KR101887603B1 - Method of manufacturing patterned composite membrane - Google Patents

Method of manufacturing patterned composite membrane Download PDF

Info

Publication number
KR101887603B1
KR101887603B1 KR1020170034495A KR20170034495A KR101887603B1 KR 101887603 B1 KR101887603 B1 KR 101887603B1 KR 1020170034495 A KR1020170034495 A KR 1020170034495A KR 20170034495 A KR20170034495 A KR 20170034495A KR 101887603 B1 KR101887603 B1 KR 101887603B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pattern layer
layer
polymer
polymer pattern
inorganic
Prior art date
Application number
KR1020170034495A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
설완호
유명현
최준영
전현규
이승민
Original Assignee
주식회사 케이엠지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이엠지 filed Critical 주식회사 케이엠지
Priority to KR1020170034495A priority Critical patent/KR101887603B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101887603B1 publication Critical patent/KR101887603B1/en

Links

Images

Classifications

    • H01M2/145
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • H01M2/1646
    • H01M2/1686
    • H01M2/18
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431Inorganic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • Y02E60/12

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing a separation film of an electrochemical element. More specifically, the present invention relates to a manufacturing method of a patterned composite separation film, which enables a continuous process by applying a polymer pattern printing technique. The manufacturing method comprises a step (a) of forming a polymer pattern layer on one surface or both surfaces of a porous substrate; a step (b) of forming an inorganic layer on the porous substrate in which the polymer pattern layer is formed; and a step (c) of removing the polymer pattern layer, and forming an inorganic pattern layer on a part in which the removed polymer pattern layer is not formed.

Description

패턴화된 복합 분리막의 제조방법{Method of manufacturing patterned composite membrane}[0001] The present invention relates to a method of manufacturing a patterned composite membrane,

본 발명은 전기화학소자의 분리막 제조방법에 관한 발명으로, 프린팅 기술 적용하여 연속공정이 가능한 패턴화된 복합 분리막의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing a separator for an electrochemical device, and more particularly, to a process for producing a patterned composite separator capable of continuous processing by applying printing technology.

전기화학소자용 분리막은 양극과 음극의 접촉을 차단하고, 이온의 이동경로가 되는 역할을 하여 안정성과 전지성능에 중요한 재료이다. The separation membrane for electrochemical devices is an important material for stability and cell performance by blocking the contact between the anode and the cathode and acting as a path for ion movement.

통상적으로 리튬이차전지용 분리막으로는 폴리올레핀계 분리막이 사용되고 있으며, 폴리올레핀계 분리막은 열 안정성이 높지 않아, 최근 관심이 집중 되고 있는 전기자동차와 에너지 저장장치와 같은 중대형 이차전지로 적용하는데 한계가 있다.Polyolefin-based separators are generally used as separators for lithium secondary batteries, and polyolefin separators are not highly thermally stable. Thus, there are limitations in application to middle-sized and large-sized secondary batteries such as electric vehicles and energy storage devices, which have recently been attracting attention.

따라서 세라믹 코팅, 내열성 고분자 코팅, 가교 고분자 코팅을 통해 내열성을 향상시킨 분리막이 크게 각광 받고 있다.Accordingly, a separator having improved heat resistance through a ceramic coating, a heat-resistant polymer coating, and a crosslinked polymer coating has been widely recognized.

그러나, 상기와 같이 코팅을 하는 경우 분리막 표면의 기공이 막혀 통기특성이 저하되는 문제가 발생하게 된다. 이에 따라 스퍼터링 증착 방식으로 코팅하여 분리막 원단의 두께 변화 없이, 나노미터 수준의 두께로 코팅하는 방법이 제안되었지만, 분리막 원단 자체의 기공구조의 유지를 기대하기는 어렵다. 이를 해결하기 위한 방법으로 패턴을 가지는 마스크를 제작하여 필요 코팅 부분만을 증착하여 분리막 원단의 기공구조를 유지하려는 방법(한국 등록특허 제 10-1536560)이 제안되었으나, 첫째로 마이크로 수준의 다양한 패턴을 가지는 마스크를 제작하기에 어려움이 있고, 두 번째로는 새로운 패턴을 적용 시, 매번 대면적의 마스크를 교체해야 한다는 번거로움이 있어 연속공정에 적용하기에는 어려움이 있다.However, when the coating is performed as described above, the pores on the surface of the separation membrane become clogged, which causes a problem that the air permeability is lowered. Accordingly, a coating method using a sputtering deposition method to coat a nanometer-scale thickness without changing the thickness of the separation membrane fabric has been proposed, but it is difficult to expect the pore structure of the separation membrane fabric itself to be maintained. As a method for solving this problem, a method of forming a mask having a pattern and depositing only a necessary coating portion to maintain the pore structure of the separator membrane (Korean Patent No. 10-1536560) has been proposed. However, It is difficult to manufacture a mask, and secondly, when a new pattern is applied, it is troublesome to replace a large-sized mask every time, so that it is difficult to apply to a continuous process.

한국 등록특허 제 10-1536560호(2015.07.15)Korean Patent No. 10-1536560 (July 15, 2015)

상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 분리막의 표면에 고분자를 포함하는 용액을 프린팅함으로써, 마이크로미터 수준까지의 다양한 모양의 정교한 패턴을 형성함과 동시에, 무기물을 증착하고, 고분자를 세척하여 제거함으로써 패턴의 형성이 용이하고 연속적인 제조가 가능한 전기화학소자용 분리막을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.In order to solve the above problems, the present invention forms an elaborate pattern of various shapes up to a micrometer level by printing a solution containing a polymer on the surface of a separation membrane, depositing an inorganic material, washing and removing the polymer And to provide a method for producing a separator for an electrochemical device capable of forming a pattern easily and continuously.

또한 본 발명은 패턴화된 무기물층을 형성함에 있어서 기존 방법에 비하여 제조공정이 단순하고, 생산 수율을 향상시킬 수 있는 복합 분리막의 제조방법을 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a method for producing a composite membrane that can simplify the manufacturing process and improve the production yield in forming a patterned inorganic layer.

또한 본 발명은 다공성 기재 자체의 기공 구조를 변형하지 않고 통기특성을 최대한 발휘할 수 있는 복합 분리막의 제조방법을 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a method for producing a composite membrane capable of exhibiting maximum air permeability without modifying the pore structure of the porous substrate itself.

