KR102144878B1 - Separator coating slurry for secondary battery and seperator for secondary battery comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무기물 입자, 바인더, 용매 및 분산제를 포함하고, 상기 분산제는 2종 이상의 지방산 화합물을 포함하는 것인 이차전지 분리막 코팅용 슬러리를 제공하며, 상기 분산제는 탄소수가 서로 다른 2종 이상의 지방산 화합물을 포함하는 것일 수 있다.The present invention provides a slurry for coating a secondary battery separator comprising inorganic particles, a binder, a solvent, and a dispersant, and the dispersant comprises two or more fatty acid compounds, and the dispersant comprises two or more fatty acid compounds having different carbon atoms. It may be to include.
Description
본 발명은 2종 이상의 지방산 화합물을 포함하는 분산제를 첨가하여 제조되는 이차전지 분리막 코팅용 슬러리, 상기 이차전지 분리막 코팅용 슬러리가 코팅된 이차전지 분리막 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery separator coating slurry prepared by adding a dispersant including two or more fatty acid compounds, a secondary battery separator coated with the secondary battery separator coating slurry, and a secondary battery including the same.
최근 환경 문제가 대두되면서 원자력 발전, 화석연료를 대체할 수 있는 신재생 에너지에 대한 관심이 증대됨에 따라, 신재생 에너지 중 충방전이 가능하여 반복적으로 사용할 수 있는 반영구적인 특성을 가지는 이차전지에 대한 수요가 급증하고 있다. 이차전지 중에서도 리튬 이차 전지는 다른 종류의 전지들보다 안전성 및 신뢰성을 확보하면서도 가격 경쟁력 있는 분야로서, 최근에는 리튬 이차 전지를 개발함에 있어서 용량 및도 및 비에너지를 향상시키기 위하여 새로운 전극 및 전지의 설계에 대한 연구개발은 물론, 리튬 이차 전지를 구성하는 분리막에 대한 연구개발 또한 활발하게 진행되고 있다.With the recent rise of environmental issues and increasing interest in renewable energy that can replace nuclear power and fossil fuels, rechargeable and dischargeable secondary batteries have been developed that can be used repeatedly. Demand is increasing rapidly. Among secondary batteries, lithium secondary batteries are a field that secures safety and reliability compared to other types of batteries and is price-competitive. In recent years, design of new electrodes and batteries to improve capacity, degree and specific energy in developing lithium secondary batteries In addition to research and development on the lithium secondary battery, research and development on the separator constituting the lithium secondary battery is also actively progressing.
일반적으로, 리튬 이차전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 위치하는 분리막 및 전해질로 구성된다. In general, a lithium secondary battery is composed of a positive electrode, a negative electrode, and a separator and an electrolyte positioned between the positive electrode and the negative electrode.
이차전지를 구성하는 분리막은 리튬 이차전지의 전해액 안에서 음극, 양극의 전기적 차단 기능 및 리튬 이온이 일정하게 이동할 수 있도록 하는데, 일반적으로 분리막은 무기물 입자 및 바인더를 혼합하여 슬러리를 제조한 후, 상기 슬러리를 기재에 코팅한 후 건조하여 기재에 코팅층을 형성하는 방식으로 제조된다.The separator constituting the secondary battery enables the electrical blocking function of the negative electrode and the positive electrode and lithium ions to move constantly in the electrolyte of the lithium secondary battery. In general, the separator is a mixture of inorganic particles and a binder to prepare a slurry, and then the slurry It is prepared by coating a substrate and then drying to form a coating layer on the substrate.
이때, 슬러리 내에 포함된 무기물 입자가 적절히 분산되지 않는 경우 무기물 입자간에 응집이 유발될 수 있고, 기재의 표면 상에 균일하게 코팅되지 못하여 기재와 접착력이 감소될 수 있다. 슬러리가 기재에 제대로 접착되지 않은 상태로 코팅층을 형성하게 되면, 충방전이 진행됨에 따라 코팅층을 구성하는 무기물 입자간 또는 무기물 입자와 기재간의 탈리가 발생하여 이차전지의 물성이 저하될 수 있다. 이러한 문제점을 해소하게 위하여 분리막을 구성하는 코팅층 내에 무기물 입자의 분산성을 향상시키기 위한 연구가 수행되어 왔는데, 예를 들어, 대한민국 특허 공개 공보 제10-2014-0070465호를 참조하면, 무기물의 입자의 직경을 제어하여 분리막 코팅용 슬러리의 점도를 조절하여 무기물 입자의 분산성을 개시하는 방법을 제시하였다.At this time, if the inorganic particles contained in the slurry are not properly dispersed, aggregation may be caused between the inorganic particles, and adhesion to the substrate may be reduced due to not being uniformly coated on the surface of the substrate. When the coating layer is formed in a state in which the slurry is not properly adhered to the substrate, as charging and discharging proceeds, separation between inorganic particles constituting the coating layer or between inorganic particles and the substrate may occur, thereby deteriorating physical properties of the secondary battery. In order to solve this problem, research has been conducted to improve the dispersibility of inorganic particles in the coating layer constituting the separation membrane. For example, referring to Korean Patent Publication No. 10-2014-0070465, A method of initiating dispersibility of inorganic particles by controlling the diameter and controlling the viscosity of the slurry for coating a separator was proposed.
그러나, 무기물의 입자의 직경을 제어하는 것만으로는 무기물 입자의 응집을 완전히 차단할 수는 없어서, 전지의 충방전이 반복됨에 따라 분리막을 구성하는 코팅층과 기재간의 접착력이 떨어지게 되어 전지의 성능이 저하되는 문제가 계속 발생하고 있다. 따라서, 충방전이 반복되는 상황에서도 기재와 코팅층 간에 일정수준 이상의 접착력을 유지시켜 분리막의 성능을 향상시키기 위한 많은 연구가 진행되고 있다.However, simply controlling the diameter of the inorganic particles cannot completely block the aggregation of the inorganic particles, and as the battery is repeatedly charged and discharged, the adhesion between the coating layer constituting the separator and the substrate decreases, resulting in lower battery performance. The problem continues to occur. Accordingly, many studies are being conducted to improve the performance of the separator by maintaining a certain level or more of adhesion between the substrate and the coating layer even in the case of repeated charging and discharging.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 분리막의 코팅층을 형성하는 슬러리를 구성하는 무기물 입자가 균일하게 분산될 수 있도록 2종 이상의 지방산 화합물을 포함하는 분산제를 첨가하여 슬러리의 분산성을 향상시키고, 이에 따라 기재와의 접착력이 향상된 이차전지 분리막 코팅용 슬러리, 상기 이차전지 분리막 코팅용 슬러리를 코팅시켜 제조되는 이차전지 분리막 및 상기 이차전지 분리막을 포함하는 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was conceived to solve the problems of the prior art, and powder of the slurry by adding a dispersant containing two or more fatty acid compounds so that inorganic particles constituting the slurry forming the coating layer of the separator can be uniformly dispersed. To provide a secondary battery separator coating slurry that improves acidity and thus has improved adhesion to a substrate, a secondary battery separator prepared by coating the secondary battery separator coating slurry, and a secondary battery including the secondary battery separator To do.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 무기물 입자, 바인더, 용매 및 분산제를 포함하고, 상기 분산제는 2종 이상의 지방산 화합물을 포함하는 것인 이차전지용 분리막을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention for solving the above problems, the present invention provides a separator for a secondary battery comprising inorganic particles, a binder, a solvent, and a dispersant, and the dispersant comprises two or more fatty acid compounds. can do.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 분산제는 탄소수가 서로 다른 2종 이상의 지방산 화합물을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the dispersant may include two or more fatty acid compounds having different carbon numbers.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 지방산 화합물은 C15 내지 C30인 불포화 지방산 화합물 및 C15 내지 C30인 포화 지방산 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2종 이상의 지방산 화합물일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the fatty acid compound may be two or more fatty acid compounds selected from the group consisting of C15 to C30 unsaturated fatty acid compounds and C15 to C30 saturated fatty acid compounds.
예를 들어, 상기 C15 내지 C30인 불포화 지방산 화합물은 올레산(Oleic acid), 팔미톨레산(Palmitoleic acid), 시스-헵타데세노익산(Cis-Heptadecenoic acid), 바크센산(Vaccenic acid), 엘라이드산(Elaidic acid), 리놀레산(linolenic acid), 아라키돈산(Arachidonic acid), 에이코센산(Eicosanoic acid), 에루스산(Erucic acid), 에이코사펜타엔산(Eicosapentaenoic acid, EPA), 도코사헥사엔산(Docosahexaenoic acid, DHA), 네르본산 (Nervonic acid) 으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있다.For example, the C15 to C30 unsaturated fatty acid compounds include Oleic acid, Palmitoleic acid, Cis-Heptadecenoic acid, Vaccenic acid, and elaidic acid. (Elaidic acid), linolenic acid, arachidonic acid, eicosanoic acid, erucic acid, eicosapentaenoic acid (EPA), docosahexaenoic acid (Docosahexaenoic acid, DHA), nervonic acid (Nervonic acid) may be selected from the group consisting of.
