene is used.

그리고, 본 발명에 있어서, 상기 다이언하이드라이드는 바이페닐-테트라카르복실릭액시드 다이언하이드라이드(biphenyl-tetracarboxylic acid dianhydride), 1,2,4,5-벤젠테트라카르복실릭 다이언하이드라이드(1,2,4,5-Benzenetetracarboxylic dianhydride), 4,4'-(헥사플루오로아이소프로필리덴)다이프탈릭 다이언하이드라이드(4,4'-(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic dianhydride), 4,4'-옥시다이프탈릭 다이언하이드라이드(4,4'-Oxydiphthalic dianhydride), 1,2,4,5-사이클로헥세인테트라카르복실릭액시드 다이언하이드라이드(1,2,4,5-Cyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride) 및 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실릭액시드 다이언하이드라이드(3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride) 중에서 선택된 1종 이상을, 바람직하게는 바이페닐-테트라카르복실릭액시드 다이언하이드라이드, 4,4'-(헥사플루오로아이소프로필리덴)다이프탈릭 다이언하이드라이드, 4,4'-옥시다이프탈릭 다이언하이드라이드 및 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실릭액시드 다이언하이드라이드 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 4,4'-옥시다이프탈릭 다이언하이드라이드 및 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실릭액시드 다이언하이드라이드 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
In the present invention, the dianhydride is selected from the group consisting of biphenyl-tetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic dianhydride (1, 2,4,5-benzenetetracarboxylic dianhydride, 4,4 '- (hexafluoroisopropylidene) diphthalic dianhydride, 4,4' - (Hexafluoroisopropylidene) diphthalic dianhydride, 4,4'-Oxydiphthalic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexane tetracarboxylic acid dianhydride, and 3,3'-cyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride. ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic acid dihydride (3,3', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride), preferably biphenyl-tetracarboxylic acid liquid seed Dihydride, 4,4 ' - (hexafluoroisoprop < RTI ID = 0.0 > Phenylidene) dipyridic dihydride, 4,4'-oxydiphthalic dianhydride, and 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic acid dihydride. And more preferably at least one selected from 4,4'-oxy diphthalic dianhydride and 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic liquid sodium dihydride can be used .

상기 2단계의 폴리아믹산 고체입자는 폴리아믹산 바니쉬(polyamic acid varnish) 100 중량부에 대하여, 수계화 시약 4 ~ 10 중량부를, 바람직하게는 수계화 시약 4 ~ 7.5 중량부를 혼합 및 교반시킨 혼합액을 침전제에 투입시켜 침전된 침전물을 건조시켜서 제조할 수 있다. 그리고, 상기 수계화 시약은 DMZ(1,2-dimethylimidazole), DMEA(dimethylethanolamine), EMZ(2-Ethyl-4-methylimidazole), MDEA(Methyldiethanolamine) 및 TEOA(Triethanol amine) 중에서 선택된 1종 이상을, 바람직하게는 DMZ, DMEA 및 EMZ 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 좋다.The polyamic acid solid particles in the second step are prepared by mixing and stirring 4 to 10 parts by weight of an aqueous polymerization reagent and 4 to 7.5 parts by weight of an aqueous polymerization reagent with 100 parts by weight of a polyamic acid varnish as a precipitant And drying the precipitate thus precipitated. The hydration reagent is preferably at least one selected from DMZ (1,2-dimethylimidazole), DMEA (dimethylethanolamine), EMZ (2-ethyl-4-methylimidazole), MDEA (Methyldiethanolamine) and TEOA It is preferable to use at least one selected from DMZ, DMEA and EMZ.

그리고, 2단계의 상기 침전제는 상기 폴리아믹산 바니쉬 100 중량부에 대하여, 400 ~ 600 중량부로, 바람직하게는 450 ~ 570 중량부로 사용할 수 있으며, 상기 침전제는 당업계에서 일반적으로 사용하는 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 아세톤(acetone)을 사용할 수 있다.The precipitant in the second step may be used in an amount of 400 to 600 parts by weight, preferably 450 to 570 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyamic acid varnish. The precipitant may be those generally used in the art , Preferably acetone, can be used.

또한, 3단계의 건조는 30℃ ~ 50℃, 바람직하게는 35℃ ~ 45℃ 온도의 진공상태 하에서 수행할 수 있으며, 건조 온도가 30℃ 미만이면 건조 시간이 너무 길어지는 문제가 있고, 50℃를 초과하면 건조는 빨리 되지만, 폴리아믹산의 일부가 이미드화 되는 문제가 있을 수 있으므로 상기 온도 하에서 건조를 수행하는 것이 좋다.
The drying in three stages can be carried out under a vacuum of 30 ° C to 50 ° C, preferably 35 ° C to 45 ° C. If the drying temperature is lower than 30 ° C, there is a problem that the drying time becomes too long. , Drying may be accelerated, but there may be a problem that a part of the polyamic acid is imidized. Therefore, it is preferable to carry out drying under the above temperature.

