KR102459625B1 - Electrode assembly, Lihtium battery comprising electrode assembly, and Preparation method thereof - Google Patents

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Abstract

양극활물질층 및 음극활물질층과 접촉하는 제1 부분; 및 양극활물질층 및 음극활물질층과 접촉하지 않는 제2 부분을 포함하며, 상기 제1 부분의 두께(T1)과 제2 부분의 두께(T2)의 비(ratio, T1/T2)가 T1/T2<0.97 인 복합 세퍼레이터 상기 복합세퍼레이터 일면의 제1 부분 상에 배치되는 상기 양극활물질층을 포함하는 양극; 및 상기 복합세퍼레이터 타면의 제1 부분 상에 배치되는 상기 음극활물질층을 포함하는 음극;을 포함하는 전극 조립체, 이를 포함하는 리튬 전지 및 전극 조립체 제조 방법이 제시된다.a first portion in contact with the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer; and a second portion not in contact with the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, wherein a ratio (T1/T2) of the thickness (T1) of the first portion to the thickness (T2) of the second portion is T1/T2 <0.97 composite separator a positive electrode including the positive electrode active material layer disposed on a first portion of one surface of the composite separator; and a negative electrode including the negative electrode active material layer disposed on the first portion of the other surface of the composite separator; an electrode assembly including the same, a lithium battery including the same, and a method of manufacturing an electrode assembly are provided.

Description

전극 조립체, 이를 채용한 리튬 전지 및 전극 조립체 제조 방법{Electrode assembly, Lihtium battery comprising electrode assembly, and Preparation method thereof}Electrode assembly, lithium battery and electrode assembly manufacturing method employing the same

전극 조립체, 이를 채용한 리튬 전지 및 전극 조립체 제조 방법에 관한 것이다.It relates to an electrode assembly, a lithium battery employing the same, and a method for manufacturing an electrode assembly.

각종 기기의 소형화, 고성능화에 부합하기 위하여 리튬전지의 소형화, 경량화 가 중요해지고 있다. 또한, 전기차량(Electric Vehicle) 등의 분야에 적용되기 위하여 리튬전지의 방전용량, 에너지밀도 및 사이클특성이 중요해지고 있다. 상기 용도에 부합하기 위하여 단위부피당 방전 용량이 크고 에너지밀도가 높으며 수명특성이 우수한 리튬전지가 요구된다.In order to meet the miniaturization and high performance of various devices, miniaturization and weight reduction of lithium batteries are becoming important. In addition, in order to be applied to fields such as electric vehicles, the discharge capacity, energy density, and cycle characteristics of lithium batteries are becoming important. In order to meet the above use, a lithium battery having a large discharge capacity per unit volume, high energy density, and excellent lifespan characteristics is required.

리튬전지에서 양극과 음극 사이에 단락을 방지하기 위하여 세퍼레이터가 배치된다. 양극, 음극 및 상기 양극 및 음극 사이에 배치된 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체가 권취되어 젤리롤 형태를 가지게 되며, 상기 전극조립체에서 양극/음극과 세퍼레이터의 접착력을 향상시키기 위하여 젤리롤이 압연된다.In a lithium battery, a separator is disposed between the positive electrode and the negative electrode to prevent a short circuit. An electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive and negative electrodes is wound to have a jelly roll shape, and in the electrode assembly, the jelly roll is rolled to improve adhesion between the positive electrode/negative electrode and the separator.

리튬 전지의 세퍼레이터로서 올레핀계 중합체가 많이 사용되고 있다. 올레핀계 중합체는 유연성이 우수하나, 전해액에 침지했을 때의 강도가 낮으며 100℃ 이상의 고온에서 급격한 열수축에 의하여 전지의 단락이 발생할 수 있다. 따라서, 다공성 올레핀계 중합체 기재 상의 일면 상에 세라믹을 코팅하여 강도 및 내열성을 향상시킨 세퍼레이터가 제시된다. 세라믹이 코팅된 세퍼레이터는 음극/양극과의 접착력이 낮아 충방전시에 전지의 부피가 급격히 변화하여 전지의 변형이 발생하기 쉽다.As separators for lithium batteries, olefinic polymers are widely used. Olefin-based polymers have excellent flexibility, but have low strength when immersed in an electrolyte, and short circuits may occur in the battery due to rapid thermal contraction at a high temperature of 100° C. or higher. Accordingly, a separator having improved strength and heat resistance by coating a ceramic on one surface of a porous olefinic polymer substrate is provided. The ceramic-coated separator has a low adhesion between the negative electrode and the positive electrode, so the battery volume changes rapidly during charging and discharging, so that the battery is easily deformed.

세라믹 코팅 세퍼레이터와 양극/음극과의 접착력 향상을 위하여 세라믹 상에 바인더가 추가된 세퍼레이터가 제시된다. 세라믹 상에 바인더가 추가된 세퍼레이터는 기공율이 저하되어 내부저항이 증가하거나 바인더의 전해액 내에서 스웰링에 의하여 리튬 전지가 열화되기 쉽다.In order to improve adhesion between a ceramic coated separator and an anode/cathode, a separator in which a binder is added on a ceramic is provided. In the separator in which the binder is added to the ceramic, the porosity is lowered and the internal resistance is increased, or the lithium battery is easily deteriorated due to swelling in the electrolyte of the binder.

따라서, 이러한 종래기술의 한계를 극복하고 향상된 접착력 및 통기도를 가짐에 의하여, 향상된 에너지 밀도 및 충방전 특성을 제공하는 세퍼레이터가 요구된다.Accordingly, there is a need for a separator that overcomes the limitations of the prior art and provides improved energy density and charge/discharge characteristics by having improved adhesion and air permeability.

한 측면은 향상된 음극과의 접착력과 통기도를 가지는 복합 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체를 제공하는 것이다.One aspect is to provide an electrode assembly including a composite separator having improved adhesion to an anode and air permeability.

다른 한 측면은 상기 전극 조립체를 포함하는 리튬 전지를 제공하는 것이다.Another aspect is to provide a lithium battery including the electrode assembly.

또 다른 한 측면은 상기 전극 조립체의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another aspect is to provide a method of manufacturing the electrode assembly.

한 측면에 따라,According to one aspect,

양극활물질층 및 음극활물질층과 접촉하는 제1 부분; 및a first portion in contact with the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer; and

양극활물질층 및 음극활물질층과 접촉하지 않는 제2 부분을 포함하며,It includes a second portion not in contact with the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer,

상기 제1 부분의 두께(T1)과 제2 부분의 두께(T2)의 비(ratio, T1/T2)가 T1/T2<0.97 인 복합 세퍼레이터;a composite separator in which a ratio (T1/T2) of the thickness (T1) of the first part and the thickness (T2) of the second part is T1/T2<0.97;

상기 복합세퍼레이터 일면의 제1 부분 상에 배치되는 상기 양극활물질층을 포함하는 양극; 및a positive electrode including the positive electrode active material layer disposed on a first portion of one surface of the composite separator; and

상기 복합세퍼레이터 타면의 제1 부분 상에 배치되는 상기 음극활물질층을 포함하는 음극;을 포함하는 전극 조립체가 제공된다.An electrode assembly including a; a negative electrode including the negative electrode active material layer disposed on the first portion of the other surface of the composite separator is provided.

다른 한 측면에 따라according to the other side

상기에 따른 전극 조립체를 포함하며,Including the electrode assembly according to the above,

상기 전극조립체가 젤리롤 형태로 권취된 리튬 전지가 제공된다.A lithium battery in which the electrode assembly is wound in the form of a jelly roll is provided.

또 다른 한 측면에 따라,According to another aspect,

양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체를 권취하여 젤리롤을 준비하는 단계;Preparing a jelly roll by winding an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode;

상기 젤리롤을 가압하에서 열적 연화시키며 초기 충전(pre-charging)하는 단계;thermally softening the jelly roll under pressure and pre-charging;

충전된 젤리롤을 열간 압연하는 단계;hot rolling the filled jelly roll;

충전된 젤리롤을 냉간 압연하는 단계; 및cold rolling the filled jelly roll; and

충전된 젤리롤을 가압하에서 충방전시키는 화성 단계;를 포함하는 전극 조립체 제조방법이 제공된다.There is provided a method of manufacturing an electrode assembly comprising; a chemical conversion step of charging and discharging the charged jelly roll under pressure.

한 측면에 따르면 복합 바인더를 채용함에 의하여 리튬 전지의 에너지 밀도 및 충방전 특성이 향상될 수 있다.According to one aspect, energy density and charge/discharge characteristics of a lithium battery may be improved by employing a composite binder.

도 1은 예시적인 구현예에 따른 복합 세퍼레이터의 모식도이다.
도 2는 예시적인 구현예에 따른 리튬전지의 모식도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 리튬전지 2: 음극
3: 양극 4: 세퍼레이터
5: 전지케이스 6: 캡 어셈블리
1 is a schematic diagram of a composite separator according to an exemplary embodiment.
2 is a schematic diagram of a lithium battery according to an exemplary embodiment.
<Explanation of symbols for main parts of the drawing>
1: Lithium battery 2: Anode
3: positive electrode 4: separator
5: Battery case 6: Cap assembly

이하에서 예시적인 구현예들에 따른 전극 조립체 및 이를 채용한 리튬전지에 관하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, an electrode assembly according to exemplary embodiments and a lithium battery employing the same will be described in more detail.

일구현예에 따른 전극 조립체는 양극활물질층 및 음극활물질층과 접촉하는 제1 부분; 및 양극활물질층 및 음극활물질층과 접촉하지 않는 제2 부분을 포함하며, 상기 제1 부분의 두께(T1)과 제2 부분의 두께(T2)의 비(ratio, T1/T2)가 T1/T2<0.97 인 복합 세퍼레이터; 상기 복합세퍼레이터 일면의 제1 부분 상에 배치되는 상기 양극활물질층을 포함하는 양극; 및 상기 복합세퍼레이터 타면의 제1 부분 상에 배치되는 상기 음극활물질층을 포함하는 음극;을 포함한다. 전극 조립체가 포함하는 복합 세퍼레이터에서 양극활물질층 및/또는 음극활물질층을 포함하는 전극활물질층과 접촉하는 제1 부분의 두께가 전극활물질층과 접촉하지 않는 제2 부분의 두께에 비하여 97% 미만이 됨에 의하여, 세퍼레이터와 전극을 포함하는 전극 조립체의 부피가 감소하므로, 전극 조립체를 포함하는 리튬전지의 단위 부피당 에너지 밀도가 향상될 수 있다. 또한, 상기 복합 세퍼레이터는 전극활물질층과 복합 세퍼레이터 사이의 접착력이 우수하여 리튬 전지의 충방전 시의 부피 변화가 억제되므로 리튬 전지의 부피 변화에 의하여 열화가 억제되어 리튬 전지의 수명 특성이 향상될 수 있다.An electrode assembly according to an embodiment includes a first portion in contact with a positive electrode active material layer and a negative electrode active material layer; and a second portion not in contact with the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, wherein a ratio (T1/T2) of the thickness (T1) of the first portion to the thickness (T2) of the second portion is T1/T2 <0.97 composite separator; a positive electrode including the positive electrode active material layer disposed on a first portion of one surface of the composite separator; and an anode including the anode active material layer disposed on a first portion of the other surface of the composite separator. In the composite separator included in the electrode assembly, the thickness of the first portion in contact with the electrode active material layer including the positive electrode active material layer and/or the negative electrode active material layer is less than 97% compared to the thickness of the second portion not in contact with the electrode active material layer. Accordingly, since the volume of the electrode assembly including the separator and the electrode is reduced, the energy density per unit volume of the lithium battery including the electrode assembly may be improved. In addition, since the composite separator has excellent adhesion between the electrode active material layer and the composite separator, the volume change during charging and discharging of the lithium battery is suppressed. have.

예를 들어, 복합 세퍼레이터에서 제1 부분의 두께(T1)과 제2 부분의 두께(T2)의 비(ratio, T1/T2)가 0.80<T1/T2<0.96 일 수 있다. 예를 들어, 복합 세퍼레이터에서 제1 부분의 두께(T1)과 제2 부분의 두께(T2)의 비(ratio, T1/T2)가 0.84<T1/T2<0.95 일 수 있다. 예를 들어, 복합 세퍼레이터에서 제1 부분의 두께(T1)과 제2 부분의 두께(T2)의 비(ratio, T1/T2)가 0.85<T1/T2<0.95 일 수 있다. 예를 들어, 복합 세퍼레이터에서 제1 부분의 두께(T1)과 제2 부분의 두께(T2)의 비(ratio, T1/T2)가 0.86≤T1/T2≤0.93 일 수 있다. 복합 세퍼레이터에서 제1 부분의 두께(T1)과 제2 부분의 두께(T2)의 비(ratio, T1/T2)가 상기 범위를 초과하면 세퍼레이터와 전극의 접착력이 부진할 수 있다. 복합 세퍼레이터에서 제1 부분의 두께(T1)과 제2 부분의 두께(T2)의 비(ratio, T1/T2)가 상기 범위보다 작으면 세퍼레이터의 부피가 지나치게 수축하여 전지의 단락이 발생하거나, 세퍼레이터의 기공이 막혀 내부저항이 급격히 증가하여 리튬 전지가 작동하지 않을 수 있다.For example, in the composite separator, a ratio (T1/T2) of the thickness T1 of the first portion to the thickness T2 of the second portion may be 0.80<T1/T2<0.96. For example, in the composite separator, a ratio (T1/T2) of the thickness T1 of the first portion to the thickness T2 of the second portion may be 0.84<T1/T2<0.95. For example, in the composite separator, a ratio (T1/T2) of the thickness T1 of the first portion to the thickness T2 of the second portion may be 0.85<T1/T2<0.95. For example, in the composite separator, a ratio (T1/T2) of the thickness T1 of the first portion to the thickness T2 of the second portion may be 0.86≤T1/T2≤0.93. In the composite separator, when the ratio (T1/T2) of the thickness T1 of the first part to the thickness T2 of the second part exceeds the above range, adhesion between the separator and the electrode may be poor. In the composite separator, if the ratio (T1/T2) of the thickness T1 of the first part to the thickness T2 of the second part is smaller than the above range, the volume of the separator is excessively contracted to cause a short circuit of the battery, or the separator Lithium battery may not work because the pores of the battery are clogged and internal resistance increases rapidly.

복합 세퍼레이터가 다공성 기재; 및 상기 다공성 기재의 적어도 일면 상에 배치된 코팅층을 포함하며, 상기 코팅층이 바인더 및 필러를 포함할 수 있다.The composite separator may include a porous substrate; and a coating layer disposed on at least one surface of the porous substrate, wherein the coating layer may include a binder and a filler.

