KR101742653B1 - Separator comprising acrylic copolymer having high-gelation properties and electrochemical battery comprising the separator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다공성 기재, 및 상기 다공성 기재의 일면 혹은 양면에 형성된 다공성 접착층을 포함하는 분리막으로, 상기 다공성 접착층은, 아크릴계 모노머 유래 제1 반복단위, 및 푸르푸릴기를 포함하는 아크릴계 모노머 유래 제2 반복단위를 포함하는 아크릴계 공중합체를 포함하고, 상기 아크릴계 공중합체의 유리전이온도가 0 ℃ 내지 30 ℃인 분리막 및 상기 분리막을 포함하는 전기화학전지에 관한 것이다.The porous adhesive layer includes a first repeating unit derived from an acrylic monomer and a second repeating unit derived from an acrylic monomer containing a furfuryl group, wherein the porous adhesive layer comprises a porous substrate and a porous adhesive layer formed on one or both surfaces of the porous substrate, Wherein the acrylic copolymer has a glass transition temperature of 0 ° C to 30 ° C, and an electrochemical cell including the separator.
Description
본 발명은 전해액 함침성 및 기재 혹은 전극과의 접착력이 우수한 분리막 및 이를 포함하는 전기화학 전지에 관한 것이다.
The present invention relates to a separator having excellent electrolyte-impregnating property and adhesion to a substrate or an electrode, and an electrochemical cell including the separator.
일반적으로 비디오 카메라, 휴대 전화, 휴대 컴퓨터와 같은 휴대용 전자기기는 경량화 및 고기능화가 진행됨에 따라 그 구동 전원으로 사용되는 이차 전지에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. 이러한 이차 전지는, 예를 들어 니켈-카드늄 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 사용되고 있다. 이중, 리튬 이차 전지는 소형 및 대형화가 가능하며, 작동 전압이 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 이점 때문에 많은 분야에서 사용되고 있다.2. Description of the Related Art [0002] Portable electronic devices such as video cameras, cellular phones, and portable computers are generally made lighter and more sophisticated, and a lot of research has been conducted on secondary batteries used as driving power sources. Examples of such a secondary battery include a nickel-cadmium battery, a nickel-hydrogen battery, a nickel-zinc battery, and a lithium secondary battery. Of these, lithium secondary batteries are used in many fields because of their small size and large size, high operating voltage, and high energy density per unit weight.
전기 화학 전지용 분리막(separator)은 전지 내에서 양극과 음극을 서로 격리시키면서 이온 전도도를 지속적으로 유지시켜 주어 전지의 충전과 방전을 가능하게 하는 중간막을 의미한다.A separator for an electrochemical cell means an interlayer capable of charging and discharging the battery by keeping the ion conductivity constant while isolating the positive electrode and the negative electrode from each other in the battery.
이차 전지 내의 환경에서 분리막의 대형화에 따른 면적 몇/또는 중량 증가로 인해, 혹은 파우치형과 같은 형태 보존성이 약한 외장재를 사용하는 것으로 인해, 전극과 전극 사이에 권취된 분리막이 이탈되거나 분리막 기재와 접착층의 부착력이 약화되기 쉬어, 분리막과 전극 간 및 분리막과 기재 간에 접착력 증가가 요구된다.Due to the increase in the area of the separator due to the increase in the size of the separator in the environment of the secondary battery or the increase in the weight of the separator or the use of an exterior material having a poor shape preservation such as a pouch type, the separation membrane wound between the electrode and the electrode may be detached, The adhesion between the separator and the electrode and between the separator and the substrate is required to be increased.
이와 관련하여, 분리막과 전극 간의 접착력 향상을 위하여 분리막의 기재 필름의 일면 또는 양면에 유/무기 혼합 코팅층을 형성하는 것이 알려져 있으나(대한민국 등록특허 제10-0775310호), 이는 내열성 유지를 위해 다량의 무기 입자를 포함함으로써 분리막 코팅재와 분리막 기재 사이에 접착력이 약화되어 코팅된 재료들이 기재로부터 쉽게 벗겨져 전지제조 후에는 저항으로 작용해 전지 성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다. In this connection, it has been known to form an organic / inorganic mixed coating layer on one side or both sides of a base film of a separator (Korean Patent Registration No. 10-0775310) in order to improve the adhesion between the separator and the electrode, By including the inorganic particles, the adhesive force between the separation membrane coating material and the separation membrane substrate is weakened, and the coated materials are easily peeled off from the substrate.
따라서, 대면적화된 이차 전지, 혹은 파우치형과 같은 형태 변화가 발생할 수 있는 외장재를 사용하는 이차 전지에 적용이 가능한 접착력을 지니며, 실제 전지가 사용되는 환경인 충방전 후에 전지의 성능 저하를 방지하고 접착력이 유지될 수 있는 이차 전지의 개발이 필요하다.
Therefore, it has an adhesive force applicable to a secondary battery using an external material that can cause a shape change such as a large-sized secondary battery or a pouch type, and prevents deterioration of performance of the battery after charging and discharging, It is necessary to develop a secondary battery capable of maintaining the adhesive strength.
본 발명은 전해액에 대한 팽윤도가 개선되어 양호한 이온 전도 능력을 가지면서도 기재, 양극 혹은 음극에 대해 우수한 접착력을 가지고 충방전에 따른 전지의 형태 안정성이 우수한 분리막 및 이를 이용한 전기 화학 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
Disclosed herein is a separator having an improved ion conductivity and an excellent adhesion to a substrate, a positive electrode or a negative electrode, which is improved in swelling degree with respect to an electrolytic solution, and is excellent in shape stability of a battery upon charge and discharge, and an electrochemical cell using the same. .
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다공성 기재, 및 상기 다공성 기재의 일면 혹은 양면에 형성된 다공성 접착층을 포함하는 분리막으로, 상기 다공성 접착층은, 아크릴계 모노머 유래 제1 반복단위, 및 푸르푸릴기를 포함하는 아크릴계 모노머 유래 제2 반복단위를 포함하는 아크릴계 공중합체를 포함하고, 상기 아크릴계 공중합체의 유리전이온도가 0 ℃ 내지 30 ℃인, 분리막이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a separation membrane including a porous substrate and a porous adhesive layer formed on one or both surfaces of the porous substrate, wherein the porous adhesive layer comprises a first repeating unit derived from an acrylic monomer, And a second recurring unit derived from a monomer, wherein the acrylic copolymer has a glass transition temperature of 0 캜 to 30 캜.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 다공성 기재, 및 상기 다공성 기재의 일면 혹은 양면에 형성된 다공성 접착층을 포함하는 분리막으로, 상기 다공성 접착층은 푸르푸릴기를 갖는 아크릴계 공중합체를 포함하고 상기 분리막의 양극 및 음극 접착력이 각각 200 mN/25mm 이상인 분리막이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a separation membrane comprising a porous substrate and a porous adhesive layer formed on one or both surfaces of the porous substrate, wherein the porous adhesive layer comprises an acrylic copolymer having a furfuryl group, A separation membrane having an adhesive strength of 200 mN / 25 mm or more is provided.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 일 실시예들에 따른 분리막을 포함하는 전기 화학 전지, 특히 리튬 이차 전지가 제공된다.
According to another embodiment of the present invention, there is provided an electrochemical cell, particularly a lithium secondary battery, including the separator according to the above embodiments.
본 발명의 일 실시예에 따른 분리막은, 다공성 기재 혹은 음극 및 양극과의 접착력이 우수하여, 접착력 저하로 인한 전지의 성능 저하를 방지할 수 있다. 또한, 분리막의 전해액 함침율이 개선되어 다공성 접착층 내로 전해액을 보유하여 높은 전해질 이온 전도 능력을 가짐으로써 전지 성능이 개선되는 효과가 있다. 또한, 전지의 충방전이 반복됨에 따라 전지의 팽창과 수축이 반복되는 환경에서 전지 형태의 변화를 최소화시키고, 짧은 이온 전달 거리를 확보하여 전지의 출력 효율을 개선시킬 수 있는 분리막 및 이를 이용한 전기 화학 전지를 제공할 수 있다.
The separator according to an embodiment of the present invention is excellent in adhesion to a porous substrate or a negative electrode and a positive electrode, thereby preventing deterioration of the performance of the battery due to a decrease in adhesion. In addition, the electrolytic solution impregnation rate of the separator is improved, and the electrolytic solution is retained in the porous adhesive layer to have a high electrolyte ion conduction ability, thereby improving the cell performance. In addition, a separator which can minimize changes in battery shape in an environment in which the battery is repeatedly expanded and contracted as the battery is repeatedly charged and discharged, secures a short ion transmission distance and improves the output efficiency of the battery, Battery can be provided.
도 1은 일 예에 따른 전기화학전지의 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view of an electrochemical cell according to an example.
이하 본 발명에 대해 보다 상세히 설명한다. 본원 명세서에 기재되어 있지 않은 내용은 본 발명의 기술 분야 또는 유사 분야에서 숙련된 자이면 충분히 인식하고 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail. Those skilled in the art will appreciate that those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다공성 기재, 및 상기 다공성 기재의 일면 혹은 양면에 형성된 다공성 접착층을 포함하는 분리막으로, 상기 다공성 접착층은, 아크릴계 모노머 유래 제1 반복단위, 및 푸르푸릴기를 포함하는 아크릴계 모노머 유래 제2 반복단위를 포함하는 아크릴계 공중합체를 포함하고, 상기 아크릴계 공중합체의 유리전이온도가 0 ℃ 내지 30 ℃인, 분리막이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a separation membrane including a porous substrate and a porous adhesive layer formed on one or both surfaces of the porous substrate, wherein the porous adhesive layer comprises a first repeating unit derived from an acrylic monomer, And a second recurring unit derived from a monomer, wherein the acrylic copolymer has a glass transition temperature of 0 캜 to 30 캜.
상기 다공성 기재는 다수의 기공을 가지며 통상 전기화학소자에 사용될 수 있는 다공성 기재를 사용할 수 있다. 다공성 기재로는 비제한적으로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에스테르, 폴리아세탈, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에테르에테르케톤, 폴리아릴에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리아미드이미드, 폴리벤즈이미다졸, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 사이클릭 올레핀 코폴리머, 폴리페닐렌설파이드 및 폴리에틸렌나프탈렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 고분자 또는 이들 중 이종 이상의 혼합물로 형성된 고분자막일 수 있다. 일 예에서, 상기 다공성 기재는 폴리올레핀계 기재일 수 있으며, 폴리올레핀계 기재는 셧 다운(shut down) 기능이 우수하여 전지의 안전성 향상에 기여할 수 있다. 폴리올레핀계 기재는 예를 들어 폴리에틸렌 단일막, 폴리프로필렌 단일막, 폴리에틸렌/폴리프로필렌 이중막, 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 삼중막 및 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌 삼중막으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 다른 예에서, 폴리올레핀계 수지는 올레핀 수지 외에 비올레핀 수지를 포함하거나, 올레핀과 비올레핀 모노머의 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 다공성 기재의 두께는 1 ㎛ 내지 40 ㎛일 수 있고, 구체적으로는 5 내지 20 ㎛, 보다 구체적으로 5 ㎛ 내지 16 ㎛일 수 있다. 상기 두께 범위 내의 기재 필름을 사용하는 경우, 전지의 양극과 음극의 단락을 방지할 수 있을 만큼 충분히 두꺼우면서도 전지의 내부 저항을 증가시킬 만큼 두껍지는 않은, 적절한 두께를 갖는 분리막을 제조할 수 있다. 상기 다공성 기재의 통기도는 250 sec/100cc 이하, 구체적으로 200 sec/100cc 이하, 보다 구체적으로 150 sec/100cc이고, 기공율(porosity)은 30 % 내지 80 %, 구체적으로 40 % 내지 60 %의 범위일 수 있다.The porous substrate may have a plurality of pores and may be a porous substrate that can be used in an electrochemical device. Porous substrates include but are not limited to polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyester, polyacetal, polyamide, polyimide, polycarbonate, polyetheretherketone, polyaryletherketone, polyetherimide , A polyimide imide, a polybenzimidazole, a polyether sulfone, a polyphenylene oxide, a cyclic olefin copolymer, a polyphenylene sulfide, and a polyethylene naphthalene, or a mixture of two or more thereof Lt; / RTI > In one example, the porous substrate may be a polyolefin-based substrate, and the polyolefin-based substrate is excellent in shut down function, thereby contributing to safety improvement of the cell. The polyolefin-based substrate may be selected from the group consisting of, for example, a polyethylene single film, a polypropylene single film, a polyethylene / polypropylene double film, a polypropylene / polyethylene / polypropylene triple film and a polyethylene / polypropylene / polyethylene triple film. In another example, the polyolefin-based resin may include, in addition to the olefin resin, a non-olefin resin or a copolymer of an olefin and a non-olefin monomer. The thickness of the porous substrate may be from 1 탆 to 40 탆, specifically from 5 to 20 탆, more specifically from 5 탆 to 16 탆. When a base film within the above-mentioned thickness range is used, it is possible to produce a separator having an appropriate thickness which is thick enough to prevent a short circuit between the positive and negative electrodes of the battery, but not thick enough to increase the internal resistance of the battery. The air permeability of the porous substrate is 250 sec / 100cc or less, specifically 200 sec / 100cc or less, more specifically 150 sec / 100cc and porosity is 30% to 80%, specifically 40% to 60% .