다음으로, 4 단계는 3단계에서 제조한 폴리아믹산 고체입자를 물에 용해시켜서 폴리아믹산 수용액을 제조하는 단계로서, 물 100 중량부에 대하여, 폴리아믹산 고체입자를 4 ~ 10 중량부로, 바람직하게는 5 ~ 8 중량부로 포함할 수 있으며, 이때, 폴리아믹산 고체입자의 함량이 4 중량부 미만이면 폴리아믹산 수용액의 점도가 너무 낮아서 충분한 전극활제에 대한 바인더 역할을 못할 수 있으며, 폴리아믹산 고체입자 함량이 10 중량부를 초과하면 폴리아믹산 고체입자가 충분히 용해되지 못하는 문제가 있을 수 있다.Next, Step 4 is a step of dissolving the polyamic acid solid particles prepared in Step 3 in water to prepare an aqueous solution of polyamic acid, wherein the polyamic acid solid particles are dispersed in 4 to 10 parts by weight, If the content of the polyamic acid solid particles is less than 4 parts by weight, the viscosity of the polyamic acid aqueous solution may be too low to act as a binder for sufficient electrode lubricant. If the polyamic acid solid particle content is less than 4 parts by weight, If it exceeds 10 parts by weight, the polyamic acid solid particles may not be sufficiently dissolved.

또한, 상기 폴리아믹산 수용액은 물 100 중량부에 대하여, 수계화 시약을 0.2 ~ 4 중량부로, 바람직하게는 0.5 ~ 3 중량부로 포함할 수 있으며, 수계화 시약의 사용량이 0.2 중량부 미만이면 물에 대한 용해성이 떨어지는 문제가 있을 수 있고, 4 중량부를 초과하여 사용하면 수계화 시약이 바인더 작용에 불순물로 작용할 수 있는 문제가 있을 수 있으므로, 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다. 그리고, 상기 폴리아믹산 고체입자는 온도 25℃인 물에 대한 용해도가 3 ~ 20일 수 있으며, 바람직하게는 4.5 ~ 10, 더욱 바람직하게는 4.7 ~ 9.0일 수 있다.The polyamic acid aqueous solution may contain 0.2 to 4 parts by weight, preferably 0.5 to 3 parts by weight, of water-base-forming reagent per 100 parts by weight of water. When the amount of the water-base-forming reagent is less than 0.2 parts by weight, There may be a problem that the solubility of the binder resin is lowered. If the binder resin is used in an amount exceeding 4 parts by weight, there may be a problem that the hydration reagent may act as an impurity in the binder action. The polyamic acid solid particles may have a solubility of 3 to 20, preferably 4.5 to 10, more preferably 4.7 to 9.0, in water at a temperature of 25 ° C.

또한, 4단계의 상기 수계화 시약은 2단계의 수계화 시약과 동일하거나, 다른 수계화 시약을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 동일한 수계화 시약을 사용할 수 있다.
In addition, the hydration reagent in Step 4 may be the same as the hydration reagent in Step 2, or may use another hydration reagent, and preferably the same hydration reagent may be used.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples should not be construed as limiting the scope of the present invention, and should be construed to facilitate understanding of the present invention.

[[ 실시예Example ] ]

실시예Example 1 : 2차 전지용 수용성 바인더의 제조 1: Preparation of water-soluble binder for secondary battery

(1) 고형분 함유한 (1) Solids Containing 폴리아믹산Polyamic acid 바니쉬의Varnish 제조 Produce

반응기에 3,5-다이아미노벤조익액시드 100 중량부에 대하여, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠 1,075 중량부, 용매인 NMP(N-methylpyrrolidone) 5,000 중량부를 넣고 온도조절기, 질소 퍼지(purge)장치를 구비하여 상온에서 교반시켜 용매에 상기 화합물들을 완전히 용해시켜서 용액을 제조하였다. To the reactor, 1,075 parts by weight of 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene and 5,000 parts by weight of NMP (N-methylpyrrolidone) as a solvent were added to 100 parts by weight of the 3,5- The solution was prepared by thoroughly dissolving the compounds in a solvent with a purge apparatus and stirring at room temperature.

다음으로, 상기 용액이 들어있는 반응기 내부에 다이언하이드라이드로서, 상기 다이아민 100 중량부에 대하여, 4,4'-옥시다이프탈릭 다이언하이드라이드 123.3 중량부를 넣어주었다. 이때 최대한 수분이 반응기 내부로 침투하지 못하게 조절하여 주고, 온도는 20℃ ~ 25℃ 사이로 유지시켜 주었다. 다이언하이드라이드를 소량씩 반응기 내부로 모두 투입시키면서 점도가 상승되는 것을 관찰할 수 있었고, 핸들링(handling) 하기 용이한 점도를 맞춰주기 위해 NMP를 소량씩 투입시키면서, 약 5시간 이상 반응을 유지시켜서 폴리아믹산 바니쉬를 제조하였다. 제조한 폴리아믹산 바니쉬는 고형분이 10 중량%일 때 점도는 5,381 cps(25℃)였으며 진한갈색의 색을 띠었다.
Subsequently, 123.3 parts by weight of 4,4'-oxydiphthalic dianhydride was added to the inside of the reactor containing the solution as dianhydride, relative to 100 parts by weight of the diamine. At this time, the moisture was controlled so as not to penetrate into the reactor, and the temperature was maintained between 20 ° C and 25 ° C. It was possible to observe that the viscosity of the dihydride was increased by the small amount of the dihydride being fed into the reactor and the reaction was continued for about 5 hours with a small amount of NMP so as to match the viscosity for easy handling, A micamic varnish was prepared. The prepared polyamic acid varnish had a viscosity of 5,381 cps (25 캜) at a solid content of 10% by weight and a dark brown color.