또한 본 발명은 전지 제조 시 분리막과 전극 간의 접착력이 향상되는 복합 분리막의 제조방법을 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a method for producing a composite separator having improved adhesion between a separator and an electrode during the manufacture of a battery.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 패턴화된 복합 분리막의 제조방법은In order to accomplish the above object, the present invention provides a method of producing a patterned composite membrane,

a)다공성 기재의 일면 또는 양면에 고분자 패턴층을 형성하는 단계;a) forming a polymer pattern layer on one side or both sides of the porous substrate;

b)상기 고분자 패턴층이 형성된 다공성 기재 상에 무기물층을 형성하는 단계; 및b) forming an inorganic layer on the porous substrate on which the polymer pattern layer is formed; And

c)상기 고분자 패턴층을 제거하여 무기물층에 패턴을 형성하는 단계;c) removing the polymer pattern layer to form a pattern on the inorganic layer;

를 포함한다..

본 발명은 패턴이 형성된 무기물 코팅층을 가지는 분리막의 제조 방법에 대한 것으로, 프린팅 연속 공정을 적용하여 손쉽게 분리막의 표면에 정교한 패턴을 형성시키는 기술을 제공할 수 있다.The present invention relates to a method of manufacturing a separation membrane having an inorganic coating layer on which a pattern is formed, and can provide a technique of easily forming a fine pattern on the surface of a separation membrane by applying a printing continuous process.

본 발명의 복합 분리막 제조방법은 다공성 기재 자체의 기공 구조를 변형하지 않음으로써 통기 특성이 향상될 수 있다.In the method for producing a composite membrane according to the present invention, the pore structure of the porous substrate itself is not deformed, and the ventilation characteristics can be improved.

또한 분리막과 전극 계면의 접착성능을 향상시켜 충방전 시 이차전지 셀의 물리적 변형이 없는 고 내열성 세라믹 코팅 분리막 및 전극을 사용한 이차 전지의 제조방법을 제공할 수 있다.Also, it is possible to provide a method of manufacturing a secondary battery using a high-heat-resistant ceramic coating separator and an electrode without physical deformation of the secondary battery cell during charging and discharging by improving the adhesion performance between the separator and the electrode interface.

도 1은 본 발명의 패턴화된 복합 분리막의 연속 공정을 나타낸 일 양태이다.
도 2는 본 발명의 연속 공정에 의해 형성된 패턴화된 복합 분리막의 패턴 형성과정을 도시한 일 양태이다.
도 3은 도트형 고분자 패턴이 형성된 분리막의 일 양태를 나타낸 것이다.
도 4는 도트형 세라믹 패턴이 형성된 분리막의 일 양태를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막의 내열성을 테스트한 사진이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view showing a continuous process of the patterned composite separator of the present invention.
2 is a view showing a pattern formation process of a patterned composite separator formed by the continuous process of the present invention.
FIG. 3 shows an embodiment of a separation membrane having a dot-type polymer pattern formed thereon.
Fig. 4 shows an embodiment of a separation membrane in which a dot-shaped ceramic pattern is formed.
5 is a photograph showing a heat resistance test of a separation membrane according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면들을 포함한 구체예 또는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be described more fully hereinafter with reference to the accompanying drawings, It should be understood, however, that the invention is not limited thereto and that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. Unless otherwise defined, all technical and scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. The terminology used in the description of the invention is merely intended to effectively describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention.

또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다. Also, the singular forms as used in the specification and the appended claims are intended to include the plural forms as well, unless the context clearly indicates otherwise.

본 발명의 일 양태는One aspect of the present invention is

a)다공성 기재의 일면 또는 양면에 고분자 패턴층을 형성하는 단계;a) forming a polymer pattern layer on one side or both sides of the porous substrate;

b)상기 고분자 패턴층이 형성된 다공성 기재 상에 무기물층을 형성하는 단계; 및b) forming an inorganic layer on the porous substrate on which the polymer pattern layer is formed; And

c)상기 고분자 패턴층을 제거하여 무기물층에 패턴을 형성하는 단계;c) removing the polymer pattern layer to form a pattern on the inorganic layer;

를 포함하는 패턴화된 복합 분리막의 제조방법에 관한 것이다.To a process for producing a patterned composite separator.

본 발명의 일 양태에서, 상기 다공성 기재는 직포, 부직포, 필름 및 다공성막에서 선택되는 어느 하나로 이루어진 단층막 또는 둘 이상이 적층된 다층막인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the porous substrate may be a single layer film made of any one selected from woven fabric, nonwoven fabric, film and porous film, or a multilayer film formed by stacking two or more layers.

본 발명의 일 양태에서, 상기 a)단계에서, 고분자 패턴층은 바인더용액 또는 바인더에멀젼을 도포 및 건조하여 형성되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the step a), the polymer pattern layer may be formed by applying and drying a binder solution or a binder emulsion.

본 발명의 일 양태에서, 상기 바인더용액 또는 바인더에멀젼의 도포는 잉크젯 프린팅, 그라비아 프린팅, 그라비아 오프셋, 에어로졸 프린팅 및 스크린 프린팅에서 선택되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the application of the binder solution or the binder emulsion may be selected from inkjet printing, gravure printing, gravure offset, aerosol printing, and screen printing.

본 발명의 일 양태에서, 상기 b)단계에서 무기물층은 딥코팅, 스핀코팅 및 바코팅에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 방법으로 형성되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the inorganic layer in step b) may be formed by one or more methods selected from dip coating, spin coating and bar coating.

본 발명의 일 양태에서, 상기 b)단계에서 무기물층은 전자빔 증착, 스퍼터링, 열 증착, 레이저 분자빔 증착, 플라즈마 화학증착 및 펄스 레이저 증착에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 방법으로 형성되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the inorganic layer in step b) may be formed by one or more methods selected from electron beam deposition, sputtering, thermal deposition, laser molecular beam deposition, plasma chemical vapor deposition and pulsed laser deposition .

본 발명의 일 양태에서, 상기 무기물층은 스퍼터링 방법으로 형성되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the inorganic layer may be formed by a sputtering method.

본 발명의 일 양태에서, 상기 스퍼터링 방법은 불활성 가스 분위기 하에서, 20 ~ 30 ℃를 유지하면서 10-4 torr 이하의 압력 범위에서 수행하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the sputtering method may be performed under a pressure of 10 -4 torr or less while maintaining the temperature at 20 to 30 ° C in an inert gas atmosphere.

본 발명의 일 양태에서, 상기 c)단계에서 무기물층에 형성되는 패턴은 원형, 다각형, 도넛형, 띠형, 격자형 및 도트형에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 조합인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the pattern formed on the inorganic layer in the step c) may be any one or a combination of two or more selected from a circle, a polygon, a donut, a strip, a lattice, and a dot.