상기 다공성 접착층은 아크릴계 모노머 유래 제1 반복단위, 및 푸르푸릴기를 포함하는 아크릴계 모노머 유래 제2 반복단위를 포함하는 아크릴계 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 아크릴계 공중합체의 유리전이온도는 0 ℃ 내지 30 ℃의 범위일 수 있다. 상기 범위의 유리전이온도를 갖는 아크릴계 공중합체를 사용하면, 다공성 접착층과 다공성 기재와의 접착력 및 다공성 접착층과 양극 혹은 음극과의 접착력이 강화되어 충방전 후 형태 변화가 적은 전지를 제공할 수 있다. 구체적으로 호모폴리머의 유리전이온도가 30℃ 이하, 구체적으로 0℃ 내지 25 ℃인 아크릴계 모노머 유래 반복단위, 호모폴리머의 유리전이온도가 80℃ 이상, 구체적으로 80 ℃ 내지 110℃인 아크릴계 모노머 유래 반복단위, 및 푸르푸릴기를 포함하는 아크릴계 모노머 유래 반복단위를 포함하는 아크릴계 공중합체를 포함할 수 있다. 호모폴리머의 유리전이온도가 상이한 2종의 모노머 유래 반복단위를 포함함으로써 양호한 접착력 및 내열성을 갖는 아크릴계 공중합체를 제공할 수 있다. 상기 호모폴리머의 유리전이온도가 30℃ 이하인 아크릴계 모노머 혹은 상기 호모폴리머의 유리전이온도가 80℃ 이상인 아크릴계 모노머에서 '호모폴리머의 유리전이온도'란, 해당 아크릴계 모노머들을 호모중합화(homopolymerization)하여 제조된 폴리머의 유리전이온도를 말한다. 상기 호모중합화 방법은 예를 들어, 구체적으로는 해당 아크릴계 모노머들을 질소 가스가 환류되는 반응기에 투입하고 이후 아세톤 등과 같은 용매를 투입하고, 이후, 산소 제거를 위해 질소 가스를 퍼징하고, 반응기의 온도를 45 내지 70℃로 유지하면서 벤조일퍼옥사이드 등의 과산화물계 화합물, 또는 아조비스이소부틸니트릴 등의 아조계 화합물 등의 개시제를 첨가하고 10시간 내지 60시간 동안 중합 반응하여 호모폴리머를 수득할 수 있다. The porous adhesive layer may include an acrylic copolymer containing a first repeating unit derived from an acrylic monomer and a second repeating unit derived from an acrylic monomer containing a furfuryl group. The glass transition temperature of the acrylic copolymer may range from 0 ° C to 30 ° C. When an acrylic copolymer having a glass transition temperature in the above range is used, the adhesive strength between the porous adhesive layer and the porous substrate and the adhesive strength between the porous adhesive layer and the anode or the cathode are enhanced, thereby providing a battery with little change in shape after charge and discharge. Specifically repeating units derived from an acrylic monomer having a glass transition temperature of the homopolymer of 30 ° C or lower, specifically 0 ° C to 25 ° C, repeating units derived from an acrylic monomer having a glass transition temperature of 80 ° C or higher, specifically 80 ° C to 110 ° C, And an acrylic copolymer containing an acrylic monomer-derived repeating unit containing a furfuryl group. It is possible to provide an acrylic copolymer having good adhesion and heat resistance by including two kinds of monomer-derived repeating units having different glass transition temperatures of the homopolymer. The 'glass transition temperature of the homopolymer' in an acrylic monomer having a glass transition temperature of 30 ° C. or lower or an acrylic monomer having a glass transition temperature of 80 ° C. or higher of the homopolymer is obtained by homopolymerizing the corresponding acrylic monomers Quot; glass transition temperature " For example, the homopolymerization may be carried out by, for example, introducing the acrylic monomers into a reactor in which nitrogen gas is refluxed, then introducing a solvent such as acetone, purging nitrogen gas for oxygen removal, An initiator such as a peroxide compound such as benzoyl peroxide or an azo compound such as azobisisobutyl nitrile is added while maintaining the temperature at 45 to 70 DEG C and polymerization reaction is carried out for 10 to 60 hours to obtain a homopolymer .
상기 호모폴리머의 유리전이온도가 30℃ 이하인 아크릴계 모노머의 예로는 n-부틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필 (메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, 펜틸(메트)아크릴레이트, 헥실(메트)아크릴레이트, 헵틸(메트)아크릴레이트, 옥틸(메트)아크릴레이트, 노닐(메트)아크릴레이트, 데실(메트)아크릴레이트, 운데실(메트)아크릴레이트 및 라우릴 (메트)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Examples of the acrylic monomer having a glass transition temperature of 30 占 폚 or less of the homopolymer include n-butyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, (Meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate, octyl (Meth) acrylate, and lauryl (meth) acrylate, but is not limited thereto.
상기 호모폴리머의 유리전이온도가 80℃ 이상인 아크릴계 모노머의 예로는 메틸(메트)아크릴레이트, 이소보닐(메트)아크릴레이트, 사이클로헥실아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Examples of the acrylic monomer having a glass transition temperature of 80 DEG C or higher of the homopolymer may include at least one member selected from the group consisting of methyl (meth) acrylate, isobonyl (meth) acrylate and cyclohexyl acrylate, But is not limited to.
상기 푸르푸릴기를 포함하는 아크릴계 모노머의 예는 화학식 1의 화합물일 수 있다. An example of the acrylic monomer containing the furfuryl group may be the compound of the formula (1).
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에서, In Formula 1,
는 전부 포화되거나, 부분 불포화 또는 전부 불포화된 헤테로탄화수소고리를 나타내고, R1은 치환되거나 비치환된 (CH2)n일 수 있고, 여기서 n은 1 내지 10의 정수일 수 있다. R1이 하나 이상의 치환기로 치환되는 경우 그 치환기는 각각 독립적으로, 할로겐 원자(F, Br, Cl, I), 히드록시기, 알콕시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 카르복실기 또는 그의 염, 술폰산기 또는 그의 염, 인산기 또는 그의 염, C1 내지 C20 알킬기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C6 내지 C30 아릴기, C7 내지 C30 아릴알킬기, C1 내지 C20 알콕시기, C1 내지 C20 헤테로알킬기, C3 내지 C20 헤테로아릴알킬기, C3 내지 C20 사이클로알킬기, C3 내지 C20 사이클로알케닐기, C4 내지 C20 사이클로알키닐기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알킬기일 수 있다. Represents a fully saturated, partially unsaturated or fully unsaturated heterohydrocarbon ring, and R 1 can be substituted or unsubstituted (CH 2 ) n, wherein n can be an integer from 1 to 10. When R 1 is substituted with one or more substituents, the substituents are each independently selected from the group consisting of a halogen atom (F, Br, Cl, I), a hydroxyl group, an alkoxy group, a nitro group, a cyano group, an amino group, an azido group, A carboxyl group or a salt thereof, a sulfonic acid group or a salt thereof, a phosphoric acid group or a salt thereof, a C 1 to C 20 alkyl group, a C 2 to C 20 alkenyl group, a cyano group, a cyano group, C 2 to C 20 alkynyl groups, C 6 to C 30 aryl groups, C 7 to C 30 arylalkyl groups, C 1 to C 20 alkoxy groups, C 1 to C 20 heteroalkyl groups, C 3 to C 20 heteroarylalkyl groups, C 3 to C 20 may be a cycloalkyl group, C 3 to C 20 cycloalkyl alkenyl, C 4 to C 20 cycloalkyl alkynyl group, C 2 to C 20 heterocycloalkyl group.
상기 푸르푸릴기를 포함하는 아크릴계 모노머는 예를 들어, 푸르푸릴 (메트)아크릴레이트(furfuryl (meth)acrylate) 또는 테트라하이드로푸르푸릴 (메트)아크릴레이트(tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate)일 수 있다. 상기 아크릴계 공중합체는 상기 푸르푸릴기를 포함하는 아크릴계 모노머 유래 반복단위를 포함함으로써 다공성 접착층의 전해액 함침성 혹은 팽윤성을 개선시킬 수 있다. 상기 팽윤성은 상기 아크릴계 공중합체가 전해액을 흡수하여 팽윤되는 정도를 의미한다. 특정 이론에 얽매이는 것은 아니지만, 푸르푸릴기는 높은 전기음성도를 가지므로, 전해액 중 리튬 이온에 친화성을 가져 다공성 접착층의 전해액 함침성 혹은 팽윤성을 개선시키는 것으로 생각된다. 전해액 함침성 혹은 팽윤성이 증가되면 다공성 접착층 내로 전해액을 보유하여 높은 전해질 이온 전도 능력을 가짐으로써 전지 성능이 개선될 수 있다. 따라서, 본원에 개시된 분리막은 다공성 접착층의 높은 전해액 함침성에 기해 전해질 이온 전도 능력이 개선될 수 있다. The acrylic monomer containing the furfuryl group may be, for example, furfuryl (meth) acrylate or tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate. The acrylic copolymer includes an acrylic monomer-derived repeating unit containing the furfuryl group, so that the impregnating property or swelling property of the porous adhesive layer can be improved. The swelling property means the degree to which the acrylic copolymer absorbs and swells the electrolyte solution. Although not wishing to be bound by any particular theory, it is believed that the furfuryl group has a high electronegativity and thus has affinity for lithium ions in the electrolyte solution, thereby improving the electrolyte impregnating property or swelling property of the porous adhesive layer. When the electrolyte impregnating property or the swelling property is increased, the electrolyte can be retained in the porous adhesive layer, and the electrolyte may have a high electrolyte ion conduction capability, thereby improving battery performance. Therefore, the separation membrane disclosed herein can improve the electrolyte ion conduction ability due to the high electrolyte impregnation property of the porous adhesive layer.