(2) (2) 수계화Numbering 전환을 통한  Through conversion 폴리아믹산Polyamic acid 수용액의 제조 Preparation of aqueous solution

반응기에 상기 고형분 10 중량%를 함유한 폴리아믹산 바니쉬 100 중량부에 대하여 수계화 시약인 DMZ를 6.5 중량부를 넣고 25℃에서 1시간 동안 교반시켜 반응시켜서 반응물을 제조하였다. To 100 parts by weight of the polyamic acid varnish containing 10% by weight of the solid content, 6.5 parts by weight of DMZ as an aqueous solution reagent was added to the reactor and reacted at 25 DEG C for 1 hour to react to prepare a reaction product.

다음으로, 반응물의 세척 및 침전과정을 위해 아세톤에 상기 반응물을 소량씩 천천히 침전시켜 주면서 순수한 폴리아믹산 고체입자를 얻었다. 이때, 상기 아세톤은 상기 폴리아믹산 바니쉬 100 중량부에 대하여 510 중량부를 사용하였다. 그리고, 폴리아믹산 고체입자의 용매를 제거시키기 위해 40℃ 조건에서 진공건조(Vacuum Dry)를 30분 가량 실시하였다. Next, for the washing and precipitation of the reactants, pure polyamic acid solid particles were obtained by slowly precipitating the reactants in acetone in small amounts. The acetone was used in an amount of 510 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyamic acid varnish. Vacuum drying was performed at 40 占 폚 for 30 minutes in order to remove the solvent of the polyamic acid solid particles.

증류수 100 중량부, 완전히 건조된 폴리아믹산 고체입자5.32 중량부, DMZ 1.06 중량부를 반응기에 넣고 12시간 이상 상온(약 25℃)에서 교반시켜 완전히 용해시켜 5 중량% 농도의 폴리아믹산 수용액을 얻을 수 있었고, 폴리아믹산 수용액의 점도는 15 cps(25℃)였으며, 갈색을 띠었다.100 parts by weight of distilled water, 5.32 parts by weight of fully dried polyamic acid solid particles and 1.06 parts by weight of DMZ were added to the reactor and stirred at room temperature (about 25 ° C) for 12 hours or more to completely dissolve the solution to obtain a 5% by weight aqueous solution of polyamic acid , The viscosity of the aqueous solution of polyamic acid was 15 cps (25 캜), and it was brown.

그리고, 상기 폴리아믹산 고체입자의 물에 대한 용해도를 하기 표 1에 나타내었다.
The solubility of the polyamic acid solid particles in water is shown in Table 1 below.

실시예Example 2  2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 폴리아믹산 바니쉬 제조시 다이언하이드라이드로서, 4,4'-옥시다이프탈릭 다이언하이드라이드 대신 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실릭액시드 다이언하이드라이드를 125 중량부를 사용하여 고형분이 10 중량%일 때 점도는 3,642 cps(25℃)인 폴리아믹산 바니쉬를 제조한 후, 이를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 점도가 8 cps(25℃)인 폴리아믹산 수용액을 제조하였다.
The same procedure as in Example 1 was carried out except that in the production of polyamic acid varnish As the dihydrides, 125 parts by weight of 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic acid dihydride was used in place of 4,4'-oxydipthalic dianhydride to obtain a solid content of 10% by weight A polyamic acid varnish having a viscosity of 3,642 cps (25 캜) was prepared, and a polyamic acid aqueous solution having a viscosity of 8 cps (25 캜) was prepared in the same manner as in Example 1.

실시예Example 3  3

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 폴리아믹산 바니쉬 제조시 다이언하이드라이드로서, 4,4'-옥시다이프탈릭 다이언하이드라이드 대신 4,4'-(헥사플루오로아이소프로필리덴)다이프탈릭 다이언하이드라이드를 125 중량부를 사용하여 고형분이 10 중량%일 때 점도는 1,021 cps(25℃)인 폴리아믹산 바니쉬를 제조한 후, 이를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 점도가 6 cps(25℃)인 폴리아믹산 수용액을 제조하였다.
The same procedure as in Example 1 was carried out except that in the production of polyamic acid varnish 125 parts by weight of 4,4 '- (hexafluoroisopropylidene) diphthalic dianhydride instead of 4,4'-oxydiphthalic dianhydride was used as dianhydride, and when the solid content was 10% by weight A polyamic acid varnish having a viscosity of 1,021 cps (25 캜) was prepared and a polyamic acid aqueous solution having a viscosity of 6 cps (25 캜) was prepared in the same manner as in Example 1.

실시예Example 4 4

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 폴리아믹산 바니쉬 제조시 다이아민으로서, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠 대신 4,4'-옥시다이아닐린을 1,050 중량부를 사용하여 고형분이 10 중량%일 때 점도는 4,150 cps(25℃)인 폴리아믹산 바니쉬를 제조한 후, 이를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 점도가 11 cps(25℃)인 폴리아믹산 수용액을 제조하였다.
The same procedure as in Example 1 was carried out except that in the production of polyamic acid varnish As the diamine, 1,050 parts by weight of 4,4'-oxydianiline was used instead of 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene. When the solid content was 10% by weight, the viscosity was 4,150 cps A varnish was prepared and a polyamic acid aqueous solution having a viscosity of 11 cps (25 캜) was prepared in the same manner as in Example 1, using the varnish.

