KR101882437B1 - Battery of co-extrusion seperator - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 공압출 분리막을 채택한 전지는, 전지의 양극과 음극을 분리해주는 분리막에 있어서, 상기 분리막이 공극을 갖는 기공층 및 상기 기공층의 폭 한쪽 방향에 접합하고 공극을 갖지 않는 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막을 포함하는 공압출 분리막을 채택한 전지에 관한 것이다.A separator for separating a positive electrode and a negative electrode of a battery according to an embodiment of the present invention is characterized in that the separator has a pore layer having pores and a pore layer bonded to one side of the pore layer in a width direction The present invention relates to a battery employing a coextrusion separator including a separator.

Description

공압출 분리막을 채택한 전지 {BATTERY OF CO-EXTRUSION SEPERATOR}BATTERY OF CO-EXTRUSION SEPERATOR [0002]

본 발명은 공압출 분리막을 채택한 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분리막 고유의 특성인 통기도 등이 우수한 기공층 한쪽 위에 인장 강도와 같은 물리적 특성이 우수한 절연층을 얹어 비정상 상태에서 양극과 음극의 접촉 가능성을 감소시켜 전지의 안전성을 제고하는 공압출 분리막을 채택한 전지에 관한 것이다.
The present invention relates to a battery employing a coextrusion separation membrane, and more particularly, to a battery having excellent air permeability, which is characteristic of a separation membrane, and an insulating layer having excellent physical properties such as tensile strength is placed on one of the porous layers. The present invention relates to a battery employing a coextrusion separator for reducing the possibility and improving safety of a battery.

전지의 분리막은 전지 내부에서 양극과 음극 사이에 놓여져 두 전극간의 전기적 절연, 즉 전극간의 단락을 억제하며 본래부터 갖고 있는 공극을 통해 전하흐름의 통로를 제공하는 역할을 한다. 공극 내부에는 이온전도성 전해액이 함습되어 있어, 액체상을 통해 전하흐름이 가능하게 된다.The separator of the battery is placed inside the battery between the anode and the cathode to prevent electrical insulation between the two electrodes, that is, short circuit between the electrodes, and to provide a passage for the charge flow through the original voids. The ion conductive electrolyte is impregnated in the pores, allowing charge flow through the liquid phase.

한편, 전지 사용 또는 방치 중 여러가지 위험 또는 오남용 상황에 처하게 되는데, 특히, 고온에 노출되거나 과충전이 되거나 내부단락이 발생할 경우 등에 있어 전지는 발열 부반응을 일으키게 된다. 고온 상황에 있어서, 이상적인 안전 메카니즘 중 하나는 분리막의 공극이 막힘으로써 전하흐름을 차단하여 더 이상의 온도상승 즉, 열폭주를 억제하는 것이다.On the other hand, when the battery is used or left unattended, it is exposed to various risks or abuse situations. In particular, when the battery is exposed to a high temperature, overcharged, or an internal short circuit occurs, the battery causes a heat side reaction. In a high temperature situation, one of the ideal safety mechanisms is to block charge flow by blocking the pores of the separator, thereby preventing further temperature rise, i.e., thermal runaway.

즉, 분리막을 구성하는 고분자의 융용점 부근에서 용융 및 흐름이 이루어져 공극을 막음으로써 앞에서 말한 메카니즘이 이루어지는 것이다. 따라서 분리막의 치수안정성과 더불어 적정온도에서 공극 막힘이 가능하도록 고분자 재료 및 제조공정 등을 설계하는 것이 매우 중요하다.That is, the above-mentioned mechanism is achieved by melting and flowing near the melting point of the polymer constituting the separation membrane to block the air gap. Therefore, it is very important to design the polymer material and the manufacturing process so that pore clogging can be performed at an appropriate temperature in addition to the dimensional stability of the separator.