상기 아크릴계 공중합체는, 아크릴계 모노머 및 푸르푸릴기를 포함하는 아크릴계 모노머를 중합시켜 제조될 수 있다. 구체적으로, 아크릴계 공중합체는, 호모폴리머의 유리전이온도가 30℃ 이하인 아크릴계 모노머, 호모폴리머의 유리전이온도가 80℃ 이상인 아크릴계 모노머, 및 푸르푸릴기를 포함하는 아크릴계 모노머를 중합시켜 제조될 수 있다. 상기 중합 방법은 특별히 한정되지 않으며, 당업자에게 공지된 방법을 사용할 수 있으나, 예를 들어, 구체적으로는 해당 아크릴계 모노머들을 적당한 중량비로 반응기에 투입하고 이후 아세톤 혹은 탈이온수 등과 같은 용매를 투입하고, 반응기의 온도를 45 내지 70 ℃로 유지하면서 암모늄 퍼설페이트, 벤조일퍼옥사이드 등의 과산화물계 개시제, 또는 아조비스이소부틸니트릴 등의 아조계 화합물 등의 개시제를 첨가하고 50 내지 100 ℃에서 1시간 내지 30 시간 동안 중합 반응하여 제조할 수 있다. 상기 아크릴계 공중합체를 제조하기 위해 사용된 각 모노머의 함량은, 모노머들의 전체 중량에 대하여 상기 아크릴계 모노머는 25 내지 80 중량%, 및 상기 푸르푸릴기를 포함하는 아크릴계 모노머는 5 내지 60 중량%일 수 있다. 일 예에서, 상기 호모폴리머의 유리전이온도가 30℃ 이하인 아크릴계 모노머를 20 내지 50 중량%, 상기 호모폴리머의 유리전이온도가 80℃ 이상인 아크릴계 모노머를 3 내지 25 중량%, 상기 푸르푸릴기를 포함하는 아크릴계 모노머를 5 내지 60 중량%로 중합하여 제조할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 호모폴리머의 유리전이온도가 30℃ 이하인 아크릴계 모노머는 30 내지 50 중량%, 상기 호모폴리머의 유리전이온도가 80℃ 이상인 아크릴계 모노머는 5 내지 15 중량%, 상기 푸르푸릴기를 포함하는 아크릴계 모노머는 5 내지 50 중량%일 수 있다. 보다 구체예에서, 상기 호모폴리머의 유리전이온도가 30℃ 이하인 아크릴계 모노머, 상기 호모폴리머의 유리전이온도가 80℃ 이상인 아크릴계 모노머, 및 상기 푸르푸릴기를 포함하는 아크릴계 모노머는, 3 내지 5: 0.5 내지 1.5 : 1 내지 6.5의 중량비로 중합 반응시켜 제조될 수 있다. 상기 모노머 함량이 상기 범위들이면 전해액 함침성, 전극 및 다공성 기재와의 접착력 측면에서 유리하다. 상기 아크릴계 공중합체의 유리전이온도는 0 내지 30℃, 구체적으로 0 내지 25℃, 보다 구체적으로 0 내지 20℃ 일 수 있다. 상기 범위이면 아크릴계 공중합체가 분리막의 전극 혹은 다공성 기재와 양호한 접착을 형성하여 형태 안정성을 확보할 수 있다. 상기 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량(Mw)은 10,000 내지 1,000,000 일 수 있다. 구체적으로, 30,000 내지 700,000 일 수 있다. 상기 분자량 범위 내의 아크릴계 공중합체를 사용하면 상기 다공성 접착층과 상기 다공성 기재의 접착력이 강화되어 분리막의 형태 안정성이 개선될 수 있다. 또한, 전해액의 함침성이 충분히 향상된 분리막을 제조할 수 있으며 이를 활용하여 전기 출력이 효율적으로 일어나는 전지를 생산할 수 있는 이점이 있다.The acrylic copolymer may be prepared by polymerizing an acrylic monomer containing an acrylic monomer and a furfuryl group. Specifically, the acrylic copolymer may be prepared by polymerizing an acrylic monomer having a glass transition temperature of 30 占 폚 or less of a homopolymer, an acrylic monomer having a glass transition temperature of 80 占 폚 or higher of a homopolymer, and an acrylic monomer containing a furfuryl group. The polymerization method is not particularly limited and a method known to those skilled in the art can be used. For example, the acrylic monomers may be introduced into the reactor at a suitable weight ratio, and then a solvent such as acetone or deionized water may be added, An initiator such as a peroxide-based initiator such as ammonium persulfate or benzoyl peroxide or an azo-based compound such as azobisisobutylnitrile is added while maintaining the temperature at 45 to 70 ° C at 50 to 100 ° C for 1 to 30 hours Lt; / RTI > The content of each monomer used for preparing the acrylic copolymer may be 25 to 80% by weight of the acrylic monomer, and 5 to 60% by weight of the acrylic monomer containing the furfuryl group based on the total weight of the monomers . In one example, the homopolymer has 20 to 50% by weight of an acrylic monomer having a glass transition temperature of 30 DEG C or lower, 3 to 25% by weight of an acrylic monomer having a glass transition temperature of 80 DEG C or higher of the homopolymer, And 5 to 60% by weight of an acrylic monomer. More specifically, the homopolymer has 30 to 50% by weight of an acrylic monomer having a glass transition temperature of 30 DEG C or less, 5 to 15% by weight of an acrylic monomer having a glass transition temperature of 80 DEG C or more of the homopolymer, The acrylic monomer may be 5 to 50% by weight. In a more specific example, the acrylic monomer having a glass transition temperature of 30 DEG C or lower, the acrylic monomer having a glass transition temperature of 80 DEG C or higher and the acrylic monomer having a furfuryl group may be used in an amount of 3 to 5: In a weight ratio of 1.5: 1 to 6.5. If the monomer content is in the above range, it is advantageous in terms of electrolyte impregnability, adhesion to electrodes and porous substrate. The glass transition temperature of the acrylic copolymer may be 0 to 30 캜, specifically 0 to 25 캜, more specifically 0 to 20 캜. Within this range, the acrylic copolymer forms good adhesion with the electrode of the separation membrane or with the porous base material, thereby securing the form stability. The weight average molecular weight (Mw) of the acrylic copolymer may be 10,000 to 1,000,000. Specifically, it may be 30,000 to 700,000. When the acrylic copolymer within the above molecular weight range is used, the adhesion between the porous adhesive layer and the porous substrate is strengthened, and the shape stability of the separation membrane can be improved. Also, it is possible to produce a separator having a sufficiently improved impregnation property of an electrolytic solution, and it is advantageous to produce a cell in which an electric output is efficiently generated.
본 발명의 다른 실시예에 따른 분리막은, 다공성 접착층의 아크릴계 공중합체 내 아세테이트기 함유 모노머 유래 반복단위를 추가로 함유할 수 있다. 상기 아세테이트기 함유 모노머 유래 반복단위는 화학식 2의 반복단위일 수 있다:The separation membrane according to another embodiment of the present invention may further contain an acetate group-containing monomer-derived repeating unit in the acrylic copolymer of the porous adhesive layer. The repeating unit derived from an acetate group-containing monomer may be a repeating unit represented by the following formula (2)
[화학식 2] (2)
상기 화학식 2에서, In Formula 2,
R1은 단일 결합이거나, 직쇄 또는 분지된 탄소수 1 내지 6의 알킬이고, R2는 수소이거나 메틸이고, l은 각각 1 내지 100 사이의 정수이다. R < 1 > is a single bond, a straight chain or branched alkyl of 1 to 6 carbon atoms, R < 2 > is hydrogen or methyl and l is an integer of 1 to 100,
예를 들어, 상기 아세테이트기 함유 모노머 유래 반복단위는 비닐 아세테이트 및 알릴 아세테이트로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 아세테이트기 함유 모노머 유래 반복단위일 수 있다. 상기 아크릴계 공중합체는 전술한 아크릴계 모노머들과, 아세테이트기 함유 모노머, 예를 들어, 비닐 아세테이트 및/또는 알릴 아세테이트를 중량비 9.9:0.1 내지 5:5, 구체적으로 9:1 내지 6:4로 중합하여 제조될 수 있다. 상기 아세테이트기 함유 모노머는 아크릴계 공중합체를 제조하기 위해 사용된 모노머들의 전체 중량에 대하여 0.1 내지 50 중량%의 범위, 보다 구체적으로는 0.1 내지 20 중량%로 사용될 수 있다. 상기 범위로 사용될 시, 상기 아크릴계 공중합체의 전해질 비용해성, 및 전극 혹은 다공성 기재와의 접착력 측면에서 유리하다.For example, the repeating unit derived from an acetate group-containing monomer may be a repeating unit derived from an acetate group-containing monomer selected from the group consisting of vinyl acetate and allyl acetate. The acrylic copolymer is obtained by polymerizing the above-mentioned acrylic monomers and an acetate group-containing monomer such as vinyl acetate and / or allylacetate in a weight ratio of 9.9: 0.1 to 5: 5, specifically 9: 1 to 6: 4 . The acetate group-containing monomer may be used in an amount of 0.1 to 50% by weight, more specifically 0.1 to 20% by weight, based on the total weight of the monomers used for preparing the acrylic copolymer. When it is used in the above range, it is advantageous in terms of electrolyte non-solubility of the acrylic copolymer and adhesion strength to an electrode or a porous substrate.
상기 제조된 아크릴계 공중합체를 용매에 용해 내지 혼합시켜 다공성 접착층 조성물 용액을 제조한다. 상기 다공성 접착층 조성물 용액 제조에 사용되는 용매는 아크릴계 공중합체를 용해시킬 수 있는 용매라면 특별히 제한되지 아니한다. 본 발명에서 사용 가능한 상기 용매의 비제한적인 예로는 아세톤, 디메틸포름아미드(Dimethyl formamide), 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide), 디메틸아세트아미드(Dimethyl acetamide), 디메틸카보네이트(Dimethyl carbonate) 또는 N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolydone), 시클로헥산 등을 들 수 있다. 다공성 접착층 조성물의 중량을 기준으로 용매의 함량은 20 내지 99 중량%일 수 있고, 구체적으로 50 내지 95 중량%일 수 있으며, 보다 구체적으로 70 내지 95 중량%일 수 있다. 상기 범위의 용매를 함유하는 경우 다공성 접착층 조성물의 제조가 용이해지며 내열 층의 건조 공정이 원활히 수행될 수 있다.The prepared acrylic copolymer is dissolved or mixed in a solvent to prepare a porous adhesive layer composition solution. The solvent used for preparing the porous adhesive layer composition solution is not particularly limited as long as it is a solvent capable of dissolving the acrylic copolymer. Non-limiting examples of the solvent usable in the present invention include acetone, dimethyl formamide, dimethyl sulfoxide, dimethylacetamide, dimethyl carbonate or N-methylpiperazine. N-methylpyrrolone, cyclohexane, and the like. The content of the solvent based on the weight of the porous adhesive layer composition may be 20 to 99% by weight, specifically 50 to 95% by weight, and more specifically 70 to 95% by weight. When the solvent is contained in the above range, the porous adhesive layer composition can be easily produced and the heat resistant layer can be smoothly dried.