실시예Example 5  5

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 폴리아믹산 바니쉬 제조시 다이아민으로서, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠 대신 2,2-비스(3-아미노-4-하이드록시페닐)헥사플루오로프로페인을 1,100 중량부를 사용하여 고형분이 10 중량%일 때 점도는 981 cps(25℃)인 폴리아믹산 바니쉬를 제조한 후, 이를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 점도가 5 cps(25℃)인 폴리아믹산 수용액을 제조하였다.
The same procedure as in Example 1 was carried out except that in the production of polyamic acid varnish 1,100 parts by weight of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane was used as a diamine instead of 1,4-bis (4-aminophenoxy) , A polyamic acid varnish having a viscosity of 981 cps (25 캜) was prepared, and a polyamic acid aqueous solution having a viscosity of 5 cps (25 캜) was prepared in the same manner as in Example 1.

실시예Example 6  6

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 폴리아믹산 바니쉬 제조시 다이아민으로서, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠을 사용하지 않고, 3,5-다이아미노벤조익액시드만을 사용하였으며, 3,5-다이아미노벤조익액시드 사용량을 실시에 1의 3,5-다이아미노벤조익액시드 사용량의 11배를 사용하여, 고형분이 10 중량%일 때 점도는 3,767 cps(25℃)인 폴리아믹산 바니쉬를 제조한 후, 이를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 점도가 10 cps(25℃)인 폴리아믹산 수용액을 제조하였다.
The same procedure as in Example 1 was carried out except that in the production of polyamic acid varnish As the diamine, only 3,5-diaminobenzoquinone solution seed was used without using 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, and the amount of 3,5- A polyamic acid varnish having a viscosity of 3,767 cps (25 캜) when the solid content was 10% by weight was prepared using 11 times of the amount of the 3,5-diaminobenzoquinone solution seed, and the same method as in Example 1 To prepare a polyamic acid aqueous solution having a viscosity of 10 cps (25 캜).

실시예Example 7  7

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 수계화 전환을 통한 폴리아믹산 수용액의 제조시, 물 100 중량부에 대하여 상기 폴리아믹산 고체입자를 8 중량부 및 DMZ 1.5 중량부를 반응기에 넣고 13시간 정도 25℃에서 교반시켜 완전히 용해시켜 7 중량% 농도의 폴리아믹산 수용액을 얻을 수 있었고, 폴리아믹산 수용액의 점도는 15 cps(25℃)였다.
8 parts by weight of the polyamic acid solid particles and 1.5 parts by weight of DMZ were added to the reactor in the same manner as in Example 1 except that 100 parts by weight of water was added to the reaction vessel for 13 hours at 25 ° C To obtain a polyamic acid aqueous solution having a concentration of 7% by weight. The viscosity of the polyamic acid aqueous solution was 15 cps (25 캜).

비교예Comparative Example 1  One

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 수계화 전환을 통한 폴리아믹산 수용액의 제조시, 물 100 중량부에 대하여 상기 폴리아믹산 고체입자 2 중량부 및 DMZ 1.5 중량부를 반응기에 넣고 12시간 정도 25℃에서 교반시켜 완전히 용해시켜 2 중량% 농도의 폴리아믹산 수용액을 얻을 수 있었고, 폴리아믹산 수용액의 점도는 4 cps(25℃)였으며, 갈색을 띠었다.
2 parts by weight of the polyamic acid solid particles and 1.5 parts by weight of DMZ were added to the reactor in the same manner as in Example 1 except that 100 parts by weight of water was added to the reactor at a temperature of 25 ° C And completely dissolved to obtain a polyamic acid aqueous solution having a concentration of 2% by weight. The viscosity of the aqueous solution of polyamic acid was 4 cps (25 캜) and was brown.

비교예Comparative Example 2  2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 수계화 전환을 통한 폴리아믹산 수용액의 제조시, 물 100 중량부에 대하여 상기 폴리아믹산 고체입자 15 중량부 및 DMZ 2.5 중량부를 반응기에 넣고 15시간 정도 25℃에서 교반시켜 완전히 용해시켜 12.5 중량% 농도의 폴리아믹산 수용액을 얻을 수 있었고, 폴리아믹산 수용액의 점도는 21 cps(25℃)였으며, 갈색을 띠었다.
15 parts by weight of the polyamic acid solid particles and 2.5 parts by weight of DMZ were added to a reactor in the same manner as in Example 1 except that 100 parts by weight of water was added to the reactor at 25 ° C for 15 hours And completely dissolved to obtain an aqueous solution of polyamic acid having a concentration of 12.5% by weight. The viscosity of the aqueous solution of polyamic acid was 21 cps (25 캜) and was brown.

실험예Experimental Example 1 : 물에 대한 용해도 측정 1: Determination of solubility in water

상기 실시예 1 ~ 실시예 7에서 폴리아믹산 고체입자의 물(온도 25℃)에 대한 용해도를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The solubility of the polyamic acid solid particles in water (at 25 ° C) was measured in Examples 1 to 7, and the results are shown in Table 1 below.