그러나, 고온 상황에서 상기한 안전 메카니즘이 작동하지 못하는 비정상적 상황이 발생할 개연성이 크다. 예컨대, 일정한 온도까지는 공극 막힘 메카니즘이 작동할 수 있으나, 온도가 비정상적으로 용융점(Tm) 이상으로 더욱 상승하거나 전지 내압에 의해 분리막이 압착될 경우에는 거대 공극이 형성되거나 용융된 고분자가 압착분출되어 전극간 단락이 발생하고 고전류가 흐르게 되고 열폭주로 이어지게 될 수 있다.However, there is a high possibility that an abnormal situation in which the above-described safety mechanism fails to operate in a high temperature condition is likely. For example, the pore clogging mechanism may operate up to a certain temperature. However, when the temperature rises abnormally above the melting point (Tm) or when the separator is pressed by the internal pressure of the cell, a macropore is formed or the polymer is melted, A short circuit may occur and high currents may flow and lead to thermal runaway.

전지 외부의 온도가 하강하거나, 또는 안전 메카니즘에 의해 공극 막힘이 이루어져 전지 자체의 온도가 하강할 경우에는 종래기술의 공극 막힘 기능만으로 충분할 수 있다. 하지만, 불행히도 불가피하게 외부의 온도가 더욱 상승하거나 공극 막힘만으로 불안전 상황을 차단하기 충분치 못하다면 종래기술만으로는 완전한 해결책이 될 수 없다.In the case where the temperature of the outside of the battery is lowered or the pore is clogged by the safety mechanism to lower the temperature of the battery itself, the pore blocking function of the prior art may be sufficient. However, unfortunately, the conventional technology alone can not be a complete solution unless the external temperature rises further or the air gap is insufficient to block the insecure situation.

이를 해결하기 위해, 용융점을 높인 내열성 분리막을 개발하고 있으나, 용융점(Tm) 및 MFR(melt flow rate)의 차이만 있을 뿐 현상은 동일하게 나타날 수 밖에 없다. 즉, 일반 분리막과 대비하여 조금 더 고온까지 치수안정성 측면에서 안전할 뿐 이상적인 안전 메카니즘을 구현하지 못한다는 점에서는 문제가 근원적으로 해결된 것은 아니라고 할 수 있다.In order to solve this problem, a heat-resistant separator having an increased melting point has been developed, but the phenomenon has to be the same only with a difference in melting point (Tm) and melt flow rate (MFR). In other words, it is safe from dimensional stability to a slightly higher temperature compared with a general separation membrane, and an ideal safety mechanism can not be realized, so that the problem is not solved fundamentally.

가령 일반 분리막은 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 용융온도가 100~150˚C인 열가소성 폴리올레핀 고분자를 사용하고, 내열성 분리막의 경우 용융온도가 150~200˚C인 고분자량 또는 초고분자량 열가소성 폴리올레핀을 사용하고 있다. 따라서, 고효율 이차전지를 개발하기 위한 기존 분리막의 개선 또는 새로운 분리막에 대한 개발이 요구되고 있는 실정이다.
For example, a thermoplastic polyolefin polymer having a melting temperature of 100 to 150 ° C such as polyethylene or polypropylene is used as the general separation membrane, and a high molecular weight or ultrahigh molecular weight thermoplastic polyolefin having a melting temperature of 150 to 200 ° C is used as the heat resistant separator . Therefore, it is required to improve existing separators or to develop new separators for developing high efficiency secondary batteries.

조사결과, 한국공개특허 10-2010-0058228호 ("이차전지용 분리막 및 이를 포함하는 리튬이차전지", 이하 선행기술 1)의 기술은 본 발명과 유사한 형태로 구성된다. 상기 선행기술 1의 기술은 하나의 분리막 만으로 고강도와 고통기도의 기능을 동시에 부여한다는 데에 본 발명과 유사하다. As a result of the investigation, the technology of Korean Patent Laid-Open No. 10-2010-0058228 ("secondary battery separator and lithium secondary battery including the same", hereinafter referred to as Prior Art 1) is configured in a similar manner to the present invention. The technique of the prior art 1 is similar to the present invention in that a single membrane alone imparts both high strength and pain relief functions.