본 발명의 다른 실시예에 따른 분리막은, 다공성 접착층에 상기한 실시예에 따른 아크릴계 공중합체 외에 다른 종류의 유기 바인더를 추가로 함유할 수 있다. 다공성 접착층에 유기 바인더를 추가로 포함한다는 점을 제외하고는 상술한 본 발명의 실시예에 따른 분리막과 실질적으로 동일하다. 따라서, 이하에서는 아크릴계 공중합체 외에 추가로 포함되는 다른 바인더를 중심으로 설명한다. 본 실시예에서는 다른 바인더를 추가로 포함함으로써 분리막의 접착력 및 내열성이 더욱 향상될 수 있다. 아크릴계 공중합체 외에 추가될 수 있는 바인더의 예로, 폴리비닐리덴 플루오라이드(Polyvinylidene fluoride, PVdF) 호모폴리머, 폴리비닐리덴 플루오라이드계 코폴리머 (Polyvinylidene fluoride-Hexafluoropropylene copolymer, PVdF-HFP) 등의 불화비닐리덴계 폴리머, 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 셀룰로오스 아세테이트 (cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트(cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸풀루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜 (cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스 (cyanoethylsucrose), 풀루란 (pullulan), 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose), 및 아크릴로니트릴스티렌부타디엔 공중합체 (acrylonitrilestyrene-butadiene copolymer)로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 보다 구체적으로, 폴리비닐리덴 플루오라이드(Polyvinylidene fluoride, PVdF) 호모폴리머 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드계 코폴리머를 사용할 수 있으며, 상기 폴리비닐리덴계 플루오라이드 코폴리머로 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (Polyvinylidene fluoride-Hexafluoropropylene copolymer, PVdF-HFP) 등을 사용할 수 있다. 본원에서 폴리비닐리덴 플루오라이드 호모폴리머는 반복단위로 VDF 유래 반복단위만을 포함하는 폴리머를 의미하며, 폴리비닐리덴 플루오라이드 코폴리머는 VDF 유래 반복단위 외에 다른 종류의 반복단위를 포함하여, 적어도 2종 이상의 반복단위를 포함하는 폴리머를 의미한다. 상기 PVdF계 바인더는 중량평균분자량(Mw)이 300,000 내지 1,700,000의 범위일 수 있다. 상기 분자량 범위 내의 PVdF계 바인더를 사용하면 접착층과 다공성 기재 사이의 접착력이 강화되어, 열에 약한 다공성 기재가 열에 의해 수축되는 것을 효과적으로 억제할 수 있으며, 또한 전해질 함침성이 충분히 향상된 분리막을 제조할 수 있으며 이를 활용하여 전기 출력이 효율적으로 일어나는 전지를 생산할 수 있는 이점이 있다. The separation membrane according to another embodiment of the present invention may further contain other kinds of organic binders in addition to the acrylic copolymer according to the above embodiment in the porous adhesive layer. Is substantially the same as the separator according to the embodiment of the present invention, except that the porous adhesive layer further comprises an organic binder. Therefore, in the following, other binders included in addition to the acrylic copolymer will be mainly described. In the present embodiment, the adhesive strength and heat resistance of the separator can be further improved by further including another binder. Examples of the binder that can be added in addition to the acrylic copolymer include vinylidene fluoride such as polyvinylidene fluoride (PVdF) homopolymer and polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVdF-HFP) Polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinylacetate, polyethylene oxide, cellulose acetate, polyvinylpyrrolidone, polymethylmethacrylate, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, But are not limited to, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethylpullulan, cyanoethylpolyvinylalcohol, cyanoethylcellulose, cyanoethyl cellulose, Ethyl sucrose (cyanoethylsu crose, pullulan, carboxyl methyl cellulose, and acrylonitrile styrene-butadiene copolymer, or a mixture thereof. More specifically, a polyvinylidene fluoride (PVdF) homopolymer or a polyvinylidene fluoride-based copolymer may be used. The polyvinylidene fluoride copolymer may include polyvinylidene fluoride-hexafluoro Propylene (polyvinylidene fluoride-Hexafluoropropylene copolymer, PVdF-HFP). The term "polyvinylidene fluoride homopolymer" as used herein means a polymer containing only VDF-derived repeating units as repeating units, and the polyvinylidene fluoride copolymer includes at least two kinds of repeating units other than VDF- ≪ / RTI > or more of the repeating units. The PVdF binder may have a weight average molecular weight (Mw) ranging from 300,000 to 1,700,000. Use of a PVdF binder within the molecular weight range enhances the adhesive force between the adhesive layer and the porous substrate to effectively suppress shrinkage of the porous substrate that is resistant to heat and to improve the electrolyte impregnability, And there is an advantage that the battery can be produced efficiently by utilizing the electric power.
상기 아크릴계 공중합체와 상기 추가되는 바인더의 중량비는 9:1 내지 4:6으로 사용될 수 있다. 구체적으로 8:2 내지 5:5, 보다 구체적으로는 8:2 내지 6:4로 사용될 수 있다. 상기 범위 내에서 사용되는 경우, 분리막이 충분한 접착력을 유지하면서 형태 안정성이 우수한 전기화학 전지를 제조할 수 있다. 이를 통해, 제조된 전지 성능 저하를 방지할 수 있으며, 전지는 고효율의 충방전 특성을 가질 수 있다.The weight ratio of the acrylic copolymer to the additional binder may be 9: 1 to 4: 6. Specifically 8: 2 to 5: 5, more specifically 8: 2 to 6: 4. When used within this range, it is possible to produce an electrochemical cell having excellent shape stability while maintaining sufficient adhesion of the separator. As a result, deterioration in the performance of the produced battery can be prevented, and the battery can have charge / discharge characteristics of high efficiency.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 분리막은 다공성 접착층에 무기입자를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 무기 입자는 특별히 제한되지 아니하며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 무기 입자를 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용 가능한 무기 입자의 비제한적인 예로는 Al2O3, SiO2, B2O3, Ga2O3, TiO2 또는 SnO2 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 무기 입자로는 예를 들어, Al2O3(알루미나)를 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 무기 입자의 크기는 특별히 제한되지 아니하나, 평균 입경이 1 내지 2,000 nm일 수 있고, 예를 들어, 100 내지 1,000 nm일 수 있다. 상기 크기 범위의 무기 입자를 사용하는 경우, 상기 다공성 접착층 내에서의 무기 입자의 분산성 및 다공성 접착층 형성의 공정성이 저하되는 것을 방지할 수 있고 다공성 접착층의 두께가 적절히 조절되어 기계적 물성의 저하 및 전기적 저항의 증가를 방지할 수 있다. 또한, 다공성 접착층에 생성되는 기공의 크기가 적절히 조절되어 전지의 충방전 시 내부 단락이 일어날 확률을 낮출 수 있는 이점이 있다. The separation membrane according to another embodiment of the present invention may further include inorganic particles in the porous adhesive layer. The inorganic particles used in the present invention are not particularly limited and inorganic particles commonly used in the art can be used. Non-limiting examples of the inorganic particles usable in the present invention include Al 2 O 3 , SiO 2 , B 2 O 3 , Ga 2 O 3 , TiO 2, and SnO 2 . These may be used alone or in combination of two or more. As the inorganic particles used in the present invention, for example, Al 2 O 3 (alumina) can be used. The size of the inorganic particles used in the present invention is not particularly limited, but may be an average particle diameter of 1 to 2,000 nm, for example, 100 to 1,000 nm. It is possible to prevent degradation of the dispersibility of the inorganic particles in the porous adhesive layer and the processability of forming the porous adhesive layer and to appropriately control the thickness of the porous adhesive layer, An increase in resistance can be prevented. In addition, the size of the pores generated in the porous adhesive layer is appropriately controlled, thereby reducing the probability of an internal short circuit occurring during charging and discharging of the battery.
상기 다공성 접착층 내에서 상기 무기입자는 다공성 접착층 전체 중량을 기준으로 60 내지 95 중량%, 구체적으로 75 내지 90 중량%, 보다 구체적으로 80 내지 90 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내로 무기 입자를 함유하는 경우, 무기 입자의 방열 특성이 충분히 발휘될 수 있다.In the porous adhesive layer, the inorganic particles may be contained in an amount of 60 to 95% by weight, specifically 75 to 90% by weight, more specifically 80 to 90% by weight, based on the total weight of the porous adhesive layer. When inorganic particles are contained within the above range, the heat radiation characteristics of the inorganic particles can be sufficiently exhibited.
상기 다공성 기재에 다공성 접착층을 형성시키는 방법은 특별히 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법, 예를 들어 코팅법, 라미네이션(lamination), 공압출(coextrusion) 등을 사용할 수 있다. 상기 코팅 방법의 비제한적인 예로는, 딥(Dip) 코팅법, 다이(Die) 코팅법, 롤(Roll) 코팅법 또는 콤마(Comma) 코팅법 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2 가지 이상의 방법을 혼합하여 적용될 수 있다. 본 발명의 분리막의 다공성 접착층은 예를 들어 딥 코팅법에 의해 형성된 것일 수 있다. 상기 다공성 접착층은 상기 다공성 기재의 일면 혹은 양면에 형성될 수 있으며, 이의 두께는 1μm 내지 10 μm, 구체적으로는 1μm 내지 6 μm의 범위일 수 있다. The method of forming the porous adhesive layer on the porous substrate is not particularly limited, and a method commonly used in the technical field of the present invention such as a coating method, a lamination method, and a coextrusion method can be used. Non-limiting examples of the coating method include a dip coating method, a die coating method, a roll coating method, and a comma coating method. These may be applied alone or in combination of two or more methods. The porous adhesive layer of the separator of the present invention may be formed by, for example, a dip coating method. The porous adhesive layer may be formed on one side or both sides of the porous substrate, and the thickness thereof may be in the range of 1 μm to 10 μm, specifically 1 μm to 6 μm.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 다공성 기재, 및 상기 다공성 기재의 일면 혹은 양면에 형성된 다공성 접착층을 포함하는 분리막으로, 상기 다공성 접착층은 푸르푸릴기를 갖는 아크릴계 공중합체를 포함하고 상기 분리막의 양극 및 음극 접착력이 각각 200 mN/25mm 이상인 분리막이 제공된다. 상기 푸르푸릴기를 갖는 아크릴계 공중합체는 아래 화학식 1의 화합물 유래 반복단위를 갖는 공중합체일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a separation membrane including a porous substrate and a porous adhesive layer formed on one or both sides of the porous substrate, wherein the porous adhesive layer comprises an acrylic copolymer having a furfuryl group, Is 200 mN / 25 mm or more, respectively. The acrylic copolymer having a furfuryl group may be a copolymer having a repeating unit derived from a compound represented by the following formula (1).
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에서, In Formula 1,
는 전부 포화되거나, 부분 불포화 또는 전부 불포화된 헤테로탄화수소고리를 나타내고, R1은 치환되거나 비치환된 (CH2)n일 수 있고, 여기서 n은 1 내지 10의 정수일 수 있다. 일 예에서, 상기 아크릴계 공중합체는 상기 실시예에 설명한 것과 동일한 아크릴계 공중합체일 수 있다. Represents a fully saturated, partially unsaturated or fully unsaturated heterohydrocarbon ring, and R 1 can be substituted or unsubstituted (CH 2 ) n, wherein n can be an integer from 1 to 10. In one example, the acrylic copolymer may be the same acrylic copolymer as described in the above embodiment.
상기 양극 혹은 음극 접착력은 상기 분리막과 상기 양극 혹은 음극과의 접착력을 의미한다. 상기 양극 혹은 음극 접착력은 공지된 방법으로 측정할 수 있으며, 일 예에서 다음과 같은 방법으로 측정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 한국 공업 규격 KS-A-01107(점착 테이프 및 점착 시이트의 시험 방법)의 8항에 따라 시험한다. 분리막 필름을 폭 25㎜, 길이 250㎜으로 시험편으로 하고, 분리막 일면에 테이프(nitto 31B)를 붙여 시편을 완성한다. 분리막의 다른 한 면에 양극 필름(LCO(lithium cobalt oxide) 양극활물질/바인더 스티렌부타디엔고무(SBR) +카복시메틸세룰로오스(CMC)/도전재(carbon black)=95/2.5/2.5) 또는 음극 필름(natural graphite 음극활물질/바인더 (스티렌부타디엔고무(SBR)+카복시메틸셀룰로오스 (CMC)5% /도전재(carbon black)=98/1/1))을 2kg하중의 압착 롤러를 이용하여 300㎜/분의 속도로 1회 왕복시켜 압착한다. 압착 후 30분 경과 후에 시험편의 한쪽 부분을 180° 뒤집어 약 25㎜를 벗긴 후, 분리막과 분리막의 일면에 붙은 테이프(31B)를 인장강도기의 위쪽 클립에, 분리막의 다른 면의 양극 혹은 음극 필름은 아래쪽 클립에 고정시키고, 60㎜/분의 인장속도로 당겨 양극 혹은 음극 필름이 분리막으로부터 벗겨질 때의 압력을 측정한다. 상기 인장강도기는 예를 들어, Instron Series lX/s Automated materials Tester-3343을 사용한다. The positive electrode or negative electrode adhesion force means an adhesion force between the separator and the anode or the cathode. The anodic or cathodic adhesive strength can be measured by a known method, and in one example, it can be measured by the following method, but it is not limited thereto. The test shall be carried out in accordance with Clause 8 of Korean Industrial Standard KS-A-01107 (Test Method for Adhesive Tape and Adhesive Sheet). The separator film is used as a test piece with a width of 25 mm and a length of 250 mm, and a tape (nitto 31B) is attached to one surface of the separator to complete the test piece. On the other side of the separator, a cathode film (LCO (lithium cobalt oxide) cathode active material / binder styrene butadiene rubber (SBR) + carboxymethyl cellulose (CMC) / carbon black = 95 / 2.5 / 2.5) A film (natural graphite anode active material / binder (styrene butadiene rubber (SBR) + carboxymethyl cellulose (CMC) 5% / conductive black 98/1/1) / Min. ≪ / RTI > After a lapse of 30 minutes from the pressing, one side of the test piece was turned 180 ° to peel off about 25 mm, and a tape 31B attached to one side of the separating film and the separating film was attached to the upper clip of the tensile strength device, Is fixed to the lower clip, and pulled at a pulling rate of 60 mm / min to measure the pressure when the anode or the cathode film is peeled off from the separator. The tensile strength tester uses, for example, Instron Series IX / s Automated materials Tester-3343.