다른 예를 들어, 상기 C15 내지 C30인 포화 지방산 화합물은 팔미트산 (Palmitic acid), 스테아르산 (Stearic acid), 아라키드산 (Arachidic acid), 베헨산(Behenic acid), 리그노세르산 (Lignoceric acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있다.For another example, the C15 to C30 saturated fatty acid compound is palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, and lignoceric acid. acid) may be selected from the group consisting of.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기재 및 상기 기재의 표면 상에 위치하고 상기 이차전지 분리막 코팅용 슬러리로 형성된 코팅층을 포함하는 이차전지 분리막을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a secondary battery separator including a substrate and a coating layer positioned on the surface of the substrate and formed of a slurry for coating the secondary battery separator.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 양극, 음극, 상기 양극 및 음극 사이에 배치되는 상기 분리막 및 전해액을 포함하는 이차 전지를 제공할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a secondary battery including a positive electrode, a negative electrode, the separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolyte may be provided.
본 발명에 따른 이차전지 분리막 코팅용 슬러리는 2종 이상의 지방산 화합물을 포함하는 분산제에 의해 무기물 입자가 균일하게 분산되어, 상기 무기물 입자간 응집이 유발되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 슬러리의 저장안정성이 향상됨은 물론, 분리막을 형성하는 기재와 코팅층 간의 접착력 또한 향상되어, 기재와 코팅층 간의 탈리를 방지하고, 수명 및 성능이 개선된 이차전지를 제공할 수 있다.In the slurry for coating a separator for a secondary battery according to the present invention, inorganic particles are uniformly dispersed by a dispersant including two or more fatty acid compounds, so that aggregation between the inorganic particles may be prevented. Accordingly, not only the storage stability of the slurry is improved, but also the adhesion between the substrate forming the separator and the coating layer is improved, thereby preventing detachment between the substrate and the coating layer, and providing a secondary battery with improved life and performance.
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail to aid in understanding the present invention.
본 발명의 설명 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the description and claims of the present invention should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor appropriately explains the concept of terms in order to explain his own invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
먼저, 본 발명에 따른 이차전지 분리막 코팅용 슬러리에 대해 설명한다.First, a slurry for coating a secondary battery separator according to the present invention will be described.
본 발명에 따른 이차전지 분리막 코팅용 슬러리는 무기물 입자, 바인더 및 분산제를 포함하고, 상기 분산제는 2종 이상의 지방산 화합물을 포함한다.The slurry for coating a secondary battery separator according to the present invention includes inorganic particles, a binder and a dispersant, and the dispersant includes two or more fatty acid compounds.
본 발명자들의 연구에 따르면, 분산제로서 한 가지 종류의 지방산 화합물만 사용하는 경우에는 무기물 입자의 응집 방지 효과가 전혀 없었으며, 오히려 분산제를 사용하지 않는 경우보다도 무기물 입자가 더 응집되는 현상이 발생하였다. 그러나, 2종 이상의 지방산 화합물을 혼합하여 사용할 경우, 무기물 입자의 분산성이 매우 향상되는 것으로 나타났다. 특히, 서로 다른 탄소수를 가지는 지방산 화합물을 혼합하여 분산제로서 사용할 경우, 분산성 향상 효과가 더욱 우수한 것으로 나타났다. According to the research of the present inventors, when only one type of fatty acid compound is used as a dispersant, there is no effect of preventing aggregation of inorganic particles, and rather, a phenomenon in which inorganic particles are more agglomerated than when a dispersant is not used. However, when two or more types of fatty acid compounds are mixed and used, the dispersibility of inorganic particles is greatly improved. Particularly, when a fatty acid compound having different carbon atoms is mixed and used as a dispersant, the effect of improving the dispersibility is more excellent.
이를 구체적으로 살펴보면, 2종 이상의 지방산 화합물을 포함하는 분산제를 사용하는 경우, 지방산 화합물을 구성하는 탄화수소 부분은 무기물 입자의 표면에 흡착되고, 상기 흡착된 지방산 화합물은 무기물 입자의 표면 상에 층(layer)을 형성한다. 상기 층을 형성하는 지방산 화합물 간의 반발력(electrostatic repulsion) 및 입체장애(steric hindrance) 효과를 통해 지방산 화합물 층이 형성된 무기물 입자 간 응집이 억제될 수 있다. 특히, 서로 다른 탄소수를 지닌 지방산을 혼합하여 사용할 경우에는 지방산 화합물 층의 치밀도 및 두께를 높일 수 있어 분산성 향상 효과가 더욱 우수한 것으로 나타났다. Specifically, when a dispersant containing two or more fatty acid compounds is used, the hydrocarbon portion constituting the fatty acid compound is adsorbed on the surface of the inorganic particles, and the adsorbed fatty acid compound is a layer on the surface of the inorganic particles. ) To form. Aggregation between inorganic particles in which the fatty acid compound layer is formed may be suppressed through the effect of electrostatic repulsion and steric hindrance between fatty acid compounds forming the layer. In particular, when fatty acids having different carbon numbers are mixed and used, the density and thickness of the fatty acid compound layer can be increased, and thus the dispersibility improvement effect is more excellent.
이에 비해, 하나의 지방산 화합물만을 포함하는 분산제를 사용하는 경우에는 지방산 화합물 층이 형성되기는 하나 균일하게 형성되지 못하여 지방산 화합물을 분산제로 사용하지 않는 경우보다 되려 무기물 입자 간의 응집을 유도할 수 있다.In contrast, when a dispersant containing only one fatty acid compound is used, the fatty acid compound layer is formed but is not uniformly formed, and thus aggregation between inorganic particles may be induced more than when the fatty acid compound is not used as a dispersant.
본 발명에 있어서, 상기 지방산 화합물은 카복시기(-COOH)를 가지는 포화 탄화수소 또는 불포화탄화수소 사슬을 가지는 카복실산 화합물을 의미할 수 있으며, 포화 탄화수소 사슬을 가지는 지방산 화합물을 포화 지방산 화합물이라고 하고, 불포화 탄화수소 사슬을 가지는 지방산 화합물을 불포화 지방산 화합물이라고 한다.In the present invention, the fatty acid compound may mean a saturated hydrocarbon having a carboxy group (-COOH) or a carboxylic acid compound having an unsaturated hydrocarbon chain, and a fatty acid compound having a saturated hydrocarbon chain is referred to as a saturated fatty acid compound, and an unsaturated hydrocarbon chain A fatty acid compound having a is referred to as an unsaturated fatty acid compound.
불포화 지방산 화합물 중 이중 결합을 포함하고 있는 경우, 이중결합을 기준으로 양 탄화수소기가 같은 방향에 위치하는 경우(시스 이성질체)와 양 탄화수소기가 반대 방향에 위치하는 경우(트랜스 이성질체) 모두 존재할 수 있다.In the case where the unsaturated fatty acid compound contains a double bond, both hydrocarbon groups are located in the same direction based on the double bond (cis isomer) and both hydrocarbon groups are located in opposite directions (trans isomer).
본 발명에 있어서, 상기 분산제는 탄소수가 서로 다른 2종 이상의 지방산 화합물을 포함하는 것일 수 있다. 다만, 서로 다른 2종 이상의 지방산 화합물에 있어서, 상기 분산제에 포함되는 모든 지방산 화합물 각각이 서로 다른 탄소수를 가질 수도 있지만, 반드시 모든 지방산 화합물이 각각 서로 다른 탄소수를 가지는 지방산 화합물이여야 하는 것을 의미하는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 분산제가 3종 이상의 지방산 화합물을 포함하는 경우에, 2종의 지방산 화합물이 서로 탄소수가 다른 경우, 나머지 지방산 화합물들은 상기 2종의 지방산 화합물 중 어느 하나와 동일한 탄소수를 가지되 다른 종류의 지방산 화합물일 수도 있다.In the present invention, the dispersant may include two or more fatty acid compounds having different carbon atoms. However, in the case of two or more different fatty acid compounds, each of the fatty acid compounds included in the dispersant may have a different number of carbon atoms, but it means that all fatty acid compounds must be fatty acid compounds each having a different number of carbon atoms. no. For example, when the dispersant contains 3 or more fatty acid compounds, when the two fatty acid compounds have different carbon numbers, the remaining fatty acid compounds have the same carbon number as any one of the two fatty acid compounds, but different It may be a kind of fatty acid compound.