예를 들어, 코팅층은 다공성 기재의 일면 또는 양면에 배치될 수 있다. 또한, 코팅층은 바인더 및 필러로서 유기입자를 포함하는 유기층, 바인더 및 필러로서 무기입자를 포함하는 무기층, 바인더 및 유기입자 및 무기입자를 포함하는 유무기층일 수 있다. 또한, 코팅층은 단층 또는 다층 구조일 수 있다.For example, the coating layer may be disposed on one or both surfaces of the porous substrate. In addition, the coating layer may be an organic layer including organic particles as a binder and filler, an inorganic layer including inorganic particles as a binder and filler, and an organic/inorganic layer including a binder and organic particles and inorganic particles. In addition, the coating layer may have a single-layer or multi-layer structure.

예를 들어, 다공성 기재의 일면에만 코팅층이 배치되고, 타면에서는 코팅층이배치되지 않을 수 있다. 다공성 기재의 일면에만 배치되는 코팅층은 유기층, 무기층 또는 유무기층일 수 있다. 또한, 코팅층은 다층구조일 수 있다. 다층구조 코팅층에서 유기층, 무기층 및 유무기층에서 선택된 층들이 임의로 배치될 수 있다. 다층구조는 2층 구조, 3층 구조, 4층 구조일 수 있으나 반드시 이러한 구조로 한정되지 않으며 요구되는 세퍼레이터 특성에 따라 선택될 수 있다.For example, the coating layer may be disposed on only one surface of the porous substrate, and the coating layer may not be disposed on the other surface. The coating layer disposed on only one surface of the porous substrate may be an organic layer, an inorganic layer, or an organic/inorganic layer. In addition, the coating layer may have a multilayer structure. In the multi-layered coating layer, layers selected from an organic layer, an inorganic layer, and an organic/inorganic layer may be arbitrarily disposed. The multi-layer structure may be a two-layer structure, a three-layer structure, or a four-layer structure, but is not necessarily limited to such a structure and may be selected according to required separator characteristics.

예를 들어, 다공성 기재의 양면에 코팅층이 각각 배치될 수 있다. 다공성 기재의 양면에 각각 배치되는 코팅층은 서로 독립적으로 유기층, 무기층 또는 유무기층일 수 있다. 또한, 다공성 기재의 양면에 각각 배치되는 코팅층 중에서 하나 이상이 다층구조일 수 있다. 다층구조 코팅층에서 유기층, 무기층 및 유무기층에서 선택된 층들이 임의로 배치될 수 있다. 다층구조는 2층 구조, 3층 구조, 4층 구조일 수 있으나 반드시 이러한 구조로 한정되지 않으며 요구되는 세퍼레이터 특성에 따라 선택될 수 있다.For example, coating layers may be respectively disposed on both surfaces of the porous substrate. Each of the coating layers disposed on both surfaces of the porous substrate may be an organic layer, an inorganic layer, or an organic/inorganic layer independently of each other. In addition, one or more of the coating layers disposed on both surfaces of the porous substrate may have a multi-layer structure. In the multi-layered coating layer, layers selected from an organic layer, an inorganic layer, and an organic/inorganic layer may be arbitrarily disposed. The multi-layer structure may be a two-layer structure, a three-layer structure, or a four-layer structure, but is not necessarily limited to such a structure and may be selected according to required separator characteristics.

예를 들어, 양극/복합 세퍼레이터/음극이 중첩되어 권취된 젤리롤 형태의 전극조립체에서 복합 세퍼레이터의 제1 부분의 두께(T1)과 제2 부분의 두께(T2)의 비(ratio, T1/T2)가 T1/T2<0.97일 수 있다. 젤리롤 형태의 전극조립체가 가압 초기 충전 단계, 열간 압연 단계, 냉간 압연 단계 및 가압 화성 단계를 거침에 의하여, 코팅층 내에 분산된 필러가 재배열되면서 활물질층 표면을 따라 활물질층 표면 상에 균일하게 배치된다. 따라서, 복합 세퍼레이터가 양극 활물질층 및/또는 음극 활물질층과 접촉하는 부분에서 감소된 코팅층 두께를 가질 수 있다. 또한, 코팅층이 포함하는 바인더의 겔-졸 전환 및 졸-겔 전환에 의하여 코팅층과 양극 활물질층 및/또는 음극 활물질층과의 향상된 접착력을 가질 수 있다.For example, in an electrode assembly in the form of a jelly roll in which anode/composite separator/cathode are overlapped and wound, the ratio (ratio, T1/T2) of the thickness (T1) of the first part to the thickness (T2) of the second part of the composite separator ) may be T1/T2<0.97. When the electrode assembly in the form of jelly roll goes through the pressure initial filling step, hot rolling step, cold rolling step, and pressurization step, the fillers dispersed in the coating layer are rearranged and uniformly disposed on the surface of the active material layer along the surface of the active material layer do. Accordingly, the composite separator may have a reduced coating layer thickness at a portion in contact with the positive active material layer and/or the negative active material layer. In addition, by gel-sol conversion and sol-gel conversion of the binder included in the coating layer, the coating layer may have improved adhesion between the positive electrode active material layer and/or the negative electrode active material layer.

복합 세퍼레이터에서 다공성 기재는 폴리올레핀을 포함하는 다공성 막일 수 있다. 폴리올레핀은 우수한 단락 방지 효과를 가지며 또한 셧다운(shut down) 효과에 의하여 전지 안정성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 다공성 기재는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리염화비닐 등의 폴리올레핀, 및 이들의 혼합물 혹은 공중합체 등의 수지로 이루어지는 막일 수 있으나, 반드시 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 사용될 수 있는 다공성막이라면 모두 가능하다. 예를 들어, 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 다공성막; 폴리올레핀계의 섬유를 직조한 다공성막; 폴리올레핀을 포함하는 부직포; 절연성 물질 입자의 집합체 등이 사용될 수 있다. 예를 들어, 폴리올레핀을 포함하는 다공성막은 상기 기재층 상에 형성되는 코팅층을 제조하기 위한 바인더 용액의 도포성이 우수하고, 복합 세퍼레이터의 막 두께를 얇게 하여 전지 내의 활물질 비율을 높여 단위 부피당 용량을 높일 수 있다.In the composite separator, the porous substrate may be a porous membrane including polyolefin. Polyolefin has an excellent short circuit prevention effect and can also improve battery stability by a shutdown effect. For example, the porous substrate may be a film made of a resin such as polyethylene, polypropylene, polybutene, polyolefin such as polyvinyl chloride, and a mixture or copolymer thereof, but is not necessarily limited thereto and may be used in the art. Any porous membrane is possible. For example, a porous membrane made of a polyolefin-based resin; a porous membrane woven with polyolefin-based fibers; nonwoven fabric comprising polyolefin; An aggregation of insulating material particles, etc. may be used. For example, a porous membrane containing polyolefin has excellent applicability of a binder solution for producing a coating layer formed on the base layer, and increases the capacity per unit volume by increasing the ratio of active materials in the battery by thinning the film thickness of the composite separator. can

예를 들어, 다공성 기재의 재료로서 사용하는 폴리올레핀은, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 호모중합체, 공중합체, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 폴리에틸렌은, 저밀도, 중밀도, 고밀도의 폴리에틸렌일 수 있고, 기계적 강도의 관점에서, 고밀도의 폴리에틸렌이 사용될 수 있다. 또한, 폴리에틸렌은 유연성을 부여할 목적에서 2 종 이상을 혼합할 수 있다. 폴리에틸렌의 조제에 사용하는 중합 촉매는 특별히 제한되지 않으며, 지글러-나타계 촉매나 필립스계 촉매나 메탈로센계 촉매 등을 사용할 수 있다. 기계적 강도와 고투과성을 양립시키는 관점에서, 폴리에틸렌의 중량평균분자량은 10만 내지 1200만일 수 있으며, 예를 들어, 20만 내지 300만일 수 있다. 폴리프로필렌은, 호모중합체, 랜덤공중합체, 블록공중합체일 수 있으며, 이를 단독 또는 2 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 중합 촉매는 특별히 제한되지 않으며, 지글러-나타계 촉매나 메탈로센계 촉매 등을 사용할 수 있다. 또 입체 규칙성도 특별히 제한되지 않으며, 이소택틱, 신디오택틱 또는 어택틱을 사용할 수 있으나, 저렴한 아이소택틱 폴리프로필렌을 사용할 수 있다. 또한 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서, 폴리올레핀에는 폴리에틸렌 혹은 폴리프로필렌 이외의 폴리올레핀 및 산화방지제 등의 첨가제를 첨가할 수 있다.For example, the polyolefin used as the material of the porous substrate may be a homopolymer, a copolymer such as polyethylene or polypropylene, or a mixture thereof. The polyethylene may be low-density, medium-density, or high-density polyethylene, and from the viewpoint of mechanical strength, high-density polyethylene may be used. In addition, two or more types of polyethylene may be mixed for the purpose of providing flexibility. The polymerization catalyst used for the preparation of polyethylene is not particularly limited, and a Ziegler-Natta catalyst, a Phillips catalyst, or a metallocene catalyst may be used. From the viewpoint of reconciling mechanical strength and high permeability, the weight average molecular weight of polyethylene may be 100,000 to 12 million, for example, 200,000 to 3 million. Polypropylene may be a homopolymer, a random copolymer, or a block copolymer, and may be used alone or in combination of two or more thereof. In addition, the polymerization catalyst is not particularly limited, and a Ziegler-Natta catalyst or a metallocene catalyst may be used. Also, stereoregularity is not particularly limited, and isotactic, syndiotactic or atactic may be used, but inexpensive isotactic polypropylene may be used. In addition, additives such as polyolefins other than polyethylene or polypropylene and antioxidants may be added to the polyolefin within the scope not impairing the effects of the present invention.

예를 들어, 다공성 기재는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀을 포함하고, 2층 이상의 다층막이 사용될 수 있으며, 폴리에틸렌/폴리프로필렌 2층 세퍼레이터, 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌 3층 세퍼레이터, 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 3층 세퍼레이터 등과 같은 혼합 다층막이 사용될 수도 있으나 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 다공성 기재로 사용될 수 있는 재료 및 구성이라면 모두 가능하다.For example, the porous substrate includes polyolefin such as polyethylene and polypropylene, and a multilayer film of two or more layers may be used, a polyethylene/polypropylene two-layer separator, a polyethylene/polypropylene/polyethylene three-layer separator, polypropylene/polyethylene/ A mixed multilayer film such as a polypropylene three-layer separator may be used, but is not limited thereto, and any material and configuration that can be used as a porous substrate in the art may be used.

예를 들어, 다공성 기재는 디엔계 단량체를 포함하는 단량체 조성물을 중합하여 제조되는 디엔계 중합체를 포함할 수 있다. 상기 디엔계 단량체는 공역 디엔계 단량체, 비공역 디엔계 단량체일 수 있다. 예를 들어, 상기 디엔계 단량체는 1,3-부타디엔, 이소프렌, 2-클로로-1,3-부타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 2-에틸-1,3-부타디엔, 1,3-펜타디엔, 클로로프렌, 비닐피리딘, 비닐노보넨, 디시클로펜타디엔 및 1,4-헥사디엔으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하나 반드시 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 디엔계 단량체로 사용될 수 있는 것이라면 모두 가능하다.For example, the porous substrate may include a diene-based polymer prepared by polymerizing a monomer composition including a diene-based monomer. The diene-based monomer may be a conjugated diene-based monomer or a non-conjugated diene-based monomer. For example, the diene-based monomer is 1,3-butadiene, isoprene, 2-chloro-1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-ethyl-1,3-butadiene, 1 ,3-pentadiene, chloroprene, vinylpyridine, vinylnorbornene, dicyclopentadiene and at least one selected from the group consisting of 1,4-hexadiene, but is not necessarily limited thereto, and as a diene-based monomer in the art Anything that can be used is possible.

복합 세퍼레이터에서 다공성 기재의 두께는 1㎛ 내지 100㎛일 수 있다. 예를 들어, 다공성 기재의 두께는 1㎛ 내지 30㎛일 수 있다. 예를 들어, 다공성 기재의 두께는 5㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 예를 들어, 다공성 기재의 두께는 5㎛ 내지 15㎛일 수 있다. 예를 들어, 다공성 기재의 두께는 5㎛ 내지 10㎛일 수 있다. 다공성 기재의 두께가 1㎛ 미만이면 복합 세퍼레이터의 기계적 물성을 유지하기 어려울 수 있으며, 다공성 기재의 두께가 100㎛ 초과이면 리튬 전지의 내부 저항이 증가할 수 있다.In the composite separator, the thickness of the porous substrate may be 1 μm to 100 μm. For example, the thickness of the porous substrate may be 1 μm to 30 μm. For example, the thickness of the porous substrate may be 5 μm to 20 μm. For example, the thickness of the porous substrate may be 5 μm to 15 μm. For example, the thickness of the porous substrate may be 5 μm to 10 μm. If the thickness of the porous substrate is less than 1 μm, it may be difficult to maintain the mechanical properties of the composite separator, and if the thickness of the porous substrate is more than 100 μm, the internal resistance of the lithium battery may increase.

복합 세퍼레이터에서 다공성 기재의 기공도는 5% 내지 95%일 수 있다. 기공도가 5% 미만이면 리튬 전지의 내부 저항 증가할 수 있으며, 기공도가 95% 초과이면 다공성 기재의 기계적 물성을 유지하기 어려울 수 있다.In the composite separator, the porosity of the porous substrate may be 5% to 95%. If the porosity is less than 5%, the internal resistance of the lithium battery may increase, and if the porosity is more than 95%, it may be difficult to maintain the mechanical properties of the porous substrate.

복합 세퍼레이터에서 다공성 기재의 기공 크기는 0.01㎛ 내지 50㎛일 수 있다. 예를 들어, 복합 세퍼레이터에서 다공성 기재의 기공 크기는 0.01㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 예를 들어, 복합 세퍼레이터에서 다공성 기재의 기공 크기는 0.01㎛ 내지 10㎛일 수 있다. 다공성 기재의 기공 크기가 0.01㎛ 미만이면 리튬 전지의 내부 저항이 증가할 수 있으며, 다공성 기재의 기공 크기가 50㎛ 초과이면 다공성 기재의 기계적 물성을 유지하기 어려울 수 있다.In the composite separator, the pore size of the porous substrate may be 0.01 μm to 50 μm. For example, in the composite separator, the pore size of the porous substrate may be 0.01 μm to 20 μm. For example, in the composite separator, the pore size of the porous substrate may be 0.01 μm to 10 μm. If the pore size of the porous substrate is less than 0.01 μm, the internal resistance of the lithium battery may increase, and if the pore size of the porous substrate exceeds 50 μm, it may be difficult to maintain the mechanical properties of the porous substrate.