구분division 용해도Solubility 실시예 1Example 1 5.15.1 실시예 2Example 2 5.25.2 실시예 3Example 3 4.74.7 실시예 4Example 4 5.15.1 실시예 5Example 5 4.74.7 실시예 6Example 6 5.65.6 실시예 7Example 7 7.17.1

상기 표 1을 통해 본 발명인 실시예 1 ~ 실시예 7의 폴리아믹산 고체입자가 물에 대한 용해도가 높아서 폴리아믹산 수용액을 용이하게 제조할 수 있음을 확인할 수 있었다.
From Table 1, it can be seen that the polyamic acid solid particles of Examples 1 to 7 of the present invention have high solubility in water, and thus it is possible to easily produce an aqueous solution of polyamic acid.

제조예Manufacturing example 1 : 2차 전지용 전극의 제조 1: Manufacture of electrode for secondary battery

(1) 2차 전지 전극용 (1) For secondary battery electrode 전극활물질Electrode active material 코팅제의 제조 Manufacture of coatings

전극활제인 그라파이트 분말 97.5 중량%, 상기 실시예 1에서 제조한 폴리아믹산 수용액 1.5 중량% 및 CMC 1 중량%를 혼합하여 전극재를 제조하였다. 97.5% by weight of graphite powder as an electrode lubricant, 1.5% by weight of the polyamic acid aqueous solution prepared in Example 1, and 1% by weight of CMC were mixed to prepare an electrode material.

다음으로 상기 전극재 45 중량% 및 증류수 55 중량%를 균질혼합(Homogenizer Mixer)법으로 혼합하여 슬러리 형태의 2차 전지 전극용 전극활물질 코팅제를 제조하였다.Next, 45% by weight of the electrode material and 55% by weight of distilled water were mixed by a homogenizer mixer method to prepare an electrode active material coating material for a secondary battery electrode in the form of a slurry.

(2) 2차 전지 전극의 제조(2) Preparation of Secondary Battery Electrode

상기 슬러리 형태의 2차 전지 전극용 전극활물질 코팅제를 동박(Cu)에 104 ~ 106 ㎛ 두께로 닥터 블레이드(doctor blade)법으로 캐스팅하였다. 다음으로 코팅된 전극을 오븐(Oven)에서 100℃ 조건에서 2시간 정도 건조시킨 후에 롤 프레스(Roll Press) 공정을 통해 압축시켜 줬다. 다음으로, 최종 압축된 전극을 2시간 동안 진공건조(Vacuum Dry )시켜서 2차 전지 전극을 제조하였다.
The electrode active material coating agent for the secondary battery electrode in the form of a slurry was cast on a copper foil (Cu) to a thickness of 104 to 106 탆 by doctor blade method. Next, the coated electrode was dried in an oven at 100 DEG C for about 2 hours, and then compressed through a roll press process. Next, the final compressed electrode was vacuum dried for 2 hours to prepare a secondary battery electrode.

제조예Manufacturing example 2 ~  2 ~ 제조예Manufacturing example 7 및  7 and 비교제조예Comparative Manufacturing Example 1 ~  1 ~ 비교제조예Comparative Manufacturing Example 2 2

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 2차 전지 전극을 제조하되, 상기 실시예 1의 폴리아믹산 수용액 대신 상기 실시예 2 ~ 실시예 7 및 비교예 1 ~ 비교예 2에서 제조한 폴리아믹산 수용액을 각각 사용하여 2차 전지 전극을 제조하여 제조예 2 ~ 제조예 7 및 비교제조예 1 ~ 비교제조예 2를 각각 실시하였다.
Except that the polyamic acid solution prepared in Examples 2 to 7 and Comparative Examples 1 to 2 was used instead of the aqueous solution of polyamic acid in Example 1, To prepare Secondary Battery Electrodes, Production Examples 2 to 7 and Comparative Production Examples 1 to 2 were respectively carried out.

실험예Experimental Example 2 : 2차 전지 전극의 물성 평가 실험 2: Evaluation test of physical properties of secondary electrode electrode

상기 제조예 1 ~ 제조예 7 및 비교제조예 1 ~ 비교제조예 2 에서 제조한 2차 전지 전극의 물성을 아래와 같은 방법으로 측정하였으며 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The properties of the secondary battery electrodes prepared in Preparation Examples 1 to 7 and Comparative Preparation Examples 1 to 2 were measured by the following methods, and the results are shown in Table 2 below.

(1) 유연성 평가(1) Flexibility evaluation

2차 전지 전극을 1.5Φ, 2Φ, 2.5Φ 및 3Φ사이즈의 봉에 감아본 후, 전극 표면에 크랙 여부를 육안 및 현미경으로 확인하여 평가하였다.The electrode of the secondary battery was wound around a rod of 1.5Φ, 2Φ, 2.5Φ and 3Φ in size, and the surface of the electrode was examined for cracks by visual observation and microscopic evaluation.

(2) (2) 결착력Binding force 평가 evaluation

코팅된 전극에 접착테이프를 붙이고 롤러(Roller)를 이용해 10회 눌러주었다. 접착테이프가 부착된 코팅전극을 만능시험기를 이용하여 180°박리테스트(peel test) 를 실시하여 접착강도를 측정하였다.An adhesive tape was attached to the coated electrode and pressed with a roller for 10 times. The coated electrode with the adhesive tape was peel tested 180 degrees using a universal testing machine to measure the adhesive strength.