하지만, 상기 선행기술 1의 구성형태는 물성이 서로 다른 두 가지의 층으로 접합되되 이들을 분리막의 두께 방향으로 적층한다는 데에 본 발명과 상이하다. 즉, 본 발명은 물성이 서로 다른 두 가지의 층으로 구성되되 이들은 분리막의 폭 방향으로 위치한다. However, the configuration of the prior art 1 is different from the present invention in that two layers having different physical properties are bonded to each other and laminated in the thickness direction of the separator. That is, the present invention is composed of two layers having different physical properties, which are located in the width direction of the separator.

이로써 전지가 본 발명에서 제시하는 분리막을 채택하는 경우에는 상기 선행기술 1과는 달리 분리막의 두께에 증가가 없다는 이점이 있다. 본 발명은 분리막 고유의 특성을 갖는 기공층과 기공층 한쪽에 접합되는 절연층으로 이루어진다. 본 발명에 따르면, 기공층의 좌측 또는 우측에 절연층이 접합된다.
When the battery adopts the separation membrane according to the present invention, there is an advantage that the thickness of the separation membrane is not increased unlike the prior art 1. The present invention comprises a porous layer having characteristics inherent to the separator and an insulating layer bonded to one of the porous layers. According to the present invention, the insulating layer is bonded to the left or right side of the pore layer.

조사결과 발견된 또 하나의 종래기술은 한국공개특허 10-2010-0018865호 ("2종의 분리막을 포함하는 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지", 이하 선행기술 2)이다. 여기에도 고강도와 고통기도의 기능을 동시에 부여하는 분리막에 대한 기술내용이 기재되어 있다. 상기 선행기술 2의 기술은 이를 위해 두 개의 분리막을 사용한다는 데에 본 발명과 상이하다. Another conventional technology found in the investigation is Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2010-0018865 ("Electrode Assembly Containing Two Types of Membranes and Secondary Battery Including the Same, hereinafter referred to as Prior Art 2). Here, the technical content of a separator that simultaneously imparts the functions of high intensity and painful airway is described. The technology of the prior art 2 differs from the present invention in that two separators are used for this purpose.

즉, 상기 선행기술 2의 기술은 활물질 접촉면에 고강도를 갖는 분리막을 위치시키고 기재 접촉면에 고통기도를 갖는 분리막을 위치시킨다. 상술한 바와 같이 상기 선행기술 2의 기술은 전지 조립기술에 관한 것이다.
That is, the technology of the prior art 2 places the separator having high strength on the active material contact surface and the separator having the pain air on the substrate contact surface. As described above, the technique of the prior art 2 relates to a battery assembling technique.

한국공개특허 0058228호 (공개일자 2010.06.03.)Korean Patent Publication No. 0058228 (published on June 23, 2010) 한국공개특허 0018865호 (공개일자 2010.02.18.)Korean Patent Publication No. 0018865 (published date Feb. 18, 2010)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 분리막 고유의 특성인 통기도 등이 우수한 기공층 한쪽 위에 인장 강도와 같은 물리적 특성이 우수한 절연층을 얹어 비정상 상태에서 양극과 음극의 접촉 가능성을 감소시켜 전지의 안전성을 제고하는 공압출 분리막을 채택한 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an insulating layer having excellent physical properties such as tensile strength on one side of a pore layer, To thereby improve the safety of the battery. The present invention also provides a battery using the coextrusion separation membrane.