본 발명의 일 양태에서, 상기 c)단계에서 고분자 패턴층 제거 시 일부 또는 전부 제거되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the removal of the polymer pattern layer in the step c) may be partially or completely removed.

본 발명의 일 양태에서, 상기 a)단계에서 c)단계를 순차적으로 수행한 경우를 1사이클로 할 때, 2 사이클 이상 반복하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the step a) is sequentially carried out in one cycle, it may be repeated two or more cycles.

본 발명의 일 양태에서, 상기 제조방법은 연속제조방법인 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the manufacturing method may be a continuous manufacturing method.

이하는 본 발명의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, each configuration of the present invention will be described in more detail.

본 발명의 일 양태에서, 상기 다공성 기재는 통상적으로 전기화학소자에서 분리막으로 사용되는 것이라면 제한되지 않다. 구체적으로 예를 들면, 직포, 부직포, 필름 및 건식법 또는 습식법을 통해 기공을 형성시킨 다공성막 등인 것일 수 있다. 또한 이들이 한층 또는 둘 이상이 적층된 다층막인 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the porous substrate is not limited as long as it is conventionally used as a separator in an electrochemical device. Specifically, it may be, for example, a woven fabric, a nonwoven fabric, a film, or a porous membrane formed by a dry method or a wet method. They may be multilayer films formed by laminating one layer or two or more layers.

또한, 다공성 기재의 소재는 제한되지 않으나 구체적으로 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리펜텐, 폴리메틸펜텐, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아세탈, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에틸렌나프탈렌 및 이들의 공중합체 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 2종 이상의 혼합물로 형성된 것일 수 있다.The material of the porous substrate is not particularly limited, but specific examples thereof include polyethylene, polypropylene, polybutylene, polypentene, polymethylpentene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyacetal, polyamide, polycarbonate , Polyimide, polyethersulfone, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polyethylene naphthalene, copolymers thereof, and the like, or a mixture of two or more thereof.

또한, 그 두께는 제한되지 않으며, 통상적으로 당업계에서 사용되는 10 ~ 500 ㎛인 것일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. In addition, the thickness is not limited and may be 10-500 [mu] m, which is usually used in the art, but is not limited thereto.

또한, 기공도는 통상적으로 해당분야에서 요구되는 기공도를 만족하는 것이라면 제한되지 않으며, 구체적으로 예를 들면 기공도가 30 ~ 90%인 것일 수 있다.In addition, the porosity is not limited as long as it satisfies the porosity required in the field in general, and may be, for example, a porosity of 30 to 90%.

본 발명의 일 양태에서, 상기 고분자 패턴층을 형성하는 단계는 다공성 기재의 일면 또는 양면에 고분자가 도포된 부분과 도포되지 않은 부분이 패턴을 형성하도록 하는 것을 의미한다. 더욱 구체적으로 예를 들면 바인더용액 또는 고분자가 물 또는 유기용매에 분산된 바인더에멀젼을 도포 및 건조하여 형성되는 것일 수 있다. 상기 바인더용액은 고분자가 물, 유기용매 또는 이들의 혼합물에 용해된 것을 의미하며, 상기 바인더 에멀젼은 고분자가 물, 유기용매 또는 이들의 혼합물에 분산된 것을 의미한다.In one embodiment of the present invention, the step of forming the polymer pattern layer means that a polymer-coated portion and a non-coated portion form a pattern on one or both surfaces of the porous substrate. More specifically, for example, the binder solution or the polymer may be formed by applying and drying a binder emulsion in which water or an organic solvent is dispersed. The binder solution means that the polymer is dissolved in water, an organic solvent or a mixture thereof, and the binder emulsion means that the polymer is dispersed in water, an organic solvent, or a mixture thereof.

상기 고분자는 제한되는 것은 아니나 물, 유기용매 또는 물과 유기용매의 혼합용매 등을 이용하여 제거 가능한 것이라면 제한되지 않는다. 더욱 구체적으로 예들 들면, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌 글리콜, 카르복시메틸 셀룰로오스, 에틸렌-프로필렌-디엔 3원 공중합체, 스티렌-부타디엔 고무, 폴리불화 비닐리덴, 폴리테트라플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐아세테이트, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리에틸렌 옥사이드, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 시아노에틸플루란, 시아노에틸폴리비닐알코올, 시아노에틸 셀룰로오스, 시아노에틸 수크로오스, 플루란, 아크릴로니트릴-스타디엔-부타디엔 공중합체 및 폴리이미드 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 바인더 용액 또는 바인더 에멀젼에 사용되는 고분자의 함량은 제한되지 않으나, 전체 중량 중 고형분 함량으로 0.01 ~ 10 중량%인 것일 수 있으며, 상기 범위에서 잉크젯 방식 등에 적용이 용이하다.The polymer is not limited as long as it can be removed by using water, an organic solvent or a mixed solvent of water and an organic solvent. More specifically, examples thereof include polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, carboxymethylcellulose, ethylene-propylene-diene terpolymer, styrene-butadiene rubber, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene-hexafluoro Polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride-trichlorethylene, polymethyl methacrylate, polyacrylonitrile, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl acetate, ethylene vinyl acetate But are not limited to, copolymers such as polyethylene oxide, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethylpullulan, cyanoethylpolyvinyl alcohol, cyanoethylcellulose, cyanoethyl sucrose, fluoran, acrylonitrile- Stadiene-butadiene A copolymer, a polyimide, and the like, but is not limited thereto. The content of the polymer used in the binder solution or the binder emulsion is not limited, but may be 0.01 to 10% by weight based on the total weight of the solid content, and is easily applied to the inkjet method and the like in the above range.