(3) 팽윤도 평가(3) Evaluation of swelling degree

전해액에 고분자 필름을 완전히 잠기도록 넣어주고, 72?에서 72시간 동안 보관 후, 증가된 필름의 질량을 측정하여, 초기질량 대비 증가된 질량으로 계산하였다.The polymer film was fully immersed in the electrolyte, and after 72 hours at 72 ° C, the mass of the film was measured and the mass was calculated as the mass relative to the initial mass.

구분division 유연성 시험Flexibility test 결착력
(gf/mm)
Binding force
(gf / mm)
팽윤도
(%)
Swelling degree
(%)
제조예 1Production Example 1 크랙 발생 ×Crack generation x 1.7 gf/mm1.7 gf / mm 118.3%118.3% 제조예 2Production Example 2 크랙 발생 ×Crack generation x 1.5 gf/mm1.5 gf / mm 120.6%120.6% 제조예 3Production Example 3 크랙 발생 ×Crack generation x 0.9 gf/mm0.9 gf / mm 112.6%112.6% 제조예 4Production Example 4 크랙 발생 ×Crack generation x 1.4 gf/mm1.4 gf / mm 119.3%119.3% 제조예 5Production Example 5 크랙 발생 ×Crack generation x 0.8 gf/mm0.8 gf / mm 114.2%114.2% 제조예 6Production Example 6 크랙 발생 ×Crack generation x 1.6 gf/mm1.6 gf / mm 125.1%125.1% 제조예 7Production Example 7 크랙 발생 ×Crack generation x 1.7 gf/mm1.7 gf / mm 118.5%118.5% 비교제조예 1Comparative Preparation Example 1 크랙 발생 ○Cracking ○ 0.4 gf/mm0.4 gf / mm 107.6%107.6% 비교제조예 2Comparative Production Example 2 크랙 발생 ×Crack generation x 1.7 gf/mm1.7 gf / mm 151.2%151.2%

상기 표 2의 실험결과를 살펴보면, 제조예 1 ~ 제조예 7 및 비교제조예 2의 경우, 0.6 gf/mm 이상의 결착력을 보였고, 2차 전지에 크랙이 발생하지 않았으나, 폴리아믹산 고체입자 4 중량부 미만인 2 중량부로 사용한 비교제조예 1의 경우, 낮은 결착력과 크랙이 발생하는 문제가 있었다.As a result of the test results of Table 2, it was found that the adhesion strength of 0.6 gf / mm or more was observed in Production Examples 1 to 7 and Comparative Production Example 2, and cracks did not occur in the secondary battery. However, 4 weight parts of polyamic acid solid particles In Comparative Preparation Example 1, there was a problem that a low binding force and a crack were generated.

그리고, 폴리아믹산 고체입자를 10 중량부 초과한 15 중량부를 사용한 비교제조예 2의 경우, 제조예 1과 비교할 때, 전극의 팽윤도가 130% 이상으로 너무 높아지는 문제가 있었다.
In Comparative Preparation Example 2 in which 15 parts by weight of polyamic acid solid particles were used in an amount of 10 parts by weight or more, there was a problem that the swelling degree of the electrode was too high as 130% or more as compared with Preparation Example 1.

상기 실시예 및 실험예를 통하여, 물을 용매로 사용하여 친환경적이면서도, 내열성, 내용제성, 내산화성 및 높은 기계적 강도를 가지는 수용성 폴리이미드 소재의 2차 전지용 수용성 바인더를 제공할 수 있음을 확인할 수 있었다.It was confirmed through the above Examples and Experiments that a water-soluble polyimide water-soluble binder for a secondary battery, which is eco-friendly and has heat resistance, solvent resistance, oxidation resistance and high mechanical strength, can be provided by using water as a solvent .

Claims (17)