상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 공압출 분리막을 채택한 전지는, 상기 전지의 양극과 음극을 분리해주는 분리막에 있어서, 상기 분리막이, 공극을 갖는 기공층 및 상기 기공층의 폭 한쪽 방향에 접합하고 공극을 갖지 않는 절연층을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a separator for separating a positive electrode and a negative electrode of a battery, the separator comprising a separator, And an insulating layer which is bonded to one side of the pore layer and the width of the pore layer and has no gap.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 공압출 분리막을 채택한 전지에서 상기 기공층은 상기 절연층 대비 통기도가 높은 것을 특징으로 한다.Also, in the battery employing the coextrusion separation membrane according to an embodiment of the present invention, the pore layer has a high air permeability compared to the insulation layer.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 공압출 분리막을 채택한 전지에서 상기 절연층은 상기 기공층 대비 인장강도와 용융온도가 높은 것을 특징으로 한다.Also, in the battery employing the coextrusion membrane according to an embodiment of the present invention, the insulating layer has a high tensile strength and a high melting temperature compared to the pore layer.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 공압출 분리막을 채택한 전지에서 상기 기공층은 폴리에틸렌을 사용하는 것을 특징으로 한다.Also, in the battery employing the coextrusion membrane according to an embodiment of the present invention, the porous layer may be formed of polyethylene.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 공압출 분리막을 채택한 전지에서 상기 절연층은 폴리에스터, 폴리이미드를 사용하는 것을 특징으로 한다.Also, in the battery employing the coextrusion separation membrane according to an embodiment of the present invention, the insulating layer may be formed of polyester or polyimide.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 공압출 분리막을 채택한 전지에서 상기 분리막을 포함하는 전극조립체인 것을 더 특징으로 한다.Further, the present invention is further characterized in that the electrode assembly includes the separator in a cell employing the coextrusion separator according to an embodiment of the present invention.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 공압출 분리막을 채택한 전지에서 상기 전극조립체를 포함하는 이차전지인 것을 더 특징으로 한다.
Further, the present invention is a secondary battery including the electrode assembly in a battery employing a coextrusion separation membrane according to an embodiment of the present invention.

전지의 안전성 취약부위에 폴리프로필렌 테이프를 부착하여 비정상 상태에서도 양극무지부와 음극코팅부의 접촉을 방지하던 종래기술에 따르면 테이핑 부위의 두께가 증가하고 테이프 부착공정이 추가되는 문제점이 있다.According to the prior art in which polypropylene tape is attached to a vulnerable portion of the battery to prevent contact between the uncoated portion and the negative electrode coated portion even in an abnormal state, there is a problem that the thickness of the tapping portion increases and a tape attaching process is added.

본 발명의 일실시예에 따른 공압출 분리막에 따르면, 두께증가 및 공정의 추가없이도 테이프를 부착하는 것 이상 수준의 안전성을 확보할 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.
According to the coextrusion separation membrane according to one embodiment of the present invention, it is possible to obtain an effect of securing a level of safety equal to or higher than that of attaching the tape without increasing the thickness and adding the process.

도 1은 종래기술에 따른 전지의 안전성 취약부위를 도시한 도면이다.
도 2는 종래기술에 따른 전지의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전지의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
1 is a view showing a safety vulnerable part of a battery according to the prior art.
2 is a view schematically showing a configuration of a battery according to the prior art.
3 is a view schematically showing a configuration of a battery according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 공압출 분리막을 채택한 전지를 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a battery incorporating the coextrusion membrane of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following drawings are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the following drawings, but may be embodied in other forms. Also, throughout the specification, like reference numerals designate like elements.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
Hereinafter, the technical and scientific terms used herein will be understood by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily blurred are omitted.

도 1은 종래기술에 따른 전지의 안전성 취약부위를 도시한 도면이다.1 is a view showing a safety vulnerable part of a battery according to the prior art.

도 1에 도시된 바와 같이 종래기술에 따르면 여러가지 기술적 요인에 의해 양극무지부와 음극코팅부의 접촉이 일어날 수 있는 취약부위가 생기게 된다.
As shown in FIG. 1, according to the conventional art, various technical factors cause a weak region where contact between the anode uncoated portion and the anode coated portion may occur.

도 2는 종래기술에 따른 전지의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.2 is a view schematically showing a configuration of a battery according to the prior art.

도 1에 표시된 전지의 안전성 취약부위에 폴리프로필렌 테이프를 부착하여 비정상 상태에서도 양극무지부와 음극코팅부의 접촉을 방지하던 종래기술에 따르면 테이핑 부위의 두께가 증가하고 테이프 부착공정이 추가되는 문제점이 있다.
According to the prior art in which a polypropylene tape is attached to a vulnerable region of the battery shown in FIG. 1 to prevent contact between the uncoated portion and the negative electrode coating portion in an abnormal state, the thickness of the tapping portion increases and a tape attaching process is added .