상기 양극 접착력은 구체적으로 200 mN/25mm 내지 500 mN/25mm 일 수 있고, 구체적으로는 200 mN/25mm 내지 400 mN/25mm 일 수 있다. 상기 범위 내에서, 상기 분리막과 상기 양극이 충분히 접착될 수 있다. 따라서 상기 분리막을 포함하는 전지의 충방전이 반복됨에 따라 전지의 팽창과 수축이 반복되는 환경에서 전지 형태의 변화가 최소화될 수 있으며, 짧은 이온 전달 거리를 확보하여 전지의 출력 효율이 개선될 수 있다. 상기 음극 접착력은 200 mN/25mm 이상, 구체적으로 200 mN/25mm 내지 400 mN/25mm 일 수 있고, 구체적으로는 200 mN/25mm 내지 300 mN/25mm 일 수 있다. 상기 범위 내에서, 상기 분리막은 상기 음극에 충분히 접착될 수 있다. 따라서 상기 분리막을 포함하는 전지의 충방전이 반복됨에 따라 전지의 팽창과 수축이 반복되는 환경에서 전지 형태의 변화가 최소화될 수 있으며, 짧은 이온 전달 거리를 확보하여 전지의 출력 효율이 개선될 수 있다.Specifically, the anode adhesive force may be 200 mN / 25 mm to 500 mN / 25 mm, and specifically 200 mN / 25 mm to 400 mN / 25 mm. Within this range, the separator and the anode can be sufficiently bonded. Accordingly, as the battery including the separator is repeatedly charged and discharged, the change of the battery shape can be minimized in an environment where the expansion and contraction of the battery are repeated, and the output efficiency of the battery can be improved by securing a short ion transfer distance . The negative electrode adhesive force may be 200 mN / 25 mm or more, specifically 200 mN / 25 mm to 400 mN / 25 mm, and specifically 200 mN / 25 mm to 300 mN / 25 mm. Within this range, the separation membrane can be sufficiently adhered to the cathode. Accordingly, as the battery including the separator is repeatedly charged and discharged, the change of the battery shape can be minimized in an environment where the expansion and contraction of the battery are repeated, and the output efficiency of the battery can be improved by securing a short ion transfer distance .
상기 예들에 따른 분리막은 기재 접착력이 700 mN/25mm 이상, 구체적으로 700 mN/25mm 내지 1300 mN/25mm 일 수 있다. 상기 기재 접착력은 상기 다공성 접착층과 상기 다공성 기재와의 접착력을 의미한다. 상기 기재 접착력은 다음과 같은 방법으로 측정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다: 한국 공업 규격 KS-A-01107(점착 테이프 및 점착 시이트의 시험 방법)의 8항에 따라 시험한다. 각 제조된 분리막 필름을 폭 25mm, 길이 250mm으로 시험편으로 하고, 분리막 양면에 각각 테이프(nitto 31B)를 붙여 시편을 만든 뒤, 2kg하중의 압착 롤러를 이용하여 300㎜/분의 속도로 1회 왕복시켜 시편을 압착시킨다. 압착 후 30분 경과 후, 시편을 180°로 뒤집어 약 25mm를 벗겨낸 뒤, 분리막과 분리막의 일면에 붙은 테이프를 인장 강도기(Instron Series 1X/s Automated materials Tester-3343, Instron)의 위쪽 클립에 고정시킨다. 분리막의 다른 면에 붙은 테이프는 아래쪽 클립에 고정시킨 뒤, 60mm/분의 인장속도로 당겨 다공성 접착층이 다공성 기재로부터 벗겨질 때의 압력을 측정한다.The separation membrane according to the above examples may have a base adhesive strength of 700 mN / 25 mm or more, specifically 700 mN / 25 mm to 1300 mN / 25 mm. The substrate adhesive force refers to the adhesive force between the porous adhesive layer and the porous substrate. The adhesive strength of the substrate may be measured by the following method, but is not limited thereto: The test is performed in accordance with Clause 8 of Korean Industrial Standard KS-A-01107 (Test Method for Adhesive Tape and Adhesive Sheet). Each of the prepared membrane films was used as a test piece having a width of 25 mm and a length of 250 mm and a tape (nitto 31B) was attached to each side of the separation membrane to prepare a specimen. The specimen was then subjected to a reciprocating motion at a speed of 300 mm / And the specimen is squeezed. After 30 minutes, the specimen was turned 180 ° to peel off about 25 mm. The tape attached to one side of the membrane and membrane was placed on the upper clip of the Instron Series 1X / s Automated materials Tester-3343, Instron. . The tape attached to the other side of the separator is fixed to the lower clip and pulled at a pulling rate of 60 mm / min to measure the pressure when the porous adhesive layer is peeled from the porous substrate.
상기 기재 접착력은 800 mN/25mm 내지 1250 mN/25mm 일 수 있고, 구체적으로는 900 mN/25mm 내지 1200 mN/25mm 일 수 있다. 상기 범위 내에서, 상기 다공성 접착층과 상기 다공성 기재가 충분히 접착된다. 따라서 상기 분리막을 포함하는 전지의 충방전이 반복됨에 따라 전지의 팽창과 수축이 반복되는 환경에서 전지 형태의 변화가 최소화될 수 있으며, 짧은 이온 전달 거리를 확보하여 전지의 출력 효율이 개선될 수 있다.The substrate adhesive force may be 800 mN / 25 mm to 1250 mN / 25 mm, and more specifically, 900 mN / 25 mm to 1200 mN / 25 mm. Within the above range, the porous adhesive layer and the porous substrate are sufficiently bonded. Accordingly, as the battery including the separator is repeatedly charged and discharged, the change of the battery shape can be minimized in an environment where the expansion and contraction of the battery are repeated, and the output efficiency of the battery can be improved by securing a short ion transfer distance .
상기 실시예에 따른 분리막은 통기도가 400 sec/100cc 이하, 구체적으로 300 sec/100cc 이하, 보다 구체적으로 250 sec/100cc일 수 있다.The separation membrane according to the embodiment may have an air permeability of 400 sec / 100cc or less, specifically 300 sec / 100cc or less, more specifically 250 sec / 100cc.
본 발명의 또 다른 일 예에 따르면, 양극; 음극; 상기 양극과 음극 사이에 위치한, 본원에 개시된 분리막; 및 전해질을 포함하는 이차 전지를 제공한다.According to another embodiment of the present invention, cathode; A separator disclosed herein between the anode and the cathode; And a secondary battery comprising the electrolyte.
상기 이차 전지의 종류는 특별히 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술 분야에서 알려진 종류의 전지일 수 있다.The type of the secondary battery is not particularly limited and may be a battery of a kind known in the technical field of the present invention.
본 발명의 상기 이차 전지는 구체적으로는 리튬 금속 이차 전지, 리튬 이온 이차 전지, 리튬 폴리머 이차 전지 또는 리튬 이온 폴리머 이차 전지 등과 같은 리튬 이차 전지일 수 있다.The secondary battery of the present invention may specifically be a lithium secondary battery such as a lithium metal secondary battery, a lithium ion secondary battery, a lithium polymer secondary battery, or a lithium ion polymer secondary battery.
본 발명의 이차 전지를 제조하는 방법은 특별히 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법을 사용할 수 있다.The method for producing the secondary battery of the present invention is not particularly limited, and a method commonly used in the technical field of the present invention can be used.
상기 이차 전지를 제조하는 방법의 비제한적인 예는 다음과 같다: 본 발명의 상기 다공성 접착층을 포함하는 분리막을, 전지의 양극과 음극 사이에 위치시킨 후, 이에 전해액을 채우는 방식으로 전지를 제조할 수 있다.A non-limiting example of the method for manufacturing the secondary battery is as follows: A battery is manufactured in such a manner that a separation membrane including the porous adhesive layer of the present invention is placed between the anode and the cathode of a battery, .
도 1은 일 예에 따른 전기화학 전지의 분해 사시도이다. 일 구현예에 따른 전기화학 전지는 이차 전지이며, 각형인 것을 예로 설명하지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 파우치형 전지, 리튬 폴리머 전지, 원통형 전지 등 다양한 형태의 전지에 적용될 수 있다.1 is an exploded perspective view of an electrochemical cell according to an example. The electrochemical cell according to one embodiment is a secondary battery, and the present invention is not limited thereto, but may be applied to various types of batteries such as a pouch type battery, a lithium polymer battery, and a cylindrical battery.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 이차 전지(100)는 양극(10)과 음극(20) 사이에 분리막(30)을 개재하여 귄취된 전극 조립체(40)와, 상기 전극 조립체(40)가 내장되는 케이스(50)를 포함한다. 상기 양극(10), 상기 음극(20) 및 상기 분리막(30)은 전해액(미도시)에 함침된다.Referring to FIG. 1, a
상기 분리막(30)은 전술한 바와 같다.The
상기 양극(10)은 양극 집전체 및 상기 양극 집전체 위에 형성되는 양극 활물질층을 포함할 수 있다. 상기 양극 활물질층은 양극 활물질, 바인더 및 선택적으로 도전재를 포함할 수 있다.The
상기 양극 집전체로는 알루미늄(Al), 니켈(Ni) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The cathode current collector may be aluminum (Al), nickel (Ni) or the like, but is not limited thereto.
상기 양극 활물질로는 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물을 사용할 수 있다. 구체적으로 코발트, 망간, 니켈, 알루미늄, 철 또는 이들의 조합의 금속과 리튬과의 복합 산화물 또는 복합 인산화물 중에서 1종 이상을 사용할 수 있다. 더욱 구체적으로, 리튬 코발트 산화물, 리튬 니켈 산화물, 리튬 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물, 리튬 철 인산화물 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다. As the cathode active material, a compound capable of reversible intercalation and deintercalation of lithium may be used. Concretely, at least one of cobalt, manganese, nickel, aluminum, iron or a composite oxide or composite phosphorus of a metal and lithium in combination thereof may be used. More specifically, lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium manganese oxide, lithium nickel cobalt manganese oxide, lithium nickel cobalt aluminum oxide, lithium iron phosphate or a combination thereof may be used.