상기 유기용매는 상기 고분자를 용해 또는 분산시킬 수 있는 것이라면 제한되지 않으며, 고분자와 균일하게 혼합될 수 있도록 사용되는 고분자와 용해도 지수가 유사한 것을 사용하는 것일 수 있다. 또한 후술되는 도포방법에 따라 노즐 막힘 등이 발생하지 않도록 하기 위한 관점에서 비점이 높은 용매를 사용하는 것일 수 있다. 또한 이후 단계에서 고분자 패턴에 열을 가하여 유기용매를 제거하는데 이때 유기용매가 용이하게 제거되도록 하기 위한 관점에서 비점(끓는점)이 지나치게 높지 않은 것이 바람직하나, 비점이 높은 용매를 배제하는 것은 아니다. 더욱 구체적으로 비점이 60 ~ 200 ℃ 범위인 것을 사용할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 상기 유기용매의 비제한적인 예로는 사이클로헥산, 메시틸렌, 디메틸아세트아미드, 디메틸설폰, 디메틸카보네이트, 아세톤, 테트라하이드로퓨란, 메틸렌클로라이드, 클로로포름, 디메틸포름아미드, N-메틸-2-피롤리돈, 메틸에틸케톤, 메틸 아세테이트, 시클로헥산온, 에탄올, 메탄올 및 이소프로필알콜 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다.The organic solvent is not limited as long as it can dissolve or disperse the polymer, and may be one which has a solubility index similar to that of the polymer used to uniformly mix with the polymer. In addition, a solvent having a high boiling point may be used in order to prevent clogging of nozzles according to the coating method described later. Further, in the subsequent step, heat is applied to the polymer pattern to remove the organic solvent. In this case, it is preferable that the boiling point is not excessively high in order to easily remove the organic solvent, but the solvent having a high boiling point is not excluded. And more specifically, those having a boiling point in the range of 60 to 200 占 폚, but are not limited thereto. Nonlimiting examples of the organic solvent include organic solvents such as cyclohexane, mesitylene, dimethylacetamide, dimethylsulfone, dimethyl carbonate, acetone, tetrahydrofuran, methylene chloride, chloroform, dimethylformamide, Methyl ethyl ketone, methyl acetate, cyclohexanone, ethanol, methanol, isopropyl alcohol, and the like.

본 발명의 일 양태에서, 상기 바인더용액 또는 바인더에멀젼을 도포하여 소정의 패턴을 형성하는 방법은 다공성 기재에 박막으로 패턴을 형성할 수 있는 도포방법이라면 제한되지 않는다. 구체적으로 예를 들면, 잉크젯 프린팅, 그라비아 프린팅, 그라비아 오프셋, 에어로졸 프린팅 및 스크린 프린팅 등에서 선택되는 것일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 더욱 구체적으로, 연속적인 제조가 가능하고 마이크로미터의 두께 및 패턴을 갖는 박막의 고분자 패턴층을 형성하기 위한 관점에서 잉크젯 프린팅 방법을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 잉크젯 방식이란 잉크젯 프린트의 노즐에서 잉크가 물방울로서 기재 상에 프린트되는 방식이다. 상기 잉크젯방식에는 열 구동 방식, 압전 소자 방식 등이 있지만, 재료의 열안정성 관점에서 압전 소자 방식을 사용하는 것일 수 있다. 상기 바인더용액 또는 바인더에멀젼이 잉크젯 방식으로 프린트되면, 고분자 패턴층이 형성될 수 있다. 도 3은 잉크젯 프린팅 방법을 이용하여 일정한 간격 및 크기의 도트 형태의 패턴이 프린팅된 고분자 패턴층의 일 양태를 나타낸 사진이다. 상기 잉크젯 프린팅 방법을 이용하면 다양한 패턴의 모양을 설정 값에 따라 프린터기를 이용하여 연속적으로 패턴을 형성할 수 있는 장점이 있다.In one embodiment of the present invention, the method of applying the binder solution or the binder emulsion to form a predetermined pattern is not limited as long as it is a coating method capable of forming a pattern on a porous substrate with a thin film. Specifically, it may be, for example, selected from inkjet printing, gravure printing, gravure offset, aerosol printing, and screen printing, but is not limited thereto. More specifically, the inkjet printing method can be used, but not limited, from the viewpoint of forming a polymer pattern layer of a thin film having a thickness and a pattern of a micrometer capable of continuous production. The inkjet method is a method in which ink is printed on a substrate as droplets from a nozzle of an inkjet print. The inkjet method includes a thermal driving method, a piezoelectric element method, and the like, but may be a piezoelectric element method in view of thermal stability of a material. When the binder solution or the binder emulsion is printed by an inkjet method, a polymer pattern layer can be formed. 3 is a photograph showing an embodiment of a polymer pattern layer in which a dot-shaped pattern having a predetermined interval and size is printed using an ink-jet printing method. When the inkjet printing method is used, it is advantageous that patterns of various patterns can be continuously formed using a printer according to set values.

상기 바인더용액 또는 바인더에멀젼을 다공성 기재상에 도포하는 경우, 다공성 기재의 표면 및 내부로 일부 침투될 수 있으며, 완전히 함침되지는 않는 것이 추후 고분자 패턴을 제거하기 용이하고, 다공성 기재의 원래 기공도를 유지할 수 있는 관점에서 바람직하다. 더욱 좋게는 다공성 기재의 내부에 흡수되지 않고 소정의 패턴을 이루어 표면 상에 고분자 패턴이 형성되는 것이 바람직하다.When the binder solution or the binder emulsion is coated on the porous substrate, the polymer can be partially impregnated into the surface and the interior of the porous substrate and is not completely impregnated, so that it is easy to remove the polymer pattern and the original porosity of the porous substrate It is desirable from the standpoint of sustainability. It is more preferable that the polymer pattern is formed on the surface by forming a predetermined pattern without being absorbed in the inside of the porous substrate.

또한, 상기 고분자 패턴은 후술되는 제거방법에 의해 다공성 기재로부터 제거되며, 이때 상기 제거는 일부 또는 완전히 제거되는 것을 포함하며, 일부 제거되는 경우는 다공성 기재의 표면에 남아있는 고분자에 의해 점착력을 발휘할 수 있으며, 분리막과 전극 등의 전기화학소자 간의 결착력을 향상시키는 역할을 할 수 있다. In addition, the polymer pattern may be removed from the porous substrate by a removing method described below, wherein the removal is partially or completely removed, and when the polymer pattern is partially removed, the polymer pattern remaining on the surface of the porous substrate may exhibit adhesiveness And can improve the binding force between the electrochemical device such as the separator and the electrode.

상기 바인더용액 또는 바인더에멀젼의 도포 시 패턴의 형태는 후술될 무기물 패턴을 형성하고자 하는 모양을 고려하여 형성될 수 있다. 즉, 본 발명에서는 상기 바인더용액 또는 바인더에멀젼을 이용하여 고분자 패턴을 형성하고, 무기물을 증착한 후에 상기 고분자 패턴을 제거함으로써 고분자 패턴이 형성되지 않은 부분에 무기물 패턴이 형성되도록 하는 것이므로 형성하고자 하는 무기물 패턴을 고려하여 역상으로 도포하는 것일 수 있다.The shape of the pattern upon application of the binder solution or the binder emulsion may be formed in consideration of the shape of the inorganic pattern to be described later. That is, in the present invention, the polymer pattern is formed using the binder solution or the binder emulsion, and the polymer pattern is removed after depositing the inorganic material, so that the inorganic pattern is formed on the portion where the polymer pattern is not formed. It may be applied in a reverse phase considering the pattern.