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전지의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a view schematically showing a configuration of a battery according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이 공압출 분리막을 채택한 전지는 양극(100), 음극(300), 및 분리막(500)을 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 3, the battery employing the coextrusion separation membrane may include an anode 100, a cathode 300, and a separator 500.

전지는 양극(100)과 음극(300) 사이에 분리막(500)을 만들고 전해질을 넣어서 완성시킨다. 여기서, 분리막(500)은 전지의 음극(300)과 양극(100)을 분리해주는 소재로 전지의 성능을 결정하는 핵심요소이다.The cell is formed by forming a separator 500 between the anode 100 and the cathode 300 and filling it with an electrolyte. Here, the separator 500 is a material for separating the cathode 300 and the anode 100 of the battery, and is a key element for determining the performance of the battery.

분리막(500)은 양극(100)과 음극(300) 사이에서 이온을 전달하는 역할을 하며 대전류가 흐를 때 기공을 막아 전지회로를 차단하는 안전장치 기능도 수행한다.The separator 500 serves to transfer ions between the anode 100 and the cathode 300 and also functions as a safety device for blocking the battery circuit by blocking pores when a large current flows.

분리막(500)은 작동온도에서 높은 이온투과도 및 낮은 전기저항, 양극(100)과 음극(300)에 대한 전기적인 절연체, 전해질 용액에 대한 화학적 안정성, 고용량화를 위해 고밀도 충전이 가능하기 위한 얇은 막 두께와 같은 다양한 요구조건을 만족해야 한다.The separator 500 has a high ion permeability and low electrical resistance at operating temperature, an electrical insulator for the positive electrode 100 and the negative electrode 300, a chemical stability for the electrolyte solution, a thin film thickness for high- And so on.

위의 조건들을 잘 충족하는 폴리에틸렌. 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 다공막들이 분리막으로 사용되고 있다. 폴리올리핀계 물질들은 높은 이온전도도를 가지고 있으며 단락 등에 의한 비정상적인 전지 내부온도 상승시 다공성 기공들이 막혀 전류가 흐르지 못하게 하는 절연막으로 기능을 수행할 수 있다.Polyethylene satisfying the above conditions well. Polyolefin-based porous membranes such as polypropylene are used as separators. The polyol-based materials have high ionic conductivity and function as an insulating film which prevents porous pores from clogging when the temperature inside the battery abnormally increases due to a short circuit or the like.

보다 상세하게는 분리막(500)은 도 3에 도시된 바와 같이 기공층(510)과 절연층(530)으로 구성될 수 있다. 분리막(500)은 이종접합으로 얻어지는데 이는 물성이 상이한 두 개의 얇은 층으로서 고강도와 고통기도를 모두 가질 수 있다.More specifically, the separation layer 500 may include a pore layer 510 and an insulation layer 530 as shown in FIG. The separator 500 is obtained by a heterojunction, which can have both high strength and painful airflow as two thin layers with different physical properties.

기공층(510)은 그 용어 자체에서도 알 수 있듯이 공극을 갖는다. 기공층(510)은 절연층(530) 대비 통기도가 높다. 예를 들어, 기공층(510)은 폴리에틸렌을 사용할 수 있다. 상술한 바와 같이 기공층(510)은 기존 분리막의 특성을 갖는다. 기공층(510)은 고통기도가 요구되는 부위에 사용할 수 있다.The pore layer 510 has pores as can be seen from the term itself. The porosity of the pore layer 510 is higher than that of the insulating layer 530. For example, the pore layer 510 may use polyethylene. As described above, the pore layer 510 has the characteristics of a conventional separation membrane. The pore layer 510 may be used at sites where a painful airway is required.

