KR102139884B1 - Polyolefin Microporous Membrane - Google Patents

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KR102139884B1
KR102139884B1 KR1020190036451A KR20190036451A KR102139884B1 KR 102139884 B1 KR102139884 B1 KR 102139884B1 KR 1020190036451 A KR1020190036451 A KR 1020190036451A KR 20190036451 A KR20190036451 A KR 20190036451A KR 102139884 B1 KR102139884 B1 KR 102139884B1
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한경은
안정호
박성무
홍진택
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Abstract

The present invention relates to a polyolefin microporous membrane. More specifically, the present invention relates to the polyolefin microporous membrane having excellent sliding properties and handling properties by controlling the pore size and a static friction coefficient and having excellent electrode adhesion after coating. According to the present invention, the polyolefin microporous membrane satisfies formula 1, wherein formula 1 is 0.059 <= μ_s x (A/P)/t <= 0.095.

Description

폴리올레핀 미세 다공막{Polyolefin Microporous Membrane}Polyolefin microporous membrane

본 발명은 폴리올레핀 미세 다공막에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기공의 크기 및 정지마찰계수를 조절함으로써 미끄럼성 및 핸들링성이 우수하고, 코팅 후 전극접착력이 우수한 폴리올레핀계 미세 다공막에 관한 것이다.The present invention relates to a polyolefin microporous membrane, and more particularly, to a polyolefin microporous membrane having excellent slipperiness and handling property and excellent electrode adhesion after coating by controlling the size and static friction coefficient of the pores.

휴대용 정보통신기기 및 전기자동차의 급속한 발달에 따라 상대적으로 높은 에너지 밀도를 가지는 리튬이온 이차전지가 전원으로 크게 주목 받고 있으며, 리튬이온 이차전지가 보다 높은 에너지 밀도를 갖도록 하여 전지 성능을 향상시키기 위한 연구개발이 지속되고 있다.With the rapid development of portable information and communication devices and electric vehicles, lithium-ion secondary batteries having a relatively high energy density are attracting much attention as power sources, and studies to improve battery performance by making lithium-ion secondary batteries have a higher energy density Development continues.

이차전지의 분리막으로 사용되는 미세 다공막을 제조하는 공정(예컨대, 권취 공정) 중에 막에 주름이 지거나 찢어지는 현상이 발생하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 일본 특허공개 평11-314333호에서는 필름 표면에 입자를 배치하여 거칠기나 마찰계수를 제어하는 것을 제안하고 있다. 그러나, 상기 방법으로도 주름 회피가 충분하게 이루어지지 못하였을 뿐 아니라, 필름이 찢어지는 문제도 충분히 개선되지 못하였다.During the process of manufacturing a microporous membrane used as a separator for a secondary battery (for example, a winding process), there is a problem that wrinkles or tears occur on the membrane. In order to solve this problem, Japanese Patent Publication No. Hei 11-314333 proposes to control the roughness or the friction coefficient by disposing particles on the film surface. However, even with the above method, not only wrinkle avoidance was not sufficiently achieved, but the problem of tearing the film was not sufficiently improved.

본 발명은 미끄럼성 및 핸들링성이 우수하고, 코팅층 형성 후 전극접착력이 우수한 폴리올레핀 미세 다공막을 제공한다.The present invention provides a polyolefin microporous membrane having excellent slipperiness and handling properties and excellent electrode adhesion after forming a coating layer.

또한 본 발명은 상기 폴리올레핀 미세 다공막을 포함하는 리튬이온 이차전지를 제공한다.In addition, the present invention provides a lithium ion secondary battery comprising the polyolefin microporous membrane.

본 발명은 하기 식 1을 만족하는 폴리올레핀 미세 다공막을 제공한다.The present invention provides a polyolefin microporous membrane that satisfies Expression 1 below.

[식 1][Equation 1]

0.050 ≤ μs × (A/P)/t ≤ 0.0950.050 ≤ μ s × (A/P)/t ≤ 0.095

상기 식에서, In the above formula,

P는 폴리올레핀 미세 다공막의 공극율(porosity, %)이고,P is the porosity (%) of the polyolefin microporous membrane,

A는 폴리올레핀 미세 다공막의 투기도(air permeability, sec/100cc)이고, A is the air permeability (sec/100cc) of the polyolefin microporous membrane,

t는 폴리올레핀 미세 다공막의 두께(um)이고, t is the thickness of the polyolefin microporous membrane (um),

μs는 폴리올레핀 미세 다공막 일면의 정지마찰계수(uS)이다.μ s is the static friction coefficient (uS) of one surface of the polyolefin microporous membrane.

본 발명에 따른 폴리올레핀 미세 다공막은 기공의 크기 및 다공막 표면의 정지마찰계수를 조절함으로써, 피브릴의 굵기 및 구조가 제어되어 제품 가공 단계에서 우수한 미끄럼성 및 핸들링성을 나타낸다. 또한 본 발명에 따른 폴리올레핀 미세 다공막에 코팅층을 형성하는 경우 우수한 코팅 접착력을 유지하여, 이를 포함하는 리튬이온 이차전지의 내구성을 향상시킬 수 있다.The polyolefin microporous membrane according to the present invention controls the thickness and structure of the fibril by controlling the size of the pores and the static friction coefficient of the surface of the porous membrane, thereby controlling the thickness and structure of the fibril, thereby exhibiting excellent slipperiness and handling in the product processing stage. In addition, when the coating layer is formed on the polyolefin microporous membrane according to the present invention, excellent coating adhesion may be maintained to improve durability of the lithium ion secondary battery including the same.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 하기 내용에 의해서만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 구성요소가 다양하게 변형되거나 또는 선택적으로 혼용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited only to the following contents, and each component may be variously modified or selectively mixed as necessary. Therefore, it should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

<폴리올레핀 미세 다공막><Polyolefin microporous membrane>

본 발명의 폴리올레핀 미세 다공막을 구성하는 폴리올레핀 수지로는 당 분야에 알려진 통상적인 폴리올레핀 수지를 제한 없이 사용할 수 있다. 일례로 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.As the polyolefin resin constituting the polyolefin microporous membrane of the present invention, conventional polyolefin resins known in the art can be used without limitation. Examples may include polyethylene resins, polypropylene resins, or mixtures thereof.

폴리에틸렌 수지의 함유량은 폴리올레핀 수지의 전체 질량에 대하여 예를 들어 50 질량% 이상, 다른 예로 60 질량% 이상일 수 있다. 폴리에틸렌 수지는 중량평균분자량(Mw)이 예를 들어 2.0×105 내지 4.0×106 범위일 수 있으며, 다른 예로 2.5×105 내지 3.5×106 범위일 수 있다. 상기 폴리에틸렌으로는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 등을 제한 없이 사용할 수 있다. 또는, 중량평균분자량(Mw) 또는 밀도가 상이한 폴리에틸렌을 2종 이상 혼용할 수도 있다. The content of the polyethylene resin may be, for example, 50% by mass or more, and 60% by mass or more, with respect to the total mass of the polyolefin resin. The polyethylene resin may have a weight average molecular weight (Mw) in the range of 2.0×10 5 to 4.0×10 6 , for example, in the range of 2.5×10 5 to 3.5×10 6 . As the polyethylene, high density polyethylene (HDPE), medium density polyethylene (MDPE) or low density polyethylene (LDPE) may be used without limitation. Alternatively, two or more polyethylenes having different weight average molecular weights (Mw) or densities may be mixed.