본 발명에 따른 분산제에 사용할 수 있는 지방산 화합물의 종류는 특별히 제한되는 것은 아니며, 상기 지방산 화합물은 C15 내지 C30인 불포화 지방산 화합물 및 C15 내지 C30인 포화 지방산 화합물 중 선택되는 것일 수 있다.The type of fatty acid compound that can be used in the dispersant according to the present invention is not particularly limited, and the fatty acid compound may be selected from C15 to C30 unsaturated fatty acid compounds and C15 to C30 saturated fatty acid compounds.
예를 들어, C15 내지 C30인 불포화 지방산 화합물은 올레산(Oleic acid, C18H34O2), 팔미톨레산(Palmitoleic acid, C16H30O2), 시스-헵타데세노익산(Cis-Heptadecenoic acid, C17H32O2), 바크센산(Vaccenic acid, C18H34O2), 엘라이드산(Elaidic acid, C18H34O2), 리놀레산(Linolenic acid, C18H32O2), 아라키돈산(Arachidonic acid, C20H32O2), 에이코센산(Eicosanoic acid, C20H40O2), 에루스산(Erucic acid, C22H42O2), 에이코사펜타엔산(Eicosapentaenoic acid, EPA, C20H30O2), 도코사헥사엔산(Docosahexaenoic acid, DHA, C22H32O2), 네르본산(Nervonic acid C24H46O2) 으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있다.For example, C15 to C30 unsaturated fatty acid compounds include oleic acid (C 18 H 34 O 2 ), palmitoleic acid (C 16 H 30 O 2 ), cis-heptadecenoic acid (Cis-Heptadecenoic). acid, C 17 H 32 O 2 ), Vaccenic acid (C 18 H 34 O 2 ), Elaidic acid (C 18 H 34 O 2 ), Linolenic acid, C 18 H 32 O 2 ), Arachidonic acid (C 20 H 32 O 2 ), Eicosanoic acid (C 20 H 40 O 2 ), Erucic acid (C 22 H 42 O 2 ), Eicosapentaenoic acid (Eicosapentaenoic acid, EPA, C 20 H 30 O 2 ), Docosahexaenoic acid (DHA, C 22 H 32 O 2 ), Nervonic acid (Nervonic acid C 24 H 46 O 2 ) Selected from the group consisting of It can be.
다른 예를 들어, C15 내지 C30인 포화 지방산 화합물은 팔미트산(Palmitic acid, C16H32O2), 스테아르산(Stearic acid, C18H36O2), 아라키드산(Arachidic acid, C20H40O2), 베헨산(Behenic acid, C22H44O2), 리그노세르산(Lignoceric acid, C24H48O2)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있다.For another example, C15 to C30 saturated fatty acid compounds include palmitic acid (C 16 H 32 O 2 ), stearic acid (C 18 H 36 O 2 ), arachidic acid (C 20 H 40 O 2 ), Behenic acid (C 22 H 44 O 2 ), Lignoceric acid (Lignoceric acid, C 24 H 48 O 2 ) It may be selected from the group consisting of.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 분산제로서 2종 이상의 불포화 지방산 화합물만 포함할 수도 있고, 2종 이상의 포화 지방산 화합물만 포함할 수도 있으며, 포화 지방산 화합물 및 불포화 지방산 화합물을 각각 포함하여 분산제로서 사용할 수도 있다.According to an embodiment of the present invention, as a dispersant, only two or more types of unsaturated fatty acid compounds may be included, or only two or more types of saturated fatty acid compounds may be included, and each of a saturated fatty acid compound and an unsaturated fatty acid compound may be used as a dispersant. have.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 분산제는 올레산(Oleic acid), 스테아르산(Stearic acid), 팔미트산(palmitic acid) 및 네르본산(nervonic acid) 을 포함할 수 있다.As an embodiment of the present invention, the dispersant may include oleic acid, stearic acid, palmitic acid, and nervonic acid.
상기 올레산은 C18의 불포화 지방산으로, C18H34O2 화학식으로 표현될 수 있고, 올레인산이라고 불리기도 하는 지방산으로, 단일 불포화 지방산으로서, 탄소원자 간의 이중결합을 1개 가지고, 나머지 모든 탄소 원자는 단일 결합되어 있다. The oleic acid is a C18 unsaturated fatty acid, which can be represented by the formula C 18 H 34 O 2 , and is also called oleic acid, as a single unsaturated fatty acid, which has one double bond between carbon atoms, and all the remaining carbon atoms Are unitary.
상기 네르본산은 C24의 불포화 지방산으로, 올레산의 연쇄 생성물로도 표현되며, 올레산과 동일하게 단일 불포화 지방산으로서 탄소원자 간의 이중결합을 1개 가지고, 나머지 모든 탄소 원자는 단일 결합되어 있다.The nerbonic acid is a C24 unsaturated fatty acid, which is also expressed as a chain product of oleic acid. Like oleic acid, it is a single unsaturated fatty acid having one double bond between carbon atoms, and all the remaining carbon atoms are single bonded.
상기 스테아르산은 C18의 포화 지방산으로, C18H36O2 화학식으로 표현될 수 있으며, 팔미트산은 C16의 포화 지방산으로, C16H32O2 화학식으로 표현될 수 있다. The stearic acid may be represented by the C18 saturated fatty acid, C 18 H 36 O 2 formula, and palmitic acid may be represented by the C16 saturated fatty acid, C 16 H 32 O 2 formula.
예를 들어, 상기 분산제는 올레산:스테아르산:팔미트산:네르본산 = (5 내지 25) : (5 내지 25) : (5 내지 25) : (5 내지 25)의 중량비로 혼합된 지방산 화합물의 혼합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 분산제는 올레산:스테아르산:팔미트산:네르본산 = (5 내지 15) : (5 내지 15) : (5 내지 15) : (5 내지 15) : (5 내지 15)의 중량비로 혼합된 지방산 화합물의 혼합물을 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는, 올레산:스테아르산:팔미트산:네르본산 = (9~10): (9~10) : (9~10) : (8~9)의 중량비로 혼합된 지방산 화합물의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기와 같은 지방산 화합물의 혼합물을 포함하는 분산제는 무기물 입자의 표면에 균일하고, 치밀한 지방산 화합물 층을 형성하여, 무기물 입자의 분산성을 더 향상시켜줄 수 있다.For example, the dispersing agent of the fatty acid compound mixed in a weight ratio of oleic acid: stearic acid: palmitic acid: nerbonic acid = (5 to 25): (5 to 25): (5 to 25): (5 to 25) It may contain mixtures. Specifically, the dispersant is oleic acid: stearic acid: palmitic acid: nerbonic acid = (5 to 15): (5 to 15): (5 to 15): (5 to 15): (5 to 15) in a weight ratio of It may contain a mixture of mixed fatty acid compounds, more preferably, oleic acid: stearic acid: palmitic acid: nerbonic acid = (9-10): (9-10): (9-10): (8- It may include a mixture of fatty acid compounds mixed in a weight ratio of 9). The dispersant including the mixture of fatty acid compounds as described above may form a uniform and dense fatty acid compound layer on the surface of the inorganic particles, thereby further improving the dispersibility of the inorganic particles.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 분산제의 산가(acid value, 酸價)는 20 내지 600 mg-KOH/g일 수 있으며, 30 내지 500 mg-KOH/g일수 있으며, 40 내지 400 mg-KOH/g일 수 있으며, 50 내지 300 mg-KOH/g일 수 있다. 본 발명에 있어서 '산가'란, 유지 또는 석유제품 1g에 함유된 지방산의 양을 나타내는 수치로서, 일반적으로 유지 또는 석유제품 1g 중에 함유된 지방산을 중화하는데 필요한 수산화칼륨(KOH)의 mg 수를 산가(mg-KOH/g)라고 정의할 수 있다. 상기 분산제가 상기 범위 미만의 산가를 갖는 경우에는, 분산제가 일정 수준 이상 함유되어 있지 않아 무기물 입자가 제대로 분산되지 못할 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 산가를 가지는 경우에는 상기 분산제 간의 응집 현상이 발생하는 등 되려 분산을 저해할 수 있다. 따라서, 분산제는 상기 범위 내의 산가를 가지는 분산제를 사용하는 것이 보다 바람직하다.In another embodiment of the present invention, the acid value ( 酸價) of the dispersant may be 20 to 600 mg-KOH/g, 30 to 500 mg-KOH/g, and 40 to 400 mg-KOH /g may be, it may be 50 to 300 mg-KOH / g. In the present invention,'acid value' is a numerical value representing the amount of fatty acids contained in 1 g of oils and fats or petroleum products, and in general, the number of mg of potassium hydroxide (KOH) required to neutralize fatty acids contained in 1 g of oils and fats or petroleum products is the acid value. It can be defined as (mg-KOH/g). When the dispersant has an acid value less than the above range, the inorganic particles may not be properly dispersed because the dispersant is not contained above a certain level, and when the dispersant has an acid value exceeding the above range, an aggregation phenomenon between the dispersants occurs. It can turn back and inhibit dispersion. Therefore, it is more preferable to use a dispersant having an acid value within the above range as the dispersant.