절연층(530)은 도 3에 도시된 바와 같이 기공층(510) 한쪽에 접합된다. 즉, 절연층(530)은 기공층(510)의 좌측 또는 우측에 접합될 수 있다. 도 3은 절연층(530)이 기공층(510)의 좌측에 접합되는 경우를 도시한다.The insulating layer 530 is bonded to one side of the pore layer 510 as shown in FIG. That is, the insulating layer 530 may be bonded to the left or right of the pore layer 510. FIG. 3 shows a case where the insulating layer 530 is bonded to the left side of the pore layer 510.

절연층(530)은 상술한 바와 같이 기공층(510)의 폭 한쪽 방향에 접합하고 공극을 갖지 않는다. 절연층(530)은 기공층(510) 대비 인장강도와 용융온도가 높다. 절연층(530)은 폴리에스터, 폴리이미드를 사용할 수 있다.The insulating layer 530 is bonded to one side of the width of the pore layer 510 as described above and has no gap. The insulating layer 530 has a high tensile strength and a high melting temperature compared with the pore layer 510. The insulating layer 530 may be made of polyester or polyimide.

이와 같이, 본 발명의 분리막(500)을 포함한 전지에 따르면, 두께증가 및 공정의 추가없이도 테이프를 부착하는 것 이상 수준의 안전성을 확보할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
As described above, according to the battery including the separation membrane 500 of the present invention, it is expected that the safety can be secured at a level higher than that of attaching the tape without increasing the thickness and adding the process.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.Although the present invention has been described with reference to specific embodiments and specific embodiments thereof, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

100: 양극
300: 음극
500: 분리막
510: 기공층
530: 절연층
100: anode
300: cathode
500: membrane
510: pore layer
530: Insulating layer

Claims (7)

전지의 양극과 음극을 분리해주는 분리막에 있어서,
상기 분리막은
물성이 상이한 기공층과 절연층의 이종접합 형태로서,,
공극을 갖는 기공층; 및
두께가 상기 기공층의 두께보다 작거나 같으며, 상기 기공층의 폭 한쪽 방향에 접합하고 공극을 갖지 않는 절연층;
을 포함하여 구성되며,
상기 절연층은 상기 기공층 대비 인장강도와 융용온도가 높은 것을 특징으로 하는 분리막.
A separator for separating a positive electrode and a negative electrode of a battery,
The separation membrane
As a heterogeneous form of a pore layer and an insulating layer having different physical properties,
A pore layer having voids; And
An insulating layer having a thickness smaller than or equal to the thickness of the pore layer and bonded to one side of the width of the pore layer and having no gap;
And,
Wherein the insulating layer has a higher tensile strength and a higher melting temperature than the pore layer.
제1항에 있어서,
상기 기공층은
상기 절연층 대비 통기도가 높은 것을 특징으로 하는 분리막.
The method according to claim 1,
The pore layer
Wherein the insulating layer has a higher air permeability than the insulating layer.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 기공층은
폴리에틸렌을 사용하는 것을 특징으로 하는 분리막.
The method according to claim 1,
The pore layer
Characterized in that polyethylene is used.
제1항에 있어서,
상기 절연층은
폴리에스터, 폴리이미드를 사용하는 것을 특징으로 하는 분리막.
The method according to claim 1,
The insulating layer
Polyester, and polyimide.
제1항 내지 제5항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서,
상기 분리막을 포함하는 전극조립체.
The method according to any one of claims 1 to 5,
And a separator disposed between the first electrode and the second electrode.
제6항에 있어서,
상기 전극조립체를 포함하는 이차전지.
The method according to claim 6,
And the electrode assembly.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000285896A (en) * 1999-03-31 2000-10-13 Toyota Motor Corp Electrode structure for battery and capacitor and manufacture thereof
JP2008262791A (en) * 2007-04-11 2008-10-30 Nissan Motor Co Ltd Lithium-ion secondary battery

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US58228A (en) 1866-09-25 Improvement in churns
US18865A (en) 1857-12-15 Improvement in bracing springs of vehicles

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000285896A (en) * 1999-03-31 2000-10-13 Toyota Motor Corp Electrode structure for battery and capacitor and manufacture thereof
JP2008262791A (en) * 2007-04-11 2008-10-30 Nissan Motor Co Ltd Lithium-ion secondary battery

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