복합 세퍼레이터에서 코팅층은 필러를 포함한다. 필러는 특별히 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 필러로 사용될 수 있는 것이라면 모두 가능하다.In the composite separator, the coating layer includes a filler. The filler is not particularly limited, and any filler that can be used as a filler in the art is possible.

복합 세퍼레이터에서 필러는 지지체의 역할을 할 수 있다. 고온에서 세퍼레이터가 수축하려고 할 때 필러가 세퍼레이터를 지지하여 세퍼레이터의 수축을 억제할 수 있다. 복합 세퍼레이터 상에 배치된 코팅층이 필러를 포함함으로써 충분한 기공률이 확보되고 기계적 특성이 향상될 수 있다. 이러한 복합 세퍼레이터를 포함하는 리튬 전지는 향상된 안정성을 확보할 수 있다.In the composite separator, the filler may serve as a support. When the separator is about to shrink at a high temperature, the filler supports the separator to suppress the shrinkage of the separator. When the coating layer disposed on the composite separator includes a filler, sufficient porosity may be secured and mechanical properties may be improved. A lithium battery including such a composite separator may secure improved stability.

코팅층이 포함하는 필러의 평균 입경은 300nm 내지 2㎛일 수 있다. 예를 들어, 필러의 평균 입경은 300nm 내지 1.5 ㎛일 수 있다. 예를 들어, 필러의 평균입경은 300nm 내지 1.0 ㎛일 수 있다. 이러한 평균 입경은 레이저 산란 입도 분포계(예를 들어, 호리바社 LA-920)를 이용하여 측정한 입자의 수평균입경으로 규정할 수 있다. 필러의 평균 입경을 가지는 필러를 사용함에 의하여 코팅층이 적절한 두께로 형성되는 것이 용이하며, 필러를 포함하는 코팅층을 포함하는 복합 세퍼레이터가 적절한 기공률을 가질 수 있다. 필러의 평균입경이 300nm 미만이면 복합 세퍼레이터의 기계적 특성이 저하될 수 있다.The average particle diameter of the filler included in the coating layer may be 300 nm to 2 μm. For example, the average particle diameter of the filler may be 300 nm to 1.5 μm. For example, the average particle diameter of the filler may be 300 nm to 1.0 μm. Such an average particle diameter can be defined as the number average particle diameter of the particles measured using a laser scattering particle size distribution meter (eg, Horiba LA-920). By using a filler having an average particle diameter of the filler, it is easy to form the coating layer to an appropriate thickness, and the composite separator including the coating layer including the filler may have an appropriate porosity. If the average particle diameter of the filler is less than 300 nm, the mechanical properties of the composite separator may be deteriorated.

코팅층이 포함하는 필러는 무기입자, 유기입자 또는 이들의 조합일 수 있다.The filler included in the coating layer may be inorganic particles, organic particles, or a combination thereof.

무기입자는 금속 산화물, 준금속 산화물, 또는 이들의 조합일 수 있다. 구체적으로 상기 무기입자는 알루미나, 실리카, 보에마이트(boehmite), 마그네시아(magnesia) 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다. 상기 알루미나, 실리카 등은 입자 크기가 작아 분산액을 만들기에 용이하다. 예를 들어, 상기 무기입자는 Al2O3, SiO2, TiO2, SnO2, CeO2, NiO, CaO, ZnO, MgO, ZrO2, Y2O3, SrTiO3, BaTiO3, MgF2, Mg(OH)2 또는 이들의 조합일 수 있다.The inorganic particles may be metal oxides, metalloid oxides, or a combination thereof. Specifically, the inorganic particles may be alumina, silica, boehmite, magnesia, or a combination thereof. The alumina, silica, and the like have a small particle size, so it is easy to make a dispersion. For example, the inorganic particles are Al 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 , SnO 2 , CeO 2 , NiO, CaO, ZnO, MgO, ZrO 2 , Y 2 O 3 , SrTiO 3 , BaTiO 3 , MgF 2 , Mg(OH) 2 , or a combination thereof.

무기입자는 구상(sphere), 판상(plate), 섬유상(fiber) 등일 수 있으나 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 사용가능 한 형태라면 모두 가능하다.The inorganic particles may be in the form of a sphere, a plate, or a fiber, but is not limited thereto, and any form that can be used in the art may be used.

판상의 무기입자는 예를 들어 알루미나, 보에마이트 등이 있다. 이 경우, 고온에서의 세퍼레이터 면적의 축소가 더욱 억제되고, 상대적으로 많은 기공도를 확보할 수 있으며, 리튬 전지의 관통 평가시에 특성이 향상될 수 있다.The plate-shaped inorganic particles include, for example, alumina and boehmite. In this case, the reduction in the area of the separator at a high temperature can be further suppressed, a relatively large porosity can be secured, and characteristics can be improved during the penetration evaluation of the lithium battery.

무기입자가 판상 또는 섬유상일 경우, 상기 무기 입자의 종횡비(aspect ratio)는 약 1:5 내지 1:100일 수 있다. 예를 들어, 상기 종횡비는 약 1:10 내지 1:100일 수 있다. 예를 들어, 상기 종횡비는 약 1:5 내지 1:50일 수 있다. 예를 들어, 상기 종횡비는 약 1:10 내지 1:50일 수 있다.When the inorganic particles are plate-shaped or fibrous, an aspect ratio of the inorganic particles may be about 1:5 to 1:100. For example, the aspect ratio may be about 1:10 to 1:100. For example, the aspect ratio may be about 1:5 to 1:50. For example, the aspect ratio may be about 1:10 to 1:50.

판상 무기입자의 평탄면에서 단축에 대한 장축의 길이 비율은 1 내지 3일 수 있다. 예를 들어, 상기 평탄면에서 단축에 대한 장축의 길이 비율은 1 내지 2일 수 있다. 예를 들어, 상기 평탄면에서 단축에 대한 장축의 길이 비율은 약 1일 수 있다. 상기 종횡비와 단축에 대한 장축의 길이 비율은 주사전자현미경(SEM)을 통해 측정할 수 있다. 상기 종횡비 및 장축에 대한 단축의 길이 범위에서 세퍼레이터 수축이 억제될 수 있으고, 상대적으로 향상된 기공도가 확보되며, 리튬 전지의 관통 특성이 향상될 수 있다.The ratio of the length of the long axis to the minor axis on the flat surface of the plate-shaped inorganic particles may be 1 to 3. For example, the ratio of the length of the major axis to the minor axis on the flat surface may be 1 to 2. For example, the ratio of the length of the major axis to the minor axis on the flat surface may be about 1. The aspect ratio and the ratio of the length of the major axis to the minor axis may be measured through a scanning electron microscope (SEM). In the aspect ratio and the length range of the minor axis to the major axis, the contraction of the separator may be suppressed, the relatively improved porosity may be secured, and the penetration characteristics of the lithium battery may be improved.

무기입자가 판 모양일 경우, 다공성 기재의 일면에 대한 무기입자 평판면의 평균 각도는 0도 내지 30 도일 수 있다. 예를 들어, 다공성 기재의 일면에 대한 무기입자 평판면의 각도가 0도에 수렴할 수 있다. 즉, 다공성 기재의 일면과 무기입자의 평판면이 평행일 수 있다. 예를 들어, 다공성 기재의 일면에 대한 무기 화합물의 평판면의 평균 각도가 상기 범위일 경우 다공성 기재의 열수축을 효과적으로 막을 수 있어, 수축률이 감소된 세퍼레이터를 제공할 수 있다.When the inorganic particles are plate-shaped, the average angle of the flat surface of the inorganic particles with respect to one surface of the porous substrate may be 0 to 30 degrees. For example, the angle of the flat surface of the inorganic particles with respect to one surface of the porous substrate may converge to 0 degrees. That is, one surface of the porous substrate and the flat surface of the inorganic particles may be parallel. For example, when the average angle of the flat surface of the inorganic compound with respect to one surface of the porous substrate is within the above range, thermal contraction of the porous substrate may be effectively prevented, thereby providing a separator with reduced shrinkage.

유기입자는 가교된 고분자(cross-linked polymer)일 수 있다. 상기 유기입자는 유리전이온도(Glass Transition Temperature; Tg)가 나타나지 않는 고도로 가교된 고분자일 수 있다. 고도로 가교된 고분자를 사용할 경우, 내열성이 개선되어 고온에서 다공성 기재의 수축을 효과적으로 억제할 수 있다.The organic particles may be cross-linked polymers. The organic particles may be highly crosslinked polymers that do not exhibit a glass transition temperature (Tg). When a highly crosslinked polymer is used, heat resistance is improved, and shrinkage of the porous substrate can be effectively suppressed at high temperatures.

유기입자는 예를 들어, 아크릴레이트계 화합물 및 이의 유도체, 디알릴 프탈레이트계 화합물 및 이의 유도체, 폴리이미드계 화합물 및 이의 유도체, 폴리우레탄계 화합물 및 이의 유도체, 이들의 공중합체, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 필러로 사용될 수 있는 것이라면 모두 가능하다. 예를 들어, 상기 필러는 가교된 폴리스티렌 입자, 가교된 폴리메틸메타크릴레이트 입자일 수 있다.Organic particles include, for example, acrylate-based compounds and derivatives thereof, diallyl phthalate-based compounds and derivatives thereof, polyimide-based compounds and derivatives thereof, polyurethane-based compounds and derivatives thereof, copolymers thereof, or combinations thereof. However, it is not limited thereto, and any one that can be used as a filler in the art is possible. For example, the filler may be cross-linked polystyrene particles or cross-linked polymethyl methacrylate particles.

필러는 일차입자가 응집하여 형성된 이차입자일 수 있다. 이차입자인 필러를 포함하는 세퍼레이터에서는 코팅층의 기공율이 증가되어, 고출력 특성이 우수한 리튬 전지를 제공할 수 있다.The filler may be secondary particles formed by aggregation of primary particles. In the separator including the filler, which is a secondary particle, the porosity of the coating layer is increased, so that a lithium battery having excellent high output characteristics can be provided.

복합 세퍼레이터에서 코팅층이 다공성 기재의 양면에 배치될 수 있다. 코팅층의 두께는 일면을 기준으로 0.1 내지 5㎛, 0.5 내지 5㎛, 또는 0.5 내지 3㎛일 수 있다. 코팅층의 두께가 상기 범위를 만족할 경우 이를 포함하는 복합 세퍼레이터가 향상된 접착력과 통기도를 제공할 수 있다. 또한, 코팅층이 다공성 기재의 양면에 배치됨에 의하여 복합 바인더와 전극활물질층의 접착력이 더욱 향상될 수 있어 리튬 전지의 부피 변화가 억제될 수 있다. 예를 들어, 도 1을 참조하면 복합 세퍼레이터에서 다공성 기재(11)의 양면 상에 바인더와 필러를 포함하는 코팅층(12, 13)이 각각 배치될 수 있다. 복합 세퍼레이터의 두께(T)는 다공성 기재(11) 및 코팅층(12, 13)의 두께를 모두 합한 값이다. 제1 부분의 두께(T1)는 양극활물질층 및 음극활물질층과 접촉하는 복합 세퍼레이터의 기재(11) 및 코팅층(12, 13)의 두께를 모두 합한 값이다. 제2 부분의 두께(T2)는 양극활물질층 및 음극활물질층과 접촉하지 않는 복합 세퍼레이터의 기재(11) 및 코팅층(12, 13)의 두께를 모두 합한 값이다.In the composite separator, a coating layer may be disposed on both surfaces of the porous substrate. The thickness of the coating layer may be 0.1 to 5 μm, 0.5 to 5 μm, or 0.5 to 3 μm based on one surface. When the thickness of the coating layer satisfies the above range, a composite separator including the same may provide improved adhesion and air permeability. In addition, since the coating layer is disposed on both sides of the porous substrate, the adhesion between the composite binder and the electrode active material layer may be further improved, and thus the volume change of the lithium battery may be suppressed. For example, referring to FIG. 1 , coating layers 12 and 13 including a binder and a filler may be respectively disposed on both surfaces of the porous substrate 11 in the composite separator. The thickness T of the composite separator is the sum of the thicknesses of the porous substrate 11 and the coating layers 12 and 13 . The thickness T1 of the first portion is the sum of the thicknesses of the substrate 11 and the coating layers 12 and 13 of the composite separator in contact with the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. The thickness T2 of the second portion is the sum of the thicknesses of the substrate 11 and the coating layers 12 and 13 of the composite separator that are not in contact with the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer.

복합세퍼레이터의 양면에 배치된 코팅층이 동일한 조성을 가질 수 있다. 복합 세퍼레이터의 양면에 동일한 조성을 가지는 코팅층이 배치됨에 의하여 복합 세퍼레이터의 일면 및 타면에서 동일한 접착력이 전극활물질층에 작용하여 리튬 전지의 부피 변화가 균일하게 억제될 수 있다. The coating layers disposed on both surfaces of the composite separator may have the same composition. By disposing the coating layer having the same composition on both surfaces of the composite separator, the same adhesive force acts on the electrode active material layer on one surface and the other surface of the composite separator, so that the volume change of the lithium battery can be uniformly suppressed.

복합 세퍼레이터에서 코팅층이 바인더와 필러의 블렌드(blend)를 포함할 수 있다. 코팅층이 바인더와 필러가 균일하게 혼합된 바인더와 필러의 블렌드를 포함할 수 있다. 코팅층이 바인더와 필러의 블렌드를 포함함에 의하여, 바인더와 필러가 별도의 층으로 배치된 다층 구조에 비하여 다공성 기재와 전극활물질층의 접착력이 더욱 향상될 수 있다.In the composite separator, the coating layer may include a blend of a binder and a filler. The coating layer may include a blend of a binder and a filler in which the binder and the filler are uniformly mixed. Since the coating layer includes a blend of a binder and a filler, the adhesion between the porous substrate and the electrode active material layer may be further improved as compared to a multilayer structure in which the binder and the filler are disposed as separate layers.