본 발명에 있어서, 상기 분산제는 무기물 입자 100 중량부에 대하여 0.1 내지 40 중량부의 함량으로 포함될 수 있으며, 예를 들면, 0.2 내지 30 중량부, 0.3 내지 20 중량부, 0.4 내지 10 중량부, 0.5 내지 10 중량부, 1.0 내지 5 중량부로 포함될 수 있다. 분산제가 상기 범위를 초과하는 중량부의 함량으로 포함되는 경우, 무기물 입자-분산제-무기물 입자 간의 결합으로 인하여 응집이 형성되어 분산을 저해할 수 있다. 한편 분산제가 상기 범위 미만의 중량부의 함량으로 포함되는 경우에는, 무기물 입자의 표면에 상기 분산제가 충분하게 흡착되지 못하여 분산제 간의 반발력 등이 약하므로, 무기물 입자간 응집하는 것을 방지하기 어렵다. 따라서, 상기 분산제는 상기 중량부 함량 범위 내로 포함되어 있는 것이 바람직하다.In the present invention, the dispersant may be included in an amount of 0.1 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the inorganic particles, for example, 0.2 to 30 parts by weight, 0.3 to 20 parts by weight, 0.4 to 10 parts by weight, 0.5 to It may be included in 10 parts by weight and 1.0 to 5 parts by weight. When the dispersant is included in an amount of the weight part exceeding the above range, aggregation is formed due to the bonding between the inorganic particles-dispersant-inorganic particles, and thus dispersion may be inhibited. On the other hand, when the dispersant is included in an amount of parts by weight less than the above range, the dispersant is not sufficiently adsorbed on the surface of the inorganic particles, and the repulsive force between the dispersants is weak, so it is difficult to prevent aggregation between the inorganic particles. Therefore, it is preferable that the dispersant is contained within the range of the content by weight.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 이차전지 분리막 코팅용 슬러리는 표면적이 상이한 2종 이상의 무기물 입자를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the slurry for coating a secondary battery separator may include two or more inorganic particles having different surface areas.
이차전지 분리막 코팅용 슬러리에 포함되는 무기물 입자는, 코팅용 슬러리에 의하여 형성되는 코팅층에 의해 분리막의 강도를 향상시키기 위해 포함되는 구성이다. 일반적으로, 유기물로 형성되는 기재만을 이차전지의 분리막으로 사용하는 경우, 이차전지의 충전과 방전 과정 도중 분리막 사이를 이동하는 금속 입자의 전하에 의하여 분리막이 쉽게 훼손될 수 있다. 따라서, 이차전지 내에서 충/방전이 계속 이루어지는 경우에도, 무기물 입자가 포함된 상기 슬러리를 기재의 표면 상에 코팅시켜 분리막으로 사용하는 경우, 단순히 기재를 사용하는 경우보다 강도가 더 향상된 분리막을 형성할 수 있다.The inorganic particles included in the slurry for coating the secondary battery separator are included in order to improve the strength of the separator by the coating layer formed by the coating slurry. In general, when only a substrate formed of an organic material is used as a separator of a secondary battery, the separator may be easily damaged by electric charges of metal particles moving between the separators during the charging and discharging process of the secondary battery. Therefore, even when charging/discharging continues in the secondary battery, when the slurry containing inorganic particles is coated on the surface of a substrate and used as a separator, a separator with improved strength is formed compared to the case of simply using the substrate. can do.
예를 들어, 상기 이차전지 분리막 코팅용 슬러리는 제1무기물 입자 및 상기 제1무기물 입자보다 표면적이 더 큰 제2무기물 입자를 포함하는 것일 수 있다. For example, the slurry for coating a secondary battery separator may include first inorganic particles and second inorganic particles having a larger surface area than the first inorganic particles.
본 발명에 있어서, 상대적으로 표면적이 더 큰 무기물 입자를 제2무기물 입자로 정의하고, 상대적으로 표면적이 더 작은 무기물 입자를 제1무기물 입자로 정의한다. 서로 다른 표면적을 가지는 무기물 입자를 혼합하여 사용하는 것은 슬러리의 저장 안정성을 향상시키고, 기재와의 접착력을 향상시켜 형성되는 분리막의 전기화학적 성능을 향상시키기 위함이다.In the present invention, inorganic particles having a relatively larger surface area are defined as second inorganic particles, and inorganic particles having a relatively smaller surface area are defined as first inorganic particles. The use of mixing inorganic particles having different surface areas is to improve the storage stability of the slurry and to improve the electrochemical performance of the formed separator by improving the adhesion to the substrate.
본 발명에 있어서, 상기 무기물 입자는 BET 표면적 측정방식에 의하여 측정할 수 있으며, 상기 방식에 의하여 측정된 표면적을 BET 표면적이라고 할 수 있다.In the present invention, the inorganic particles may be measured by the BET surface area measurement method, and the surface area measured by the method may be referred to as the BET surface area.
예를 들어, BET 표면적이란, Brunauer, Emmett, Teller라는 학자에 의해서 개발된 수식을 이용하는 측정법으로 측정된 표면적을 의미하며, 고체 시료의 표면에 특정 가스를 흡·탈착시켜 부분 압력별 흡착량을 측정하여 측정되는 재료의 비표면적을 의미한다.For example, BET surface area refers to the surface area measured by a measurement method using a formula developed by Brunauer, Emmett, Teller, and measures the amount of adsorption by partial pressure by adsorbing and desorbing a specific gas on the surface of a solid sample. It means the specific surface area of the measured material.
본 발명에서 상기 BET 표면적은 BELSORP-MAX(BEL Japan, Inc.)를 사용하여 질소 기체를 무기물 입자에 가한 후 흡착된 질소의 양의 계산을 통해 측정될 수 있다. In the present invention, the BET surface area may be measured through calculation of the amount of adsorbed nitrogen after adding nitrogen gas to inorganic particles using BELSORP-MAX (BEL Japan, Inc.).
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1무기물 입자의 BET 표면적은 20 m2/g 미만, 바람직하게는 10 m2/g 미만 이고, 상기 제2무기물 입자의 BET 표면적은 5 내지 35 m2/g, 바람직하게는 10 내지 30 m2/g 일 수 있다. 상기와 같은 BET 표면적을 가지는 제1 무기물 입자 및 제2 무기물 입자를 사용하는 경우 분리막의 전기화학적 성능을 향상시킬 수 있다.In an embodiment of the present invention, the BET surface area of the first inorganic particles is less than 20 m 2 /g, preferably less than 10 m 2 /g, and the BET surface area of the second inorganic particles is 5 to 35 m 2 /g, preferably 10 to 30 m 2 /g may be. When the first inorganic particles and the second inorganic particles having the BET surface area as described above are used, the electrochemical performance of the separator may be improved.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2무기물 입자는 상기 제1무기물 입자 100 중량부에 대하여 0.1 내지 40 중량부 포함된 것일 수 있고, 5 내지 30 중량부 포함된 것일 수 있고, 10 내지 20 중량부 포함된 것일 수 있고, 15 내지 18 중량부 포함된 것일 수 있다. 상기 제2무기물 입자가 상기 제1무기물 입자 대비 상기 중량부 범위 내로 포함되어 이차전지 분리막 코팅용 슬러리를 형성하는 경우 분리막 내에서 무기물 입자간의 분산이 더 균일하게 이루어 질 수 있다.In an embodiment of the present invention, the second inorganic particles may be 0.1 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the first inorganic particles, 5 to 30 parts by weight may be included, and 10 to 20 parts by weight. It may be included in parts by weight, and may be included in 15 to 18 parts by weight. When the second inorganic particles are contained within the range of the weight part relative to the first inorganic particles to form the slurry for coating a secondary battery separator, dispersion between the inorganic particles may be made more uniformly in the separator.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 무기물 입자는 전체 이차전지 분리막 코팅용 슬러리 전체 중량 대비 0.5 내지 40 wt%의 함량으로 포함될 수 있고, 바람직하게는, 5 내지 30 wt%, 더 바람직하게는 10 내지 20 wt%, 보다 더 바람직하게는 13 내지 15 wt%의 함량으로 될 수 있다. 무기물 입자의 함량이 상기 범위를 만족하는 슬러리로 분리막의 코팅층을 형성하는 경우, 상기 코팅층을 가지는 분리막이 장기간 수명을 유지할 수 있을 정도의 강도를 가질 수 있다.In an embodiment of the present invention, the inorganic particles may be included in an amount of 0.5 to 40 wt% based on the total weight of the slurry for coating a secondary battery separator, preferably 5 to 30 wt%, more preferably 10 To 20 wt%, even more preferably 13 to 15 wt%. When the coating layer of the separation membrane is formed with a slurry in which the content of inorganic particles satisfies the above range, the separation membrane having the coating layer may have strength enough to maintain a long-term life.