상기 바인더는 양극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시킬 뿐 아니라 양극 활물질을 양극 집전체에 잘 부착시키는 역할을 하며, 구체적인 예로는 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드 함유 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지, 나일론 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The binder not only adheres the positive electrode active materials to each other well but also adheres the positive electrode active material to the positive electrode current collector. Specific examples thereof include polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, diacetylcellulose, polyvinyl chloride , Carboxylated polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, ethylene oxide containing polymer, polyvinyl pyrrolidone, polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, styrene-butadiene rubber, Acrylated styrene-butadiene rubber, epoxy resin, nylon, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하는 것으로, 그 예로 천연흑연, 인조흑연, 카본블랙, 탄소섬유, 금속 분말, 금속 섬유 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 금속 분말과 상기 금속 섬유는 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속을 사용할 수 있다.The conductive material imparts conductivity to the electrode. Examples of the conductive material include, but are not limited to, natural graphite, artificial graphite, carbon black, carbon fiber, metal powder, and metal fiber. These may be used alone or in combination of two or more. The metal powder and the metal fiber may be made of metals such as copper, nickel, aluminum, and silver.
상기 음극(20)은 음극 집전체 및 상기 음극 집전체 위에 형성되는 음극 활물질층을 포함할 수 있다.The
상기 음극 집전체는 구리(Cu), 금(Au), 니켈(Ni), 구리 합금 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The negative electrode current collector may be copper (Cu), gold (Au), nickel (Ni), copper alloy, or the like, but is not limited thereto.
상기 음극 활물질층은 음극 활물질, 바인더 및 선택적으로 도전재를 포함할 수 있다.The negative electrode active material layer may include a negative electrode active material, a binder, and optionally a conductive material.
상기 음극 활물질로는 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 물질, 리튬 금속, 리튬 금속의 합금, 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질, 전이금속 산화물 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.Examples of the negative electrode active material include a material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium ions, a lithium metal, an alloy of lithium metal, a material capable of doping and dedoping lithium, a transition metal oxide, Can be used.
상기 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 물질로는 탄소계 물질을 들 수 있으며, 그 예로는 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 상기 결정질 탄소의 예로는 무정형, 판상, 인편상(flake), 구형 또는 섬유형의 천연흑연 또는 인조흑연을 들 수 있다. 상기 비정질 탄소의 예로는 소프트 카본(soft carbon) 또는 하드 카본(hard carbon), 메조페이스 피치 탄화물, 소성된 코크스 등을 들 수 있다. 상기 리튬 금속의 합금으로는 리튬과 Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Ra, Ge, Al 및 Sn으로 이루어진 군에서 선택되는 금속의 합금이 사용될 수 있다. 상기 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질로는 Si, SiOx(0<x<2), Si-C 복합체, Si-Y 합금, Sn, SnO2, Sn-C 복합체, Sn-Y 등을 들 수 있고, 또한 이들 중 적어도 하나와 SiO2를 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 원소 Y로는 Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Tc, Re, Bh, Fe, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Tl, Ge, P, As, Sb, Bi, S, Se, Te, Po 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 전이금속 산화물로는 바나듐 산화물, 리튬 바나듐 산화물 등을 들 수 있다. Examples of the material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium ions include carbonaceous materials, and examples thereof include crystalline carbon, amorphous carbon, and combinations thereof. Examples of the crystalline carbon include amorphous, plate-like, flake, spherical or fibrous natural graphite or artificial graphite. Examples of the amorphous carbon include soft carbon or hard carbon, mesophase pitch carbide, fired coke, and the like. As the lithium metal alloy, a lithium-metal alloy may be selected from the group consisting of lithium, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, An alloy of a selected metal may be used. As the material capable of doping and dedoping lithium, Si, SiO x (0 <x <2), Si-C composite, Si-Y alloy, Sn, SnO 2 , Sn-C composite, Sn- And at least one of them may be mixed with SiO 2 . The element Y may be at least one element selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Tl, Ge, P, As, Se, Te, Po, and combinations thereof. Examples of the transition metal oxide include vanadium oxide, lithium vanadium oxide, and the like.
상기 음극에 사용되는 바인더와 도전재의 종류는 전술한 양극에서 사용되는 바인더와 도전재와 같다.The kinds of the binder and the conductive material used for the cathode are the same as those used for the anode and the conductive material.
상기 양극과 음극은 각각의 활물질 및 바인더와 선택적으로 도전재를 용매 중에 혼합하여 각 활물질 조성물을 제조하고, 상기 활물질 조성물을 각각의 집전체에 도포하여 제조할 수 있다. 이때 상기 용매는 N-메틸피롤리돈 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이와 같은 전극 제조 방법은 당해 분야에 널리 알려진 내용이므로 본 명세서에서 상세한 설명은 생략하기로 한다. The positive electrode and the negative electrode may be prepared by mixing each active material and a binder with a conductive material in a solvent to prepare each active material composition and applying the active material composition to each current collector. The solvent may be N-methyl pyrrolidone or the like, but is not limited thereto. The method of manufacturing the electrode is well known in the art, and therefore, a detailed description thereof will be omitted herein.
상기 전해액은 유기용매와 리튬염을 포함한다.The electrolytic solution includes an organic solvent and a lithium salt.
상기 유기용매는 전지의 전기화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 한다. 그 구체적인 예로는, 카보네이트계 용매, 에스테르계 용매, 에테르계 용매, 케톤계 용매, 알코올계 용매 및 비양성자성 용매에서 선택될 수 있다. The organic solvent serves as a medium through which ions involved in the electrochemical reaction of the battery can move. Specific examples thereof may be selected from a carbonate-based solvent, an ester-based solvent, an ether-based solvent, a ketone-based solvent, an alcohol-based solvent and an aprotic solvent.
상기 카보네이트계 용매의 예로는, 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC) 등을 들 수 있다. 구체적으로, 사슬형 카보네이트 화합물과 환형 카보네이트 화합물을 혼합하여 사용하는 경우 유전율을 높이는 동시에 점성이 작은 용매로 제조될 수 있다. 이때 환형 카보네이트 화합물 및 사슬형 카보네이트 화합물은 1:1 내지 1:9의 부피비로 혼합하여 사용할 수 있다. Examples of the carbonate solvent include dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), methyl propyl carbonate (MPC), ethyl propyl carbonate (EPC), ethyl methyl carbonate Carbonate (EC), propylene carbonate (PC), and butylene carbonate (BC). Specifically, when a mixture of a chain carbonate compound and a cyclic carbonate compound is used, it can be prepared from a solvent having a high viscosity and a high dielectric constant. Here, the cyclic carbonate compound and the chain carbonate compound may be mixed in a volume ratio of 1: 1 to 1: 9.
상기 에스테르계 용매의 예로는, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, n-프로필아세테이트, 디메틸아세테이트, 메틸프로피오네이트, 에틸프로피오네이트, γ-부티로락톤, 데카놀라이드(decanolide), 발레로락톤, 메발로노락톤(mevalonolactone), 카프로락톤(caprolactone) 등을 들 수 있다. 상기 에테르계 용매의 예로는, 디부틸에테르, 테트라글라임, 디글라임, 디메톡시에탄, 2-메틸테트라히드로퓨란, 테트라히드로퓨란 등을 들 수 있다. 상기 케톤계 용매로는 시클로헥사논 등을 들 수 있고, 상기 알코올계 용매로는 에틸알코올, 이소프로필 알코올 등을 들 수 있다.Examples of the ester solvent include methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, dimethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate,? -Butyrolactone, decanolide, valerolactone, Mevalonolactone, caprolactone, and the like. Examples of the ether solvent include dibutyl ether, tetraglyme, diglyme, dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydrofuran and the like. Examples of the ketone-based solvent include cyclohexanone, and examples of the alcohol-based solvent include ethyl alcohol, isopropyl alcohol, and the like.
상기 유기용매는 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 2종 이상 혼합하여 사용하는 경우의 혼합 비율은 목적하는 전지 성능에 따라 적절하게 조절할 수 있다.The organic solvents may be used alone or in combination of two or more. When two or more of them are used in combination, the mixing ratio may be appropriately adjusted according to the performance of the desired cell.
상기 리튬염은 유기용매에 용해되어, 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 이차 전지의 작동을 가능하게 하고, 양극과 음극 사이의 리튬 이온의 이동을 촉진시키는 물질이다.The lithium salt is dissolved in an organic solvent to act as a source of lithium ions in the cell to enable operation of a basic secondary cell and accelerate the movement of lithium ions between the positive electrode and the negative electrode.
상기 리튬염의 예로는, LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiN(SO3C2F5)2, LiN(CF3SO2)2, LiC4F9SO3, LiClO4, LiAlO2, LiAlCl4, LiN(CxF2x +1SO2)(CyF2y +1SO2)(x 및 y는 자연수임), LiCl, LiI, LiB(C2O4)2 또는 이들의 조합을 들 수 있다.For example the lithium salt is, LiPF 6, LiBF 4, LiSbF 6, LiAsF 6, LiN (SO 3 C 2 F 5) 2, LiN (CF 3 SO 2) 2, LiC 4 F 9 SO 3, LiClO 4, LiAlO 2 , LiAlCl 4 , LiN (C x F 2x + 1 SO 2 ) (C y F 2y + 1 SO 2 ) where x and y are natural numbers, LiCl, LiI, LiB (C 2 O 4 ) 2, .
상기 리튬염의 농도는 0.1M 내지 2.0M 범위 내에서 사용할 수 있다. 리튬염의 농도가 상기 범위 내인 경우, 전해액이 적절한 전도도 및 점도를 가지므로 우수한 전해액 성능을 나타낼 수 있고, 리튬 이온이 효과적으로 이동할 수 있다.The concentration of the lithium salt can be used within the range of 0.1M to 2.0M. When the concentration of the lithium salt is within the above range, the electrolytic solution has an appropriate conductivity and viscosity, and thus can exhibit excellent electrolytic solution performance, and lithium ions can effectively move.
본 발명의 또 다른 일 예에 따른 이차 전지는 100사이클 충방전 유지율이 70% 내지 100%의 범위, 구체적으로 80% 내지 100%의 범위일 수 있다.
The secondary battery according to another example of the present invention may have a 100 cycle charge / discharge retention rate in the range of 70% to 100%, specifically 80% to 100%.
이하, 실시예, 비교예 및 실험예를 기술함으로써 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 하기의 실시예, 비교예 및 실험예는 본 발명의 일 예시에 불과하며 본 발명의 내용이 이에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by describing Examples, Comparative Examples and Experimental Examples. However, the following examples, comparative examples and experimental examples are merely examples of the present invention and should not be construed as limiting the scope of the present invention.
실시예Example
제조예Manufacturing example 1 : 제1 아크릴계 공중합체의 제조 1: Preparation of first acrylic copolymer
탈이온수(DIW)에 부틸 메타아크릴레이트(buthyl methacrylate, BMA)(이의 호모폴리머 유리전이온도: 20℃), 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate, MMA) (이의 호모폴리머 유리전이온도: 100℃), 테트라하이드로푸르푸릴 아크릴레이트(tetrahydrofurfuryl acrylate, THF-A) 가 4:1:5 중량비로 투입하고, 도데실 설페이트(dodecyl sulfate) 나트륨염(SDS, 85.0%)를 유화제로, 암모늄 퍼설페이트(ammonium persulfate)(APS, 98.0%)를 중합 개시제로 사용하여 각각 모노머 총중량 대비 0.8 중량% 및 0.3 중량%가 되게 첨가한 혼합액을 준비했다. 이후, 혼합액을 항온조에 투입하고 교반하며 75℃로 승온시킨 후 2시간 동안 반응시켜 아크릴계 공중합체를 합성하였다. 얻어진 유화액을 상온으로 식힌 후 암모늄 설페이트 2 중량% 수용액에 교반하며 투입하여 석출된 고분자 수지를 얻었다. 수득된 고분자를 용매로부터 분리하여 수차례 증류수로 세척 후 건조시켜 중량 평균 분자량 45000, 유리전이온도 9℃의 제1 아크릴계 공중합체를 제조하였다. Butylmethacrylate (BMA) (its homopolymer glass transition temperature: 20 占 폚), methyl methacrylate (MMA) (its homopolymer glass transition temperature: 100 占 폚), polyvinyl alcohol (Dodecyl sulfate) sodium salt (SDS, 85.0%) as an emulsifier and ammonium persulfate (sodium persulfate) as an emulsifying agent were added in a ratio of 4: 1: 5 by weight of tetrahydrofurfuryl acrylate (THF- ) (APS, 98.0%) was used as a polymerization initiator and 0.8% by weight and 0.3% by weight of the total amount of monomers were added, respectively. Thereafter, the mixed solution was put into a thermostatic chamber, stirred, heated to 75 캜 and reacted for 2 hours to synthesize an acrylic copolymer. The resulting emulsion was cooled to room temperature, and then added with stirring into an aqueous 2 wt% ammonium sulfate solution to obtain a precipitated polymer resin. The obtained polymer was separated from the solvent, washed with distilled water several times, and then dried to prepare a first acrylic copolymer having a weight average molecular weight of 45,000 and a glass transition temperature of 9 캜.