폴리프로필렌 수지의 함유량은 폴리올레핀 수지의 전체 질량에 대하여 예를 들어 50 질량% 이하, 다른 예로 40 질량% 이하일 수 있다. 폴리프로필렌 수지는 중량평균분자량(Mw)이 예를 들어 7.0×104 내지 3.2×106 범위일 수 있으며, 다른 예로 9.5×104 내지 3.0×106 범위일 수 있다. 상기 폴리프로필렌으로는 고밀도 폴리프로필렌(HDPP), 중밀도 폴리프로필렌(MDPP) 또는 저밀도 폴리프로필렌(LDPP) 등을 제한 없이 사용할 수 있다. 또는, 중량평균분자량(Mw) 또는 밀도가 상이한 폴리프로필렌을 2종 이상 혼용할 수도 있다.The content of the polypropylene resin may be, for example, 50% by mass or less, and 40% by mass or less, with respect to the total mass of the polyolefin resin. The polypropylene resin may have a weight average molecular weight (Mw) of, for example, 7.0×10 4 to 3.2×10 6 and another example of 9.5×10 4 to 3.0×10 6 . As the polypropylene, high density polypropylene (HDPP), medium density polypropylene (MDPP), or low density polypropylene (LDPP) may be used without limitation. Alternatively, two or more polypropylenes having different weight average molecular weights (Mw) or densities may be mixed.

전지 분리막으로서의 특성을 향상시키기 위해, 폴리올레핀 수지는 셧다운 기능을 부여하는 폴리올레핀을 더 포함할 수도 있다. 셧다운 기능을 부여하는 폴리올레핀의 예로는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)이나 폴리에틸렌 왁스 등이 있다. 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)으로는 분지상 LDPE, 선상 LDPE 및 싱글 사이트 촉매(single site catalyst)에 의해 제조된 에틸렌/α-올레핀 공중합체로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 이의 첨가량은 당 분야에 공지된 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다.In order to improve the properties as a battery separator, the polyolefin resin may further include a polyolefin that provides a shutdown function. Examples of polyolefins that provide a shutdown function include low density polyethylene (LDPE) or polyethylene wax. As the low-density polyethylene (LDPE), one or more selected from the group consisting of branched LDPE, linear LDPE, and ethylene/α-olefin copolymers prepared by a single site catalyst can be used, and the amount added is sugar It can be appropriately adjusted within a range known in the art.

필요에 따라, 당 분야에 알려진 통상적인 첨가제, 일례로 산화방지제, 기공 형성제 등을 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서 포함할 수 있다.If necessary, conventional additives known in the art, for example, antioxidants, pore formers, etc., may be included in a range that does not impair the effects of the present invention.

본 발명에 따른 폴리올레핀 미세 다공막은 하기 식 1을 만족한다.The polyolefin microporous membrane according to the present invention satisfies Expression 1 below.

[식 1][Equation 1]

0.050 ≤ μs × (A/P)/t ≤ 0.0950.050 ≤ μ s × (A/P)/t ≤ 0.095

상기 식에서, In the above formula,

P는 폴리올레핀 미세 다공막의 공극율(%)이고,P is the porosity (%) of the polyolefin microporous membrane,

A는 폴리올레핀 미세 다공막의 투기도(sec/100cc)이고, A is the air permeability (sec/100cc) of the polyolefin microporous membrane,

t는 폴리올레핀 미세 다공막의 두께(um)이고, t is the thickness of the polyolefin microporous membrane (um),

μs는 폴리올레핀 미세 다공막 일면의 정지마찰계수(uS)이다.μ s is the static friction coefficient (uS) of one surface of the polyolefin microporous membrane.

본 발명에서, μs × (A/P)/t 값은 0.050 내지 0.095, 예를 들어 0.060 내지 0.071일 수 있다. μs × (A/P)/t 값이 전술한 범위에 해당할 경우, 주름 및 쳐짐 현상이 발생하는 것을 방지하고 코팅 접착력을 향상시킬 수 있다.In the present invention, μ s × (A/P)/t value may be 0.050 to 0.095, for example, 0.060 to 0.071. When the μ s × (A/P)/t value falls within the aforementioned range, wrinkles and sagging may be prevented and coating adhesion may be improved.

본 발명에 따른 폴리올레핀 미세 다공막은 하기 식 2를 만족하는 것일 수 있다. The polyolefin microporous membrane according to the present invention may satisfy Equation 2 below.

[식 2][Equation 2]

2.0 ≤ r × μs × (A/P)/t ≤ 5.02.0 ≤ r × μ s × (A/P)/t ≤ 5.0

상기 식에서, In the above formula,

P는 폴리올레핀 미세 다공막의 공극율(%)이고,P is the porosity (%) of the polyolefin microporous membrane,

A는 폴리올레핀 미세 다공막의 투기도(sec/100cc)이고,A is the air permeability (sec/100cc) of the polyolefin microporous membrane,

t는 폴리올레핀 미세 다공막의 두께(um)이고,t is the thickness of the polyolefin microporous membrane (um),

r은 폴리올레핀 미세 다공막의 최대 기공 크기(nm)이고,r is the maximum pore size (nm) of the polyolefin microporous membrane,

μs는 폴리올레핀 미세 다공막 일면의 정지마찰계수(uS)이다.μ s is the static friction coefficient (uS) of one surface of the polyolefin microporous membrane.

본 발명에서, r × μs × (A/P)/t 값은 2.0 내지 5.0, 예를 들어 2.6 내지 4.0일 수 있다. r × μs × (A/P)/t 값이 전술한 범위에 해당할 경우, 필름 표면의 피브릴의 굵기 및 구조가 제어되어 미세 다공막의 가공 단계에서 미끄럼성 및 핸들링성이 우수해지고, 그 결과 주름 및 쳐짐 현상을 방지할 수 있다. 또한, 코팅 후 전극접착력을 향상시킬 수 있다.In the present invention, the r × μ s × (A/P)/t value may be 2.0 to 5.0, for example 2.6 to 4.0. When the value of r × μ s × (A/P)/t falls within the above-mentioned range, the thickness and structure of the fibrils on the film surface are controlled to improve the slipperiness and handling properties in the processing step of the microporous membrane, As a result, wrinkles and sagging can be prevented. In addition, it is possible to improve the electrode adhesion after coating.

본 발명에 따른 폴리올레핀 미세 다공막을 구성하는 피브릴의 지름은 0.01 내지 9.0 ㎛, 예를 들어 0.03 내지 5.0 ㎛, 또 다른 예로는 0.1 내지 2.5 ㎛일 수 있다. 본 발명의 폴리올레핀 미세 다공막의 평균 기공 크기는 20 내지 40 nm, 예를 들어 25 내지 35 nm일 수 있고, 최대 기공 크기는 35 내지 55 nm, 예를 들어 40 내지 50 nm일 수 있다. 피브릴의 지름 및 미세 다공막의 기공 크기가 전술한 범위를 벗어나는 경우, 미끄럼성 및 핸들링성이 충분하지 못하여 주름 및 쳐짐 현상이 발생할 수 있다.The diameter of the fibrils constituting the polyolefin microporous membrane according to the present invention may be 0.01 to 9.0 μm, for example, 0.03 to 5.0 μm, and another example may be 0.1 to 2.5 μm. The average pore size of the polyolefin microporous membrane of the present invention may be 20 to 40 nm, for example 25 to 35 nm, and the maximum pore size may be 35 to 55 nm, for example 40 to 50 nm. When the diameter of the fibril and the pore size of the microporous membrane are out of the above-described range, wrinkles and sagging may occur due to insufficient sliding and handling properties.

본 발명에 따른 폴리올레핀 미세 다공막의 코팅 접착력은 60 gf/25mm 이상, 예를 들어 80 내지 180 gf/25mm일 수 있다.The coating adhesion of the polyolefin microporous membrane according to the present invention may be 60 gf/25 mm or more, for example, 80 to 180 gf/25 mm.

본 발명에 따른 폴리올레핀 미세 다공막은 상기 미세 다공막이 여러 층 적층된 다층 구조일 수 있다. The polyolefin microporous membrane according to the present invention may have a multi-layer structure in which the microporous membrane is stacked in multiple layers.

본 발명에 따른 폴리올레핀 미세 다공막은 일면 또는 양면에 코팅층이 형성될 수 있다. 상기 코팅층은 무기 입자 또는 가교 고분자 입자를 포함할 수 있다.In the polyolefin microporous membrane according to the present invention, a coating layer may be formed on one side or both sides. The coating layer may include inorganic particles or crosslinked polymer particles.