삭제delete 물 100 중량부에 폴리아믹산 고체입자 4 ~ 10 중량부 및 수계화 시약 0.2 ~ 4 중량부를 용해시킨 폴리아믹산 수용액을 포함하며,
상기 폴리아믹산 고체입자는 폴리아믹산 바니쉬 100 중량부 및 수계화 시약 4 ~ 10 중량부를 혼합한 혼합액을 침전제에 투입시켜 침전된 침전물을 건조시킨 것이며,
상기 폴리아믹산 바니쉬는 다이아민과 다이언하이드라이드을 반응시킨 반응물이며,
상기 다이아민은 3,5-다이아미노벤조익액시드 100 중량부에 대하여,
상기 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 4,4'-(1,3- 페닐렌다이옥시)다이아닐린, 3,3'-다이하이드록시벤자이딘, p-페닐렌다이아민, 4,4'-(4,4'-아이소프로필리덴다이페닐-1,1'-다일다이옥시)다이아닐린, 비스[4-4(아미노페녹시)페닐]설폰, 4,4'-다이아미노다이페닐설폰, 4,4'-옥시다이아닐린, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시페닐)]헥사플루오로프로페인, 2,2'-비스(트리플루오로메틸)벤자이딘 및 2,2-비스(3-아미노-4-하이드록시페닐)헥사플루오로프로페인 중에서 선택된 1종 이상의 다이아민을 700 ~ 1500 중량부로 포함하며,
상기 다이언하이드라이드는 바이페닐-테트라카르복실릭액시드 다이언하이드라이드(biphenyl-tetracarboxylic acid dianhydride), 1,2,4,5-벤젠테트라카르복실릭 다이언하이드라이드(1,2,4,5-Benzenetetracarboxylic dianhydride), 4,4'-(헥사플루오로아이소프로필리덴)다이프탈릭 다이언하이드라이드(4,4'-(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic dianhydride), 4,4'-옥시다이프탈릭 다이언하이드라이드(4,4'-Oxydiphthalic dianhydride), 1,2,4,5-사이클로헥세인테트라카르복실릭액시드 다이언하이드라이드(1,2,4,5-Cyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride) 및 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실릭액시드 다이언하이드라이드(3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
상기 폴리아믹산 수용액은 점도가 10 cps(25℃) ~ 1,000 cps(25℃)인 것을 특징으로 하는 2차 전지용 수용성 바인더.
An aqueous solution of polyamic acid in which 4 to 10 parts by weight of polyamic acid solid particles and 0.2 to 4 parts by weight of water-based reagents are dissolved in 100 parts by weight of water,
The polyamic acid solid particles are prepared by adding a mixture of 100 parts by weight of a polyamic acid varnish and 4 to 10 parts by weight of a water-based reagent to a precipitant to dry the precipitated precipitate,
The polyamic acid varnish is a reactant obtained by reacting diamine with dihydride,
The diamine is added to 100 parts by weight of the 3,5-diaminobenzoquinone solution seed,
Examples of the above-mentioned 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4 '- (1,3-phenylene dioxy) 4,4'- (4,4'-isopropylidene diphenyl-1,1'-dile dioxy) thianiline, bis [4-4 (aminophenoxy) phenyl] sulfone, (4-aminophenoxyphenyl)] hexafluoropropane, 2,2'-bis (trifluoromethyl) propane, and 2,2'- Benzazidine and 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane in an amount of 700 to 1500 parts by weight,
The dihydride may be selected from the group consisting of biphenyl-tetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic dianhydride, dianhydride, 4,4 '- (hexafluoroisopropylidene) 4,4' - (Hexafluoroisopropylidene) diphthalic dianhydride, 4,4'-oxydiphthalic dianhydride (4, 4'-Oxydiphthalic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexane tetracarboxylic acid dianhydride, and 3,3 ', 4,4'- Benzophenone tetracarboxylic acid dihydride, and 3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride.
Wherein the polyamic acid aqueous solution has a viscosity of 10 cps (25 캜) to 1,000 cps (25 캜).
제2항에 있어서, 상기 수계화 시약은 DMZ(1,2-dimethylimidazole), DMEA(dimethylethanolamine), EMZ(2-Ethyl-4-methylimidazole), MDEA(Methyldiethanolamine) 및 TEOA(Triethanol amine) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 수용성 바인더.
3. The method of claim 2, wherein the hydrolyzing reagent is selected from the group consisting of DMZ (1,2-dimethylimidazole), DMEA (dimethylethanolamine), EMZ (2-Ethyl-4-methylimidazole), MDEA (Methyldiethanolamine) and TEOA Soluble binder for a secondary battery.
제2항에 있어서, 상기 침전제는 상기 폴리아믹산 바니쉬 100 중량부에 대하여, 400 ~ 600 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 수용성 바인더.
The water-soluble binder for a secondary battery according to claim 2, wherein the precipitant is contained in an amount of 400 to 600 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyamic acid varnish.
삭제delete 제2항에 있어서, 상기 다이아민 100 중량부에 대하여, 상기 다이언하이드라이드 110 ~ 150 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 수용성 바인더.
The water-soluble binder for a secondary battery according to claim 2, wherein the binder comprises 110 to 150 parts by weight of the dianhydride with respect to 100 parts by weight of the diamine.
삭제delete 제4항에 있어서, 상기 폴리아믹산 바니쉬는 고형분 5 중량% ~ 30 중량%를 포함하고, 점도가 800 cps(25℃) ~ 10,000 cps(25℃)인 것을 특징으로 하는 2차 전지용 수용성 바인더.
The water-soluble binder for a secondary battery according to claim 4, wherein the polyamic acid varnish comprises 5 to 30% by weight of a solid component and has a viscosity of 800 cps (25 캜) to 10,000 cps (25 캜).
전극재 40 중량% ~ 50 중량% 및 물 50 중량% ~ 60 중량%를 포함하고,
상기 전극재는 제2항 내지 제4항, 제6항 및 제8항 중에서 선택된 어느 한 항의 2차 전지용 수용성 바인더; CMC(carboxymethyl cellulose); 및 전극 활제;를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 전극활물질 코팅제.