제조예Manufacturing example 2 : 제2 아크릴계 공중합체의 제조 2: Preparation of Second Acrylic Copolymer
상기 제조예 1에서, BMA, MMA 및 THF-A 외에 비닐 아세테이트(vinyl acetate, VAc)를 추가하여 BMA, MMA, THF-A 및 VAc를 4:1:4:1의 중량비로 혼합하는 것을 제외하고 제조예 1과 동일하게 실시하여, 유리전이온도 13.5℃의 제2 아크릴계 공중합체를 제조하였다.Except that BMA, MMA, THF-A and VAc were mixed in a weight ratio of 4: 1: 4: 1 by adding vinyl acetate (VAc) in addition to BMA, MMA and THF- A second acrylic copolymer having a glass transition temperature of 13.5 DEG C was prepared.
제조예Manufacturing example 3 : 제3 아크릴계 공중합체의 제조 3: Production of tertiary acrylic copolymer
상기 제조예 1에서, BMA, MMA 및 THF-A를 4:1:5의 중량비로 혼합하지 않고, 비닐 아세테이트(vinyl acetate, VAc)를 추가하여 BMA, MMA, THF-A 및 VAc를 4:1:3:2의 중량비로 혼합하는 것을 제외하고 제조예 1과 동일하게 실시하여, 유리전이온도 18.1℃의 제3 아크릴계 공중합체를 제조하였다.MMA, THF-A, and VAc were mixed in a ratio of 4: 1 (v / v) instead of BMA, MMA and THF-A in a weight ratio of 4: : 3: 2 in the weight ratio, a third acrylic copolymer having a glass transition temperature of 18.1 DEG C was prepared.
제조예Manufacturing example 4 : 제4 아크릴계 공중합체의 제조 4: Preparation of the fourth acrylic copolymer
상기 제조예 1에서, BMA, MMA 및 THF-A를 4:1:5의 중량비로 혼합하지 않고, 비닐 아세테이트(vinyl acetate, VAc)를 추가하여 BMA, MMA, THF-A 및 VAc를 4:1:2:3의 중량비로 혼합하는 것을 제외하고 제조예 1과 동일하게 실시하여, 유리전이온도 22.9℃의 제4 아크릴계 공중합체를 제조하였다.MMA, THF-A, and VAc were mixed in a ratio of 4: 1 (v / v) instead of BMA, MMA and THF-A in a weight ratio of 4: : 2: 3 in the weight ratio, a fourth acrylic copolymer having a glass transition temperature of 22.9 캜 was prepared.
제조예Manufacturing example 5 : 제5 아크릴계 공중합체의 제조 5: Preparation of Fifth Acrylic Copolymer
상기 제조예 1에서, BMA, MMA 및 THF-A를 4:1:5의 중량비로 혼합하지 않고, 비닐 아세테이트(vinyl acetate, VAc)를 추가하여 BMA, MMA, THF-A 및 VAc를 4:1:1:4의 중량비로 혼합하는 것을 제외하고 제조예 1과 동일하게 실시하여, 유리전이온도 27.8℃의 제5 아크릴계 공중합체를 제조하였다.MMA, THF-A, and VAc were mixed in a ratio of 4: 1 (v / v) instead of BMA, MMA and THF-A in a weight ratio of 4: : 1: 4 in the weight ratio, a fifth acrylic copolymer having a glass transition temperature of 27.8 캜 was prepared.
제조예Manufacturing example 6 : 제6 아크릴계 공중합체의 제조 6: Preparation of the sixth acrylic copolymer
상기 제조예 1에서, BMA, MMA 및 THF-A를 4:1:5의 중량비로 혼합하지 않고, 비닐 아세테이트(vinyl acetate, VAc)를 추가하여 BMA, MMA, VAc를 4:1:5의 중량비로 혼합하는 것을 제외하고 제조예 1과 동일하게 실시하여 유리전이온도 32.9℃의 제6 아크릴계 공중합체를 제조하였다.In Production Example 1, vinyl acetate (VAc) was added to the mixture of BMA, MMA, and VAc at a weight ratio of 4: 1: 5 without mixing BMA, MMA, and THF-A in a weight ratio of 4: To prepare a sixth acrylic copolymer having a glass transition temperature of 32.9 占 폚.
실시예Example 1 : 분리막의 제조 1: Preparation of membrane
제조예 1에서 제조한 제1 아크릴계 공중합체를 아세톤(acetone)에 용해시켜 고형분 10중량%인 제1 아크릴계 공중합체 용액을 제작하였다. 알루미나 (LS235, 일본경금속)를 아세톤에 25 중량%로 첨가 후 3시간 동안 비즈밀 분산을 하여 알루미나 분산액을 제조하였다. 이 후, 상기 제1 아크릴계 공중합체의 고형분과 알루미나 고형분이 1/6 비율이 되도록 상기 아크릴계 공중합체 용액 및 알루미나 분산액을 혼합하였으며, 전체 고형분이 15중량%가 되도록 아세톤을 첨가하여 다공성 접착층 조성물을 제조하였다. 두께가 7 ㎛인 폴리에틸렌 원단(SK)의 양면에 상기 조성물로 각각 1㎛ 두께로 코팅하여, 총 두께 9 ㎛정도의 분리막을 제작하였다.The first acrylic copolymer prepared in Preparation Example 1 was dissolved in acetone to prepare a first acrylic copolymer solution having a solid content of 10% by weight. Alumina (LS235, Japan light metal) was added to acetone in an amount of 25% by weight, followed by dispersion in a bead mill for 3 hours to prepare an alumina dispersion. Thereafter, the acrylic copolymer solution and the alumina dispersion were mixed so that the solid content of the first acrylic copolymer and the alumina solid content were 1/6, and acetone was added so that the total solid content was 15% by weight to prepare the porous adhesive layer composition Respectively. On both sides of a polyethylene fabric (SK) having a thickness of 7 占 퐉, To prepare a separation membrane having a total thickness of about 9 mu m.
실시예Example 2 : 분리막의 제조 2: Preparation of membrane
실시예 1에서, 제1 아크릴계 공중합체 대신, 제2 아크릴계 공중합체를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 실시하여 분리막을 제작하였다.A separation membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that the second acrylic copolymer was used in place of the first acrylic copolymer.
실시예Example 3 : 분리막의 제조 3: Preparation of membrane
실시예 1에서, 제1 아크릴계 공중합체 대신, 제3 아크릴계 공중합체를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 실시하여 분리막을 제작하였다.A separation membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the third acrylic copolymer was used instead of the first acrylic copolymer.
실시예Example 4 : 분리막의 제조 4: Preparation of membrane
실시예 1에서, 제1 아크릴계 공중합체 대신, 제4 아크릴계 공중합체를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 실시하여 분리막을 제작하였다.A separation membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the fourth acrylic copolymer was used instead of the first acrylic copolymer.
실시예Example 5 : 분리막의 제조 5: Preparation of membrane
실시예 1에서, 제1 아크릴계 공중합체 대신, 제5 아크릴계 공중합체를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 실시하여 분리막을 제작하였다.A separation membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the fifth acrylic copolymer was used instead of the first acrylic copolymer.
실시예Example 6 : 분리막의 제조 6: Preparation of membrane
제조예 1에서 제조한 제1 아크릴계 공중합체를 아세톤(acetone)에 용해시켜 고형분 10중량%인 제1 아크릴계 공중합체 용액을 제작하였다. 알루미나 (LS235, 일본경금속)를 아세톤에 25 중량%로 첨가 후 3시간 동안 비즈밀 분산을 하여 알루미나 분산액을 제조하였다. 이 후, 제1 아크릴계 공중합체 용액과 PVdF계 바인더(KF9300, Kureha, Mw : 1,200,000)의 중량비가 7:3이 되도록 혼합하였으며, 바인더 고형분과 알루미나 고형분이 1/6 비율이 되도록 상기 바인더 용액 및 알루미나 분산액을 혼합하였으며, 전체 고형분이 15중량%가 되도록 아세톤을 첨가하여 다공성 접착층 조성물을 제조하였다. 두께가 7 ㎛인 폴리에틸렌 원단(SK)의 양면에 상기 조성물로 각각 1㎛ 두께로 코팅하여, 총 두께 9 ㎛정도의 분리막을 제작하였다.The first acrylic copolymer prepared in Preparation Example 1 was dissolved in acetone to prepare a first acrylic copolymer solution having a solid content of 10% by weight. Alumina (LS235, Japan light metal) was added to acetone in an amount of 25% by weight, followed by dispersion in a bead mill for 3 hours to prepare an alumina dispersion. Thereafter, the mixture was mixed so that the weight ratio of the first acrylic copolymer solution to the PVdF binder (KF9300, Kureha, Mw: 1,200,000) was 7: 3, and the binder solution and the alumina , And acetone was added thereto so that the total solid content was 15% by weight to prepare a porous adhesive layer composition. On both sides of a polyethylene fabric (SK) having a thickness of 7 占 퐉, To prepare a separation membrane having a total thickness of about 9 mu m.
실시예Example 7 : 분리막의 제조 7: Preparation of membrane
실시예 2에서, 제2 아크릴계 중합체 용액과 PVdF계 바인더(KF9300, Kureha, Mw : 1,200,000)의 중량비가 7:3이 되도록 혼합하였으며, 바인더 고형분과 알루미나 고형분이 1/6 비율이 되도록 상기 바인더 용액 및 알루미나 분산액을 혼합하여 사용한 것을 제외하고 실시예 2와 동일하게 실시하여 분리막을 제작하였다.In Example 2, the weight ratio of the second acrylic polymer solution to the PVdF binder (KF9300, Kureha, Mw: 1,200,000) was adjusted to 7: 3, and the binder solution and the alumina solid were mixed so that the binder solid content and alumina solid content became 1/6. Alumina dispersion was used in place of the alumina dispersion.
비교예Comparative Example 1: 분리막의 제조 1: Preparation of membrane
실시예 1에서, 제1 아크릴계 공중합체 대신, 제6 아크릴계 공중합체를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 실시하여 비교예 1의 분리막을 제작하였다. The separation membrane of Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the sixth acrylic copolymer was used instead of the first acrylic copolymer.
비교예Comparative Example 2 : 분리막의 제조 2: Preparation of membrane
알루미나 (LS235, 일본경금속)를 아세톤에 25 중량%로 첨가 후 3시간 동안 비즈밀 분산을 하여 알루미나 분산액을 제조하였다. 이 후, PVdF계 바인더(KF9300, Kureha, Mw : 1,200,000, Tg: -35℃) 고형분과 알루미나 고형분이 1/6 비율이 되도록 제1 PVdF계 바인더 용액 및 알루미나 분산액을 혼합하였으며, 전체 고형분이 15중량%가 되도록 아세톤을 첨가하여 다공성 접착층 조성물을 제조하였다. 두께가 7 ㎛인 폴리에틸렌 원단(SK)의 양면에 상기 조성물로 각각 1㎛ 두께로 코팅하여, 총 두께 9 ㎛의 분리막을 제작하였다.Alumina (LS235, Japan light metal) was added to acetone in an amount of 25% by weight, followed by dispersion in a bead mill for 3 hours to prepare an alumina dispersion. Thereafter, the first PVdF binder solution and the alumina dispersion were mixed so that the solid content of the PVdF binder (KF9300, Kureha, Mw: 1,200,000, Tg: -35 ° C) and the alumina solid content were 1/6, % By weight of acetone to prepare a porous adhesive layer composition. On both sides of a polyethylene fabric (SK) having a thickness of 7 占 퐉, To prepare a separation membrane having a total thickness of 9 탆.