또한, 상기 도포 후 열풍 등의 열처리 방법을 통해 물 또는 유기용매를 제거하여 고분자 패턴층을 형성할 수 있다. 이때 열처리는 사용되는 고분자의 종류 및 유기용매의 종류에 따라 적절히 조절될 수 있으므로 제한되지 않는다.In addition, the polymer pattern layer can be formed by removing water or an organic solvent through a heat treatment method such as hot air after the application. At this time, the heat treatment is not limited because it can be appropriately adjusted depending on the kind of the polymer used and the kind of the organic solvent.

상기 고분자 패턴층의 두께는 제한되지 않으며, 후추 제거가 용이하도록 하기 위한 관점에서 박막인 것일 수 있다. 더욱 구체적으로 예를 들면 두께가 0.1 ~ 50 ㎛인 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.The thickness of the polymer pattern layer is not limited and may be a thin film in order to facilitate pepper removal. More specifically, it may be, for example, 0.1 to 50 탆 in thickness, but is not limited thereto.

본 발명의 일 양태에서, 상기 무기물층을 형성하는 단계는 고분자 패턴층이 형성된 다공성 기재의 일부 또는 전부에 형성되는 것일 수 있으며, 고분자 패턴층을 제거하여 무기물 패턴층을 형성하기 위한 관점에서는 전부에 형성되는 것일 수 있다. 상기 무기물층은 다공성 기재의 기계적인 물성 및 내열성을 향상시키기 위한 관점의 무기재료라면 제한되지 않고 사용될 수 있다. 예를 들면, 금속산화물, 즉, 세라믹인 것일 수 있으며, 더욱 구체적으로 예를 들면 TiO2, SiO2, SnO2, CeO2, ZrO2, CaCO3, BaCO3, Al2O3, Al(OH)3 및 Mg(OH)2 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다. 더욱 구체적으로 상기 2종 이상의 성분이 혼합되어 단층을 형성하거나 또는 어느 하나 또는 둘 이상의 성분으로 이루어진 층이 2층 이상의 다층으로 형성된 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the step of forming the inorganic layer may be formed on part or all of the porous substrate on which the polymer pattern layer is formed. In view of forming the inorganic pattern layer by removing the polymer pattern layer, May be formed. The inorganic material layer can be used without limitation as long as it is an inorganic material from the viewpoint of improving the mechanical properties and heat resistance of the porous substrate. For example, it may be a metal oxide, that is, a ceramic, and more specifically, for example, TiO 2 , SiO 2 , SnO 2 , CeO 2 , ZrO 2 , CaCO 3 , BaCO 3 , Al 2 O 3 , ) 3 and Mg (OH) 2 And the like, but is not limited thereto. More specifically, the two or more components may be mixed to form a single layer, or a layer composed of any one or two or more components may be formed in a multilayer of two or more layers.

상기 무기물층을 형성하는 방법은 전자빔 증착, 스퍼터링, 열 증착, 레이저 분자빔 증착, 플라즈마 화학증착 및 펄스 레이저 증착 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 방법으로 형성되는 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 세라믹을 포함하는 조성물을 이용하여 딥코팅, 바코팅 및 스핀코팅 등의 방식으로 무기물층을 형성하는 것도 가능하다. 더욱 좋게는 박막으로 형성하기 위한 관점에서 상기 무기물층은 스퍼터링 방법으로 형성되는 것일 수 있다. 상기 무기물층의 두께는 제한되는 것은 아니나 구체적으로 예를 들면, 1 ~ 1000nm인 것일 수 있으며, 상기 두께 범위에서 다공성 기재의 투과도를 저해하지 않을 수 있으므로 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 무기물층의 두께는 고분자 패턴층의 두께에 비하여 두께가 얇게 형성되는 것이 고분자 패턴층이 형성된 부분과 형성되지 않은 부분간에 단차가 발생하여 후술되는 고분자 패턴층의 제거가 용이하게 수행될 수 있으므로 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.The inorganic layer may be formed by one or more methods selected from electron beam deposition, sputtering, thermal deposition, laser molecular beam deposition, plasma chemical vapor deposition and pulsed laser deposition, but is not limited thereto. It is also possible to form an inorganic layer by a method such as dip coating, bar coating and spin coating using a ceramic-containing composition. More preferably, the inorganic material layer may be formed by a sputtering method from the viewpoint of forming a thin film. The thickness of the inorganic material layer is not limited, but may be, for example, 1 to 1000 nm. The thickness of the inorganic material layer is not limited so long as it does not impair the permeability of the porous material in the thickness range. In addition, the thickness of the inorganic material layer may be thinner than the thickness of the polymer pattern layer, which may cause a step between a portion where the polymer pattern layer is formed and a portion where the polymer pattern layer is not formed, Therefore, the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 양태에서, 상기 스퍼터링 방법은 아르곤 등의 불활성 가스 분위기 하에서, 20 ~ 30 ℃를 유지하면서 10-4 torr 이하의 압력 범위에서 수행하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the sputtering method may be performed at a pressure of 10 -4 torr or less while maintaining the temperature at 20 to 30 ° C in an inert gas atmosphere such as argon, but is not limited thereto.

또한 상기 무기물층은 다공성 기재의 일면 또는 양면에 형성될 수 있으며, 더욱 좋게는 고분자 패턴층 상에 형성함으로써 후술되는 고분자 패턴층 제거에 의해 패턴화된 무기물층을 형성할 수 있다.Further, the inorganic layer may be formed on one side or both sides of the porous substrate, more preferably, on the polymer pattern layer, thereby forming the patterned inorganic layer by removing the polymer pattern layer described later.

본 발명의 일 양태에서, 상기 고분자 패턴층을 제거하는 단계는 고분자를 제거할 수 있는 방법이라면 제한되지 않으나, 다공성 기재의 물성에 영향이 적으면서 용이하게 제거하기 위한 관점에서 물, 유기용매 및 이들의 혼합용매 등의 세척제를 이용하여 고분자를 용해하여 제거하는 것이 바람직할 수 있다. 또한 제거는 딥핑(dipping) 또는 스프레이 방식을 이용하여 제거되는 것일 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the step of removing the polymer pattern layer is not limited as long as it can remove the polymer, but it is preferable to remove water, an organic solvent, and the like from the viewpoint of easily removing the polymer substrate, It may be preferable to dissolve and remove the polymer using a detergent such as a mixed solvent of water and a solvent. Also, the removal may be, but is not limited to, removal using a dipping or spray method.