40 wt% to 50 wt% of the electrode material and 50 wt% to 60 wt% of water,
Wherein the electrode material is a water-soluble binder for a secondary battery according to any one of claims 2 to 4, 6, and 8; Carboxymethyl cellulose (CMC); And an electrode lubricant. The electrode active material coating agent for a secondary battery according to claim 1,
제9항의 2차 전지 전극활물질 코팅제로 코팅된 전극활물질층을 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 전극.
An electrode for a secondary battery, comprising an electrode active material layer coated with the secondary battery electrode active material coating material of claim 9.
제10항에 있어서, 상기 전극활물질층은 180°박리테스트(peel test)방법에 의거하여 측정시, 결착력이 0.8 gf/mm ~ 3.0 gf/mm인 것을 특징으로 하는 2차 전지용 전극.
The electrode for a secondary battery according to claim 10, wherein the electrode active material layer has a binding force of 0.8 gf / mm to 3.0 gf / mm when measured according to a 180 ° peel test method.
고형분 5 중량% ~ 30 중량%를 포함하고, 점도가 800 cps(25℃) ~ 10,000 cps(25℃)인 폴리아믹산 바니쉬를 제조하는 1단계;
상기 폴리아믹산 바니쉬에 대하여, 수계화 시약을 혼합 및 교반시킨 혼합액을 침전제에 투입시켜 침전된 침전물을 얻는 2단계;
침전물을 건조시켜서 폴리아믹산 고체입자를 제조하는 3단계; 및
물에 상기 폴리아믹산 고체입자를 투입한 후, 교반 및 용해시켜서 폴리아믹산 수용액을 제조하는 4단계;를 포함하며,
1단계의 폴리아믹산 바니쉬는 다이아민을 용매에 용해시킨 용액에 다이언하이드라이드를 3회 ~ 5회 분할 투입 및 반응시켜서 제조한 것이고,
상기 다이아민은 상기 3,5-다이아미노벤조익액시드 100 중량부에 대하여,
상기 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 4,4'-(1,3- 페닐렌다이옥시)다이아닐린, 3,3'-다이하이드록시벤자이딘, p-페닐렌다이아민, 4,4'-(4,4'-아이소프로필리덴다이페닐-1,1'-다일다이옥시)다이아닐린, 비스[4-4(아미노페녹시)페닐]설폰, 4,4'-다이아미노다이페닐설폰, 4,4'-옥시다이아닐린, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시페닐)]헥사플루오로프로페인, 2,2'-비스(트리플루오로메틸)벤자이딘 및 2,2-비스(3-아미노-4-하이드록시페닐)헥사플루오로프로페인 중에서 선택된 1종 이상의 다이아민을 700 ~ 1500 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 수용성 바인더의 제조방법.
A first step of preparing a polyamic acid varnish comprising a solid content of 5 wt% to 30 wt% and having a viscosity of 800 cps (25 캜) to 10,000 cps (25 캜);
A second step of adding a mixed solution of a hydrating reagent to the polyamic acid varnish to a precipitant to obtain a precipitate;
Drying the precipitate to prepare polyamic acid solid particles; And
Adding the polyamic acid solid particles to water, and stirring and dissolving the polyamic acid solution to prepare a polyamic acid aqueous solution;
The polyamic acid varnish in the first step is prepared by adding and reacting dihydride 3 to 5 times in a solution prepared by dissolving diamine in a solvent,
The diamine was added to 100 parts by weight of the 3,5-diaminobenzoquinone solution seed,
Examples of the above-mentioned 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4 '- (1,3-phenylene dioxy) 4,4'- (4,4'-isopropylidene diphenyl-1,1'-dile dioxy) thianiline, bis [4-4 (aminophenoxy) phenyl] sulfone, (4-aminophenoxyphenyl)] hexafluoropropane, 2,2'-bis (trifluoromethyl) propane, and 2,2'- Benzamide and 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane in an amount of 700 to 1500 parts by weight based on 100 parts by weight of the water-soluble binder for a secondary battery Gt;
삭제delete 제12항에 있어서, 상기 다이언하이드라이드는 바이페닐-테트라카르복실릭액시드 다이언하이드라이드, 1,2,4,5-벤젠테트라카르복실릭 다이언하이드라이드, 4,4'-(헥사플루오로아이소프로필리덴)다이프탈릭 다이언하이드라이드, 4,4'-옥시다이프탈릭 다이언하이드라이드, 1,2,4,5-사이클로헥세인테트라카르복실릭액시드 다이언하이드라이드 및 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실릭액시드 다이언하이드라이드 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 수용성 바인더의 제조방법.
13. The method of claim 12, wherein the dianhydride is selected from the group consisting of biphenyl-tetracarboxylic acid liquid dihydride, 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic dianhydride, 4,4 '- (hexafluorois Propylidene) diphthalic dianhydride, 4,4'-oxydiphthalic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexane tetracarboxylic acid liquid dihydride and 3,3 ', 4, 4'-benzophenone tetracarboxylic liquid cidade dihydride. The method for producing a water-soluble binder for a secondary battery according to claim 1,
삭제delete 제12항에 있어서, 2단계의 침전제는 아세톤이며, 3단계의 건조는 30℃ ~ 50℃ 온도의 진공상태 하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 수용성 바인더의 제조방법.
13. The method for producing a water-soluble binder for a secondary battery according to claim 12, wherein the precipitating agent in the second step is acetone, and the drying in the third step is carried out in a vacuum state at a temperature of 30 ° C to 50 ° C.
제12항에 있어서, 4단계의 폴리아믹산 수용액은 점도가 10 cps(25℃) ~ 1,000 cps(25℃)인 것을 특징으로 하는 2차 전지용 수용성 바인더의 제조방법.

13. The method for producing a water-soluble binder for a secondary battery according to claim 12, wherein the aqueous solution of the polyamic acid in the fourth step has a viscosity of 10 cps (25 캜) to 1,000 cps (25 캜).

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