상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 및 2에 따른 각 분리막의 조성을 하기 표 1에 나타낸다.The composition of each separator according to Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2 is shown in Table 1 below.
실험예Experimental Example
상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 및 2에서 제조된 분리막에 대해 아래에 개시된 측정 방법으로 기재 접착력, 양극 접착력, 음극 접착력 및 두께 변화율을 측정하고, 그 결과를 표 2 및 표 3에 나타내었다.The base adhesive strength, the anode adhesive strength, the anode adhesive strength, and the rate of change in thickness were measured for the separation membranes prepared in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2, and the results are shown in Tables 2 and 3 .
기재 접착력Substrate adhesion
한국 공업 규격 KS-A-01107(점착 테이프 및 점착 시이트의 시험 방법)의 8항에 따라 시험하였다. 각 제조된 분리막 필름을 폭 25mm, 길이 250mm으로 시험편으로 하고, 분리막 양면에 각각 테이프(nitto 31B)를 붙여 시편을 만든 뒤, 2kg하중의 압착 롤러를 이용하여 300㎜/분의 속도로 1회 왕복시켜 시편을 압착시켰다. 압착 후 30분 경과 후, 시편을 180°로 뒤집어 약 25mm를 벗겨낸 뒤, 분리막과 분리막의 일면에 붙은 테이프를 인장 강도기(Instron Series 1X/s Automated materials Tester-3343, Instron)의 위쪽 클립에 고정시켰다. 분리막의 다른 면에 붙은 테이프는 아래쪽 클립에 고정시킨 뒤, 60mm/분의 인장속도로 당겨 다공성 접착층이 다공성 기재로부터 벗겨질 때의 압력을 측정하였다.The test was carried out in accordance with Clause 8 of Korean Industrial Standard KS-A-01107 (Test Method for Adhesive Tape and Adhesive Sheet). Each of the prepared membrane films was used as a test piece having a width of 25 mm and a length of 250 mm and a tape (nitto 31B) was attached to each side of the separation membrane to prepare a specimen. The specimen was then subjected to a reciprocating motion at a speed of 300 mm / And the specimen was squeezed. After 30 minutes, the specimen was turned 180 ° to peel off about 25 mm. The tape attached to one side of the membrane and membrane was placed on the upper clip of the Instron Series 1X / s Automated materials Tester-3343, Instron. Lt; / RTI > The tape attached to the other side of the membrane was fixed to the lower clip and pulled at a pulling rate of 60 mm / min to measure the pressure when the porous adhesive layer was peeled from the porous substrate.
양극 접착력Anode adhesive force
한국 공업 규격 KS-A-01107(점착 테이프 및 점착 시이트의 시험 방법)의 8항에 따라 시험하였다. 각 제조된 분리막 필름을 폭 25mm, 길이 250mm으로 시험편으로 하고, 분리막 일면에 테이프(nitto 31B)를 붙여 시편을 만든 뒤, 다른 한면에 양극 필름(LCO(lithium cobalt oxide) 양극활물질/바인더 스티렌부타디엔고무(SBR) +카복시메틸세룰로오스(CMC)/도전재(carbon black)=95/2.5/2.5)을 2kg하중의 압착 롤러를 이용하여 300㎜/분의 속도로 1회 왕복시켜 시편을 압착시켰다. 압착 후 30분 경과 후, 시편을 180°로 뒤집어 약 25mm를 벗겨낸 뒤, 분리막과 분리막의 일면에 붙은 테이프를 인장 강도기(Instron Series 1X/s Automated materials Tester-3343, Instron)의 위쪽 클립에 고정시켰다. 분리막의 다른 면의 양극 필름은 아래쪽 클립에 고정시킨 뒤, 60mm/분의 인장속도로 당겨 양극 필름이 분리막으로부터 벗겨질 때의 압력을 측정하였다.The test was carried out in accordance with Clause 8 of Korean Industrial Standard KS-A-01107 (Test Method for Adhesive Tape and Adhesive Sheet). The prepared separator film was used as a test piece having a width of 25 mm and a length of 250 mm and a tape (nitto 31B) was attached to one side of the separator to prepare a specimen. On the other side, a positive electrode film (lithium cobalt oxide) cathode active material / binder styrene butadiene rubber (SBR) + carboxymethylcellulose (CMC) / carbon black = 95 / 2.5 / 2.5) was reciprocated once at a speed of 300 mm / min using a pressing roller having a load of 2 kg, thereby pressing the specimen . After 30 minutes, the specimen was turned 180 ° to peel off about 25 mm. The tape attached to one side of the membrane and membrane was placed on the upper clip of the Instron Series 1X / s Automated materials Tester-3343, Instron. Lt; / RTI > The positive electrode film on the other side of the separator was fixed to the lower clip and pulled at a pulling rate of 60 mm / min to measure the pressure when the positive electrode film was peeled off from the separator.
음극 접착력Cathode adhesion
한국 공업 규격 KS-A-01107(점착 테이프 및 점착 시이트의 시험 방법)의 8항에 따라 시험하였다. 각 제조된 분리막 필름을 폭 25mm, 길이 250mm으로 시험편으로 하고, 분리막 일면에 테이프(nitto 31B)를 붙여 시편을 만든 뒤, 다른 한면에 음극 필름(natural graphite 음극활물질/바인더 (스티렌부타디엔고무(SBR)+카복시메틸셀룰로오스 (CMC)5%) /도전재(carbon black)=98/1/1))을 2kg하중의 압착 롤러를 이용하여 300㎜/분의 속도로 1회 왕복시켜 시편을 압착시켰다. 압착 후 30분 경과 후, 시편을 180°로 뒤집어 약 25mm를 벗겨낸 뒤, 분리막과 분리막의 일면에 붙은 테이프를 인장 강도기(Instron Series 1X/s Automated materials Tester-3343, Instron)의 위쪽 클립에 고정시켰다. 분리막의 다른 면의 음극 필름은 아래쪽 클립에 고정시킨 뒤, 60mm/분의 인장속도로 당겨 음극 필름이 분리막으로부터 벗겨질 때의 압력을 측정하였다.The test was carried out in accordance with Clause 8 of Korean Industrial Standard KS-A-01107 (Test Method for Adhesive Tape and Adhesive Sheet). Each of the prepared separator films was made into test pieces having a width of 25 mm and a length of 250 mm and a tape (nitto 31B) was attached to one side of the separator to form test pieces. On the other side, a negative graphite anode active material / binder (styrene butadiene rubber (SBR) + Carboxymethylcellulose (CMC) 5% / carbon black = 98/1/1)) was pressed and pressed once using a compression roller having a load of 2 kg at a speed of 300 mm / min. After 30 minutes, the specimen was turned 180 ° to peel off about 25 mm. The tape attached to one side of the membrane and membrane was placed on the upper clip of the Instron Series 1X / s Automated materials Tester-3343, Instron. Lt; / RTI > The negative electrode film on the other side of the separator was fixed to the lower clip and pulled at a pulling rate of 60 mm / min to measure the pressure when the negative electrode film was peeled off from the separator.
두께 변화율Thickness change rate
실시예와 비교예에서 얻어진 분리막을 이용하여, 리튬 2 차 전지를 조립하여, 60 ℃, 1 C 의 정전류 정전압충전법으로, 4.2 V 가 될 때까지 정전류로 충전하고, 그 후, 정전압으로 충전하고, 이어서, 1 C 의 정전류로 3.0 V 까지 방전하는 충방전 사이클 시험을 실시하였다. 충방전 사이클 시험은 500 사이클까지 실시하고, 초기 두께대비 500사이클 후 파우치셀의 두께변화를 비니어 캘리퍼스 (500-180, MITUTOYO)를 이용하여 두께변화율(%)을 측정하였다.The lithium secondary battery was assembled by using the separator obtained in the examples and the comparative examples and charged with a constant current until the voltage reached 4.2 V by a constant current constant voltage charging method at 60 DEG C and 1C, Followed by discharging to 3.0 V with a constant current of 1C. The charge / discharge cycle test was performed up to 500 cycles, and the change in thickness of the pouch cell after 500 cycles to the initial thickness was measured using a veneer caliper (500-180, MITUTOYO).
상기 표 2 및 3를 참조하면, 실시예 1 내지 7의 경우, 기재 접착력, 양극 접착력 및 음극 접착력이 모두 양호하며 아크릴계 공중합체의 Tg가 낮을수록 접착력이 개선되는 경향을 나타냈다. 비교예 1의 경우, 양호한 접착력을 보이지만 표 3의 내용과 같이 500cycle 후 두께변화율이 124%로 높아 전지의 외형변형을 일으킨다. 비교예 2의 경우, 500cycle 후 두께변화율은 102%로 낮지만, 전지조립공정에 필요한 기재접착력을 가지고 있지 않아 양산 조립공정에 적용할 수 없다.
Referring to Tables 2 and 3, in Examples 1 to 7, the substrate adhesive force, the anode adhesive force and the anode adhesive force were all good, and the lower the Tg of the acrylic copolymer, the better the adhesive strength was. In the case of Comparative Example 1, good adhesion was obtained, but as shown in Table 3, the thickness change rate after 124 cycles was as high as 124%, causing external deformation of the battery. In the case of Comparative Example 2, although the rate of change in thickness after 500 cycles is as low as 102%, it does not have the base adhesive force necessary for the battery assembling process and can not be applied to the mass production process.
Claims (20)
상기 다공성 기재의 일면 혹은 양면에 형성된 다공성 접착층을 포함하는 분리막으로,
상기 다공성 접착층은, 아크릴계 모노머 유래 제1 반복단위, 및 푸르푸릴기를 포함하는 아크릴계 모노머 유래 제2 반복단위를 포함하는 아크릴계 공중합체를 포함하고,
상기 아크릴계 공중합체의 유리전이온도가 0 ℃ 내지 30 ℃인, 분리막.Porous substrate, and
And a porous adhesive layer formed on one or both surfaces of the porous substrate,
Wherein the porous adhesive layer comprises an acrylic copolymer comprising a first repeating unit derived from an acrylic monomer and a second repeating unit derived from an acrylic monomer containing a furfuryl group,
Wherein the acrylic copolymer has a glass transition temperature of 0 ° C to 30 ° C.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
는 전부 포화되거나, 부분 불포화 또는 전부 불포화된 탄화수소고리를 나타내고, R1은 치환되거나 비치환된 (CH2)n일 수 있고, 여기서 n은 1 내지 10의 정수일 수 있다.The separation membrane according to claim 1, wherein the acrylic monomer containing the furfuryl group comprises the compound of formula (1).
[Chemical Formula 1]
In Formula 1,
Represents a fully saturated, partially unsaturated or fully unsaturated hydrocarbon ring; and R 1 can be substituted or unsubstituted (CH 2 ) n, wherein n can be an integer from 1 to 10.
상기 다공성 기재의 일면 혹은 양면에 형성된 다공성 접착층을 포함하는 분리막으로,
상기 다공성 접착층은 푸르푸릴기를 갖는 아크릴계 공중합체를 포함하고,
상기 분리막의 양극 및 음극 접착력이 각각 200 mN/25mm 이상인 분리막.Porous substrate, and
And a porous adhesive layer formed on one or both surfaces of the porous substrate,
Wherein the porous adhesive layer comprises an acrylic copolymer having a furfuryl group,
Wherein the separator has an anode and an anode adhesive strength of 200 mN / 25 mm or more, respectively.
The electrochemical cell according to claim 19, wherein the electrochemical cell is a lithium secondary battery.
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