코팅층은 필러와 바인더 조성물을 혼합하여 코팅층 형성용 조성물로 제조한뒤, 이를 다공성 기재 위에 도포함으로써 형성될 수 있다. 상기 코팅층 형성용 조성물을 도포하는 방법은 특별히 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 사용될 수 있는 방법이라면 모두 가능하다. 예를 들어, 인쇄, 압축, 압입, 롤러 도포, 블레이드 도포, 쇄모도포, 디핑 도포, 분사 도포 또는 류연도포 등의 방법에 의해 형성될 수 있다.The coating layer may be formed by mixing a filler and a binder composition to prepare a composition for forming a coating layer, and then applying it on a porous substrate. A method of applying the composition for forming the coating layer is not particularly limited and any method that can be used in the art is possible. For example, it may be formed by a method such as printing, compression, press-fitting, roller application, blade application, bristle application, dipping application, spray application, or flow-on application.

코팅층에서 바인더와 필러의 총 중량에 대하여 필러의 함량이 90% 이하일 수 있다. 코팅층에서 필러의 함량이 90% 초과이면 바인더의 함량이 지나치게 낮아 복합 세퍼레이터와 전극활물질층의 접착력이 저하될 수 있다.The content of the filler may be 90% or less based on the total weight of the binder and the filler in the coating layer. If the content of the filler in the coating layer is more than 90%, the content of the binder is too low, the adhesive force between the composite separator and the electrode active material layer may be reduced.

예를 들어, 코팅층에서 바인더:필러 비율이 1:1 내지 1:8일 수 있다. 예를 들어, 코팅층에서 바인더:필러 비율이 1:1.5 내지 1:7일 수 있다. 예를 들어, 코팅층에서 바인더:필러 비율이 1:2 내지 1:6일 수 있다. 예를 들어, 코팅층에서 바인더:필러 비율이 1:2 내지 1:5일 수 있다. 상기 바인더와 필러의 비율 범위에서 향상된 접착력과 통기도가 동시에 얻어질 수 있다. 필러의 비율이 상기 범위보다 낮으면 접착력은 향상되나 통기도가 지나치게 저하되어 리튬 전지의 내부 저항이 지나치게 증가할 수 있으며, 필러의 비율이 상기 범위보다 높으면 통기도는 향상되나 접착력이 지나치게 저하될 수 있다.For example, the binder:filler ratio in the coating layer may be 1:1 to 1:8. For example, the binder:filler ratio in the coating layer may be 1:1.5 to 1:7. For example, the binder:filler ratio in the coating layer may be 1:2 to 1:6. For example, the binder:filler ratio in the coating layer may be 1:2 to 1:5. In the ratio range of the binder and the filler, improved adhesion and air permeability can be obtained at the same time. When the ratio of the filler is lower than the above range, the adhesive strength is improved, but the air permeability is excessively lowered, and the internal resistance of the lithium battery may be excessively increased.

코팅층이 포함하는 바인더는 45℃에서 전해액에 24시간 방치후 스웰링(swelling)이 250% 이하일 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 바인더는 45℃에서 전해액에 24시간 방치후 스웰링(swelling)이 200% 이하일 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 바인더는 45℃에서 전해액에 24시간 방치후 스웰링(swelling)이 180% 이하일 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 바인더는 45℃에서 전해액에 24시간 방치후 스웰링(swelling)이 160% 이하일 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 바인더는 45℃에서 전해액에 24시간 방치후 스웰링(swelling)이 150% 이하일 수 있다. 코팅층이 포함하는 바인더가 전해액에 대하여 낮은 스웰링을 가짐에 의하여 세퍼레이터의 안정성이 향상될 수 있다. 코팅층이 포함하는 바인더가 전해액에 대하여 스웰링이 250% 이상으로 지나치게 크면 복합 세퍼레이터와 전극활물질층의 접착력이 저하되며, 리튬 전지의 부피가 증가하고, 리튬 전지의 수명 특성이 저하될 수 있다. 스웰링은 분리막 코팅층에 사용된 바인더로 100um 두께의 막을 만들고 일정 온도 조건에서 전해액에 1일 동안 함침시킨 후에 증가된 막의 질량과 최초 막의 질량의 비율로 정의된다. 전해액은 이하의 리튬전지 부분에서 설명된 전해액이 사용될 수 있다.The binder included in the coating layer may have a swelling (swelling) of 250% or less after being left in the electrolyte at 45°C for 24 hours. For example, the binder included in the coating layer may have a swelling (swelling) of 200% or less after being left in the electrolyte at 45°C for 24 hours. For example, the binder included in the coating layer may have a swelling (swelling) of 180% or less after being left in the electrolyte at 45°C for 24 hours. For example, the binder included in the coating layer may have a swelling (swelling) of 160% or less after being left in the electrolyte at 45° C. for 24 hours. For example, the binder included in the coating layer may have a swelling (swelling) of 150% or less after being left in the electrolyte at 45°C for 24 hours. Since the binder included in the coating layer has low swelling with respect to the electrolyte, the stability of the separator may be improved. When the swelling of the binder included in the coating layer with respect to the electrolyte solution is excessively large (250% or more), the adhesive force between the composite separator and the electrode active material layer is reduced, the volume of the lithium battery is increased, and the lifespan characteristics of the lithium battery may be reduced. Swelling is defined as the ratio of the mass of the membrane to the mass of the initial membrane, which is increased after making a 100 μm thick membrane with the binder used in the membrane coating layer and immersing it in the electrolyte at a constant temperature for 1 day. As the electrolyte, the electrolyte described in the lithium battery section below may be used.

코팅층이 포함하는 바인더는 불소계 중합체일 수 있다. 코팅층이 포함하는 바인더는, 바인더가 포함하는 탄소에 연결되는 수소의 일부 또는 전부가 불소로 치환된 불소계 중합체일 수 있다. 예를 들어, 불소계 중합체는 불화비닐리딘 단량체, 사불화에틸렌 단량체, 육불화프로필렌 중에서 선택된 하나 이상의 단랑체에서 유래하는 반복 단위를 포함하는 중합체일 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 바인더는 불소계 호모중합체일 수 있다.The binder included in the coating layer may be a fluorine-based polymer. The binder included in the coating layer may be a fluorine-based polymer in which part or all of hydrogen connected to carbon included in the binder is substituted with fluorine. For example, the fluorine-based polymer may be a polymer including a repeating unit derived from at least one monomer selected from vinylidine fluoride monomer, ethylene tetrafluoride monomer, and propylene hexafluoride. For example, the binder included in the coating layer may be a fluorine-based homopolymer.

코팅층이 포함하는 바인더는 공중합체일 수 있다. 코팅층이 포함하는 바인더는 불소계 공중합체일 수 있다. The binder included in the coating layer may be a copolymer. The binder included in the coating layer may be a fluorine-based copolymer.

코팅층이 포함하는 불소계 공중합체는 사불화에틸렌 단량체와 다른 단량체의 공중합체일 수 있다. 사불화에틸렌 단량체와 함께 사용되는 다른 단량체로는 비닐리덴플루오라이드, 헥사플루오로프로필렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 및 퍼플루오로알킬비닐에테르로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 불소함유 단량체일 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 불소계 공중합체는 사불화에틸렌-비닐리덴플루오로라이드 공중합체, 사불화에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 사불화에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌 공중합체, 사불화에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 등일 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 불소계 공중합체에서 사불화에틸렌 단량체 단위는 10몰% 이상일 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 불소계 공중합체에서 사불화에틸렌 단량체 단위는 30몰% 이상일 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 불소계 공중합체에서 사불화에틸렌 단량체 단위는 50몰% 이상일 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 불소계 공중합체에서 사불화에틸렌 단량체 단위는 70몰% 이상일 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 불소계 공중합체에서 사불화에틸렌 단량체 단위는 90몰% 이상일 수 있다.The fluorine-based copolymer included in the coating layer may be a copolymer of an ethylene tetrafluoride monomer and another monomer. Another monomer used together with the ethylene tetrafluoride monomer may be at least one fluorine-containing monomer selected from the group consisting of vinylidene fluoride, hexafluoropropylene, chlorotrifluoroethylene, and perfluoroalkyl vinyl ether. For example, the fluorine-based copolymer included in the coating layer is an ethylene tetrafluoride-vinylidene fluoride copolymer, an ethylene tetrafluoride-hexafluoropropylene copolymer, an ethylene tetrafluoride-chlorotrifluoroethylene copolymer, and an ethylene tetrafluoride. - It may be a perfluoroalkyl vinyl ether or the like. For example, in the fluorine-based copolymer included in the coating layer, the amount of ethylene tetrafluoride monomer units may be 10 mol% or more. For example, in the fluorine-based copolymer included in the coating layer, the amount of ethylene tetrafluoride monomer units may be 30 mol% or more. For example, in the fluorine-based copolymer included in the coating layer, the amount of ethylene tetrafluoride monomer units may be 50 mol% or more. For example, the amount of ethylene tetrafluoride monomer units in the fluorine-based copolymer included in the coating layer may be 70 mol% or more. For example, in the fluorine-based copolymer included in the coating layer, the amount of ethylene tetrafluoride monomer units may be 90 mol% or more.

다르게는, 코팅층이 포함하는 불소계 공중합체는 불화비닐리딘 단량체와 다른 단량체의 공중합체일 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 불소계 공중합체는 불화비닐리덴 단량체와 헥사플루오로프로필렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 플루오로비닐 및 퍼플루오로알킬비닐에테르로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 불소함유 단량체의 공중합체일 수 있다. 구체적으로, 상기 비닐리딘계 단량체는 불화비닐리덴 호모중합체, 불화비닐리덴-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 불화비닐리덴-클로로트리플루오로에틸렌 공중합체 등일 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 불소계 공중합체는 불화비닐리덴계 단량체 단위를 50몰% 이상 포함할 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 불소계 공중합체는 불화비닐리덴계 단량체 단위를 60몰% 이상 포함할 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 불소계 공중합체는 불화비닐리덴계 단량체 단위를 70몰% 이상 포함할 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 불소계 공중합체는 불화비닐리덴계 단량체 단위를 80몰% 이상 포함할 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 불소계 공중합체는 불화비닐리덴계 단량체 단위를 90몰% 이상 포함할 수 있다.Alternatively, the fluorine-based copolymer included in the coating layer may be a copolymer of vinylidine fluoride monomer and another monomer. For example, the fluorine-based copolymer included in the coating layer is a copolymer of vinylidene fluoride monomer and one or more fluorine-containing monomers selected from the group consisting of hexafluoropropylene, chlorotrifluoroethylene, fluorovinyl and perfluoroalkyl vinyl ether. may be synthetic. Specifically, the vinylidine-based monomer may be a vinylidene fluoride homopolymer, a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, a vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene copolymer, or the like. For example, the fluorine-based copolymer included in the coating layer may contain 50 mol% or more of vinylidene fluoride-based monomer units. For example, the fluorine-based copolymer included in the coating layer may include 60 mol% or more of vinylidene fluoride-based monomer units. For example, the fluorine-based copolymer included in the coating layer may contain 70 mol% or more of vinylidene fluoride-based monomer units. For example, the fluorine-based copolymer included in the coating layer may contain 80 mol% or more of vinylidene fluoride-based monomer units. For example, the fluorine-based copolymer included in the coating layer may include 90 mol% or more of vinylidene fluoride-based monomer units.

코팅층이 포함하는 불소계 중합체가 친수성 작용기를 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 친수성 작용기를 추가적으로 포함함에 의하여 전극활물질층과의 접착력 향상이 얻어질 수 있다. 친수성 작용기는 극성 작용기이다.The fluorine-based polymer included in the coating layer may additionally include a hydrophilic functional group. By additionally including the hydrophilic functional group, the adhesion strength with the electrode active material layer may be improved. The hydrophilic functional group is a polar functional group.

코팅층이 포함하는 불소계 중합체가 추가적으로 포함하는 친수성 작용기가 카르복실산기, 술폰산기, 인산기, 산무수물기 및 하이드록시기 및 이들의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나 반드시 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 친수성 작용기로 사용될 수 있는 것이라면 모두 가능하다.The hydrophilic functional group additionally included in the fluorine-based polymer included in the coating layer may be at least one selected from the group consisting of a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, an acid anhydride group, a hydroxyl group, and salts thereof, but is not necessarily limited thereto. Anything that can be used as a hydrophilic functional group in the technical field is possible.

예를 들어, 코팅층이 포함하는 불소계 중합체에 극성작용기의 도입은, 불소 함유 단량체 혼합물에 카르복실산기, 술폰산기, 인산기, 산무수물기 및 하이드록시기 및 이들의 염을 포함하는 단량체를 추가하고 중합함에 의하여 수행될 수 있다.For example, the introduction of a polar functional group into the fluorine-based polymer included in the coating layer is performed by adding a monomer containing a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, an acid anhydride group and a hydroxyl group and a salt thereof to the fluorine-containing monomer mixture and polymerization It can be carried out by

카르복실산기를 가지는 단량체로서는, 모노카르복실산 및 그 유도체, 디카르복실산, 및 이들의 유도체 등을 들 수 있다. 모노카르복실산으로서는, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산등을 들 수 있다. 모노카르복실산 유도체로서는, 2-에틸아크릴산, 이소크로톤산, α―아세톡시아크릴산, β-trans-아릴옥시아크릴산, α-클로로-β-E-메톡시 아크릴산, β-디아미노아크릴산 등을 들 수 있다. 디카르복실산으로서는, 말레인산, 푸말산, 이타콘산 등을 들 수 있다. 디카르복실산 유도체로서는, 메틸말레인산, 디메틸말레인산, 페닐말레인산, 클로로말레인산, 디클로로말레인산, 플루오로말레인산 등의 말레인산메틸알릴, 말레인산디페닐, 말레인산노닐, 말레인산데실, 말레인산도데실, 말레인산옥타데실, 말레인산플루오로알킬 등의 말레인산 염; 등을 들 수 있다. 또, 가수분해에 의해 카르복실기를 생성하는 산무수물도 사용할 수 있다. 디카르복실산의 산무수물로서는, 무수말레인산, 아크릴산무수물, 메틸무수말레인산, 디메틸무수말레인산 등을 들 수 있다. 또한, 말레인산모노에틸, 말레인산디에틸, 말레인산모노부틸, 말레인산디부틸, 푸말산모노에틸, 푸말산디에틸, 푸말산모노부틸, 푸말산디브틸, 푸말산모노사이클로헥실, 푸말산디사이클로헥실, 이타콘산모노에틸, 이타콘산디에틸, 이타콘산모노부틸, 이타콘산디부틸 등의 α,β-에틸렌성 불포화다가카르복실산의 모노에스터 및 디에스테르를 들 수 있다.Monocarboxylic acid and its derivative(s), dicarboxylic acid, these derivatives, etc. are mentioned as a monomer which has a carboxylic acid group. Examples of the monocarboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid. Examples of the monocarboxylic acid derivative include 2-ethylacrylic acid, isocrotonic acid, α-acetoxyacrylic acid, β-trans-aryloxyacrylic acid, α-chloro-β-E-methoxy acrylic acid, and β-diaminoacrylic acid. can As dicarboxylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, etc. are mentioned. Examples of the dicarboxylic acid derivative include methyl allyl maleate such as methyl maleic acid, dimethyl maleic acid, phenyl maleic acid, chloromaleic acid, dichloro maleic acid and fluoromaleic acid, diphenyl maleate, nonyl maleate, decyl maleate, dodecyl maleate, octadecyl maleate, and maleic acid. maleic acid salts such as fluoroalkyl; and the like. Moreover, an acid anhydride which produces|generates a carboxyl group by hydrolysis can also be used. Examples of the acid anhydride of dicarboxylic acid include maleic anhydride, acrylic anhydride, methyl maleic anhydride, and dimethyl maleic anhydride. In addition, monoethyl maleate, diethyl maleate, monobutyl maleate, dibutyl maleate, monoethyl fumarate, diethyl fumarate, monobutyl fumarate, dibutyl fumarate, monocyclohexyl fumarate, dicyclohexyl fumarate, mono itaconic acid and monoesters and diesters of α,β-ethylenically unsaturated polycarboxylic acids such as ethyl, diethyl itaconate, monobutyl itaconate, and dibutyl itaconate.