본 발명에서 사용되는 무기물 입자는, 예를 들어, BaTiO3, BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3(PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3 (PLZT, 여기서, 0<x<1, 0<y<1임), Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT), 하프니아(HfO2), SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, Al2O3, TiO2, SiC 및 이들의 혼합체로부터 이루어진 군으로부터 선택된 단일물 또는 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다. 또한, 상기 나열된 화합물 이외에도 리튬 이온 전달 능력을 갖는 화합물, 즉 리튬포스페이트 (Li3PO4), 리튬티타늄포스페이트 (LipTiq(PO4)3, 0<p<2, 0<q<3), 리튬알루미늄티타늄포스페이트 (LiaAlbTic(PO4)3, 0<a<2, 0<b<1, 0<c<3), 14Li2O9Al2O338TiO239P2O5 등과 같은 (LiAlTiP)dOe 계열 glass (0<d<4, 0<e<13), 리튬란탄티타네이트 (LieLafTiO3, 0<e<2, 0<f<3), Li3.25Ge0.25P0.75S4 등과 같은 리튬게르마늄티오포스페이트 (LigGehPiSj, 0<g<4, 0<h<1, 0<i<1, 0<j<5), Li3N 등과 같은 리튬나이트라이드 (LikNl, 0<k<4, 0<l<2), Li3PO4-Li2S-SiS2 등과 같은 SiS2 계열 glass (LimSinSo, 0<m<3, 0<n<2, 0<o<4), LiI-Li2S-P2S5 등과 같은 P2S5 계열 glass 또는 이들의 혼합물 등을 더 포함할 수 있다. 다만, 상기 화합물에 한정되는 것은 아니고, 무기 화합물로서 입자형태를 지니며, 분리막을 형성하기 위한 일 조성으로서 그 기능을 발휘할 수 있는 물질이라면 어떠한 물질이라도 사용될 수 있다.The inorganic particles used in the present invention are, for example, BaTiO 3 , BaTiO 3 , Pb(Zr,Ti)O 3 (PZT), Pb 1-x La x Zr 1-y Ti y O 3 (PLZT, where, 0<x<1, 0<y<1), Pb(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 (PMN-PT), Hafnia(HfO 2 ), SrTiO 3 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO 2 , Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , TiO 2 , SiC, and a mixture of two or more selected from the group consisting of a mixture thereof. In addition, in addition to the compounds listed above, compounds having lithium ion transfer ability, that is, lithium phosphate (Li 3 PO 4 ), lithium titanium phosphate (Li p Ti q (PO 4 ) 3 , 0<p<2, 0<q<3) , Lithium aluminum titanium phosphate (Li a Al b Ti c (PO 4 ) 3 , 0<a<2, 0<b<1, 0<c<3), 14 Li 2 O 9 Al 2 O 3 38 TiO 2 39P 2 O 5 (LiAlTiP) d O e series glass (0<d<4, 0<e<13), lithium lanthanum titanate (Li e La f TiO 3 , 0<e<2, 0<f<3), Lithium germanium thiophosphate such as Li 3.25 Ge 0.25 P 0.75 S 4 (Li g Ge h P i S j , 0<g<4, 0<h<1, 0<i<1, 0<j<5), Li lithium nitride such as 3 N (Li k N l, 0 <k <4, 0 <l <2), Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 SiS 2 based glass (Li Si n S m o, such as , 0<m<3, 0<n<2, 0<o<4), P 2 S 5 series glass such as LiI-Li 2 SP 2 S 5 or a mixture thereof may be further included. However, it is not limited to the above compound, and any material may be used as long as it has a particle shape as an inorganic compound and can exhibit its function as a composition for forming a separator.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 이차전지 분리막 코팅용 슬러리는 바인더를 포함할 수 있다. 바인더는 코팅된 분리막과 전극 사이의 접착성을 향상시킬 수 있고, 전해액에 의해 쉽게 용해되지 않는 성분의 화합물을 바인더로서 사용할 수 있다.The slurry for coating a secondary battery separator according to an embodiment of the present invention may contain a binder. The binder may improve adhesion between the coated separator and the electrode, and a compound of a component that is not easily dissolved by an electrolyte may be used as the binder.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 바인더는 분리막과 전극 사이의 결합력을 향상시키기 위하여 사용되는 고분자라면 특별히 제한하지 않으며, 그 대표적인 예로 폴리비닐리덴플로라이드(PVdF), 폴리비닐리덴플로라이드-헥사플루오로프로필렌, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐리덴플로라이드-트리클로로에틸렌, 폴리비닐리덴플로라이드-클로로트리플로로에틸렌(PVdF-CTFE), 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐아세테이트, 에틸렌-코-비닐 아세테이트 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 시아노에틸풀루란, 시아노에틸폴리비닐알콜, 시아노에틸셀룰로오스, 시아노에틸수크로오스, 풀루란, 카르복실 메틸 셀룰로오스, 아크리로니트릴스티렌부타디엔 공중합체 및 폴리이미드로 이루어진 군에서 선택된 단일물 또는 2 이상의 혼합물을 포함하는 수계 또는 비수계(유기계) 고분자를 들 수 있고, 구체적으로 수계 폴리비닐리덴플로라이드(PVdF)를 이용할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the binder is not particularly limited as long as it is a polymer used to improve the bonding strength between the separator and the electrode, and representative examples thereof are polyvinylidene fluoride (PVdF), polyvinylidene fluoride-hexa Fluoropropylene, polyvinylpyrrolidone, polyacrylonitrile, polyvinylidenefluoride-trichloroethylene, polyvinylidenefluoride-chlorotrifluoroethylene (PVdF-CTFE), polymethylmethacrylate, polyvinyl Acetate, ethylene-co-vinyl acetate copolymer, polyethylene oxide, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethyl pullulan, cyanoethylpolyvinyl alcohol, cyanoethylcellulose, cyanoethyl sucrose , Pullulan, carboxyl methyl cellulose, acrylonitrile styrene butadiene copolymer, and a water-based or non-aqueous (organic) polymer comprising a mixture of two or more selected from the group consisting of polyimide, specifically aqueous polyvinyl Lidenfluoride (PVdF) can be used.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 바인더는, 전체 이차전지 분리막 코팅용 슬러리 중량 대비 3 내지 20 wt% 포함될 수 있고, 5 내지 10 wt% 포함될 수 있다. 상기 범위 내의 바인더를 포함하는 경우, 슬러리로 형성되는 코팅층과 상기 코팅층이 형성되는 기재 표면 간의 접착성을 향상시켜 상기 코팅층이 박리되는 것을 방지할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the binder may be included in 3 to 20 wt%, 5 to 10 wt%, based on the total weight of the slurry for coating the secondary battery separator. When the binder within the above range is included, the adhesion between the coating layer formed of the slurry and the surface of the substrate on which the coating layer is formed may be improved to prevent the coating layer from peeling off.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이차전지 분리막 코팅용 슬러리는 용매를 포함할 수 있다. 본 발명에 사용되는 용매는 슬러리를 구성하는 무기물 입자, 바인더 및 분산제를 일정 수준 이상 용해시킬 수 있으면서도, 슬러리가 코팅되는 기재에 대해서는 비용매 특성을 가지는 용매를 사용하는 것 바람직하다. 구체적인 예로는, 아세톤, 테트라히드로퓨란, 아세토니트릴, 디메틸포름아미드, 디메틸설폭사이드, 디메틸아세트아마이드, N-메틸피롤 또는 물 등이 있으며, 이들을 2종 이상 혼합하여 사용할 수도 있다.According to an embodiment of the present invention, the slurry for coating the secondary battery separator may include a solvent. As the solvent used in the present invention, it is preferable to use a solvent having a non-solvent property for a substrate on which the slurry is coated while being capable of dissolving inorganic particles constituting the slurry, a binder, and a dispersant at a certain level or more. Specific examples include acetone, tetrahydrofuran, acetonitrile, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, dimethylacetamide, N-methylpyrrole, or water, and two or more of them may be used in combination.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 용매는 이차전지 분리막 코팅용 슬러리 전체 중량 대비 50 내지 90 wt% 포함될 수 있고, 60 내지 85 wt% 포함될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the solvent may be included in 50 to 90 wt%, 60 to 85 wt%, based on the total weight of the slurry for coating a secondary battery separator.
다음으로, 본 발명에 따른 이차 전지 분리막에 대해 설명한다. Next, a secondary battery separator according to the present invention will be described.
일 실시예에 따르면, 본 발명의 분리막은 기재 및 상기 기재의 표면 상에 위치하고, 상기 이차전지 분리막 코팅용 슬러리, 즉, 무기물 입자, 바인더, 용매 및 2종 이상의 지방산 화합물을 포함하는 분산제를 포함하는 슬러리로 형성된 코팅층을 포함한다. According to an embodiment, the separator of the present invention is located on a substrate and a surface of the substrate, and comprises a slurry for coating the secondary battery separator, that is, an inorganic particle, a binder, a solvent, and a dispersant including two or more fatty acid compounds. It includes a coating layer formed of a slurry.