또한, 고분자 패턴층의 제거 시, 일부 또는 완전히 제거되는 것을 포함하며, 일부 제거되는 경우는 다공성 기재의 표면에 남아있는 고분자에 의해 점착력을 발휘할 수 있어 추후 전지 조립 시 전극 등과의 접착력을 향상시킬 수 있다. 완전히 제거되는 경우는 다공성 기재의 원래 기공도를 최대한 유지할 수 있는 관점에서 바람직하다.In addition, when the polymer pattern layer is partially removed, the polymer pattern layer may partially or completely be removed. In the case where the polymer pattern layer is partially removed, the polymer may remain on the surface of the porous substrate to exhibit adhesive strength, have. In the case where the porous substrate is completely removed, the original porosity of the porous substrate can be maintained to the maximum.

상기 고분자 패턴층이 제거되면, 고분자 패턴층이 형성되지 않은 부분에 증착된 무기물층은 소정의 패턴이 형성된다. 상기 무기물층에 형성되는 패턴은 원형, 다각형, 도넛형, 띠형, 격자형 및 도트형 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 조합인 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.When the polymer pattern layer is removed, a predetermined pattern is formed on the inorganic layer deposited on the portion where the polymer pattern layer is not formed. The pattern formed on the inorganic layer may be any one or a combination of two or more selected from a circle, a polygon, a donut, a band, a lattice, and a dot, but is not limited thereto.

본 발명의 일 양태에서, 상기 a)단계에서 c)단계를 순차적으로 수행한 경우를 1사이클로 할 때, 2 사이클 이상 반복하는 것일 수 있으며, 이때 각각의 사이클에 사용되는 고분자 및 무기물은 서로 동일 또는 상이한 것일 수 있다. 또한, 패턴의 형태 역시 서로 동일 또는 상이한 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the step a) and the step c) are sequentially carried out, one cycle may be repeated for two or more cycles. In this case, the polymer and the inorganic material used in each cycle may be the same or different. May be different. Also, the shapes of the patterns may be the same or different from each other.

본 발명의 일 양태에서, 상기 a)단계에서 c)단계는 연속적인 공정에 의해 제조되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, step a) to c) may be produced by a continuous process.

도면을 참고하여 일 양태를 설명하면 도 1에 도시된 바와 같이 프린터기(2)를 이용하여 다공성 기재(1)상에 연속적으로 고분자 패턴층(3)을 형성하고, 이어서 스퍼터링(4) 등의 방법으로 무기물 증착층(5)을 형성한 후, 세척제(7)를 이용하여 고분자 패턴층을 제거(6)함으로써 본 발명의 패턴화된 복합 분리막(9)을 제조할 수 있다. 도 1은 잉크젯 프린터기 및 스퍼터링 방법에 의해 제조하는 일 양태를 도시한 것이나, 앞서 설명된 다양한 방법으로 변경 가능함은 자명하다.1, a polymer pattern layer 3 is formed continuously on a porous base material 1 by using a printer 2, and then the polymer pattern layer 3 is formed by a method such as sputtering 4 The patterned composite separator 9 of the present invention can be manufactured by forming the inorganic vapor deposition layer 5 with the cleaning agent 7 and then removing the polymer pattern layer 6 with the cleaning agent 7. 1 shows an embodiment of manufacturing by an ink jet printer and a sputtering method, but it is apparent that the invention can be modified in various ways as described above.

도 2는 상기 연속공정에 의해 무기물 패턴이 형성되는 일 양태를 도시한 것으로 다공성 기재(1)상에 고분자 패턴층(3)을 형성하고, 그 위에 무기물 증착층(5)을 형성한 후, 고분자 패턴층을 세척에 의해 제거함으로써 고분자 패턴층과 역상의 무기물 증착층이 형성된 분리막을 연속적으로 제조할 수 있다.FIG. 2 shows an embodiment in which an inorganic pattern is formed by the continuous process. The polymer pattern layer 3 is formed on the porous substrate 1, the inorganic deposit layer 5 is formed on the polymer pattern layer 3, The separation of the polymer pattern layer and the reverse phase inorganic deposit layer can be continuously performed by removing the pattern layer by washing.

도 3은 본 발명의 일 양태에 따른 고분자 패턴층이 형성된 분리막을 나타낸 광학현미경사진이며, 도 4는 본 발명의 일 양태에 따른 무기물 패턴층이 형성된 패턴화된 복합 분리막을 나타낸 광학현미경사진이다.FIG. 3 is an optical microscope photograph showing a separation membrane having a polymer pattern layer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an optical microscope photograph showing a patterned composite separation membrane having an inorganic pattern layer according to an embodiment of the present invention.

이하 실시예 및 비교예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples and comparative examples. However, the following examples and comparative examples are merely examples for explaining the present invention in more detail, and the present invention is not limited by the following examples and comparative examples.

이하 물성은 다음과 같이 측정되었다.The following physical properties were measured as follows.

1) 통기도 (단위: sec/100㎖)1) Air permeability (unit: sec / 100 ml)

실시예 및 비교예에서 제조된 분리막을 가로 및 세로 각각 60 mm크기의 시료를 준비하고, Thwing-Albert사(제조국 : 미국)의 4110N 이용하여 공기 100㎖를 통과하는데 소요되는 시간을 측정하였다.Samples each having a size of 60 mm in width and length were prepared and the time required for passing 100 ml of air through 4110N of Thwing-Albert (USA) was measured.

2) 열수축율 (단위: %)2) Heat shrinkage (unit:%)

실시예 및 비교예에서 제조된 분리막을 가로 및 세로 각각 30mm 크기의 시룔를 준비하고, 140℃에서 각각 30분 동안 방치한 후 수축율을 측정하였다.The membranes prepared in Examples and Comparative Examples were prepared in a size of 30 mm in width and 30 mm in length, respectively. The shrinkage was measured after standing at 140 ° C for 30 minutes.

수축율은 다은 식 1에 의해 계산되었다.The shrinkage ratio was calculated by the following equation (1).

[식 1][Formula 1]

열수축율 = [(A1-A2)/A1]ⅹ100Heat shrinkage ratio = [(A1-A2) / A1] x 100

A1 : 열 수축 평가 전 분리막 면적A1: Membrane area before heat shrinkage evaluation

A2 : 열 수축 평가 후 분리막 면적A2: Membrane area after heat shrinkage evaluation

3) 표면 몰폴로지3) Surface morphology

광학 현미경을 이용하여 패턴을 관찰하였다.The pattern was observed using an optical microscope.