술폰산기를 가지는 단량체로서는, 비닐술폰산, 메틸비닐술폰산, (메타)알릴술폰산, 스티렌술폰산, (메타)아크릴산-2-술폰산에틸, 2-아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, 3-알릴옥시-2-히드록시프로판술폰산 등을 들 수 있다.Examples of the monomer having a sulfonic acid group include vinylsulfonic acid, methylvinylsulfonic acid, (meth)allylsulfonic acid, styrenesulfonic acid, (meth)acrylic acid-2-sulfonate ethyl, 2-acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid, 3-allyloxy-2- Hydroxypropanesulfonic acid etc. are mentioned.

인산기를 가지는 단량체로서는, 인산염2-(메타)아크릴로일옥시에틸, 인산메틸-2-(메타)아크릴로일옥시에틸, 인산에틸-(메타)아크릴로일옥시에틸 등을 들 수 있다.Examples of the monomer having a phosphoric acid group include 2-(meth)acryloyloxyethyl phosphate, methyl-2-(meth)acryloyloxyethyl phosphate, and ethyl-(meth)acryloyloxyethyl phosphate.

수산기를 가지는 단량체로서는, (메타)알릴알코올, 3-부텐-1-올, 5-헥센-1-올 등의 에틸렌성 불포화 알코올; 아크릴산-2-히드록시에틸, 아크릴산-2-히드록시프로필, 메타크릴산-2-히드록시에틸, 메타크릴산-2-히드록시프로필, 말레인산디2-히드록시에틸, 말레인산디4-히드록시부틸, 이타콘산디2-히드록시프로필 등의 에틸렌성 불포화 카르복실산의 알칸올에스테르류; 일반식 CH2=CR1-COO-(CnH2 nO)m-H(m는 2내지 9의 정수, n는 2내지 4의 정수, R1은 수소 또는 메틸기를 나타낸다)로 나타내지는 폴리알킬렌글리콜과 (메타)아크릴산과의 에스테르류; 2-히드록시에틸-2'-(메타)아크릴로일옥시프탈레이트, 2-히드록시에틸-2'-(메타)아크릴로일옥시석시네이트 등의 디카르복실산의 디히드록시에스테르의모노(메타)아크릴산에스테르류; 2-히드록시에틸비닐에테르, 2-히드록시프로필비닐에테르 등의 비닐에테르; (메타)알릴-2-히드록시에틸에테르, (메타)알릴-2-히드록시프로필에테르, (메타)알릴-3-히드록시프로필에테르, (메타)알릴-2-히드록시 부틸에테르, (메타)알릴-3-히드록시부틸에테르, (메타)알릴-4-히드록시부틸에테르, (메타)알릴-6-히드록시헥실에테르 등의 알킬렌글리콜의 모노(메타)알릴 에테르; 다이에틸렌글리콜 모노(메타)알릴에테르, 디프로필렌글리콜모노(메타)알릴에테르 등의 폴리옥시알킬렌글리콜(메타)모노알릴에테르; 글리세린 모노(메타)알릴에테르, (메타)알릴-2-클로로-3-히드록시프로필에테르, (메타)알릴-2-히드록시-3-클로로프로필에테르 등의, (폴리)알킬렌글리콜의 할로겐 및 히드록시 치환체의 모노(메타)알릴에테르; 유제놀(eugenol), 이소유제놀 등의 다가페놀의 모노(메타)알릴에테르 및 그 할로겐 치환체; (메타)알릴-2-히드록시에틸티오에테르, (메타)알릴-2-히드록시프로필티오에테르 등의 알킬렌글리콜의(메타)알릴티오에테르류; 등을 들 수 있다.Examples of the monomer having a hydroxyl group include ethylenically unsaturated alcohols such as (meth)allyl alcohol, 3-butene-1-ol, and 5-hexen-1-ol; Acrylic acid-2-hydroxyethyl, acrylic acid-2-hydroxypropyl, methacrylic acid-2-hydroxyethyl, methacrylic acid-2-hydroxypropyl, di-2-hydroxyethyl maleate, di4-hydroxy maleate alkanol esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids such as butyl and di2-hydroxypropyl itaconic acid; is represented by the general formula CH 2 =CR 1 -COO-(C n H 2 n O) m -H (m is an integer from 2 to 9, n is an integer from 2 to 4, R 1 represents hydrogen or a methyl group) esters of polyalkylene glycol and (meth)acrylic acid; Monohydroxy esters of dicarboxylic acids such as 2-hydroxyethyl-2'-(meth)acryloyloxyphthalate and 2-hydroxyethyl-2'-(meth)acryloyloxysuccinate (meth)acrylic acid esters; vinyl ethers such as 2-hydroxyethyl vinyl ether and 2-hydroxypropyl vinyl ether; (meth) allyl-2-hydroxyethyl ether, (meth) allyl-2-hydroxypropyl ether, (meth) allyl-3-hydroxypropyl ether, (meth) allyl-2-hydroxybutyl ether, (meth) ) mono(meth)allyl ethers of alkylene glycols such as allyl-3-hydroxybutyl ether, (meth)allyl-4-hydroxybutyl ether, and (meth)allyl-6-hydroxyhexyl ether; polyoxyalkylene glycol (meth) monoallyl ethers such as diethylene glycol mono (meth) allyl ether and dipropylene glycol mono (meth) allyl ether; Halogen of (poly)alkylene glycol, such as glycerol mono(meth)allyl ether, (meth)allyl-2-chloro-3-hydroxypropyl ether, and (meth)allyl-2-hydroxy-3-chloropropyl ether and mono (meth) allyl ether of a hydroxy substituent; mono(meth)allyl ethers of polyhydric phenols such as eugenol and isoeugenol and halogen-substituted products thereof; (meth)allylthioethers of alkylene glycols, such as (meth)allyl-2-hydroxyethyl thioether and (meth)allyl-2-hydroxypropyl thioether; and the like.

이들 중에서, 전극활물질층과의 접착력이 우수하다는 점에서, 친수성기는, 카르복실산기 또는 술폰산기일 수 있다. 특히, 양극활물질층로부터 용출하는 전이금속이온을 높은 효율로 포집할 수 있다는 점에서 카르복실산기가 사용될 수 있다.Among them, in terms of excellent adhesion to the electrode active material layer, the hydrophilic group may be a carboxylic acid group or a sulfonic acid group. In particular, a carboxylic acid group may be used in that transition metal ions eluted from the positive electrode active material layer can be collected with high efficiency.

코팅층이 포함하는 불소계 중합체에 포함되는 친수성 작용기를 포함하는 반복단위의 함량이 10몰% 이하일 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 불소계 중합체에 포함되는 친수성 작용기를 포함하는 반복단위의 함량이 0초과 내지 9몰% 이하일 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 불소계 중합체에 포함되는 친수성 작용기를 포함하는 반복단위의 함량이 0초과 내지 8몰% 이하일 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 불소계 중합체에 포함되는 친수성 작용기를 포함하는 반복단위의 함량이 0초과 내지 7몰% 이하일 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 불소계 중합체에 포함되는 친수성 작용기를 포함하는 반복단위의 함량이 0초과 내지 5몰% 이하일 수 있다. 상기 친수성 작용기를 포함하는 반복단위의 함량이 지나치게 많으면 전극 조립체의 유연성이 저하될 수 있다. The content of the repeating unit including the hydrophilic functional group included in the fluorine-based polymer included in the coating layer may be 10 mol% or less. For example, the content of the repeating unit including a hydrophilic functional group included in the fluorine-based polymer included in the coating layer may be greater than 0 to 9 mol% or less. For example, the content of the repeating unit including a hydrophilic functional group included in the fluorine-based polymer included in the coating layer may be greater than 0 to 8 mol% or less. For example, the content of the repeating unit including a hydrophilic functional group included in the fluorine-based polymer included in the coating layer may be greater than 0 to 7 mol% or less. For example, the content of the repeating unit including a hydrophilic functional group included in the fluorine-based polymer included in the coating layer may be greater than 0 to 5 mol% or less. When the content of the repeating unit including the hydrophilic functional group is too large, the flexibility of the electrode assembly may be reduced.

예를 들어, 코팅층이 포함하는 불소계 중합체는 불소계 공중합체일 수 있다. 불소계 공중합체는 불화비닐리덴에서 유도되는 반복 단위, 헥사플루오로프로필렌에서 유도되는 반복 단위 및 카르복실기 함유 단량체에서 유도되는 반복 단위를 포함할 수 있다. 예를 들어, 불소계 공중합체에서, 헥사플루오로프로필렌에서 유도되는 반복 단위의 함량이 4중량% 내지 10중량%이고, 카르복실기 함유 단량체로부터 유도되는 반복 단위의 함량이 1중량% 내지 7중량%이고, 잔량의 불화비닐리덴에서 유도되는 반복단위를 포함할 수 있다. 예를 들어, 불소계 공중합체가 헥사플루오로프로필렌에서 유도되는 반복 단위이 4중량% 내지 10중량%, 카르복실기 함유 단량체로부터 유도되는 반복 단위 1중량% 내지 7중량% 및 불화비닐리덴에서 유도되는 반복단위 83중량% 내지 94중량%를 포함할 수 있다. 이러한 반복 단위 조성을 가지는 불소계 공중합체가 코팅층에 적용된 복합 세퍼레이터를 사용함에 의하여 복합 세퍼레이터와 전극(양극 및 음극) 사이의 결착력이 향상되며 일정한 범위의 복합 세퍼레이터의 두께비(T1/T2)가 얻어질 수 있다.For example, the fluorine-based polymer included in the coating layer may be a fluorine-based copolymer. The fluorine-based copolymer may include a repeating unit derived from vinylidene fluoride, a repeating unit derived from hexafluoropropylene, and a repeating unit derived from a carboxyl group-containing monomer. For example, in the fluorine-based copolymer, the content of the repeating unit derived from hexafluoropropylene is 4 wt% to 10 wt%, and the content of the repeating unit derived from the carboxyl group-containing monomer is 1 wt% to 7 wt%, The remaining amount may include a repeating unit derived from vinylidene fluoride. For example, in the fluorine-based copolymer, 4 wt% to 10 wt% of a repeating unit derived from hexafluoropropylene, 1 wt% to 7 wt% of a repeating unit derived from a carboxyl group-containing monomer, and a repeating unit derived from vinylidene fluoride 83 It may contain from % to 94% by weight. By using the composite separator in which the fluorine-based copolymer having such a repeating unit composition is applied to the coating layer, the binding force between the composite separator and the electrode (positive and negative electrode) is improved, and the thickness ratio (T1/T2) of the composite separator in a certain range can be obtained. .

코팅층이 포함하는 불소계 중합체의 중량평균분자량이 100,000 dalton 이상일 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 불소계 중합체의 중량평균분자량이 100,000 내지 1,500,000 dalton일 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 불소계 중합체의 중량평균분자량이 300,000 내지 1,500,000 dalton일 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 불소계 중합체의 중량평균분자량이 500,000 내지 1,500,000 dalton일 수 있다. 예를 들어, 코팅층이 포함하는 불소계 중합체의 중량평균분자량이 1,000,000 내지 1,500,000 dalton일 수 있다. 상기 중량평균분자량은 겔투과크로마토그래피(gel permeation chromatography)에 의한 폴리스티렌 환산치이다. 코팅층이 포함하는 불소계 중합체의 중량평균분자량 범위내에서 양극활물질층과의 접착력이 더욱 향상될 수 있다. 코팅층이 포함하는 불소계 중합체의 중량평균분자량이 지나치게 작으면 접착력이 저하되며, 중량평균분자량이 크면 바인더 조성물의 제조가 용이하지 않다.The weight average molecular weight of the fluorine-based polymer included in the coating layer may be 100,000 daltons or more. For example, the weight average molecular weight of the fluorine-based polymer included in the coating layer may be 100,000 to 1,500,000 daltons. For example, the weight average molecular weight of the fluorine-based polymer included in the coating layer may be 300,000 to 1,500,000 daltons. For example, the weight average molecular weight of the fluorine-based polymer included in the coating layer may be 500,000 to 1,500,000 daltons. For example, the weight average molecular weight of the fluorine-based polymer included in the coating layer may be 1,000,000 to 1,500,000 daltons. The weight average molecular weight is a polystyrene conversion value by gel permeation chromatography. Adhesion to the positive electrode active material layer may be further improved within the weight average molecular weight range of the fluorine-based polymer included in the coating layer. When the weight average molecular weight of the fluorine-based polymer included in the coating layer is too small, the adhesion is reduced, and when the weight average molecular weight is large, the preparation of the binder composition is not easy.