상기 기재는 음극과 양극 사이에 물리적인 접촉을 방지하는 동시에 기공을 통하여 리튬이온과 같은 금속이온을 통과시키는 역할을 하는 것으로, 일반적으로 다공성의 폴리올레핀을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기재는 통상적인 폴리올레핀 계열의 고분자로 형성되는 것이라면 특별히 제한하지 않으며, 구체적인 예로서, 폴리올레핀계 수지, 불소계 수지, 폴리에스터계 수지, 폴리아크릴로니트릴 수지 및 셀룰로오스계 재질로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 2종 이상의 성분으로 이루어진 미세다공막 또는 부직포를 들 수 있으며, 더욱 구체적으로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌계, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리테트라플루오루에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 2종 이상의 성분으로 이루어진 미세다공막 또는 부직포가 기재로서 사용될 수 있다.The substrate serves to prevent physical contact between the negative electrode and the positive electrode while passing metal ions such as lithium ions through the pores, and generally, a porous polyolefin may be used. In one embodiment of the present invention, the base is not particularly limited as long as it is formed of a conventional polyolefin-based polymer, and specific examples include polyolefin-based resin, fluorine-based resin, polyester-based resin, polyacrylonitrile resin, and cellulose. A microporous membrane or nonwoven fabric composed of one or two or more components selected from the group consisting of materials, and more specifically polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyethylene terephthalate And a microporous membrane or nonwoven fabric composed of one or two or more components selected from the group consisting of polybutylene terephthalate may be used as the substrate.
다만, 폴리올레핀을 포함하는 분리막은 그 재료적 특성과 연신에 의하여 제조되는 공정의 특성상 전지가 충/방전이 계속되는 경우 이를 버틸 수 있을 정도의 강도를 가지지 못하는 경우가 많다. 따라서, 본 발명에서는 무기물 입자, 바인더, 용매 및 2종 이상의 지방산 화합물을 포함하는 분산제를 포함하는 슬러리를 상기 기재 상에 코팅하여 코팅층을 형성함으로써 분리막의 강도를 향상시킬 수 있도록 하였다. 상기 이차전지 분리막 코팅용 슬러리의 구체적인 내용은 상술한 바와 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다.However, in many cases, a separator containing a polyolefin does not have a strength enough to withstand when the battery continues to be charged/discharged due to its material properties and characteristics of a process manufactured by stretching. Accordingly, in the present invention, a slurry containing an inorganic particle, a binder, a solvent, and a dispersant including two or more fatty acid compounds is coated on the substrate to form a coating layer, thereby improving the strength of the separator. Since the detailed contents of the slurry for coating the secondary battery separator are the same as described above, a detailed description will be omitted.
상기와 같은 본 발명에 따른 분리막은 코팅층에 무기물 입자를 함유하고 있어 강도 등 기계적 물성이 우수하고, 2종 이상의 지방산 화합물을 포함하는 분산제를 사용하여 무기물 입자가 균일하게 분산된 슬러리를 사용함으로써, 무기물 입자의 응집에 따른 기재와 코팅층 간의 탈리 현상이 효과적으로 억제된다. The separation membrane according to the present invention as described above contains inorganic particles in the coating layer, so it has excellent mechanical properties such as strength, and by using a slurry in which inorganic particles are uniformly dispersed by using a dispersant containing two or more fatty acid compounds, inorganic substances The separation between the substrate and the coating layer due to the aggregation of particles is effectively suppressed.
다음으로, 본 발명에 따른 이차 전지에 대해 설명한다.Next, a secondary battery according to the present invention will be described.
본 발명의 이차 전지는 양극, 음극, 상기 양극 및 음극 사이에 배치되는 분리막, 및 전해액을 포함하며, 상기 분리막으로 상술한 본 발명에 따른 분리막을 사용한다. The secondary battery of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolyte, and the separator according to the present invention described above is used as the separator.
상기 양극은 예를 들어, 양극 활물질을 포함하는 양극제를 NMP 등과 같은 용매에 혼합하여 제조된 양극 합제를 양극 집전체 상에 도포한 후 건조 및 압연하여 제조될 수 있다. 상기 양극제는 양극 활물질와, 선택적으로 도전재, 바인더, 충진제 등이 포함될 수 있다. The positive electrode may be prepared by coating a positive electrode mixture prepared by mixing a positive electrode material including a positive electrode active material with a solvent such as NMP on a positive electrode current collector, followed by drying and rolling. The positive electrode agent may include a positive electrode active material and, optionally, a conductive material, a binder, a filler, and the like.
상기 양극 활물질로는, 당해 기술 분야에서 잘 알려져 있는 양극 활물질들이 제한없이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 리튬코발트계 산화물, 리튬니켈계 산화물, 리튬망간계 산화물, 리튬철인산화물, 리튬 니켈망간코발트계 산화물 또는 이들의 조합 등이 사용될 수 있다. 구체적으로는, 상기 양극 활물질로는 LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4, LiCoPO4, LiFePO4 및 LiNiaMnbCocO2 (여기서, 0 < a, b, c < 1) 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 리튬 코발트 산화물 및 리튬-금속 산화물을 양극 활물질로 사용하는 경우, 충방전시 활물질 입자 표면에서의 크랙이 거의 발생하지 않으므로, 전해액과의 반응에 의한 가스 발생 및 코어와 전해액 유래 불화수소산과의 반응에 의해 양극활물질이 전해액 중에 용해되는 것을 방지할 수 있다.As the positive electrode active material, positive electrode active materials well known in the art may be used without limitation. For example, lithium cobalt-based oxide, lithium nickel-based oxide, lithium manganese-based oxide, lithium iron phosphate, lithium nickel manganese cobalt-based Oxide or a combination thereof and the like may be used. Specifically, as the positive electrode active material, LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , LiCoPO 4 , LiFePO 4 and LiNiaMnbCocO 2 (here, 0 <a, b, c <1), etc. may be used, but limited thereto It is not. When the lithium cobalt oxide and lithium-metal oxide are used as the positive electrode active material, since cracks hardly occur on the surface of the active material particles during charging and discharging, gas generation by reaction with the electrolyte and reaction between the core and the electrolyte-derived hydrofluoric acid Thus, the cathode active material can be prevented from being dissolved in the electrolyte.
상기 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 그라파이트; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼니스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다. 시판되고 있는 도전재의 구체적인 예로는 아세틸렌 블랙 계열인 쉐브론 케미칼 컴퍼니(Chevron Chemical Company)나 덴카 블랙(Denka Singapore Private Limited), 걸프 오일 컴퍼니(Gulf Oil Company) 제품 등), 케트젠블랙(Ketjenblack), EC 계열(아르막 컴퍼니(Armak Company) 제품), 불칸(Vulcan) XC-72(캐보트 컴퍼니(Cabot Company) 제품) 및 수퍼(Super) P(Timcal 사 제품) 등이 있다.The conductive material is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical changes to the battery, and examples thereof include graphite; Carbon blacks such as carbon black, acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and thermal black; Conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives may be used. Specific examples of commercially available conductive materials include acetylene black-based Chevron Chemical Company, Denka Singapore Private Limited, Gulf Oil Company, etc.), Ketjenblack, EC The group (Armak Company), Vulcan XC-72 (Cabot Company) and Super P (Timcal).
상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합제 등을 들 수 있다.The binder is a component that aids in bonding of an active material and a conductive material and bonding to a current collector, and is typically added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture including the positive electrode active material. Examples of such a binder include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , Polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butyrene rubber, fluorine rubber, and various copolymers.
상기 충진제는 전극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합제; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is selectively used as a component that suppresses the expansion of the electrode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing chemical changes to the battery, and examples thereof include olefinic polymerizers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fiber and carbon fiber are used.
상기 음극은 예를 들어, 음극 활물질을 포함하고 있는 음극제를 용매에 혼합하여 제조된 음극 합체를 음극 집전체 상에 도포한 후 건조 및 압연하여 제조되며, 상기 음극제는 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 도전재, 바인더, 충진제 등의 성분들이 포함될 수 있다. The negative electrode is manufactured by, for example, coating a negative electrode mixture prepared by mixing a negative electrode agent containing a negative electrode active material with a solvent on a negative electrode current collector, followed by drying and rolling, and the negative electrode agent as described above, if necessary. Components such as a conductive material, a binder, and a filler may be included.
상기 음극 활물질로는 천연흑연, 인조흑연, 탄소질재료; 리튬 함유 티타늄 복합 산화물(LTO), Si, Sn, Li, Zn, Mg, Cd, Ce, Ni 또는 Fe인 금속류(Me); 상기 금속류(Me)로 구성된 합금류; 상기 금속류(Me)의 산화물(MeOx); 및 상기 금속류(Me)와 탄소와의 복합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 음극 활물질을 들 수 있다. Natural graphite, artificial graphite, carbonaceous material as the negative active material; Lithium-containing titanium composite oxide (LTO), Si, Sn, Li, Zn, Mg, Cd, Ce, Ni, or Fe metals (Me); Alloys composed of the metals (Me); Oxides of the metals (Me) (MeOx); And one or two or more negative active materials selected from the group consisting of a composite of the metals (Me) and carbon.
상기 전해액은 이차전지에 사용되는 고유전율, 고점도의 유기용매, 저점도의 유기용매, 리튬염 등으로 구성되는 전해액을 의미하고, 전지의 성능을 향상시키기 위하여 다양한 종류의 첨가제를 더 포함할 수도 있다. 다만, 본 발명에 있어서, 특정 전해액을 사용하는 것을 기술적 특징으로 하는 것은 아니며, 일반적으로 사용되는 전해액은 모두 사용될 수 있으며 전해액의 종류가 제한적인 것은 아니다.The electrolytic solution refers to an electrolytic solution composed of a high dielectric constant, a high viscosity organic solvent, a low viscosity organic solvent, a lithium salt, etc. used in a secondary battery, and may further include various kinds of additives to improve the performance of the battery. . However, in the present invention, the use of a specific electrolyte is not a technical feature, and all commonly used electrolytes may be used, and the type of electrolyte is not limited.
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 이들만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples. However, the following examples are for illustrative purposes only, and the scope of the present invention is not limited thereto.
실시예Example
실시예 1Example 1
(1) 분산제 준비(1) Preparation of dispersant
BYK 社에서 제조된 BYK-P104(제품명)를 분산제로서 준비하였다. BYK-P104은 올레산:스테아르산:팔미트산:네르본산이 (9~10): (9~10) : (9~10) : (8~9)의 중량비로 혼합된 지방산 화합물의 혼합물을 전체 중량 대비 50 중량부 포함하고, 자일렌:에틸벤젠:아이소부틸케톤 = 65:27:8 으로 혼합된 용매를 전체 중량 대비 50 중량부 포함한다.BYK-P104 (product name) manufactured by BYK was prepared as a dispersant. BYK-P104 is a mixture of fatty acid compounds mixed in a weight ratio of oleic acid: stearic acid: palmitic acid: nerbonic acid (9-10): (9-10): (9-10): (8-9). It includes 50 parts by weight based on the weight, and 50 parts by weight of the solvent mixed with xylene: ethylbenzene: isobutyl ketone = 65:27:8 based on the total weight.
(2) 분리막 코팅용 슬러리 제조(2) Preparation of slurry for membrane coating
평균 입경(D50)이 0.5 μm이고, BET 표면적이 6 m2/g인 알루미나 입자 11.9 중량부, 평균 입경(D50)이 0.25 μm이고, BET 표면적이 20m2/g인 알루미나 입자 2.1 중량부, 분산제(BYK-P104) 0.2 중량부, PVdF-HFP(폴리비닐리덴플로라이드-헥사플루오로프로필렌) 및 PVdF-CTFE(폴리비닐리덴플로라이드-클로로트리플루오로에틸렌)를 7:3 질량비로 혼합한 바인더 3.8 중량부 및 아세톤 용액 82 중량부를 혼합한 후, Homo mixer(제품명: Dispermat LC, 제조사: VMA)를 이용하여 30분간 믹싱을 진행하여 분리막 코팅용 슬러리를 제조하였다.11.9 parts by weight of alumina particles having an average particle diameter (D 50 ) of 0.5 μm and a BET surface area of 6 m 2 /g, 2.1 parts by weight of alumina particles having an average particle diameter (D 50 ) of 0.25 μm and a BET surface area of 20 m 2 /g , 0.2 parts by weight of dispersant (BYK-P104), PVdF-HFP (polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene) and PVdF-CTFE (polyvinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene) are mixed in a mass ratio of 7:3 After 3.8 parts by weight of a binder and 82 parts by weight of an acetone solution were mixed, mixing was performed for 30 minutes using a homo mixer (product name: Dispermat LC, manufacturer: VMA) to prepare a slurry for membrane coating.
(3) 분리막 코팅용 슬러리 분산(3) Dispersion of slurry for membrane coating
상기 제조된 분리막 코팅용 슬러리를 Orbital Shaker(Beads size 1mm)에 넣은 후 300 rpm에서 3시간 동안 분산 공정을 진행하였다.After putting the prepared slurry for membrane coating in an Orbital Shaker (Beads size 1mm), a dispersion process was performed at 300 rpm for 3 hours.
비교예Comparative example
비교예 1Comparative Example 1
평균 입경(D50)이 0.5 μm이고, BET 표면적이 6 m2/g인 알루미나 입자 11.9 중량부, 평균 입경(D50)이 0.25 μm이고, BET 표면적이 20m2/g인 알루미나 입자 2.1 중량부, PVdF-HFP(폴리비닐리덴플로라이드-헥사플루오로프로필렌) 및 PVdF-CTFE(폴리비닐리덴플로라이드-클로로트리플루오로에틸렌)를 7:3 질량비로 혼합한 바인더 4.0 중량부 및 아세톤 용액 82 중량부를 혼합한 후, Homo mixer(제조사: VMA, 제품명: Dispermat LC)를 이용하여 30분간 믹싱을 진행하여 분리막 코팅용 슬러리를 제조하였다. 이렇게 제조된 분산된 분리막 코팅용 슬러리에 대한 분석 결과는 하기 표 1에 나타내었다.11.9 parts by weight of alumina particles having an average particle diameter (D 50 ) of 0.5 μm and a BET surface area of 6 m 2 /g, 2.1 parts by weight of alumina particles having an average particle diameter (D 50 ) of 0.25 μm and a BET surface area of 20 m 2 /g , PVdF-HFP (polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene) and PVdF-CTFE (polyvinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene): 4.0 parts by weight of a binder mixed in a mass ratio of 7:3 and 82 parts by weight of acetone solution After mixing the parts, mixing was carried out for 30 minutes using a homo mixer (manufacturer: VMA, product name: Dispermat LC) to prepare a slurry for coating a separator. The analysis results of the thus prepared slurry for coating a separator are shown in Table 1 below.
비교예 2Comparative Example 2
분산제로 BYK-P104 대신 스테아르산 0.2 중량부 투입한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 이렇게 제조된 분산된 분리막 코팅용 슬러리에 대한 분석 결과는 하기 표 1에 나타내었다.It was carried out in the same manner as in Example 1, except that 0.2 parts by weight of stearic acid was added instead of BYK-P104 as a dispersant. The analysis results of the thus prepared slurry for coating a separator are shown in Table 1 below.
비교예 3Comparative Example 3
상기 실시예 1에서, 상기 분산제(BYK-P104) 대신 올레산을 0.2 중량부 투입한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 이렇게 제조된 분산된 분리막 코팅용 슬러리에 대한 분석 결과는 하기 표 1에 나타내었다.In Example 1, it was carried out in the same manner as in Example 1, except that 0.2 parts by weight of oleic acid was added instead of the dispersant (BYK-P104). The analysis results of the thus prepared slurry for coating a separator are shown in Table 1 below.
비교예 4Comparative Example 4
상기 실시예 1에서, 상기 분산제(BYK-P104) 대신 팔미트산을 0.2 중량부 투입한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 이렇게 제조된 분산된 분리막 코팅용 슬러리에 대한 분석 결과는 하기 표 1에 나타내었다.In Example 1, it was carried out in the same manner as in Example 1, except that 0.2 parts by weight of palmitic acid was added instead of the dispersant (BYK-P104). The analysis results of the thus prepared slurry for coating a separator are shown in Table 1 below.
실험예Experimental example
실험예 1Experimental Example 1
상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 슬러리 내의 무기물 입자의 평균 입경(μm) 및 침강속도(μm/s)를 각각 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The average particle diameter (μm) and sedimentation speed (μm/s) of the inorganic particles in the slurry prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 4 were measured, respectively, and the results are shown in Table 1 below.
무기물 입자의 평균 입경은 Particle Size Analyzer(제품명: MASTERSIZER 3000, 제조사: Malvern)를 통하여 측정했으며, 침강속도는 Dispersion Analyzer(제품명: Lumisizer, 제조사: LUM)를 사용하여 원심력을 가한 상태에서 시간에 따른 침강속도를 측정하였다.The average particle diameter of inorganic particles was measured through a Particle Size Analyzer (product name: MASTERSIZER 3000, manufacturer: Malvern), and the sedimentation rate was settled with time in the state of applying a centrifugal force using a Dispersion Analyzer (product name: Lumisizer, manufacturer: LUM). The speed was measured.