사용 가능한 무기 입자의 비제한적인 예로는, 알루미나(Alumina), 알루미늄 하이드록사이드(Aluminum Hydroxide), 바륨 티타늄 옥사이드(Barium Titanium Oxide), 마그네슘 옥사이드(Magnesium Oxide), 마그네슘 하이드록사이드(Magnesium Hydroxide), 클레이(Clay), 티타늄 옥사이드(Titanium Oxide), 글라스 파우더(Glass powder), 베마이트(Boehmite) 또는 이들의 2종 이상의 혼합물 등이 있다. Non-limiting examples of usable inorganic particles include alumina, aluminum hydroxide, barium titanium oxide, magnesium oxide, magnesium hydroxide, and the like. Clay, titanium oxide, glass powder, boehmite, or mixtures of two or more thereof.

상기 무기 입자의 크기는 제한이 없으나, 균일한 두께의 필름 형성 및 적절한 공극률을 위하여 0.001 내지 10 ㎛ 범위일 수 있다.The size of the inorganic particles is not limited, but may be in the range of 0.001 to 10 μm for uniform film formation and proper porosity.

상기 무기 입자의 함량은 당해 코팅층의 전체 중량을 기준으로 예를 들어 50 내지 90 중량% 범위일 수 있으며, 다른 예로는 60 내지 85 중량% 범위일 수 있다. 무기 입자의 함량이 전술한 범위에 해당될 경우, 무기 입자 사용에 따른 내열성 효과를 도모할 수 있다.The content of the inorganic particles may be, for example, 50 to 90% by weight based on the total weight of the coating layer, and another example may be 60 to 85% by weight. When the content of the inorganic particles falls within the above-described range, a heat resistance effect due to the use of the inorganic particles can be achieved.

사용 가능한 가교 고분자 입자의 비제한적인 예로는, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-메타크릴산 공중합체, 부타디엔-아크릴산 공중합체, 부타디엔-메타크릴산 공중합체, 폴리비닐설포네이트, 클로로술폰화 폴리에틸렌, 과불화술폰화 이오노모(ionomer), 술폰화된 폴리스티렌, 스티렌-아크릴산 공중합체, 술폰화된 부틸 고무, 폴리비닐리덴 플로라이드(PVdF), 폴리비닐리덴 플로라이드-헥사플루오로프로필렌(PVdF-HFP), 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐리덴 플로라이드-트리클로로에틸렌, 폴리비닐리덴 플로라이드-클로로트리플로로에틸렌(PVdF-TFE), 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐아세테이트, 에틸렌-코-비닐아세테이트 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 시아노에틸풀루란, 시아노에틸폴리비닐알콜, 시아노에틸셀룰로오스, 시아노에틸수크로오스, 풀루란, 카르복실메틸셀룰로오스, 아크릴로니트릴스티렌부타디엔 공중합체, 폴리이미드 또는 이들의 2종 이상의 혼합물 등이 있다.Non-limiting examples of crosslinked polymer particles that can be used include polyacrylic acid, polymethacrylic acid, ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene-methacrylic acid copolymer, butadiene-acrylic acid copolymer, butadiene-methacrylic acid copolymer, polyvinyl Sulfonate, chlorosulfonated polyethylene, perfluorinated sulfonated ionomer, sulfonated polystyrene, styrene-acrylic acid copolymer, sulfonated butyl rubber, polyvinylidene fluoride (PVdF), polyvinylidene fluoride-hexa Fluoropropylene (PVdF-HFP), polyvinylpyrrolidone, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride-trichloroethylene, polyvinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene (PVdF-TFE), polymethyl meta Acrylate, polyvinyl acetate, ethylene-co-vinyl acetate copolymer, polyethylene oxide, cellulose acetate, cellulose acetate butylate, cellulose acetate propionate, cyanoethyl pullulan, cyanoethyl polyvinyl alcohol, cyanoethyl cellulose , Cyanoethyl sucrose, pullulan, carboxymethyl cellulose, acrylonitrile styrene-butadiene copolymer, polyimide, or mixtures of two or more thereof.

본 발명에 따른 폴리올레핀 미세 다공막의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니며, 1 내지 30 ㎛, 예를 들어 3 내지 25 ㎛, 다른 예로는 4 내지 20 ㎛일 수 있다.The thickness of the polyolefin microporous membrane according to the present invention is not particularly limited, and may be 1 to 30 μm, for example, 3 to 25 μm, and another example, 4 to 20 μm.

본 발명의 폴리올레핀 미세 다공막을 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 (1) 폴리올레핀과 가소제를 용융혼련하여 폴리올레핀 용액을 조제하는 단계, (2) 상기 폴리올레핀 용액을 압출한 후 냉각시켜 시트 형상물을 형성하는 단계, (3) 상기 시트 형상물을 연신하여 필름을 형성하는 제1 연신 단계, (4) 상기 필름으로부터 가소제를 제거하는 단계, (5) 상기 가소제가 제거된 필름을 건조하는 단계, (6) 상기 건조된 필름을 재연신하는 제2 연신 단계, (7) 열처리 단계 및 (8) 슬리팅 단계를 포함할 수 있다.The method for manufacturing the polyolefin microporous membrane of the present invention is not particularly limited, for example, (1) preparing a polyolefin solution by melt-kneading a polyolefin and a plasticizer, and (2) extruding the polyolefin solution and cooling it to form a sheet. Forming, (3) a first stretching step of stretching the sheet-like material to form a film, (4) removing a plasticizer from the film, (5) drying the film from which the plasticizer is removed, ( 6) A second stretching step for re-stretching the dried film, (7) heat treatment, and (8) slitting.

이하 각 제조공정 별로 상세히 설명한다.Hereinafter, each manufacturing process will be described in detail.

(1) 폴리올레핀 용액의 조제 공정(1) Process for preparing polyolefin solution

폴리올레핀 수지 및 가소제를 용융혼련하여 폴리올레핀 용액을 조제한다. 폴리올레핀계 수지 및 가소제를 포함하는 조성물을 용융혼련하는 것은 당 분야에 알려진 통상적인 방법을 제한없이 사용할 수 있다. 일례로, 100 내지 250 ℃의 온도에서 폴리올레핀계 수지와 가소제를 용융혼련하고, 이축 압출기를 이용하는 방법을 사용할 수 있다.The polyolefin resin and the plasticizer are melt-kneaded to prepare a polyolefin solution. Melting and kneading a composition comprising a polyolefin-based resin and a plasticizer may be performed without limitation using conventional methods known in the art. As an example, a method of melt kneading a polyolefin-based resin and a plasticizer at a temperature of 100 to 250° C. and using a twin-screw extruder can be used.

폴리올레핀계 수지의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 폴리올레핀계 수지 및 가소제를 포함하는 조성물 총 중량에 대하여 20 내지 50 중량%로 포함될 수 있으며, 다른 예로 20 내지 40 중량%로 포함될 수 있다.The content of the polyolefin-based resin is not particularly limited, and for example, may be included in an amount of 20 to 50% by weight relative to the total weight of the composition containing the polyolefin-based resin and a plasticizer, and may be included in another example 20 to 40% by weight.

본 발명에서, 가소제로는 당 분야에 알려진 통상적인 성분을 제한 없이 사용할 수 있으며, 일례로 압출 온도에서 상기 폴리올레핀계 수지와 단일상을 이루는 임의의 유기 화합물일 수 있다.In the present invention, as the plasticizer, conventional components known in the art may be used without limitation, and for example, may be any organic compound that forms a single phase with the polyolefin-based resin at an extrusion temperature.