복합 세퍼레이터와 음극과의 접착 강도(peel strength)가 0.01 내지 1.4 kgf/mm일 수 있다. 예를 들어, 복합 세퍼레이터와 음극과의 접착 강도(peel strength)가 0.1 내지 1.0 kgf/mm일 수 있다. 예를 들어, 복합 세퍼레이터와 음극과의 접착 강도(peel strength)가 0.2 내지 0.8 kgf/mm일 수 있다. 상기 접착 강도 범위에서 리튬 전지의 부피 변화가 효과적으로 억제될 수 있다. 접착 강도의 측정은 평가예 3의 접착력 테스트에 개시된 방법을 참조한다.The adhesive strength between the composite separator and the negative electrode may be 0.01 to 1.4 kgf/mm. For example, the adhesive strength between the composite separator and the negative electrode may be 0.1 to 1.0 kgf/mm. For example, the adhesive strength between the composite separator and the negative electrode may be 0.2 to 0.8 kgf/mm. In the above adhesive strength range, the volume change of the lithium battery can be effectively suppressed. For the measurement of adhesive strength, refer to the method disclosed in the adhesive force test of Evaluation Example 3.

복합 세퍼레이터의 통기도가 170 내지 900 sec/100ml일 수 있다. 예를 들어, 복합 세퍼레이터의 통기도가 170 내지 800 sec/100ml일 수 있다. 예를 들어, 복합 세퍼레이터의 통기도가 170 내지 700 sec/100ml일 수 있다. 예를 들어, 복합 세퍼레이터의 통기도가 170 내지 600 sec/100ml일 수 있다. 예를 들어, 복합 세퍼레이터의 통기도가 170 내지 500 sec/100ml일 수 있다. 예를 들어, 복합 세퍼레이터의 통기도가 170 내지 400 sec/100ml일 수 있다. 예를 들어, 복합 세퍼레이터의 통기도가 170 내지 300 sec/100ml일 수 있다. 예를 들어, 복합 세퍼레이터의 통기도가 170 내지 250 sec/100ml일 수 있다. 상기 통기도 범위에서 리튬 전지의 내부 저항 증가가 효과적으로 억제될 수 있다. 통기도 측정은 평가예 4의 통기도 평가에 개시된 방법을 참조한다.The air permeability of the composite separator may be 170 to 900 sec/100ml. For example, the air permeability of the composite separator may be 170 to 800 sec/100ml. For example, the air permeability of the composite separator may be 170 to 700 sec/100ml. For example, the air permeability of the composite separator may be 170 to 600 sec/100ml. For example, the air permeability of the composite separator may be 170 to 500 sec/100ml. For example, the air permeability of the composite separator may be 170 to 400 sec/100ml. For example, the air permeability of the composite separator may be 170 to 300 sec/100ml. For example, the air permeability of the composite separator may be 170 to 250 sec/100ml. An increase in the internal resistance of the lithium battery in the air permeability range can be effectively suppressed. For the air permeability measurement, refer to the method disclosed in the air permeability evaluation of Evaluation Example 4.

다른 구현예에 따른 리튬 전지는 상술한 전극 조립체를 포함하며, 상기 전극조립체가 젤리롤 형태로 권취된다. 리튬 전지가 상술한 복합 세퍼레이터를 포함함에 의하여 전극(양극 및 음극)과 복합 세퍼레이터 사이의 접착력이 증가하므로 리튬 전지의 충방전 시의 부피 변화가 억제될 수 있다. 따라서, 리튬 전지의 부피 변화에 수반되는 리튬 전지의 열화가 억제되어 리튬 전지의 수명 특성이 향상될 수 있다.A lithium battery according to another embodiment includes the above-described electrode assembly, and the electrode assembly is wound in the form of a jelly roll. Since the lithium battery includes the above-described composite separator, adhesion between the electrodes (positive electrode and negative electrode) and the composite separator is increased, and thus volume change during charging and discharging of the lithium battery can be suppressed. Accordingly, deterioration of the lithium battery accompanying the volume change of the lithium battery is suppressed, and thus the lifespan characteristics of the lithium battery may be improved.

복합 세퍼레이터의 제1 부분은 양극활물질층 및 음극활물질층이 배치되는 부분이며, 복합 세퍼레이터의 제2 부분은 양극활물질층 및 음극활물질층이 배치되지 않는 부분, 예를 들어 복합 세퍼레이터의 말단 부분이다.The first portion of the composite separator is a portion on which the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer are disposed, and the second portion of the composite separator is a portion where the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer are not disposed, for example, a terminal portion of the composite separator.

또 다른 구현예에 따르는 리튬전지는 양극; 음극; 유기전해액; 및 상기 양극과 음극 사이에 상술한 세퍼레이터를 포함한다. 상기 세퍼레이터를 포함함에 의하여 리튬전지의 안정성 및 수명특성이 향상될 수 있다.A lithium battery according to another embodiment includes a positive electrode; cathode; organic electrolyte; and the above-described separator between the positive electrode and the negative electrode. By including the separator, stability and lifespan characteristics of a lithium battery may be improved.

상기 리튬 전지는 예를 들어 다음과 같은 방법으로 제조될 수 있다.The lithium battery may be manufactured, for example, by the following method.

먼저, 음극활물질, 도전재, 바인더 및 용매가 혼합된 음극활물질 조성물이 준비된다. 상기 음극활물질 조성물이 금속 집전체 위에 직접 코팅되어 음극판이 제조된다. 다르게는, 상기 음극활물질 조성물이 별도의 지지체 상에 캐스팅된 다음, 상기 지지체로부터 박리된 필름이 금속 집전체상에 라미네이션되어 음극판이 제조될 수 있다. 상기 음극은 상기에서 열거한 형태에 한정되는 것은 아니고 상기 형태 이외의 형태일 수 있다.First, an anode active material composition in which an anode active material, a conductive material, a binder, and a solvent are mixed is prepared. The negative electrode active material composition is directly coated on a metal current collector to prepare a negative electrode plate. Alternatively, the negative electrode active material composition may be cast on a separate support, and then a film peeled from the support may be laminated on a metal current collector to manufacture a negative electrode plate. The negative electrode is not limited to the above-mentioned types and may be of a type other than the above-mentioned types.

상기 음극활물질은 비탄소계 재료일 수 있다. 예를 들어, 상기 음극활물질은리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속, 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속의 합금 및 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속의 산화물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.The negative active material may be a non-carbon-based material. For example, the negative active material includes at least one selected from the group consisting of a metal capable of forming an alloy with lithium, an alloy of a metal capable of forming an alloy with lithium, and an oxide of a metal capable of forming an alloy with lithium can do.

예를 들어, 상기 리튬과 합금가능한 금속은 Si, Sn, Al, Ge, Pb, Bi, Sb Si-Y 합금(상기 Y는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13~16족 원소, 전이금속, 희토류 원소 또는 이들의 조합 원소이며, Si는 아님), Sn-Y 합금(상기 Y는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13~16족 원소, 전이금속, 희토류 원소 또는 이들의 조합 원소이며, Sn은 아님) 등일 수 있다. 상기 원소 Y로는 Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Tc, Re, Bh, Fe, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Ge, P, As, Sb, Bi, S, Se, Te, Po, 또는 이들의 조합일 수 있다.For example, the metal alloyable with lithium is Si, Sn, Al, Ge, Pb, Bi, Sb Si-Y alloy (wherein Y is an alkali metal, an alkaline earth metal, a group 13-16 element, a transition metal, a rare earth element, or It may be a combination element thereof, but not Si), a Sn-Y alloy (wherein Y is an alkali metal, alkaline earth metal, group 13-16 element, transition metal, rare earth element, or a combination element thereof, not Sn), etc. . The element Y includes Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Tc, Re, Bh, Fe, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Ge, P, As, Sb, Bi, S, Se, Te, Po, or a combination thereof.

예를 들어, 상기 전이금속 산화물은 리튬 티탄 산화물, 바나듐 산화물, 리튬 바나듐 산화물 등일 수 있다.For example, the transition metal oxide may be lithium titanium oxide, vanadium oxide, lithium vanadium oxide, or the like.

예를 들어, 상기 비전이금속 산화물은 SnO2, SiOx(0<x<2) 등일 수 있다. For example, the non-transition metal oxide may be SnO 2 , SiO x (0<x<2), or the like.

구체적으로, 상기 음극활물질은 Si, Sn, Pb, Ge, Al, SiOx(0<x≤2), SnOy(0<y≤2), Li4Ti5O12, TiO2, LiTiO3, Li2Ti3O7로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 반드시 이들로 한정되지 않으며 비탄소계 음극활물질로서 당해 기술분야에서 사용되는 것이라면 모두 가능하다.Specifically, the negative active material is Si, Sn, Pb, Ge, Al, SiOx (0<x≤2), SnOy (0<y≤2), Li 4 Ti 5 O 12 , TiO 2 , LiTiO 3 , Li 2 Ti 3 O 7 It may be at least one selected from the group consisting of, but is not necessarily limited thereto, and any non-carbon-based negative active material used in the art may be used.

또한, 상기 비탄소계 음극활물질과 탄소계 재료의 복합체도 사용될 수 있으며 상기 비탄소계 재료 외에 탄소계 음극활물질을 추가적으로 포함할 수 있다.In addition, a composite of the non-carbon-based negative active material and the carbon-based material may be used, and a carbon-based negative active material may be additionally included in addition to the non-carbon-based material.

상기 탄소계 재료로는 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 결정질 탄소는 무정형(non-shaped), 판상, 린편상(flake), 구형 또는 섬유형의 천연 흑연 또는 인조 흑연과 같은 흑연일 수 있으며, 상기 비정질 탄소는 소프트 카본(soft carbon: 저온 소성 탄소) 또는 하드 카본(hard carbon), 메조페이스 피치(mesophase pitch) 탄화물, 소성된 코크스 등일 수 있다.The carbon-based material may be crystalline carbon, amorphous carbon, or a mixture thereof. The crystalline carbon may be graphite, such as non-shaped, plate-shaped, flake-shaped, spherical or fibrous natural graphite or artificial graphite, and the amorphous carbon is soft carbon (low-temperature calcined carbon). Alternatively, it may be hard carbon, mesophase pitch carbide, calcined coke, or the like.

상기 도전재로는 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 탄소섬유, 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말, 금속 섬유, 등을 사용할 수 있고, 또한 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 재료를 1종 또는 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으나, 이들로 한정되지 않으며, 당해 기술분야에서 도전재로 사용될 수 있는 것이라면 모두 사용될 수 있다. 또한, 상술한 결정성 탄소계 재료가 도전재로 추가될 수 있다.As the conductive material, acetylene black, ketjen black, natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, carbon fiber, copper, nickel, aluminum, silver metal powder such as silver, metal fiber, etc. can be used, In addition, one type or a mixture of one or more conductive materials such as polyphenylene derivatives may be used, but the present invention is not limited thereto, and any conductive material that can be used as a conductive material in the art may be used. In addition, the above-described crystalline carbon-based material may be added as a conductive material.

상기 바인더로는 비닐리덴 플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 코폴리머, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 그 혼합물 또는 스티렌 부타디엔 고무계 폴리머 등이 사용될 수 있으나, 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 결합제로 사용될 수 있는 것이라면 모두 사용될 수 있다.Examples of the binder include vinylidene fluoride/hexafluoropropylene copolymer, polyvinylidene fluoride (PVDF), polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, polytetrafluoroethylene and mixtures thereof, or styrene butadiene rubber-based polymer. may be used, but is not limited thereto, and any binder that can be used as a binder in the art may be used.

상기 용매로는 N-메틸피롤리돈, 아세톤 또는 물 등이 사용될 수 있으나, 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 사용될 수 있는 것이라면 모두 사용될 수 있다.As the solvent, N-methylpyrrolidone, acetone, or water may be used, but the solvent is not limited thereto and any solvent that can be used in the art may be used.

상기, 음극활물질, 도전재, 바인더 및 용매의 함량은 리튬 전지에서 통상적으로 사용되는 수준이다. 리튬전지의 용도 및 구성에 따라 상기 도전재, 바인더 및 용매 중 하나 이상이 생략될 수 있다.The content of the anode active material, the conductive material, the binder, and the solvent is a level commonly used in a lithium battery. At least one of the conductive material, the binder, and the solvent may be omitted depending on the use and configuration of the lithium battery.

한편, 상기 음극제조에 사용되는 바인더가 상기 세퍼레이터의 코팅층에 포함되는 바인더 조성물과 동일할 수 있다.Meanwhile, the binder used for manufacturing the negative electrode may be the same as the binder composition included in the coating layer of the separator.

다음으로, 양극활물질, 도전재, 바인더 및 용매가 혼합된 양극활물질 조성물이 준비된다. 상기 양극활물질 조성물이 금속 집전체상에 직접 코팅 및 건조되어 양극판이 제조된다. 다르게는, 상기 양극활물질 조성물이 별도의 지지체상에 캐스팅된 다음, 상기 지지체로부터 박리된 필름이 금속 집전체상에 라미네이션되어 양극판이 제조될 수 있다.Next, a positive electrode active material composition in which a positive electrode active material, a conductive material, a binder, and a solvent are mixed is prepared. The positive electrode active material composition is directly coated and dried on a metal current collector to prepare a positive electrode plate. Alternatively, the positive electrode active material composition may be cast on a separate support, and then a film peeled from the support may be laminated on a metal current collector to manufacture a positive electrode plate.

상기 양극활물질로서 리튬코발트산화물, 리튬니켈코발트망간산화물, 리튬니켈코발트알루미늄산화물, 리튬철인산화물, 및 리튬망간산화물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나, 반드시 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 이용 가능한 모든 양극활물질이 사용될 수 있다.The cathode active material may include at least one selected from the group consisting of lithium cobalt oxide, lithium nickel cobalt manganese oxide, lithium nickel cobalt aluminum oxide, lithium iron phosphate, and lithium manganese oxide, but is not necessarily limited thereto. Any positive electrode active material available in can be used.