Settling speed (㎛/s)
상기 표 1을 통해, 본 발명에 따른 분리막을 제조하기 위한 분리막 코팅용 슬러리의 경우, 분산제를 사용하지 않은 경우(비교예 1) 및 분산제로서 단일 지방산 화합물을 사용하는 경우(비교예 2~4)에 비해 슬러리 내의 무기물 입자의 입경과 침강속도 모두 1/2 이하로 감소되는 것을 확인할 수 있었다. From Table 1 above, in the case of a slurry for coating a separator for preparing a separator according to the present invention, when a dispersant is not used (Comparative Example 1) and when a single fatty acid compound is used as a dispersant (Comparative Examples 2 to 4) In comparison, both the particle diameter and the sedimentation rate of the inorganic particles in the slurry were reduced to less than 1/2.
상기 무기물 입경 및 침강속도가 감소되는 것을 통하여, 분리막을 구성하는 무기물 입자가 응집되지 않고 골고루 분산되는 것을 확인할 수 있다. 나아가, 비교예 2~4의 경우, 분산제로서 각각 1종의 지방산 화합물만을 사용하였는데, 분산제를 사용하지 않은 비교예 1과 비교하여, 입경 및 침강속도가 현저하게 상승되는 것을 확인할 수 있다. 즉, 분산제로서 단일 종류의 지방산을 사용하는 경우에는 되려 무기물 입자 간 응집이 더 진행될 수 있다는 것을 확인할 수 있으므로, 단일 종류의 지방산이 아닌 2종 이상의 지방산을 혼합하여 사용해야만 분산제로서 역할을 수행할 수 있음을 확인할 수 있다.Through the decrease in the inorganic particle diameter and the sedimentation rate, it can be seen that the inorganic particles constituting the separation membrane do not aggregate and are evenly dispersed. Further, in the case of Comparative Examples 2 to 4, only one type of fatty acid compound was used as the dispersing agent, but it can be seen that the particle diameter and the sedimentation rate were remarkably increased compared to Comparative Example 1 in which the dispersant was not used. That is, if a single type of fatty acid is used as a dispersant, it can be confirmed that aggregation between inorganic particles can proceed further. Therefore, it can only play a role as a dispersant when two or more types of fatty acids are mixed and used instead of a single type of fatty acid. It can be confirmed that there is.
Claims (15)
바인더;
용매; 및
분산제를 포함하고,
상기 분산제는 C15 내지 C30인 불포화 지방산 화합물 및 C15 내지 C30인 포화 지방산 화합물로 이루어진 것인 이차전지 분리막 코팅용 슬러리.
Inorganic particles;
bookbinder;
menstruum; And
Containing a dispersant,
The dispersant is a slurry for coating a secondary battery separator consisting of a C15 to C30 unsaturated fatty acid compound and a C15 to C30 saturated fatty acid compound.
상기 C15 내지 C30인 불포화 지방산 화합물은 올레산(Oleic acid), 팔미톨레산(Palmitoleic acid), 시스-헵타데세노익산(Cis-Heptadecenoic acid), 바크센산(Vaccenic acid), 엘라이드산(Elaidic acid), 리놀레산(linolenic acid), 아라키돈산(Arachidonic acid), 에이코센산(Eicosanoic acid), 에루스산(Erucic acid), 에이코사펜타엔산(Eicosapentaenoic acid, EPA), 도코사헥사엔산(Docosahexaenoic acid, DHA), 네르본산 (Nervonic acid) 으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 이차전지 분리막 코팅용 슬러리.
The method of claim 1,
The C15 to C30 unsaturated fatty acid compounds include Oleic acid, Palmitoleic acid, Cis-Heptadecenoic acid, Vaccenic acid, and Elaidic acid. , Linolenic acid, arachidonic acid, eicosanoic acid, erucic acid, eicosapentaenoic acid (EPA), docosahexaenoic acid, DHA), a slurry for coating a separator for a secondary battery that is selected from the group consisting of nervonic acid.
상기 C15 내지 C30인 포화 지방산 화합물은 팔미트산 (Palmitic acid), 스테아르산 (Stearic acid), 아라키드산 (Arachidic acid), 베헨산(Behenic acid), 리그노세르산 (Lignoceric acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 이차전지 분리막 코팅용 슬러리.
The method of claim 1,
The C15 to C30 saturated fatty acid compound is a group consisting of palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, and lignoceric acid. The slurry for coating a secondary battery separator that is selected from.
상기 분산제는, 올레산(Oleic acid), 스테아르산(Stearic acid), 팔미트산(palmitic acid) 및 네르본산(nervonic acid)을 포함하는 것인 이차전지 분리막 코팅용 슬러리.
The method of claim 1,
The dispersant, oleic acid (Oleic acid), stearic acid (Stearic acid), palmitic acid (palmitic acid) and nerbonic acid (nervonic acid) is a slurry for coating a secondary battery separator comprising a.
상기 올레산, 스테아르산, 팔미트산, 네르본산은 (5 내지 25) : (5 내지 25) : (5 내지 25) : (5 내지 25)의 중량비로 포함되는 것인 이차전지 분리막 코팅용 슬러리.
The method of claim 6,
The oleic acid, stearic acid, palmitic acid, and nerbonic acid are (5 to 25): (5 to 25): (5 to 25): a slurry for coating a secondary battery separator in a weight ratio of (5 to 25).
상기 분산제는 무기물 입자 100 중량부에 대하여 0.1 내지 40 중량부로 포함된 것인 이차전지 분리막 코팅용 슬러리.
According to claim 1
The slurry for coating a separator for a secondary battery is contained in an amount of 0.1 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the inorganic particles.
상기 이차전지 분리막 코팅용 슬러리는 표면적이 상이한 2종 이상의 무기물 입자를 포함하는 것인 이차전지 분리막 코팅용 슬러리.
The method of claim 1,
The slurry for coating a secondary battery separator includes two or more kinds of inorganic particles having different surface areas.
상기 이차전지 분리막 코팅용 슬러리는 제1무기물 입자 및 상기 제1무기물 입자보다 표면적이 더 큰 제2무기물 입자를 포함하는 것인 이차전지 분리막 코팅용 슬러리.
The method of claim 9,
The slurry for coating a secondary battery separator includes a first inorganic particle and a second inorganic particle having a larger surface area than the first inorganic particle.
상기 제1무기물 입자의 BET 표면적은 10 m2/g 미만 이고, 상기 제2무기물 입자의 BET 표면적은 10 내지 30 m2/g 인 이차전지 분리막 코팅용 슬러리.
The method of claim 10,
The BET surface area of the first inorganic particles is less than 10 m 2 /g, and the BET surface area of the second inorganic particles is 10 to 30 m 2 /g of secondary battery separator coating slurry.
상기 제2무기물 입자는 상기 제1무기물 입자 100 중량부에 대하여 10 내지 20 중량부로 포함된 것인 이차전지 분리막 코팅용 슬러리.
The method of claim 10,
The second inorganic particles are contained in an amount of 10 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the first inorganic particles.
상기 무기물 입자는 상기 슬러리 중에 0.5 내지 40 wt%로 포함되는 것인 이차전지 분리막 코팅용 슬러리.
The method of claim 1,
The inorganic particle is a slurry for coating a secondary battery separator that is contained in an amount of 0.5 to 40 wt% in the slurry.
A secondary battery separator comprising a substrate and a coating layer positioned on the surface of the substrate and formed of the slurry for coating the secondary battery separator according to claim 1.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024191154A1 (en) * | 2023-03-14 | 2024-09-19 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Secondary battery coating composition, and secondary battery using same |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102249890B1 (en) * | 2019-07-03 | 2021-05-07 | 삼성에스디아이 주식회사 | Separator for rechargeable battery, method of preparing the same and rechargeable lithium battery including the same |
KR102580238B1 (en) * | 2020-03-10 | 2023-09-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | Coating Composition for Separator, Method for preparing Separator, Seaparator, and Lithium battery comprising the Separator |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101380184B1 (en) * | 2006-02-01 | 2014-04-01 | 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 | Micropore forming agent for porous resin film and composition for porous resin film containing the agent |
KR101730574B1 (en) * | 2012-09-19 | 2017-05-11 | 주식회사 엘지화학 | Separator for secondary battery comprising porous coating layer for adsorbing metal ion, secondary battery comprising the same, and method for preparing the separator |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101535199B1 (en) | 2012-11-30 | 2015-07-09 | 주식회사 엘지화학 | Slurry with improved dispersibility and its use |
-
2017
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101380184B1 (en) * | 2006-02-01 | 2014-04-01 | 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 | Micropore forming agent for porous resin film and composition for porous resin film containing the agent |
KR101730574B1 (en) * | 2012-09-19 | 2017-05-11 | 주식회사 엘지화학 | Separator for secondary battery comprising porous coating layer for adsorbing metal ion, secondary battery comprising the same, and method for preparing the separator |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024191154A1 (en) * | 2023-03-14 | 2024-09-19 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Secondary battery coating composition, and secondary battery using same |
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