사용 가능한 가소제의 비제한적인 예로는 노난(nonan), 데칸(decane), 데칼린(decalin), 액체 파라핀(Liquid paraffin, LP) 등의 유동 파라핀(또는 파라핀 오일), 파라핀 왁스 등의 지방족 또는 사이클릭 탄화수소; 디부틸 프탈레이트(dibutyl phthalate), 디옥틸 프탈레이트(dioctyl phthalate) 등의 프탈산에스테르; 팔미트산(palmitic acid), 스테아린산(stearic acid), 올레산(oleic acid), 리놀레산(linoleic acid), 리놀렌산(linolenic acid) 등의 탄소수 10 내지 20 개의 지방산류; 팔미트산 알코올, 스테아린산 알코올, 올레산 알코올 등의 탄소수 10 내지 20 개의 지방산 알코올류, 또는 이들의 2종 이상의 혼합물 등이 있다. 일례로, 상기 가소제 중 유동 파라핀은 인체에 무해하며 끓는점이 높고 휘발성 성분이 적어 습식법에서 가소제로 사용되기에 적절하다.Non-limiting examples of plasticizers that can be used include non-, non-, decane, decalin, liquid paraffin (Liquid paraffin, LP), such as liquid paraffin (or paraffin oil), aliphatic or cyclic, such as paraffin wax hydrocarbon; Phthalic acid esters such as dibutyl phthalate and dioctyl phthalate; Fatty acids having 10 to 20 carbon atoms such as palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, and linolenic acid; And fatty acid alcohols having 10 to 20 carbon atoms, such as palmitic acid alcohol, stearic acid alcohol, and oleic acid alcohol, or mixtures of two or more thereof. As an example, among the plasticizers, liquid paraffin is harmless to the human body and has a high boiling point and low volatile components, and is suitable for use as a plasticizer in a wet method.

상기 가소제의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 당해 폴리올레핀계 수지 및 가소제를 포함하는 조성물 총 중량에 대하여 예를 들어 50 내지 90 중량%로 포함될 수 있으며, 다른 예로 60 내지 80 중량%로 포함될 수 있다.The content of the plasticizer is not particularly limited, for example, it may be included, for example, 50 to 90% by weight, based on the total weight of the composition containing the polyolefin-based resin and plasticizer, and may be included as another example 60 to 80% by weight .

전술한 폴리올레핀계 수지 이외에, 당 분야의 통상적인 다른 수지나 무기물 입자, 첨가제 등을 포함할 수 있다.In addition to the above-mentioned polyolefin-based resin, other conventional resins, inorganic particles, additives, and the like in the art may be included.

(2) 시트 형상물의 형성 공정(2) Forming process of sheet

상기 단계 (1)에서 제조된 폴리올레핀 용액을 압출기를 구비하는 다이로 압출하고 냉각시켜 시트 형상물을 형성한다.The polyolefin solution prepared in step (1) is extruded into a die equipped with an extruder and cooled to form a sheet.

폴리올레핀 용액을 다이에서 압출하고 냉각 하여 겔상의 시트를 형성할 때, 예를 들어, 냉각속도를 조절함으로써 표면 거칠기를 조절할 수 있다. 일례로, 100 ℃/분 이상, 예를 들어 100 내지 650 ℃/분, 다른 예로 300 내지 650 ℃/분의 속도로 냉각시킬 수 있다. 냉각속도가 100 ℃/분 미만일 경우, 폴리올레핀의 결정화도 상승으로 인하여 겔상 시트의 피브릴의 크기가 커지고 이로 인하여 표면 거칠기가 증가할 수 있으며, 높은 결정화도에 의한 강성도의 증가로 인하여 연신에 적합하지 않은 겔상의 시트가 형성될 수 있다. When the polyolefin solution is extruded from the die and cooled to form a gel-like sheet, the surface roughness can be controlled, for example, by controlling the cooling rate. For example, it may be cooled at a rate of 100° C./min or more, for example, 100 to 650° C./min, and another example, 300 to 650° C./min. When the cooling rate is less than 100°C/min, the fibril size of the gel-like sheet increases due to an increase in crystallinity of the polyolefin, thereby increasing the surface roughness, and an unsuitable gel due to an increase in stiffness due to high crystallinity. A sheet of top may be formed.

냉각법은 특별히 한정되지 않으며, 당 업계에 알려진 방법, 예컨대 냉각롤(Chill)에 접촉하여 냉각하거나, 냉풍으로 냉각하거나, 또는 냉수에 함침하여 냉각하는 등의 방법을 사용할 수 있다.The cooling method is not particularly limited, and methods known in the art, such as cooling by contact with a cooling roll (Chill), cooling with cold air, or impregnating with cold water, may be used.

(3) 제1 연신 공정(3) First stretching process

상기 단계 (2)에서 얻은 시트 형상물을 1회 이상 이축연신하여 필름을 형성한다.The sheet-like article obtained in step (2) is biaxially stretched one or more times to form a film.

본 발명에서, 제1 연신 공정은 당 분야의 통상적인 방법, 예컨대 텐터법, 롤법, 인플레이션법, 압연법 또는 이들 방법의 조합에 의해 소정 배율로 수행할 수 있다. 이축연신의 경우 동시에 이축연신을 실시하거나 또는 축차 연신 중 어느 것을 실시해도 무방하다.In the present invention, the first stretching process may be performed at a predetermined magnification by conventional methods in the art, such as a tenter method, a roll method, an inflation method, a rolling method, or a combination of these methods. In the case of biaxial stretching, biaxial stretching may be performed at the same time, or any of sequential stretching may be performed.

상기 제1 연신 공정에서 연신 배율은 시트 형상물의 두께에 따라 상이하나, 일례로 이축 연신에서는 어느 방향이든 적어도 2배X2배 이상을 실시하는 것이 적절하며, 예를 들어 3 내지 10배 범위로 실시할 수 있다.In the first stretching step, the stretching ratio differs depending on the thickness of the sheet-like material, but for example, in biaxial stretching, it is appropriate to perform at least 2 times X 2 times or more in any direction, for example, in the range of 3 to 10 times. Can.

제1 연신 공정 시, 연신 온도와 풍량을 조절하여 피브릴(fibril)의 구조, 기공 크기, 지름 및 마찰력을 조절할 수 있다.In the first stretching process, the structure, pore size, diameter, and friction force of the fibril can be controlled by adjusting the stretching temperature and the air volume.

본 발명의 제1 연신 공정에서, 연신 온도는 예를 들어 100 내지 130 ℃ 범위일 수 있으며, 또 다른 예로는 110 내지 125 ℃ 범위일 수 있다. 상기 범위에서 연신하는 경우 시트 내의 기공(포어)을 막지 않으면서 적절한 통기도 및 기계적 강도를 갖도록 연신할 수 있다. 제1 연신 온도가 전술한 온도 범위를 초과할 경우, 피브릴이 용융되어 굵기가 두꺼워지고 마찰력이 높아질 수 있고, 이로 인해 슬라이딩성(미끌림)이 저하될 수 있다. 또한, 기공의 크기가 매우 커지기 때문에 코팅 후 접착력이 저하될 수 있다. 한편 제1 연신 온도가 전술한 온도 범위보다 낮을 경우, 폴리올레핀 미세 다공막으로서 필요한 물성(예컨대 공극률과 투기도)을 갖지 못한 상태로 생산될 뿐만 아니라, 피브릴이 얇아지면서 마찰력이 감소하여 슬라이딩성(미끌림)이 지나치게 높아질 수 있다.In the first stretching process of the present invention, the stretching temperature may be, for example, in the range of 100 to 130°C, and in another example, in the range of 110 to 125°C. In the case of stretching in the above range, it can be stretched to have appropriate air permeability and mechanical strength without blocking pores (pores) in the sheet. When the first stretching temperature exceeds the above-described temperature range, the fibril is melted, the thickness thereof becomes thick and the frictional force may be increased, thereby sliding property (sliding) may be deteriorated. In addition, since the size of the pores becomes very large, adhesive strength may decrease after coating. On the other hand, when the first stretching temperature is lower than the above-mentioned temperature range, the polyolefin microporous membrane is not only produced without having the necessary properties (for example, porosity and air permeability), but also reduces the frictional force as the fibril becomes thinner, resulting in sliding properties ( Slippage) can be too high.

(4) 가소제 제거 공정(4) Plasticizer removal process

세정 용매를 이용하여, 상기 연신된 필름으로부터 가소제를 추출한다. 폴리올레핀 상은 가소제와 상분리되어 있으므로, 가소제를 제거하면 다수의 기공 구조가 형성된 다공막이 얻어진다. 가소제의 제거 방법으로는 당 분야에 알려진 통상적인 방법을 제한 없이 이용할 수 있다.Using a cleaning solvent, a plasticizer is extracted from the stretched film. Since the polyolefin phase is phase-separated from the plasticizer, removing the plasticizer provides a porous membrane having a large number of pore structures. As a method for removing the plasticizer, conventional methods known in the art can be used without limitation.

본 발명에서 세정 용매로는 가소제를 추출해낼 수 있는 유기 용매라면 특별히 제한되지 않고 사용 가능하다. 일례로, 추출 효율이 높고 건조가 용이한 메틸렌 클로라이드, 1,1,1-트리클로로에탄, 플루오로카본계 등의 할로겐화 탄화수소류; n-헥산, 사이클로헥산 등의 탄화수소류; 에탄올, 이소프로판올 등의 알코올류; 아세톤, 2-부탄온 등의 케톤류 등을 사용할 수 있다. 예를 들어, 가소제로 유동 파라핀을 사용하는 경우에는 메틸렌 클로라이드를 유기 용매로 사용할 수 있다.In the present invention, as the cleaning solvent, any organic solvent capable of extracting a plasticizer may be used without particular limitation. For example, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,1,1-trichloroethane, and fluorocarbon, which have high extraction efficiency and are easy to dry; hydrocarbons such as n-hexane and cyclohexane; Alcohols such as ethanol and isopropanol; Ketones, such as acetone and 2-butanone, can be used. For example, when using liquid paraffin as a plasticizer, methylene chloride can be used as an organic solvent.

가소제를 추출하는 공정에서 사용되는 유기 용매는 휘발성이 높고 유독한 것이 대부분이므로, 필요하다면 유기 용매의 휘발을 억제하기 위해 물을 사용할 수 있다.Since the organic solvent used in the process of extracting the plasticizer is highly volatile and most toxic, water can be used to suppress volatilization of the organic solvent, if necessary.

(5) 건조 공정(5) Drying process

가소제 제거에 의해 얻어진 폴리올레핀 미세 다공막은 당 분야에 알려진 통상적인 건조법을 이용하여 건조될 수 있다. 일례로 가열 건조법, 풍건법 등을 이용할 수 있다.The polyolefin microporous membrane obtained by plasticizer removal can be dried using conventional drying methods known in the art. As an example, a heat drying method, an air drying method, or the like can be used.

(6) 제2 연신 공정(6) Second stretching process

이어서, 건조된 필름을 다시 적어도 일축 방향 이상으로 재연신한다. 본 발명에서, 제2 연신 공정은 막을 가열하면서 제1 연신 공정과 동일하게 텐터법 등으로 수행할 수 있다. 이때 일축 연신이거나 또는 이축 연신일 수 있다.Subsequently, the dried film is again stretched at least in the uniaxial direction or more. In the present invention, the second stretching process may be performed by a tenter method or the like in the same manner as the first stretching process while heating the film. At this time, it may be uniaxial stretching or biaxial stretching.

제2 연신 공정의 온도는 예를 들어, 미세 다공막을 구성하는 폴리올레핀 수지의 결정 분산 온도 이상, 결정 분산 온도 + 40 ℃ 이하의 범위일 수 있으며, 또 다른 예로, 결정 분산 온도 + 10 ℃ 이상, 결정 분산 온도 + 40 ℃ 이하의 범위일 수 있다. 제2 연신 온도를 전술한 범위로 조절함에 따라, 투기성의 저하와, 횡방향(폭방향: TD 방향)으로 연신한 경우 시트 폭 방향의 물성 편차의 발생을 방지할 수 있다. 제2 연신 온도를 상기 범위 내로 함으로써, 특히 투기 저항도의 연신 시트 폭 방향의 편차 발생을 억제할 수 있다. 여기서 결정 분산 온도란, ASTM D4065를 바탕으로 동적 점탄성의 온도 특성 측정에 의해 구해지는 값을 말한다. 폴리올레핀 수지가 폴리에틸렌인 경우, 그 결정 분산 온도는 일반적으로 90 내지 100 ℃이다.The temperature of the second stretching process may be, for example, a crystal dispersion temperature of the polyolefin resin constituting the microporous membrane, a crystal dispersion temperature of + 40° C. or less, and another example, a crystal dispersion temperature + 10° C. or more, crystal The dispersion temperature may be in the range of +40° C. or less. By adjusting the second stretching temperature in the above-described range, it is possible to prevent deterioration of air permeability and occurrence of physical property variations in the sheet width direction when stretching in the transverse direction (width direction: TD direction). By setting the second stretching temperature within the above range, it is possible to suppress the occurrence of variations in the width direction of the stretched sheet, particularly of air permeability. Here, the crystal dispersion temperature refers to a value obtained by measuring the temperature characteristics of dynamic viscoelasticity based on ASTM D4065. When the polyolefin resin is polyethylene, the crystal dispersion temperature is generally 90 to 100°C.

또한, 제2 연신 공정의 온도를 전술한 범위로 조절함으로써, 폴리올레핀 수지가 충분히 연화될 수 있으며, 파막을 방지하여 균일하게 연신할 수 있다. 일례로, 제2 연신 온도는 90 내지 140 ℃의 범위일 수 있고, 다른 예로는 120 내지 140 ℃ 범위일 수 있다.In addition, by adjusting the temperature of the second stretching process in the above-described range, the polyolefin resin can be sufficiently softened, and it is possible to uniformly stretch by preventing rupture. In one example, the second stretching temperature may range from 90 to 140°C, and another example may range from 120 to 140°C.

제2 연신의 일축 방향으로의 배율은 예를 들어 1.0 내지 1.8배일 수 있으며, 또 다른 예로는 1.2 내지 1.6배일 수 있다. 일례로, 일축 연신의 경우, 길이 방향(기계 방향: MD 방향) 또는 TD 방향으로 1.0 내지 1.8배로 한다. 이축 연신의 경우, MD 방향 및 TD 방향으로 각각 1.0 내지 1.8배로 조절한다. 이축 연신의 경우, MD 방향 및 TD 방향의 각 연신 배율은 동일 또는 상이할 수 있다. 연신 배율을 전술한 범위로 조절함으로써, 투과성, 전해액 흡수성 및 내압축성의 저하를 방지할 수 있으며, 피브릴이 지나치게 가늘어지는 것과 내열수축성의 저하를 방지할 수 있다.The magnification of the second stretching in the uniaxial direction may be, for example, 1.0 to 1.8 times, and another example may be 1.2 to 1.6 times. For example, in the case of uniaxial stretching, 1.0 to 1.8 times in the longitudinal direction (machine direction: MD direction) or in the TD direction. In the case of biaxial stretching, it is adjusted to 1.0 to 1.8 times in the MD direction and the TD direction, respectively. In the case of biaxial stretching, each stretching magnification in the MD direction and the TD direction may be the same or different. By adjusting the stretching magnification to the above-described range, it is possible to prevent deterioration of permeability, electrolyte absorbency, and compressibility, and prevent fibril from becoming too thin and heat shrinkage resistance.

(7) 열처리 공정(7) Heat treatment process

이어서, 상기 재연신된 필름을 고정시키고 열처리한다. 상기 열처리 방법으로는 당 분야에 알려진 통상의 방법을 제한 없이 실시할 수 있으며, 일례로 열고정 처리 및/또는 열완화 처리를 이용할 수 있다.Subsequently, the redrawn film is fixed and heat treated. As the heat treatment method, a conventional method known in the art may be performed without limitation, and heat treatment and/or heat relaxation treatment may be used as an example.