[실시예 1][Example 1]

소듐 카르복시메틸 셀룰로오스를 물에 용해하여 고형분 함량이 0.05 중량%인 바인더 용액을 제조하였다.Sodium carboxymethylcellulose was dissolved in water to prepare a binder solution having a solid content of 0.05% by weight.

폴리에틸렌 미다공막에 상기 바인더 용액을 잉크젯 프린터기를 이용하여 도포한 후, 60℃에서 건조하여 고분자 패턴층을 형성하였다. 이를 도 3에 나타내었다.The above-mentioned binder solution was applied to a polyethylene microporous membrane using an ink jet printer, and dried at 60 DEG C to form a polymer pattern layer. This is shown in FIG.

이후, 스퍼터 챔버에 넣고 아르곤을 주입하였다. 이때 상기 챔버는 25 ℃를 유지하였으며, 챔버 내의 압력을 2 ⅹ 10-5 Torr의 진공으로 유지하고, 플라즈마를 발생시켜 이온화한 아르곤 가스를 가속한 뒤, 7 ⅹ 10-3 Torr의 압력하에서 25 W/㎠ 출력으로 프리 스퍼터링을 한 후, Al2O3를 10분 동안 분리막 전면에 증착시켰다.Then, it was put into a sputter chamber and argon was injected. At this time, the chamber was maintained at 25 ° C., the pressure in the chamber was maintained at a vacuum of 2 × 10 -5 Torr, and a plasma was generated to accelerate the ionized argon gas. Then, under a pressure of 7 × 10 -3 Torr, / ㎠ after the pre-sputtering to the output, the Al 2 O 3 was deposited on the front membrane for 10 minutes.

세척제로 물을 이용하였으며, 물에 분리막을 담갔다 꺼내어 고분자 패턴층을 제거한 후 60℃ 오븐에서 열풍 건조하여 무기물층에 패턴이 형성된 분리막을 제조하였다. 도 4는 무기물층의 패턴이 형성됨을 보이는 광학현미경 사진이다. Water was used as a cleaning agent. The polymer membrane was removed by dipping the separator in water, followed by hot air drying in an oven at 60 ° C to prepare a separator having a pattern formed on the inorganic layer. 4 is an optical microscope photograph showing that a pattern of an inorganic layer is formed.

패턴화된 복합 분리막의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 도 5의 (b)에서 보이는 바와 같이 140℃에서 30분 동안 유지한 후에도 열수축이 발생하지 않음을 확인하였다.The physical properties of the patterned composite separator were measured and are shown in Table 1 below. Also, as shown in Fig. 5 (b), it was confirmed that no heat shrinkage occurred even after holding at 140 캜 for 30 minutes.

[실시예 2][Example 2]

상기 실시예 1에서 스퍼터링을 3회 반복한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다. 그 결과 도 5의(c)에서 보이는 바와 같이 140℃에서 30분 동안 유지한 후에도 열수축이 발생하지 않음을 확인하였다.The procedure of Example 1 was repeated except that the sputtering was repeated three times in Example 1. As a result, as shown in FIG. 5 (c), it was confirmed that no heat shrinkage occurred even after holding at 140 ° C for 30 minutes.

[비교예 1][Comparative Example 1]

상기 실시예 1에 사용된 폴리에틸렌 미다공막을 이용하여 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 도 5의 (a)에서 보이는 바와 같이 140℃에서 30분 동안 유지한 후에 열수축이 발생하는 것을 확인하였다.The properties of the polyethylene microporous membrane used in Example 1 were measured and are shown in Table 1 below. Also, as shown in Fig. 5 (a), it was confirmed that heat shrinkage occurred after holding at 140 캜 for 30 minutes.

분리막 두께(㎛)Membrane Thickness (㎛) 통기도(sec/100㎖)Air permeability (sec / 100 ml) 열 수축율(%)Heat shrinkage (%) 실시예 1Example 1 2020 284.3284.3 00 실시예 2Example 2 2020 295.8295.8 00 비교예 1Comparative Example 1 2020 276276 4040

상기 표에서 보이는 바와 같이, 본 발명의 방법으로 제조된 패턴화된 복합 분리막은 패턴이 형성되지 않은 비교예 1과 비교하여 통기도에 크게 영향을 주지 않으면서 열 수출율이 크게 개선되는 것을 확인하였다. As shown in the above table, the patterned composite separator prepared by the method of the present invention has a significantly improved heat exports without significantly affecting the air permeability as compared with Comparative Example 1 in which no pattern is formed.

1: 다공성 기재
2: 프린터기
3: 고분자 패턴층
4: 스퍼터
5: 무기물 증착층
6: 고분자 패턴층 제거
7: 세척제
8: 건조기
9: 패턴화된 복합 분리막
1: Porous substrate
2: Printer
3: Polymer pattern layer
4: Sputter
5: Inorganic deposit layer
6: Polymer pattern layer removal
7: Cleaner
8: Dryer
9: Patterned composite membrane

Claims (12)