예를 들어, LiaA1-bBbD2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 및 0 ≤ b ≤ 0.5이다); LiaE1-bBbO2-cDc(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiE2-bBbO4-cDc(상기 식에서, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiaNi1-b-cCobBcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1-b-cCobBcO2-αFα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNi1-b-cCobBcO2-αF2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNi1-b-cMnbBcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1-b-cMnbBcO2-αFα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNi1-b-cMnbBcO2-αF2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNibEcGdO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0.001 ≤ d ≤ 0.1이다.); LiaNibCocMndGeO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤0.5, 0.001 ≤ e ≤ 0.1이다.); LiaNiGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaCoGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMnGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMn2GbO4(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); QO2; QS2; LiQS2; V2O5; LiV2O5; LiIO2; LiNiVO4; Li(3-f)J2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); Li(3-f)Fe2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); LiFePO4의 화학식 중 어느 하나로 표현되는 화합물을 사용할 수 있다:For example, Li a A 1-b B b D 2 (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, and 0 ≤ b ≤ 0.5); Li a E 1-b B b O 2-c D c (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05); LiE 2-b B b O 4-c D c (wherein 0 ≤ b ≤ 0.5 and 0 ≤ c ≤ 0.05); Li a Ni 1-bc Co b B c D α (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α ≤ 2); Li a Ni 1-bc Co b B c O 2-α F α (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α <2); Li a Ni 1-bc Co b B c O 2-α F 2 (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α <2); Li a Ni 1-bc Mn b B c D α (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α ≤ 2); Li a Ni 1-bc Mn b B c O 2-α F α (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α <2); Li a Ni 1-bc Mn b B c O 2-α F 2 (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α <2); Li a Ni b E c G d O 2 (in the above formula, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0.001 ≤ d ≤ 0.1); Li a Ni b Co c Mn d GeO 2 (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤ 0.5, 0.001 ≤ e ≤ 0.1); Li a NiG b O 2 (in the above formula, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1); Li a CoG b O 2 (in the above formula, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1); Li a MnG b O 2 (in the above formula, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1); Li a Mn 2 G b O 4 (in the above formula, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1); QO 2 ; QS 2 ; LiQS 2 ; V 2 O 5 ; LiV 2 O 5 ; LiIO 2 ; LiNiVO 4 ; Li (3-f) J 2 (PO 4 ) 3 (0 ≤ f ≤ 2); Li (3-f) Fe 2 (PO 4 ) 3 (0 ≤ f ≤ 2); A compound represented by any one of the formulas of LiFePO 4 may be used:

상기 화학식에 있어서, A는 Ni, Co, Mn, 또는 이들의 조합이고; B는 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, 희토류 원소 또는 이들의 조합이고; D는 O, F, S, P, 또는 이들의 조합이고; E는 Co, Mn, 또는 이들의 조합이고; F는 F, S, P, 또는 이들의 조합이고; G는 Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V, 또는 이들의 조합이고; Q는 Ti, Mo, Mn, 또는 이들의 조합이고; I는 Cr, V, Fe, Sc, Y, 또는 이들의 조합이며; J는 V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, 또는 이들의 조합이다.In the above formula, A is Ni, Co, Mn, or a combination thereof; B is Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, a rare earth element, or a combination thereof; D is O, F, S, P, or a combination thereof; E is Co, Mn, or a combination thereof; F is F, S, P, or a combination thereof; G is Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V, or a combination thereof; Q is Ti, Mo, Mn, or a combination thereof; I is Cr, V, Fe, Sc, Y, or a combination thereof; J is V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, or a combination thereof.

물론 이 화합물 표면에 코팅층을 갖는 것도 사용할 수 있고, 또는 상기 화합물과 코팅층을 갖는 화합물을 혼합하여 사용할 수도 있다. 이 코팅층은 코팅 원소의 옥사이드, 하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시카보네이트, 또는 코팅 원소의 하이드록시카보네이트의 코팅 원소 화합물을 포함할 수 있다. 이들 코팅층을 이루는 화합물은 비정질 또는 결정질일 수 있다. 상기 코팅층에 포함되는 코팅 원소로는 Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 코팅층 형성 공정은 상기 화합물에 이러한 원소들을 사용하여 양극 활물질의 물성에 악영향을 주지 않는 방법(예를 들어 스프레이 코팅, 침지법 등)으로 코팅할 수 있으면 어떠한 코팅 방법을 사용하여도 무방하며, 이에 대하여는 당해 분야에 종사하는 사람들에게 잘 이해될 수 있는 내용이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.Of course, a compound having a coating layer on the surface of the compound may be used, or a mixture of the compound and a compound having a coating layer may be used. The coating layer may include a coating element compound of oxide or hydroxide of the coating element, oxyhydroxide of the coating element, oxycarbonate of the coating element, or hydroxycarbonate of the coating element. The compound constituting these coating layers may be amorphous or crystalline. As the coating element included in the coating layer, Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr, or a mixture thereof may be used. In the coating layer forming process, any coating method may be used as long as the compound can be coated by a method that does not adversely affect the physical properties of the positive electrode active material (eg, spray coating, dipping method, etc.) by using these elements in the compound. Since the content can be well understood by those engaged in the field, a detailed description thereof will be omitted.

예를 들어, LiNiO2, LiCoO2, LiMnxO2x(x=1, 2), LiNi1-xMnxO2(0<x<1), LiNi1-x-yCoxMnyO2 (0≤x≤0.5, 0≤y≤0.5), LiFeO2, V2O5, TiS, MoS 등이 사용될 수 있다.For example, LiNiO 2 , LiCoO 2 , LiMn x O 2x (x=1, 2), LiNi 1-x Mn x O 2 (0<x<1), LiNi 1-x- yCo x Mn y O 2 ( 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.5), LiFeO 2 , V 2 O 5 , TiS, MoS, etc. may be used.

양극활물질 조성물에서 도전재, 바인더 및 용매는 상기 음극활물질 조성물의 경우와 동일한 것을 사용할 수 있다. 한편, 상기 양극활물질 조성물 및/또는 음극활물질 조성물에 가소제를 더 부가하여 전극판 내부에 기공을 형성하는 것도 가능하다.In the cathode active material composition, the same conductive material, binder and solvent may be used as in the case of the anode active material composition. Meanwhile, it is also possible to form pores in the electrode plate by further adding a plasticizer to the positive electrode active material composition and/or the negative electrode active material composition.

상기 양극활물질, 도전재, 일반적인 바인더 및 용매의 함량은 리튬 전지에서 통상적으로 사용하는 수준이다. 리튬전지의 용도 및 구성에 따라 상기 도전재, 일반적인 바인더 및 용매 중 하나 이상이 생략될 수 있다.The content of the positive electrode active material, the conductive material, the general binder, and the solvent is at a level commonly used in a lithium battery. At least one of the conductive material, the general binder, and the solvent may be omitted depending on the use and configuration of the lithium battery.

한편, 상기 양극제조에 사용되는 바인더가 상기 세퍼레이터의 코팅층에 포함되는 바인더 조성물과 동일할 수 있다.Meanwhile, the binder used for manufacturing the positive electrode may be the same as the binder composition included in the coating layer of the separator.

다음으로, 상기 양극과 음극 사이에 상술한 복합 세퍼레이터가 배치된다.Next, the above-described composite separator is disposed between the positive electrode and the negative electrode.

양극/세퍼레이터/음극을 포함하는 전극조립체에서 양극과 음극 사이에 배치된세퍼레이터는 상술한 바와 같이 전극활물질층과 접촉하는 제1 부분; 및 전극활물질층과 접촉하지 않는 제2 부분을 포함하며, 상기 제1 부분의 두께(T1)과 제2 부분의 두께(T2)의 비(ratio, T1/T2)가 T1/T2<0.97 인 복합 세퍼레이터이다.In an electrode assembly including a positive electrode/separator/negative electrode, the separator disposed between the positive electrode and the negative electrode includes a first portion in contact with the electrode active material layer as described above; and a second portion not in contact with the electrode active material layer, wherein a ratio (T1/T2) of the thickness (T1) of the first portion and the thickness (T2) of the second portion is T1/T2<0.97. is a separator.

복합 세퍼레이터는 별도로 준비되어 양극과 음극 사이에 배치될 수 있다. 다르게는, 복합 세퍼레이터는 양극/세퍼레이터/음극을 포함하는 전극조립체를 젤리롤 형태로 권취한 후, 젤리롤을 전지케이스 또는 파우치에 수용하고, 전지케이스 또는 파우지체 수용된 상태에서 젤리롤을 가압하에서 열적 연화시켜며 초기 충전(pre-charging)하고, 충전된 젤리롤을 열간 압연하고, 충전된 젤리롤을 냉간 압연하고, 충전된 젤리롤을 가압하에서 충방전시키는 화성 단계를 거침에 의하여 준비될 수 있다. 보다 구체적인 복합세퍼레이터의 제조방법은 하기의 복합 세퍼레이터 제조방법 부분을 참조한다.The composite separator may be separately prepared and disposed between the positive electrode and the negative electrode. Alternatively, in the composite separator, after winding an electrode assembly including a positive electrode/separator/negative electrode in the form of a jelly roll, the jelly roll is accommodated in a battery case or pouch, and the jelly roll is thermally pressed under pressure in the battery case or pouch body accommodated. It can be prepared by pre-charging with softening, hot rolling the filled jelly rolls, cold rolling the filled jelly rolls, and passing through the conversion steps of charging and discharging the filled jelly rolls under pressure. . For a more specific manufacturing method of the composite separator, refer to the following composite separator manufacturing method.

다음으로 전해질이 준비된다.Next, the electrolyte is prepared.

상기 전해질은 액체 또는 겔(gel) 상태일 수 있다.The electrolyte may be in a liquid or gel state.

예를 들어, 상기 전해질은 유기전해액일 수 있다. 또한, 상기 전해질은 고체일 수 있다. 예를 들어, 보론산화물, 리튬옥시나이트라이드 등일 수 있으나 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 고체전해질로 사용될 수 있은 것이라면 모두 사용가능하다. 상기 고체 전해질은 스퍼터링 등의 방법으로 상기 음극상에 형성될 수 있다.For example, the electrolyte may be an organic electrolyte. In addition, the electrolyte may be a solid. For example, it may be boron oxide, lithium oxynitride, etc., but is not limited thereto, and any solid electrolyte that can be used as a solid electrolyte in the art may be used. The solid electrolyte may be formed on the negative electrode by a method such as sputtering.

예를 들어, 유기전해액이 준비될 수 있다. 유기전해액은 유기용매에 리튬염이 용해되어 제조될 수 있다.For example, an organic electrolyte may be prepared. The organic electrolyte may be prepared by dissolving a lithium salt in an organic solvent.

상기 유기용매는 당해 기술분야에서 유기 용매로 사용될 수 있는 것이라면 모두 사용될 수 있다. 예를 들어, 프로필렌카보네이트, 에틸렌카보네이트, 플루오로에틸렌카보네이트, 부틸렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 메틸프로필카보네이트, 에틸프로필카보네이트, 메틸이소프로필카보네이트, 디프로필카보네이트, 디부틸카보네이트, 벤조니트릴, 아세토니트릴, 테트라히드로퓨란, 2-메틸테트라히드로퓨란, γ-부티로락톤, 디옥소란, 4-메틸디옥소란, N,N-디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸설폭사이드, 디옥산, 1,2-디메톡시에탄, 설포란, 디클로로에탄, 클로로벤젠, 니트로벤젠, 디에틸렌글리콜, 디메틸에테르 또는 이들의 혼합물 등이다.The organic solvent may be used as long as it can be used as an organic solvent in the art. For example, propylene carbonate, ethylene carbonate, fluoroethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, methyl propyl carbonate, ethyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, dipropyl carbonate, dibutyl carbonate , benzonitrile, acetonitrile, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, γ-butyrolactone, dioxolane, 4-methyldioxolane, N,N-dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide , dioxane, 1,2-dimethoxyethane, sulfolane, dichloroethane, chlorobenzene, nitrobenzene, diethylene glycol, dimethyl ether, or mixtures thereof.

상기 리튬염도 당해 기술분야에서 리튬염으로 사용될 수 있는 것이라면 모두사용될 수 있다. 예를 들어, LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiClO4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiAlO2, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(단 x,y는 자연수), LiCl, LiI 또는 이들의 혼합물 등이다.The lithium salt may also be used as long as it can be used as a lithium salt in the art. For example, LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , Li(CF 3 SO 2 ) 2 N, LiC 4 F 9 SO 3 , LiAlO 2 , LiAlCl 4 , LiN(C x F 2x+1 SO 2 )(C y F 2y+1 SO 2 ) (where x and y are natural numbers), LiCl, LiI, or a mixture thereof.

도 2에서 보여지는 바와 같이 상기 리튬전지(1)는 양극(3), 음극(2) 및 세퍼레이터(4)를 포함한다. 상술한 양극(3), 음극(2) 및 세퍼레이터(4)가 젤리롤 형태로 와인딩되거나 접혀서 전지케이스(5)에 수용된다. 이어서, 상기 전지케이스(5)에 유기전해액이 주입되고 캡(cap) 어셈블리(6)로 밀봉되어 리튬전지(1)가 완성된다. 상기 전지케이스는 원통형, 각형, 박막형 등일 수 있다. 예를 들어, 상기 리튬전지는 박막형전지일 수 있다. 상기 리튬전지는 리튬이온전지일 수 있다. 상기 리튬전지는 리튬폴리머전지일 수 있다.As shown in FIG. 2 , the lithium battery 1 includes a positive electrode 3 , a negative electrode 2 , and a separator 4 . The above-described positive electrode 3 , negative electrode 2 , and separator 4 are wound or folded in the form of a jelly roll and accommodated in the battery case 5 . Then, an organic electrolyte is injected into the battery case 5 and sealed with a cap assembly 6 to complete the lithium battery 1 . The battery case may have a cylindrical shape, a prismatic shape, a thin film type, or the like. For example, the lithium battery may be a thin film battery. The lithium battery may be a lithium ion battery. The lithium battery may be a lithium polymer battery.

상기 양극 및 음극 사이에 세퍼레이터가 배치되어 전극조립체가 형성될 수 있다. 상기 전극조립체가 바이셀 구조로 적층되거나 젤리롤 형태로 권취된 다음, 유기 전해액에 함침되고, 얻어진 결과물이 파우치에 수용되어 밀봉되면 리튬이온폴리머전지가 완성된다.A separator may be disposed between the positive electrode and the negative electrode to form an electrode assembly. After the electrode assembly is laminated in a bi-cell structure or wound in the form of a jelly roll, it is impregnated with an organic electrolyte, and the obtained result is accommodated in a pouch and sealed to complete a lithium ion polymer battery.

또한, 상기 전극조립체는 복수개 적층되어 전지팩을 형성하고, 이러한 전지팩이 고용량 및 고출력이 요구되는 모든 기기에 사용될 수 있다. 예를 들어, 노트북, 스마트폰, 전기차량 등에 사용될 수 있다.In addition, a plurality of the electrode assembly is stacked to form a battery pack, and the battery pack can be used in any device requiring high capacity and high output. For example, it can be used in a laptop, a smartphone, an electric vehicle, and the like.

특히, 상기 리튬전지는 고율특성 및 수명특성이 우수하므로 전기차량(electric vehicle, EV)에 적합하다. 예를 들어, 플러그인하이브리드차량(plug-in hybrid electric vehicle, PHEV) 등의 하이브리드차량에 적합하다.In particular, the lithium battery is suitable for an electric vehicle (EV) because it has excellent high rate characteristics and lifespan characteristics. For example, it is suitable for a hybrid vehicle such as a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV).