특히, 열고정 처리를 수행함으로써, 제2 연신 공정에 의해 형성된 피브릴로 이루어지는 망상 조직이 유지되고 다공막의 결정이 안정화되어 미세공 지름이 적절히 조절되고 강도가 뛰어난 미세 다공막을 제작할 수 있다.In particular, by performing the heat setting treatment, a network structure composed of fibrils formed by the second stretching process is maintained, and the crystals of the porous membrane are stabilized, whereby the microporous diameter is appropriately adjusted and a fine porous membrane having excellent strength can be produced.

본 발명에서, 열고정 처리는 미세 다공막을 구성하는 폴리올레핀 수지의 결정 분산 온도 이상, 융점 이하의 온도 범위 내에서 수행한다. 이때, 열고정 처리는 텐터 방식, 롤 방식 또는 압연 방식으로 수행할 수 있다.In the present invention, the heat setting treatment is performed within a temperature range of a crystal dispersion temperature of the polyolefin resin constituting the microporous membrane and a melting point or lower. At this time, the heat setting treatment may be performed by a tenter method, a roll method or a rolling method.

또한, 열완화 처리는 텐터 방식, 롤 방식 또는 압축 방식으로 수행하거나 벨트 컨베이어 혹은 플로팅 롤을 이용하여 수행할 수도 있다. 열완화 처리는 예를 들어 적어도 한 방향으로 완화율 20% 이하의 범위에서 수행할 수 있으며, 다른 예로는 완화율 10% 이하의 범위에서 수행한다.Further, the thermal relaxation treatment may be performed by a tenter method, a roll method or a compression method, or may be performed using a belt conveyor or a floating roll. The thermal relaxation treatment may be performed, for example, in a range of 20% or less relaxation rate in at least one direction, and in another example, in a range of 10% or less relaxation rate.

(8) 슬리팅 단계(8) Slitting step

이어서, 상기 열처리 공정을 거쳐 수득한 미세 다공막을 폭 및 길이 방향으로 폭을 조절해서 절단하는 슬리팅(Slitting) 공정을 수행한다. 상기 슬리팅 공정으로는 당 분야에 알려진 통상의 방법을 제한 없이 실시할 수 있으며, 일례로 회전 방식의 권출부 및 권취부를 갖는 슬리팅 머신을 사용할 수 있다.Subsequently, a slitting process is performed in which the microporous membrane obtained through the heat treatment process is cut by adjusting the width in the width and length directions. As the slitting process, a conventional method known in the art may be performed without limitation, and for example, a slitting machine having a winding-out part and a winding-up part may be used.

일례로, 상기 권출부의 장력은 30 내지 85 N/m, 예를 들어 40 내지 75 N/m일 수 있고, 권취부의 장력은 10 내지 70 N/m, 예를 들어 15 내지 60 N/m일 수 있다. 또한 권출부 및 권취부 장력의 차는 0 N/m 이상, 예를 들어 0 내지 30 N/m일 수 있다. 상기 권출부 및 권취부의 장력이 전술한 범위를 벗어나는 경우, 슬라이딩성이 지나치게 낮아져 필름의 사행, 컷팅 불량 및 주름이 발생하거나, 반대로 슬라이딩성이 지나치게 높아져 필름의 쳐짐 및 필름 단부의 상승 현상이 발생할 수 있다. 상기 권출부 및 권취부의 장력이 전술한 범위를 만족하는 경우, 적정한 슬라이딩성을 확보하여 상기의 문제점을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 안정적인 슬리팅 공정이 가능할 수 있다.For example, the tension of the unwinding portion may be 30 to 85 N/m, for example, 40 to 75 N/m, and the tension of the winding portion may be 10 to 70 N/m, for example, 15 to 60 N/m. Can. In addition, the difference between the unwinding portion and the winding portion tension may be 0 N/m or more, for example, 0 to 30 N/m. When the tension of the unwinding portion and the winding portion is out of the above-mentioned range, the sliding property is too low, resulting in meandering, cutting and wrinkles of the film, or, on the contrary, the sliding property is too high, causing the film to sag and the film end to rise. Can. When the tension of the unwinding portion and the winding portion satisfies the above-described range, it is possible to secure an appropriate sliding property to prevent the above problems as well as to enable a stable slitting process.

<리튬이온 이차전지><Lithium ion secondary battery>

본 발명은 전술한 폴리올레핀 미세 다공막을 포함하는 이차전지, 예를 들어 리튬이온 이차전지를 제공한다.The present invention provides a secondary battery including the aforementioned polyolefin microporous membrane, for example, a lithium ion secondary battery.

본 발명의 리튬이온 이차전지는 본 발명에 따른 폴리올레핀 미세 다공막을 분리막으로 사용하는 것을 제외하고는, 당 기술 분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있다. 예컨대, 양극과 음극 사이에 분리막을 개재(介在)시키고 비수 전해질을 투입하여 제조할 수 있다.The lithium ion secondary battery of the present invention can be manufactured according to a conventional method known in the art, except that the polyolefin microporous membrane according to the present invention is used as a separator. For example, a separation membrane may be interposed between the positive electrode and the negative electrode, and a non-aqueous electrolyte may be introduced to produce it.

본 발명의 리튬이온 이차전지는 음극, 양극, 분리막, 전해질을 전지 구성요소로 포함하는데, 여기서 전술한 분리막을 제외한 양극, 음극, 전해질과 필요한 경우 기타 첨가제의 구성요소에 관해서는 당 업계에 알려진 통상적인 리튬이온 이차전지의 요소에 준한다.The lithium ion secondary battery of the present invention includes a negative electrode, a positive electrode, a separator, and an electrolyte as a battery component, wherein the components of the positive electrode, the negative electrode, the electrolyte, and other additives, if necessary, other than the above-described separator are conventionally known in the art. It conforms to the elements of the lithium ion secondary battery.

일례로, 상기 양극은 당 업계에 알려진 통상적인 리튬이온 이차전지용 양극활물질을 사용하여 제조할 수 있으며, 이의 비제한적인 예로는 LiMxOy(M = Co, Ni, Mn, CoaNibMnc)와 같은 리튬 전이금속 복합 산화물(예를 들면, LiMn2O4 등의 리튬 망간 복합 산화물, LiNiO2 등의 리튬 니켈 산화물, LiCoO2 등의 리튬 코발트 산화물 및 이들 산화물의 망간, 니켈, 코발트의 일부를 다른 통상적인 전이금속 또는 알루미늄 등으로 치환한 것 또는 리튬을 함유한 산화바나듐 등) 또는 칼코겐 화합물(예를 들면, 이산화망간, 이황화티탄, 이황화몰리브덴 등) 등이 있다.For example, the positive electrode may be manufactured using a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery known in the art, and non-limiting examples thereof include lithium transition metal composites such as LiMxOy (M = Co, Ni, Mn, CoaNibMnc). Oxides (for example, lithium manganese composite oxides such as LiMn 2 O 4 , lithium nickel oxides such as LiNiO 2 , lithium cobalt oxides such as LiCoO 2 , and other common transition metals or parts of manganese, nickel, and cobalt of these oxides) Aluminum, or lithium-containing vanadium oxide, etc., or chalcogen compounds (eg, manganese dioxide, titanium disulfide, molybdenum disulfide, etc.).

일례로, 상기 음극은 당 업계에 알려진 통상적인 리튬이온 이차전지용 음극활물질을 사용하여 제조할 수 있으며, 이의 비제한적인 예로는 리튬이온을 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 재료가 사용되고, 예컨대, 리튬 금속이나 리튬 합금, 코크스, 인조 흑연, 천연 흑연, 유기 고분자 화합물 연소체, 탄소 섬유, 실리콘계, 주석계 등이 있다. For example, the negative electrode may be prepared using a conventional negative electrode active material for a lithium ion secondary battery known in the art, and a non-limiting example is a material capable of intercalating/deintercalating lithium ions, Examples include lithium metal or lithium alloys, coke, artificial graphite, natural graphite, organic polymer compound burners, carbon fibers, silicones, and tins.

비수계 전해질은 당 업계에 통상적으로 알려진 전해질 성분, 예컨대 전해질염과 전해액 용매를 포함한다.Non-aqueous electrolytes include electrolyte components commonly known in the art, such as electrolyte salts and electrolyte solvents.

상기 전해질염은 (i) Li+, Na+, K+로 이루어진 군에서 선택된 양이온과 (ii) PF6 -, BF4 -, Cl-, Br-, I-, ClO4 -, AsF6 -, CH3CO2 -, CF3SO3 -, N(CF3SO2)2 -, C(CF2SO2)3 -로 이루어진 군에서 선택된 음이온의 조합으로 이루어질 수 있으며, 이중 리튬염이 바람직하다. 리튬염의 구체적인 예로는 LiClO4, LiCF3SO3, LiPF6, LiBF4, LiAsF6, 및 LiN(CF3SO2)2 등이 있다. 이들 전해질 염은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.The electrolyte salt is (i) Li +, Na + , K + cations and (ii) selected from the group consisting of PF 6 -, BF 4 -, Cl -, Br -, I -, ClO 4 -, AsF 6 -, CH 3 CO 2 - , CF 3 SO 3 - , N (CF 3 SO 2 ) 2 - , C (CF 2 SO 2 ) 3 -It may be made of a combination of anions selected from the group consisting of, a lithium salt is preferred . Specific examples of lithium salts include LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , and LiN(CF 3 SO 2 ) 2 . These electrolyte salts may be used alone or in combination of two or more.

상기 전해질 용매는 환형 카보네이트, 선형 카보네이트, 락톤, 에테르, 에스테르, 아세토니트릴, 락탐, 케톤을 사용할 수 있다.As the electrolyte solvent, cyclic carbonate, linear carbonate, lactone, ether, ester, acetonitrile, lactam, and ketone may be used.

상기 환형 카보네이트의 예로는 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC), 플루오르에틸렌 카보네이트(FEC) 등이 있고, 상기 선형 카보네이트의 예로는 디에틸 카보네이트(DEC), 디메틸 카보네이트(DMC), 디프로필 카보네이트(DPC), 에틸 메틸 카보네이트(EMC), 및 메틸 프로필 카보네이트(MPC) 등이 있다. 상기 락톤의 예로는 감마부티로락톤(GBL)이 있으며, 상기 에테르의 예로는 디부틸에테르, 테트라히드로푸란, 2-메틸테트라히드로푸란, 1,4-디옥산, 1,2-디메톡시에탄, 1,2-디에톡시에탄 등이 있다. 상기 에스테르의 예로는 메틸 포메이트, 에틸 포메이트, 프로필 포메이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 부틸 프로피오네이트, 메틸 피발레이트 등이 있다. 또한, 상기 락탐으로는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 등이 있으며, 상기 케톤으로는 폴리메틸비닐 케톤이 있다. 또한, 상기 유기 용매의 할로겐 유도체도 사용 가능하나, 이에 한정되지는 않는다. 아울러, 상기 유기 용매는 글림(glyme), 디글림, 트리글림, 테트라글림도 사용 가능하다. 이들 유기 용매는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.Examples of the cyclic carbonate include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), fluorethylene carbonate (FEC), and examples of the linear carbonate include diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), dipropyl carbonate (DPC), ethyl methyl carbonate (EMC), and methyl propyl carbonate (MPC). Examples of the lactone include gamma-butyrolactone (GBL), and examples of the ether include dibutyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxy ethane. Examples of such esters include methyl formate, ethyl formate, propyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, butyl propionate, methyl pivalate, and the like. In addition, the lactam is N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and the like, and the ketone is polymethylvinyl ketone. In addition, a halogen derivative of the organic solvent may also be used, but is not limited thereto. In addition, the organic solvent may also be used for glyme, diglyme, triglyme, and tetraglyme. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, the following examples are only to aid the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the examples in any sense.

[실시예 1-5][Example 1-5]

중량평균분자량이 2,000,000 g/mol인 초고분자 폴리에틸렌(UHMWPE) 15 중량%, 중량평균분자량이 500,000 g/mol인 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 25 중량% 및 가소제(유동 파라핀) 60 중량%를 포함하는 폴리올레핀 조성물을 제조하였다.Polyolefin composition comprising 15% by weight of ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) having a weight average molecular weight of 2,000,000 g/mol, 25% by weight high density polyethylene (HDPE) having a weight average molecular weight of 500,000 g/mol, and 60% by weight of a plasticizer (fluid paraffin) Was prepared.

생성된 폴리올레핀 조성물 28 중량부를 내경이 58 mm이고 L/D가 42인 강-블렌딩 이축 압출기 내로 가하고, 액체 파라핀(40 ℃에서 50 cst) 72 중량부를 사이드(side) 공급기를 통해 상기 이축 압출기로 공급하였다. 210 ℃ 및 200 rpm에서 용융-블렌딩을 실시하여 폴리에틸렌 용액을 제조하였다. 이 폴리에틸렌 용액을 상기 이축 압출기에 장착된 T-다이로부터 압출하였다. 압출물을 냉각롤에 통과시키면서 냉각하여 냉각된 압출물, 즉 겔형 시트 형상물을 형성하였다.28 parts by weight of the resulting polyolefin composition was added into a steel-blended twin screw extruder having an inner diameter of 58 mm and L/D of 42, and 72 parts by weight of liquid paraffin (50 cst at 40°C) was fed to the twin screw extruder through a side feeder. Did. Melt-blending was performed at 210° C. and 200 rpm to prepare a polyethylene solution. This polyethylene solution was extruded from the T-die mounted on the twin screw extruder. The extrudate was cooled while passing through a cooling roll to form a cooled extrudate, that is, a gel-like sheet.

텐터-연신기를 사용하여, 겔형 시트 형상물을 114 ℃에서 종방향 및 횡방향 둘 다 6배로 동시에 2축 연신하였다. 연신된 필름을 25 ℃로 조절된 메틸렌 클로라이드 구간에 반복 침지시켜 액체 파라핀을 제거하고, 실온에서 기류에 의해 건조하였다. 건조된 막을 회분식 연신기에 의해 129.8 ℃에서 횡방향으로 1.4배의 배율로 재연신하였다. 재연신된 막을 회분식 연신기에 고정한 상태로, 125 ℃에서 10분간 열고정한 후, 슬리팅하여 실시예 1-5의 미세 다공막을 제조하였다.Using a tenter-stretcher, the gel-like sheet material was simultaneously biaxially stretched at 114°C in both the longitudinal and transverse directions 6 times. The stretched film was repeatedly immersed in a methylene chloride section adjusted to 25°C to remove liquid paraffin, and dried by air flow at room temperature. The dried membrane was re-stretched by a batch stretching machine at 129.8°C in the transverse direction at a magnification of 1.4 times. The re-stretched membrane was fixed in a batch stretching machine, heat-set at 125°C for 10 minutes, and slitting to prepare a microporous membrane of Example 1-5.

실시예 1-5에 따른 미세 다공막의 두께, 정지마찰계수, 공극율, 투기도, 기공 크기, 권출부 및 권출부 장력은 하기 표 1과 같다.The thickness of the microporous membrane according to Example 1-5, the static friction coefficient, the porosity, the air permeability, the pore size, the unwinding section and the unwinding section tension are shown in Table 1 below.

[비교예 1-4][Comparative Example 1-4]

두께, 정지마찰계수, 공극율, 투기도, 기공 크기, 권출부 및 권출부 장력을 하기 표 2와 같이 조절한 것을 제외하고는, 실시예 1-5와 동일한 방법으로 비교예 1-4에 따른 미세 다공막을 제조하였다.Fine, according to Comparative Example 1-4 in the same manner as in Example 1-5, except that the thickness, static friction coefficient, porosity, air permeability, pore size, unwinding and unwinding tension were adjusted as shown in Table 2 below. A porous membrane was prepared.

Figure 112019032249318-pat00001
Figure 112019032249318-pat00001

Figure 112019032249318-pat00002
Figure 112019032249318-pat00002

[실험예 - 물성 평가][Experimental Example-Property evaluation]

미세 다공막의 물성 시험을 하기와 같이 실시하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 기재하였다.The physical properties test of the microporous membrane was performed as follows, and the results are shown in Table 3 below.

<물성 측정 방법><Method for measuring physical properties>

주름 및 쳐짐Wrinkles and sagging

실시예 1-5 및 비교예 1-4에 따라 제조된 미세 다공막에 주름 및 쳐짐 현상이 발생하는지 육안으로 평가하였다.It was visually evaluated whether wrinkles and sagging occurred in the microporous membrane prepared according to Example 1-5 and Comparative Example 1-4.

(○: 우수, △: 보통, ×: 불량)(○: Excellent, △: Normal, ×: Poor)

코팅coating

(1) 제1 코팅액 조성물의 제조 (1) Preparation of first coating liquid composition

중량평균분자량이 700,000 g/mol인 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌(이하, 'PVdF-HFP') 코폴리머(솔베이)를 아세톤에 10 중량%로 첨가하고, 교반기를 이용하여 25 ℃에서 4시간동안 교반하여 고분자 용액을 제조하였다. 알루미나를 아세톤에 25 중량%로 첨가하고, 볼밀을 이용하여 25 ℃에서 3시간동안 밀링하여 무기 분산액을 제조하였다. 상기 제조된 고분자 용액 : 무기 분산액 : 용매(아세톤)를 1 : 3 : 6 의 중량비로 혼합하고, 파워 믹서로 25 ℃에서 2시간동안 교반하여 제1 코팅액 조성물을 제조하였다.A polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene (hereinafter,'PVdF-HFP') copolymer (Solvay) having a weight average molecular weight of 700,000 g/mol was added to acetone at 10% by weight, using a stirrer at 25°C. The polymer solution was prepared by stirring for 4 hours. Alumina was added to acetone at 25% by weight, and milled at 25°C for 3 hours using a ball mill to prepare an inorganic dispersion. The prepared polymer solution: an inorganic dispersion: a solvent (acetone) was mixed in a weight ratio of 1:3:6, and stirred at 25°C for 2 hours with a power mixer to prepare a first coating solution composition.

(2) 제2 코팅액 조성물 제조(2) Preparation of second coating liquid composition

상기 제1 코팅액 조성물의 고분자 용액을 제2 코팅액 조성물로 사용하였다.The polymer solution of the first coating solution composition was used as the second coating solution composition.

(3) 코팅 분리막의 제조(3) Preparation of coating separator

상기 제1 코팅액 조성물과 제2 코팅액 조성물을 상기 실시예 1-5 및 비교예 1-4의 폴리올레핀 미세 다공막의 제1면과 제2면에 각각 코팅한 후, 이를 건조하여 양면에 7 ㎛의 코팅층이 형성된 코팅 분리막을 제조하였다. 이때 제1 코팅층의 두께는 6.5 ㎛이며, 제2 코팅층의 두께는 0.5 ㎛이었다.The first coating liquid composition and the second coating liquid composition were coated on the first and second surfaces of the polyolefin microporous membranes of Examples 1-5 and Comparative Example 1-4, respectively, and dried to dry them to obtain 7 μm on both sides. A coating separator having a coating layer was prepared. At this time, the thickness of the first coating layer was 6.5 μm, and the thickness of the second coating layer was 0.5 μm.

코팅 접착력Coating adhesion

상기 코팅 공정을 수행한 실시예 1-5 및 비교예 1-4에 따른 미세 다공막을 각각 접히게 하여 이형 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 적층한 후, 100 ℃에서 롤 라미네이터를 이용하여 접합시켰다. 상기 접합된 미세 다공막을 폭 25 mm, 길이 130 mm로 절단한 후에, 인장강도 측정장비를 사용하여, 상기 접합된 미세 다공막을 탈착시키는데 필요한 힘(gf/25mm)을 측정하였다.The microporous membranes according to Examples 1-5 and Comparative Examples 1-4, which were subjected to the coating process, were folded and laminated on a release polyethylene terephthalate (PET), respectively, and then bonded using a roll laminator at 100°C. After cutting the bonded microporous membrane to a width of 25 mm and a length of 130 mm, a force (gf/25 mm) required to detach the bonded microporous membrane was measured using a tensile strength measuring device.

Figure 112019032249318-pat00003
Figure 112019032249318-pat00003

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1-5의 폴리올레핀 미세 다공막은 측정된 모든 물성에서 우수한 효과를 나타냄을 확인할 수 있었다. 반면, 비교예 1-4에 따른 미세 다공막에서는 주름 및 쳐짐 현상이 발생하였으며, 이로 인해 코팅 접착력이 저하됨을 확인할 수 있었다.As shown in Table 3, it was confirmed that the polyolefin microporous membrane of Examples 1-5 according to the present invention exhibits excellent effects in all measured physical properties. On the other hand, in the microporous membrane according to Comparative Example 1-4, wrinkles and sagging occurred, and thus it was confirmed that the coating adhesion decreased.

Claims (5)

하기 식 1을 만족하는 폴리올레핀 미세 다공막.
[식 1]
0.059 ≤ μs × (A/P)/t ≤ 0.095
(상기 식에서,
P는 폴리올레핀 미세 다공막의 공극율(porosity, %)이고,
A는 폴리올레핀 미세 다공막의 투기도(air permeability, sec/100cc)이고,
t는 폴리올레핀 미세 다공막의 두께(um)이고,
μs는 폴리올레핀 미세 다공막 일면의 정지마찰계수(uS)이다)
A polyolefin microporous membrane satisfying the following formula (1).
[Equation 1]
0.059 ≤ μ s × (A/P)/t ≤ 0.095
(In the above formula,
P is the porosity (%) of the polyolefin microporous membrane,
A is the air permeability (sec/100cc) of the polyolefin microporous membrane,
t is the thickness of the polyolefin microporous membrane (um),
μ s is the static friction coefficient (uS) of one surface of the polyolefin microporous membrane)
제1항에 있어서, 하기 식 2를 만족하는 폴리올레핀 미세 다공막.
[식 2]
2.0 ≤ r × μs × (A/P)/t ≤ 5.0
(상기 식에서,
P는 폴리올레핀 미세 다공막의 공극율(%)이고,
A는 폴리올레핀 미세 다공막의 투기도(sec/100cc)이고,
t는 폴리올레핀 미세 다공막의 두께(um)이고,
r은 폴리올레핀 미세 다공막의 최대 기공 크기(nm)이고,
μs는 폴리올레핀 미세 다공막 일면의 정지마찰계수(uS)이다)
The polyolefin microporous membrane according to claim 1, which satisfies Expression 2 below.
[Equation 2]
2.0 ≤ r × μ s × (A/P)/t ≤ 5.0
(In the above formula,
P is the porosity (%) of the polyolefin microporous membrane,
A is the air permeability (sec/100cc) of the polyolefin microporous membrane,
t is the thickness of the polyolefin microporous membrane (um),
r is the maximum pore size (nm) of the polyolefin microporous membrane,
μ s is the static friction coefficient (uS) of one surface of the polyolefin microporous membrane)
제1항에 있어서, 상기 폴리올레핀 미세 다공막의 평균 기공 크기는 20 내지 40 nm이고, 최대 기공 크기는 35 내지 55 nm인 폴리올레핀 미세 다공막.The polyolefin microporous membrane according to claim 1, wherein the average pore size of the polyolefin microporous membrane is 20 to 40 nm, and the maximum pore size is 35 to 55 nm. 제1항에 있어서, 상기 폴리올레핀 미세 다공막의 코팅 접착력은 80 내지 180 gf/25mm인 폴리올레핀 미세 다공막.The polyolefin microporous membrane of claim 1, wherein the coating adhesion of the polyolefin microporous membrane is 80 to 180 gf/25 mm. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 폴리올레핀 미세 다공막을 포함하는 리튬이온 이차전지.A lithium ion secondary battery comprising the microporous polyolefin membrane according to any one of claims 1 to 4.
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