a) 다공성 기재의 일면 또는 양면에 고분자 패턴층을 형성하는 단계;
b) 상기 고분자 패턴층이 형성된 다공성 기재 상에 무기물층을 형성하는 단계; 및
c) 상기 고분자 패턴층을 제거하여, 상기 제거된 고분자 패턴층이 형성되지 않은 부분에 무기물 패턴층을 형성하는 단계;
를 포함하는 패턴화된 복합 분리막의 제조방법.
a) forming a polymer pattern layer on one side or both sides of the porous substrate;
b) forming an inorganic layer on the porous substrate on which the polymer pattern layer is formed; And
c) removing the polymer pattern layer to form an inorganic pattern layer on a portion where the removed polymer pattern layer is not formed;
≪ / RTI >
제 1항에 있어서,
상기 다공성 기재는 직포, 부직포, 필름 및 다공성막에서 선택되는 어느 하나로 이루어진 단층막 또는 둘 이상이 적층된 다층막인 패턴화된 복합 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the porous substrate is a monolayer film of any one selected from a woven fabric, a nonwoven fabric, a film, and a porous film, or a multilayer film formed by stacking two or more layers.
제 1항에 있어서,
상기 a)단계에서, 고분자 패턴층은 바인더용액 또는 바인더에멀젼을 도포 및 건조하여 형성되는 것인 패턴화된 복합 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
In the step a), the polymer pattern layer is formed by applying a binder solution or a binder emulsion and drying the patterned polymer composite layer.
제 3항에 있어서,
상기 도포는 잉크젯 프린팅, 그라비아 프린팅, 그라비아 오프셋, 에어로졸 프린팅 및 스크린 프린팅에서 선택되는 것인 패턴화된 복합 분리막의 제조방법.
The method of claim 3,
Wherein the application is selected from inkjet printing, gravure printing, gravure offset, aerosol printing, and screen printing.
제 1항에 있어서,
상기 b)단계에서 무기물층은 딥코팅, 스핀코팅 및 바코팅에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 방법으로 형성되는 것인 패턴화된 복합 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the inorganic material layer is formed by one or more methods selected from dip coating, spin coating and bar coating in the step b).
제 1항에 있어서,
상기 b)단계에서 무기물층은 전자빔 증착, 스퍼터링, 열 증착, 레이저 분자빔 증착, 플라즈마 화학증착 및 펄스 레이저 증착에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 방법으로 형성되는 것인 패턴화된 복합 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the inorganic layer in step b) is formed by one or more methods selected from electron beam deposition, sputtering, thermal deposition, laser molecular beam deposition, plasma chemical vapor deposition and pulsed laser deposition. .
제 6항에 있어서,
상기 무기물층은 스퍼터링 방법으로 형성되는 것인 패턴화된 복합 분리막의 제조방법.
The method according to claim 6,
Wherein the inorganic material layer is formed by a sputtering method.
제 7항에 있어서,
상기 스퍼터링 방법은 불활성 가스 분위기 하에서, 20 ~ 30 ℃를 유지하면서 10-4 torr 이하의 압력 범위에서 수행하는 것인 패턴화된 복합 분리막의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the sputtering method is carried out in an inert gas atmosphere at a pressure ranging from 10 < -4 > Torr while maintaining 20 to 30 deg.
제 1항에 있어서,
상기 c)단계에서 무기물 패턴층에 형성되는 패턴은 원형, 다각형, 도넛형, 띠형, 격자형 및 도트형에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 조합인 것인 패턴화된 복합 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the pattern formed on the inorganic pattern layer in step c) is one or more selected from the group consisting of a circle, a polygon, a donut, a band, a lattice, and a dot.
제 1항에 있어서,
상기 c)단계에서 고분자 패턴층 제거 시 일부 또는 전부 제거되는 것인 패턴화된 복합 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
And removing part or all of the polymer pattern layer when the polymer pattern layer is removed in the step c).
제 1항에 있어서
상기 a)단계에서 c)단계를 순차적으로 수행한 경우를 1사이클로 할 때, 2 사이클 이상 반복하는 것인 패턴화된 복합 분리막의 제조방법.
The method of claim 1, wherein
Wherein the step of repeating the steps a) to c) is repeated one cycle at least two times.
제 1항 내지 제 11항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
상기 제조방법은 연속제조방법인 패턴화된 복합 분리막의 제조방법.
12. A compound according to any one of claims 1 to 11,
Wherein the manufacturing method is a continuous manufacturing method.
KR1020170034495A 2017-03-20 2017-03-20 Method of manufacturing patterned composite membrane KR101887603B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170034495A KR101887603B1 (en) 2017-03-20 2017-03-20 Method of manufacturing patterned composite membrane

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170034495A KR101887603B1 (en) 2017-03-20 2017-03-20 Method of manufacturing patterned composite membrane

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101887603B1 true KR101887603B1 (en) 2018-08-10

Family

ID=63229511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170034495A KR101887603B1 (en) 2017-03-20 2017-03-20 Method of manufacturing patterned composite membrane

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101887603B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020226251A1 (en) * 2019-05-09 2020-11-12 삼성에스디아이 주식회사 Separator for secondary battery, manufacturing method therefor, and lithium secondary battery comprising same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150057480A (en) * 2013-11-19 2015-05-28 삼성에스디아이 주식회사 Separator, lithium battery including the same, method for preparing the separator, and method for preparing the lithium battery
KR101536560B1 (en) 2014-12-30 2015-07-15 한밭대학교 산학협력단 Patterned Ceramic Coated Separator, Method for Manufacturing Same, and Secondary battery

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150057480A (en) * 2013-11-19 2015-05-28 삼성에스디아이 주식회사 Separator, lithium battery including the same, method for preparing the separator, and method for preparing the lithium battery
KR101536560B1 (en) 2014-12-30 2015-07-15 한밭대학교 산학협력단 Patterned Ceramic Coated Separator, Method for Manufacturing Same, and Secondary battery

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020226251A1 (en) * 2019-05-09 2020-11-12 삼성에스디아이 주식회사 Separator for secondary battery, manufacturing method therefor, and lithium secondary battery comprising same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2992141C (en) Membranes, separators, batteries, and methods
CN112055899B (en) Separator for electrochemical device comprising patterned electrode adhesion layer and method of manufacturing the same
KR102366306B1 (en) A separator for an electrochemical device and a method for preparing the same
US20190131604A1 (en) Separator and electrochemical device including the same
RU2007101386A (en) NEW ORGANIC-INORGANIC COMPOSITE POROUS FILM AND ELECTROCHEMICAL DEVICE WITH ITS USE
US11495866B2 (en) Separator and electrochemical device comprising same
CA2591941A1 (en) Organic/inorganic composite microporous membrane and electrochemical device prepared thereby
FI126659B (en) Procedure for coating separator films for Li batteries and coated separator film
CN110676418B (en) Composite separator for secondary battery
CA2462303A1 (en) Fuel cell electrode manufacturing method
KR102598712B1 (en) Porous film, Separator comprising porous film, Electrochemical device comprising porous film, and Method for preparing porous film
JP2019171880A (en) Structure and manufacturing method of structure
KR101887603B1 (en) Method of manufacturing patterned composite membrane
KR20160057345A (en) Method for manufacturing separator for secondary cell, separator for secondary cell and method for manufacturing secondary cell
KR101430396B1 (en) Metal Oxide Nanotubes, Fabrication Method for preparing the same, and Gas sensor comprising the same
US20230344082A1 (en) Method for manufacturing separator for secondary battery, separator obtained therefrom and secondary battery including the same
KR101440589B1 (en) Inorganic coatings having through-thickness pores and method for preparing the same
KR20150059462A (en) A porous separator with enhanced stability for a secondary battery
JP6551641B2 (en) Structure and method of manufacturing structure
CN112086677B (en) Integrated lithium ion battery and preparation method thereof
KR20220009988A (en) Improved Coated Battery Separator
EP3553869A1 (en) Electrode assembly and electrochemical device comprising electrode assembly
KR20210098270A (en) Method of manufacturing composite separator
KR20230102008A (en) Method for manufacturing separator and separator manufactured by using the same
CA3217308A1 (en) Separator for power storage device

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant