KR102151123B1 - 표면처리된 리튬이차전지용 분리막 및 리튬이차전지용 분리막의 표면처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 표면처리된 리튬이차전지용 분리막 및 리튬이차전지용 분리막의 표면처리 방법에 관한 것으로 폴리올레핀 분리막의 표면을 극성의 관능기를 갖는 물질로 처리함으로써, 소수성인 폴리올레핀 분리막에 친수성을 부여하여 전지의 충ㆍ방전 특성, 수명 및 율 특성을 향상시킬 수 있다.

Description

표면처리된 리튬이차전지용 분리막 및 리튬이차전지용 분리막의 표면처리 방법{Surface treated separation film for lithium secondary battery and surface treatment method of separation film}
본 발명은 표면처리를 통해 소수성인 폴리올레핀 분리막을 친수성으로 개질한 리튬이차전지용 분리막 및 리튬이차전지용 분리막의 표면처리 방법에 관한 것이다.
최근 리튬이차전지 시장은 휴대폰, 노트북 등의 소형 IT용 에플리케이션시장에서 ESS, EV 등의 중대형 시장으로 시장을 확대해 나가고 있다. 이차전지의 구성 요소 중 하나인 분리막 역시 이에 맞추어 수요가 증가하고 있다.
상기 이차전지용 분리막은 기공을 통해 리튬이온이 활발히 이동할 수 있도록 하는 기능과 양극과 음극의 물리적 접촉을 방지하여 전기적 단락과 같은 전지의 안전성 문제를 해결할 수 있는 중요한 기능을 가진다.
중대형 리튬이차전지는 기존 소형 리튬이차전지에 비해 안전성, 내구성, 생산비용의 비중이 매우 높다. 따라서 전지구동 중 과충전, 고온사용, 회로단락, 외부충격으로 인해 과열 발화 가능성이 존재하기 때문에 이러한 안전성을 획기적으로 개선하기 위한 노력이 분리막을 중심으로 진행되고 있다. 또한, 지금까지의 전극 및 전해질 중심적 리튬이차전지 연구개발이 점차 한계점에 도달함에 따라 분리막 개발이 더더욱 중요해진 상황이다.
현재 리튬이차전지의 분리막으로 상용화된 폴리올레핀계 다공성 분리막은 재료적 특성 및 제조공정상의 특징으로 고온에서의 열적 안전성 문제점을 지니고 있다. 또한 상기 폴리올레핀 다공성 분리막은 재질의 특성상 소수성으로서, 높은 극성을 지닌 리튬이차전지 전해액에 대한 친화성이 낮아 전해액의 함침성이 낮은 특성을 지니고 있다.
최근 들어, 신규 분리막에 대한 요구특성으로 열적 안전성, 기계적 특성 향상 및 전해액에 대한 친화성 개선 등의 분리막의 요구특성을 만족하기 위한 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 그러므로 분리막은 열적 안전성을 만족하기 위하여 폴리올레핀계 다공성 분리막 또는 PET 부직포 위에 세라믹 입자 및 바인더 고분자를 코팅하여 제조되는 유무기 복합 분리막에 대한 연구개발이 활발히 진행되고 있다.
대표적으로, 대한민국 등록특허 제0775310호는 폴리올레핀 계열 분리막 기재 위에 무기물 입자 및 바인더 고분자의 혼합물이 코팅된 활성층을 포함하는 유무기 복합 다공성 분리막을 개발하여 리튬이차전지에 적용함으로써 열적, 전기화학적 안전성 및 성능 향상을 동시에 도모할 수 있음을 개시하고 있다.
그런데, 기존의 폴리올레핀계 분리막은 아주 소수성인 특성을 지니고 있기 때문에 다른 고분자 바인더와의 접착력이 떨어지므로 기존 폴리올레핀계 분리막에 내열성인 고분자 물질 및 나노섬유 형태를 접합하여도 리튬이차전지 전해액에 넣으면 분리되는 현상이 발생할 수 있다. 이와 같이 세라믹 물질을 분리막 기재상에 코팅하게 되면 열적, 기계적 특성이 향상되어 고온, 과충전 등의 과도한 조건에서도 리튬이차전지의 안전한 특성을 나타내지만, 열적 안전성이 취약한 다공성막의 열수축 억제 및 기계적 안전성을 만족하기 위해서는 바인더 대비 일정비율 이상의 세라믹 입자들이 함유되어야 한다. 그러나 이러한 바인더 대비 세라믹 입자의 양이 증가함에 따라 다공성 기재와의 접착력이 취약하여 코팅된 세라믹 입자들이 다공성 기재로부터 탈리가 일어나는 문제점이 있다. 또한, 전지 조립과정에서 발생되는 응력에 의해 코팅된 세라믹 입자들이 쉽게 탈리될 수 있다. 특히, 세라믹 재료는 분리막의 열적 안전성 및 기계적 특성 향상에 기여하지만, 전지특성 관점에서는 저항으로 작용하여 세라믹 코팅층의 두께가 증가함에 따라 전지특성이 떨어지는 문제점도 지니고 있다.
대한민국 등록특허 제1470696호 대한민국 등록특허 제0775310호
본 발명의 목적은 표면처리를 통해 소수성인 폴리올레핀 분리막을 친수성으로 개질한 리튬이차전지용 분리막을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 리튬이차전지용 분리막의 표면처리 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 리튬이차전지용 분리막은 폴리올레핀 분리막의 표면을 극성의 관능기를 갖는 물질로 처리한 것일 수 있다.
상기 극성의 관능기를 갖는 물질은 증류수와 혼합하여 사용되는 것일 수 있다.
상기 극성의 관능기를 갖는 물질과 증류수는 1:99 내지 10:90의 중량비로 혼합될 수 있다.
상기 폴리올레핀 분리막은 폴리에틸렌 분리막 또는 폴리프로필렌 분리막일 수 있다.
상기 극성의 관능기를 갖는 물질은 과황산암모늄, 과산화수소, 차아염소산나트륨, 염소산칼륨, 과요오드산칼륨, 질산은 및 과망가니즈산칼륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
또한, 상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 리튬이차전지용 분리막의 표면처리 방법은 (A) 극성의 관능기를 갖는 물질의 수용액에 폴리올레핀 분리막을 1 내지 2.5시간 동안 1차 침지시키는 단계; (B) 상기 침지된 폴리올레핀 분리막을 증류수로 세척하는 단계; (C) 상기 세척된 폴리올레핀 분리막을 극성의 관능기를 갖는 물질의 수용액에 1 내지 2.5시간 동안 2차 침지시키는 단계; 및 (D) 상기 침지된 폴리올레핀 분리막을 증류수로 세척한 후 건조시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 (A) 및 (C)단계에서 침지는 70 내지 95 ℃ 하에서 수행될 수 있다.
본 발명은 현재 리튬이차전지용 분리막으로 널리 사용되고 있지만 소수성인 표면특성으로 인하여 수명 안정성이 떨어지는 폴리올레핀 분리막의 전기화학적 특성 향상을 위하여 극성의 관능기를 갖는 물질로 화학적 표면처리시켜 폴리올레핀 분리막의 표면특성을 친수성으로 변화시켰다.
이러한, 본 발명의 친수성으로 표면이 개질된 리튬이차전지용 분리막은 높은 전해액 함침성과 이온 전도성을 가지므로 뛰어난 전기화학적 특성을 발휘할 수 있다. 특히, 리튬이차전지의 장기수명 열화를 획기적으로 개선시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 2에 따라 표면이 개질된 폴리에틸렌 분리막 및 비교예 1에 따라 표면이 개질되지 않은 폴리에틸렌 분리막 표면을 접촉각 측정장치로 촬영한 사진 및 접촉각 수치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1 및 2에 따라 표면이 개질된 폴리에틸렌 분리막 및 비교예 1에 따라 표면이 개질되지 않은 폴리에틸렌 분리막의 전해액 함침율을 측정한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1~2 및 비교예 1에 따라 제조된 분리막의 이온 전도도를 측정한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1~2 및 비교예 1에 따라 제조된 분리막을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1~2 및 비교예 1에 따라 제조된 분리막을 이용하여 제작한 전지의 충전 및 방전 특성을 보여주는 그래프이다.
도 6a는 본 발명의 실시예 1~2 및 비교예 1에 따라 제조된 분리막을 이용하여 제작한 전지의 율 특성(cyclability)을 측정한 그래프이며, 도 6b는 본 발명의 실시예 1~2 및 비교예 1에 따라 제조된 분리막을 이용하여 제작한 전지의 수명 사이클을 나타낸 그래프이다.
본 발명은 표면처리를 통해 소수성인 폴리올레핀 분리막을 친수성으로 개질한 리튬이차전지용 분리막 및 리튬이차전지용 분리막의 표면처리 방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
상기 폴리올레핀 분리막과 같이 현재 상용화되고 있는 분리막은 강한 물리적 특성과 박막화가 쉽다는 장점으로 인해, 많은 리튬이차전지에 사용되고 있으나, 소재 특성상 소수성(hydrophobicity)을 갖는다. 분리막의 소수성은 전해액의 함침성과 유지력에 많은 문제를 야기하는데, 이러한 문제점을 극복하기 위한 분리막 표면개질 방법으로서 플라즈마(plasma) 처리, 그래프팅(grafting) 반응, 불소화(fluorination) 등과 같은 연구들이 진행되고 있다. 그러나, 상기 표면개질 방법은 공정이 복잡하거나 처리비용이 상승하는 문제점이 있다.
본 발명에서는 폴리올레핀 분리막의 표면을 극성의 관능기를 갖는 물질로 처리하여 상기 소수성인 폴리올레핀 분리막을 친수성으로 변화시킴으로써, 빠르고 간단하면서 높은 처리비용 없이 폴리올레핀 분리막의 표면을 처리한다.
상기 극성의 관능기를 갖는 물질은 용이하게 폴리올레핀 분리막의 표면을 개질시킬 수 있도록 증류수와 혼합된 수용액으로 사용된다. 수용액 형태가 아닌 극성의 관능기를 갖는 물질을 그대로 사용하는 경우에는 친수성으로의 개질이 어려울 뿐만 아니라 다공성으로 존재하는 폴리올레핀 분리막의 물성을 저하시킬 수도 있다.
상기 극성의 관능기를 갖는 물질과 증류수는 1:99 내지 10:90의 중량비, 바람직하게는 2:98 내지 7:93의 중량비, 더욱 바람직하게는 2.5:97.5 내지 5:95의 중량비로 혼합된다. 상기 극성의 관능기를 갖는 물질과 증류수의 중량비가 상기 바람직한 범위를 벗어나는 경우에는 소수성인 폴리올레핀 분리막에 친수성이 부여되지 않을 수 있다. 특히, 바람직한 범위의 7:93의 중량비(극성의 관능기를 갖는 물질:증류수)에서 극성의 관능기를 갖는 물질의 함량이 상기 범위 보다 많은 경우에는 분리막에 손상을 입어, 수명이 오히려 단축되고 율 특성이 저하될 수 있다.
본 발명에서 사용한 폴리올레핀 분리막으로는 특별히 한정되지 않지만 바람직하게는 폴리에틸렌 분리막 또는 폴리프로필렌 분리막일 수 있으며; 극성의 관능기를 갖는 물질로는 소수성 물질의 표면에 친수성을 부여할 수 있는 물질이라면 특별히 한정되지 않지만 바람직하게는 과황산암모늄, 과산화수소, 차아염소산나트륨, 염소산칼륨, 과요오드산칼륨, 질산은 및 과망가니즈산칼륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 들 수 있다.
또한, 본 발명은 소수성의 폴리올레핀 분리막의 표면을 친수성을 변화시키는 분리막의 표면처리 방법을 제공한다.
본 발명의 리튬이차전지용 분리막의 표면처리 방법은 (A) 극성의 관능기를 갖는 물질의 수용액에 폴리올레핀 분리막을 1 내지 2.5시간 동안 1차 침지시키는 단계; (B) 상기 침지된 폴리올레핀 분리막을 증류수로 세척하는 단계; (C) 상기 세척된 폴리올레핀 분리막을 극성의 관능기를 갖는 물질의 수용액에 1 내지 2.5시간 동안 2차 침지시키는 단계; 및 (D) 상기 침지된 폴리올레핀 분리막을 증류수로 세척한 후 건조시키는 단계;를 포함한다.
먼저, 상기 (A)단계에서는 극성의 관능기를 갖는 물질의 수용액에 폴리올레핀 분리막을 1 내지 2.5시간 동안 1차 침지시킨다.
상기 극성의 관능기를 갖는 물질과 증류수가 혼합된 수용액에 폴리올레핀 분리막을 침지시켜 1 내지 2.5시간, 바람직하게는 1 내지 1.5시간 동안 침지시킨다. 침지시간이 상기 바람직한 범위의 하한치 미만인 경우에는 친수성으로 개질되지 않을 수 있으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 분리막의 품질이 저하될 수 있다.
이때, 상기 극성의 관능기를 갖는 물질의 수용액 온도는 70 내지 95 ℃, 바람직하게는 75 내지 85 ℃이다. 수용액의 온도가 상기 바람직한 범위를 벗어나는 경우에는 소수성의 폴리올레핀 분리막이 친수성으로 개질되지 않을 수 있다.
다음으로, 상기 (B)단계에서는 상기 침지된 폴리올레핀 분리막을 증류수로 세척한다.
다음으로, 상기 (C)단계에서는 상기 세척된 폴리올레핀 분리막을 극성의 관능기를 갖는 물질의 수용액에 1 내지 2.5시간 동안 2차 침지시킨다.
상기 폴리올레핀 분리막을 상기 수용액에 한 번에 장시간 침지시키는 경우에는 분리막의 전면에 고르게 친수성으로 개질되지 않고 개질되지 않는 부위가 존재할 수 있을 뿐만 아니라 다공성인 분리막의 물성을 저하시킬 수 있으므로, 두 번 이상에 걸쳐 상기 폴리올레핀 분리막을 상기 수용액에 침지시키는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 폴리올레핀 분리막을 상기 수용액에 침지시키는 횟수는 두 번 내지 네 번일 수 있으나, 그 이상 침지시키는 경우에는 전지의 성능이 저하될 수 있다.
상기 (C)단계에서도 극성의 관능기를 갖는 물질의 수용액 온도는 70 내지 95 ℃, 바람직하게는 75 내지 85 ℃이다. 수용액의 온도가 상기 바람직한 범위를 벗어나는 경우에는 소수성의 폴리올레핀 분리막이 친수성으로 개질되지 않을 수 있다.
다음으로, 상기 (D)단계에서는 상기 침지된 폴리올레핀 분리막을 증류수로 세척한 후 건조시켜 친수성으로 표면이 개질된 본 발명의 리튬이차전지용 분리막을 수득한다.
상기와 같이 표면이 개질된 폴리올레핀 분리막은 손실 중량은 1 내지 5 중량%, 바람직하게는 1 내지 3 중량%로 매우 적다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 1. 과황산암모늄:증류수 = 2.5:97.5의 중량비
과황산암모늄(ammonium persulfate, APS)을 증류수와 2.5 : 97.5의 중량비로 용해시킨 후 제조된 수용액에 폴리에틸렌 분리막을 침지시켜 80 ℃에서 1시간 30분 동안 처리하였다. 처리가 완료된 후 상기 폴리에틸렌 분리막을 꺼내서 증류수로 세척한 다음 상기 폴리에틸렌 분리막을 뒤집어서 다시 상기 수용액에 침지시켜 80 ℃로 1시간 30분 동안 처리하였다. 두 번의 침지과정이 완료된 후 상기 폴리에틸렌 분리막을 꺼내서 증류수로 세척한 후 건조하여 친수성으로 표면이 개질된 폴리에틸렌 분리막을 수득하였다.
실시예 2. 과황산암모늄:증류수 = 5:95의 중량비
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 과황산암모늄과 증류수를 5 : 95의 중량비로 혼합하여 친수성으로 표면이 개질된 폴리에틸렌 분리막을 수득하였다.
비교예 1. 표면 무처리 폴리에틸렌 분리막
일반 폴리에틸렌 분리막을 증류수에 세척한 후 건조하여 사용한다.
<시험예>
시험예 1. 접촉각 측정
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 분리막의 표면의 접촉각을 접촉각 측정기(Holmarc)를 이용하여 측정하였다.
도 1은 본 발명의 실시예 2에 따라 표면이 개질된 폴리에틸렌 분리막 및 비교예 1에 따라 표면이 개질되지 않은 폴리에틸렌 분리막 표면을 접촉각 측정장치로 촬영한 사진 및 접촉각 수치를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 실시예 2의 분리막 및 비교예 1의 분리막에 액적을 떨어뜨려 분리막과 액적의 접촉각을 측정한 결과, 실시예 2의 분리막은 접촉각이 63.57°로서 친수성이며, 비교예 1의 분리막은 100.41ㅀ로서 소수성인 것을 확인하였다.
시험예 2. 전해액 함침성(Electrolyte uptake) 측정
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 분리막을 각각 3 cm X 3 cm로 자른 후 무게(mb)를 측정하고, 1M LiPF6 in EC/DMC(1:1, V/V)(전해액)에 1시간 적신 후 무게(ma)를 측정하여 다음의 수학식 1을 이용하여 분리막의 전해액 함침율을 구하였다.
[수학식 1]
Figure 112018117727064-pat00001
도 2는 본 발명의 실시예 1 및 2에 따라 표면이 개질된 폴리에틸렌 분리막 및 비교예 1에 따라 표면이 개질되지 않은 폴리에틸렌 분리막의 전해액 함침율을 측정한 그래프이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 비교예 1의 분리막은 소수성 특성으로 인해 전해액과의 친화성이 떨어져 전해액 함침율이 79.84%로 낮은 반면에, 실시예 1 및 2에 따라 제조된 분리막은 비교예 1의 분리막 보다 전해액 함침율이 증가하여 각각 90.48%, 111.95%인 것을 확인하였다.
시험예 3. 이온 전도도(Ionic conductivity) 측정
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 분리막을 전해액에 침적시킨 후 다시꺼내어 이온 전도도를 측정하였다. 이때, 전해액은 상기 시험예 2와 동일한 용액이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1~2 및 비교예 1에 따라 제조된 분리막의 이온 전도도를 측정한 그래프이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 실시예 1 및 2에 따라 제조된 분리막의 이온 전도도는 각각 3.16X10-4 S/cm, 3.60X10-4 S/cm으로서 비교예 1의 분리막의 2.66X10-4 S/cm에 비하여 높은 것을 확인하였다. 이는 실시예 1 및 2의 분리막이 리튬이온 이동에 대한 저항성이 비교예 1의 분리막에 비하여 매우 낮다는 것을 의미한다.
실시예 1 및 2에 따라 제조된 분리막이 비교예 1의 분리막에 비하여 우수한 이온 전도도 특성을 가지는 이유는 공기 투과도 특성 및 전해액 함침성 특성이 향상되었기 때문이다.
시험예 4. 주사전자현미경(SEM) 분석
도 4는 본 발명의 실시예 1~2 및 비교예 1에 따라 제조된 분리막을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 사진이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 실시예 1 및 2, 비교예 1의 분리막은 다공성을 이루고 있으며, 실시예 1 및 2에 따라 제조된 분리막은 비교예 1과 달리 표면이 친수성으로 개질된 것이다.
시험예 5. 충/방전 사이클 평가_하프셀
양극의 제조
양극활물질로 LiNi0.6Co0.2Mn0.2 92 중량%, 도전제로 Super P 4 중량%, 결합제로 PVdF kf1100 4 중량%를 용제인 N-메틸-2피롤리돈(NMP)에 첨가하여 양극 혼합물 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 혼합물 슬러리를 두께가 10 ㎛인 알루미늄박막에 도포 및 건조하여 양극을 제조한 후 롤프레스를 실시하였다.
리튬이차전지의 제조
상기 양극과, 상기 실시예 1~2 및 비교예 1의 분리막 각각을 스태킹방식을 이용하여 조립하였으며, 조립된 전지에 1M의 리튬헥사플로로포스페이트가 용해된 에틸렌카보네이트: 에틸메틸카보네이트=3:7(부피비)인 전해액을 주입하여 리튬이차전지를 제조하였다.
이렇게 제작된 상기 실시예1~2 및 비교예 1의 분리막을 이용한 이차전지 각각을 2.8~4.2V 범위에서 0.5 C의 전류밀도로 충방전테스트를 실시하였다.
도 5는 본 발명의 실시예 1~2 및 비교예 1에 따라 제조된 분리막을 이용하여 제작한 전지의 충전 및 방전 특성을 보여주는 그래프이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 실시예 1~2 및 비교예 1에 따라 제조된 분리막은 1, 10, 20, 50 cycle에서 큰 차이를 찾아볼 수 없었다.
그러나, 90 cycle에서 실시예 1의 분리막을 이용한 전지는 152/152 mA h g-1, 실시예 2의 분리막을 이용한 전지는 164/160 mA h g-1, 비교예 1의 분리막을 이용한 전지는 143/139 mA h g-1의 충전/방전 용량을 각각 나타내는 것을 확인하였다. 이는 실시예 1~2 분리막의 향상된 이온전도성과 전해액 함침성으로 인하여 비교예 1의 분리막을 이용한 전지에 비하여 우수한 충전/방전 용량을 보이는 것을 의미한다.
시험예 6. 율 특성 평가 및 수명 사이클 평가
상기 시험예 5에 따라 제조된 전지의 율 특성 및 수명 사이클을 확인하였다.
도 6a는 본 발명의 실시예 1~2 및 비교예 1에 따라 제조된 분리막을 이용하여 제작한 전지의 율 특성(cyclability)을 측정한 그래프이며, 도 6b는 본 발명의 실시예 1~2 및 비교예 1에 따라 제조된 분리막을 이용하여 제작한 전지의 수명 사이클을 나타낸 그래프이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 비교예 1의 분리막을 이용한 전지는 첫 cycle에서 176 mA h g-1의 방전 용량을 보여주었지만, cycle이 진행되면서 용량이 점차 감소하여 90 cycle에서는 139 mA h g-1로 저하된 것을 확인하였다.
반면, 실시예 1 및 2의 분리막을 이용한 각 전지는 첫 cycle에서 각각 176 mA h g-1, 177 mA h g-1의 방전 용량으로서, 상기 비교예 1의 분리막을 이용한 전지와 유사한 방전 용량을 보이지만, 90 cycle에서 각각 152 mA h g-1, 164 mA h g-1의 방전 용량으로 상기 비교예 1의 분리막을 이용한 전지와 비교 시 월등히 향상된 율 특성을 확인하였다. 이는 실시예 1 및 2 분리막의 향상된 이온 전도성과 전해액 함침성으로 인하여 비교예 1의 분리막을 이용한 전지에 비하여 우수한 율 특성을 보이는 것이다. 그 이유는 이차전지의 충/방전 수행 중에 전해액의 함침이 불완전해지면 전극 상태의 불균일성이 극대화되어 전극 반응이 집중되고 그 결과 전지의 용량이 저하되기 때문이다.
또한 도 6b에 도시된 바와 같이, 실시예 2의 분리막을 이용한 전지는 모든 C-rate에서 실시예 1 및 비교예 1의 분리막을 이용한 전지 보다 높은 방전 용량을 보는 것을 확인하였다. 이러한 현상 역시 분리막의 향상된 이온 전도성과 전해액 함침성으로 설명될 수 있다.

Claims (7)

  1. 폴리올레핀 분리막의 표면을 극성의 관능기를 갖는 물질과 증류수가 1:99 내지 10:90의 중량비로 혼합된 수용액으로 처리하며,
    상기 극성의 관능기를 갖는 물질은 과황산암모늄, 차아염소산나트륨, 염소산칼륨, 과요오드산칼륨, 질산은 및 과망가니즈산칼륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 분리막.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 폴리올레핀 분리막은 폴리에틸렌 분리막 또는 폴리프로필렌 분리막인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 분리막.
  5. 삭제
  6. (A) 극성의 관능기를 갖는 물질과 증류수가 1:99 내지 10:90의 중량비로 혼합된 수용액에 폴리올레핀 분리막을 1 내지 2.5시간 동안 1차 침지시키는 단계;
    (B) 상기 침지된 폴리올레핀 분리막을 증류수로 세척하는 단계;
    (C) 상기 세척된 폴리올레핀 분리막을 극성의 관능기를 갖는 물질의 수용액에 1 내지 2.5시간 동안 2차 침지시키는 단계; 및
    (D) 상기 침지된 폴리올레핀 분리막을 증류수로 세척한 후 건조시키는 단계;를 포함하며,
    상기 극성의 관능기를 갖는 물질은 과황산암모늄, 차아염소산나트륨, 염소산칼륨, 과요오드산칼륨, 질산은 및 과망가니즈산칼륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 분리막의 표면처리 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 (A) 및 (C)단계에서 침지는 70 내지 95 ℃ 하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 분리막의 표면처리 방법.
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