다른 일구현예에 따른 복합 세퍼레이터 제조방법은 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체를 권취하여 젤리롤을 준비하는 단계; 상기 젤리롤을 가압하에서 열적 연화시켜며 초기 충전(pre-charging)하는 단계; 충전된 젤리롤을 열간 압연하는 단계; 충전된 젤리롤을 냉간 압연하는 단계; 및 충전된 젤리롤을 가압하에서 충방전시키는 화성 단계;를 포함한다. 상기 복합 세퍼레이터 제조방법에 의하여 제조된 복합 세퍼레이터는 전극활물질층과 접촉하는 제1 부분; 및 전극활물질층과 접촉하지 않는 제2 부분을 포함하며, 상기 제1 부분의 두께(T1)과 제2 부분의 두께(T2)의 비(ratio, T1/T2)가 T1/T2<0.97 이다.A method for manufacturing a composite separator according to another embodiment includes: preparing a jelly roll by winding an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode; pre-charging the jelly roll while thermally softening it under pressure; hot rolling the filled jelly roll; cold rolling the filled jelly roll; and a formation step of charging and discharging the charged jelly roll under pressure. The composite separator manufactured by the composite separator manufacturing method includes: a first portion in contact with the electrode active material layer; and a second portion not in contact with the electrode active material layer, wherein a ratio (T1/T2) of the thickness T1 of the first portion to the thickness T2 of the second portion is T1/T2<0.97.

양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체를 권취하여 젤리롤을 준비하는 단계는 종래의 일반적인 방법으로 수행될 수 있다. 양극과 음극 사이에 개재되는 세퍼레이터에서 양극의 양극활물질층 및 음극의 음극활물질층과 접촉하는 부분이 제1 부분(예를 들어, 합제부)이고, 양극의 양극활물질층 및 음극의 음극활물질층과 접촉하지 않는 부분이 제2 부문(예를 들어, 무지부)이다.Preparing a jelly roll by winding an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode may be performed in a conventional general method. In the separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, the portion in contact with the positive electrode active material layer of the positive electrode and the negative electrode active material layer of the negative electrode is a first portion (eg, a mixture portion), the positive electrode active material layer of the positive electrode and the negative electrode active material layer of the negative electrode The non-contact part is the second part (eg, the uncoated part).

상기 젤리롤을 가압하에서 열적 연화(thermal softening)시켜며 초기 충전(pre-charging)하는 단계에서 열적 연화를 위하여 세퍼레이터 상에 배치된 코팅층이 포함하는 바인더의 겔(gel)에서 졸(sol)로의 전이 온도에 비하여 낮은 온도를 유지하며 초기 충전시킬 수 있다. 젤리롤이 유지되는 온도는 세퍼레이터 상에 배치된 코팅층이 포함하는 바인더의 겔(gel)에서 졸(sol)로의 전이 온도에 비하여 낮은 온도이면 모두 가능하나, 예를 들어, 40 내지 80℃일 수 있다. 젤리롤에 가해지는 압력은 100 내지 300kgf/cm2 일 수 있으나, 반드시 이러한 범위로 한정되지 않으며 요구되는 복합 세퍼레이터의 물성에 따라 조절될 수 있다. 젤리롤에 압력이 가해지는 시간은 0.1 내지 10시간 일 수 있으나, 반드시 이러한 범위로 한정되지 않으며 요구되는 복합 세퍼레이터의 물성에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 젤리롤에 압력이 가해지는 시간은 0.1 내지 5 시간일 수 있다. 예를 들어, 젤리롤에 압력이 가해지는 시간은 0.1 내지 2시간일 수 있다. 초기 충전은 SOC의 50%까지 수행될 수 있다.The gel-to-sol transition of the binder including the coating layer disposed on the separator for thermal softening in the initial pre-charging step of thermal softening the jelly roll under pressure It can be initially charged while maintaining a low temperature compared to the temperature. The temperature at which the jelly roll is maintained may be any temperature lower than the transition temperature from the gel to the sol of the binder included in the coating layer disposed on the separator, but may be, for example, 40 to 80°C. . The pressure applied to the jelly roll may be 100 to 300 kgf/cm 2 , but is not necessarily limited to this range and may be adjusted according to the required physical properties of the composite separator. The time for which the pressure is applied to the jelly roll may be 0.1 to 10 hours, but is not necessarily limited to this range and may be adjusted according to the required physical properties of the composite separator. For example, the time the pressure is applied to the jelly roll may be 0.1 to 5 hours. For example, the time the pressure is applied to the jelly roll may be 0.1 to 2 hours. Initial charging can be done up to 50% of the SOC.

충전된 젤리롤을 열간 압연하는 단계는 세퍼레이터 상에 배치된 코팅층이 포함하는 바인더의 겔(gel)에서 졸(sol)로의 전이되는 온도에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 열간 압연 단계에서 젤리롤이 유지되는 온도는 70 내지 90℃일 수 있으나, 반드시이러한 범위로 한정되지 않으며, 코팅층이 포함하는 바인더의 종류에 따라 결정될 수 있다. 열간 압연 단계에서 젤리롤에 가해지는 압력은 100 내지 250 kgf/cm2 일 수 있으나, 반드시 이러한 범위로 한정되지 않으며 요구되는 복합 세퍼레이터의 물성에 따라 조절될 수 있다. 젤리롤에 압력이 가해지는 시간은 180초 미만일 수 있다. 예를 들어, 젤리롤에 압력이 가해지는 시간은 10 내지 170초일 수 있다. 예를 들어, 젤리롤에 압력이 가해지는 시간은 10 내지 150초일 수 있다. 열간 압연하는 단계에서 코팅층이 포함하는 바인더가 겔에서 졸로 상전이하면서 전극활물질층과의 접착력이 증가한다.The hot rolling of the filled jelly roll may be performed at a temperature at which the binder including the coating layer disposed on the separator transitions from gel to sol. For example, the temperature at which the jelly roll is maintained in the hot rolling step may be 70 to 90° C., but is not necessarily limited to this range, and may be determined according to the type of binder included in the coating layer. The pressure applied to the jelly roll in the hot rolling step may be 100 to 250 kgf/cm 2 , but is not necessarily limited to this range and may be adjusted according to the required physical properties of the composite separator. The time the pressure is applied to the jelly roll may be less than 180 seconds. For example, the time the pressure is applied to the jelly roll may be 10 to 170 seconds. For example, the time the pressure is applied to the jelly roll may be 10 to 150 seconds. In the step of hot rolling, the binder included in the coating layer undergoes a phase change from gel to sol, thereby increasing adhesion with the electrode active material layer.

충전된 젤리롤을 냉간 압연하는 단계는 세퍼레이터 상에 배치된 코팅층이 포함하는 바인더의 겔(gel)에서 졸(sol)로의 전이되는 온도보다 낮은 온도에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 냉간 압연 단계에서 젤리롤이 유지되는 온도는 40℃ 이하일 수 있으나, 반드시이러한 범위로 한정되지 않으며, 코팅층이 포함하는 바인더의 종류에 따라 결정될 수 있다. 냉간 압연 단계에서 젤리롤에 가해지는 압력은 100 내지 250 kgf/cm2 일 수 있으나, 반드시 이러한 범위로 한정되지 않으며 요구되는 복합 세퍼레이터의 물성에 따라 조절될 수 있다. 젤리롤에 압력이 가해지는 시간은 120초 미만일 수 있다. 예를 들어, 젤리롤에 압력이 가해지는 시간은 10 내지 110초일 수 있다. 예를 들어, 젤리롤에 압력이 가해지는 시간은 10 내지 100초일 수 있다. 냉간 압연하는 단계에서 고정(anchoring)효과에 의하여 코팅층이 포함하는 바인더와 전극활물질층의 접착이 더욱 견고해질 수 있다.The cold rolling of the filled jelly roll may be performed at a temperature lower than the temperature at which the binder including the coating layer disposed on the separator transitions from gel to sol. For example, the temperature at which the jelly roll is maintained in the cold rolling step may be 40° C. or less, but is not necessarily limited to this range, and may be determined according to the type of binder included in the coating layer. The pressure applied to the jelly roll in the cold rolling step may be 100 to 250 kgf/cm 2 , but is not necessarily limited to this range and may be adjusted according to the required physical properties of the composite separator. The time the pressure is applied to the jelly roll may be less than 120 seconds. For example, the time the pressure is applied to the jelly roll may be 10 to 110 seconds. For example, the time for which the pressure is applied to the jelly roll may be 10 to 100 seconds. In the cold rolling step, the adhesion between the binder included in the coating layer and the electrode active material layer may be further strengthened by the anchoring effect.

충전된 젤리롤을 가압하에서 충방전시키는 화성 단계는 세퍼레이터 상에 배치된 코팅층이 포함하는 바인더의 겔(gel)에서 졸(sol)로의 전이되는 온도보다 낮은 온도이면서 냉간 압연 단계에 비하여는 더 높은 온도 에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 가압 화성 단계에서 젤리롤이 유지되는 온도는 40 내지 70℃ 일 수 있으나, 반드시이러한 범위로 한정되지 않으며, 코팅층이 포함하는 바인더의 종류에 따라 결정될 수 있다. 가압 화성 단계에서 젤리롤에 가해지는 압력은 100 내지 250 kgf/cm2 일 수 있으나, 반드시 이러한 범위로 한정되지 않으며 요구되는 복합 세퍼레이터의 물성에 따라 조절될 수 있다. 가압 화성 단계에서 젤리롤에 압력이 가해지는 시간은 0.1 내지 10 시간일 수 있으나, 반드시 이러한 범위로 한정되지 않으며 요구되는 복합 세퍼레이터의 물성에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 젤리롤에 압력이 가해지는 시간은 0.1 내지 5 시간일 수 있다. 예를 들어, 젤리롤에 압력이 가해지는 시간은 0.1 내지 2시간일 수 있다. 가압 화성 단계에서 충방전은 2 내지 7회 수행될 수 있으나, 반드시 이러한 범위로 한정되지 않으며 요구된 복합 세퍼레이터의 물성에 따라 조절될 수 있다. 가압 화성 단계에서 복합 세퍼레이터의 두께를 조절할 수 있다.The formation step of charging and discharging the charged jelly roll under pressure is a temperature lower than the temperature at which the transition from the gel to the sol of the binder including the coating layer disposed on the separator is lower and higher than the cold rolling step. can be performed in For example, the temperature at which the jelly roll is maintained in the pressurization step may be 40 to 70° C., but is not necessarily limited to this range, and may be determined according to the type of binder included in the coating layer. The pressure applied to the jelly roll in the pressurization step may be 100 to 250 kgf/cm 2 , but is not necessarily limited to this range and may be adjusted according to the required physical properties of the composite separator. The time for applying pressure to the jelly roll in the pressurization step may be 0.1 to 10 hours, but is not necessarily limited to this range and may be adjusted according to the required physical properties of the composite separator. For example, the time the pressure is applied to the jelly roll may be 0.1 to 5 hours. For example, the time the pressure is applied to the jelly roll may be 0.1 to 2 hours. Charging and discharging may be performed 2 to 7 times in the pressurization step, but it is not necessarily limited to this range and may be adjusted according to the required physical properties of the composite separator. The thickness of the composite separator can be adjusted in the pressurization step.

상기 가압 초기 충전 단계, 열간 압연 단계, 냉간 압연 단계 및 가압 화성 단계를 거친 복합 세퍼레이터는 전극활물질층과 접촉하는 제1 부분; 및 전극활물질층과 접촉하지 않는 제2 부분을 포함하며, 상기 제1 부분의 두께(T1)과 제2 부분의 두께(T2)의 비(ratio, T1/T2)가 T1/T2<0.97 이며, 우수한 접착력과 통기도를 제공하므로, 상기 복합 세퍼레이터를 채용한 리튬 전지의 단위 부피당 에너지 밀도 및 충방전 특성이 향상된다.The composite separator, which has undergone the pressure initial charging step, the hot rolling step, the cold rolling step, and the pressurization step, may include a first portion in contact with the electrode active material layer; and a second portion not in contact with the electrode active material layer, wherein a ratio (T1/T2) of the thickness (T1) of the first portion and the thickness (T2) of the second portion is T1/T2<0.97, Since excellent adhesion and air permeability are provided, energy density per unit volume and charge/discharge characteristics of a lithium battery employing the composite separator are improved.

상기 제1 부분과 제2 부분의 두께를 측정하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 당해 기술 분야에서 전극의 두께를 측정하는 방법으로서 사용할 수 있는 것이라면 모두 가능하다. 예를 들어, 상기 제1 부분과 제2 부분의 두께는 주사전자현미경 또는 투과 전자현미경 등을 이용하여 촬영한 고배율 전극 조립체의 단면 이미지로부터 구할 수 있다. A method for measuring the thickness of the first portion and the second portion is not particularly limited, and any method that can be used as a method for measuring the thickness of an electrode in the art may be used. For example, the thickness of the first portion and the second portion may be obtained from a cross-sectional image of the high magnification electrode assembly photographed using a scanning electron microscope or a transmission electron microscope.

이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 창의적 개념이 더욱 상세하게 설명된다. 단, 실시예는 본 창의적 개념을 예시하기 위한 것으로서 이들만으로 본 창의적 개념의 범위가 한정되는 것이 아니다.This creative concept will be described in more detail through the following examples and comparative examples. However, the examples are provided to illustrate the present creative concept, and the scope of the present creative concept is not limited thereto.

(복합 세퍼레이터의 제조)(Manufacture of composite separator)

제조예 1: 세라믹 비율(바인더/세라믹) 1/3Preparation Example 1: Ceramic ratio (binder/ceramic) 1/3

무기입자로서 평균 입경 0.4~0.6㎛(체적 기준 D50)의 알루미나(AES-11, Sumitomo Chemical Co., Ltd.) 75 중량부에 불소계 바인더 25중량부를 혼합하여 코팅층 형성용 조성물을 제조하였다. 상기 바인더는 친수기로서 카브복실기(-COOH)를 포함하며, 불화비닐리덴과 헥사플루오로프로필렌의 공중합체인 불소계 바인더이다. 상기 불소계 바인더의 45℃ 전해액에서 24시간 방치 후의 스웰링 정도가 138% 이었다.A composition for forming a coating layer was prepared by mixing 25 parts by weight of a fluorine-based binder with 75 parts by weight of alumina (AES-11, Sumitomo Chemical Co., Ltd.) having an average particle diameter of 0.4 to 0.6 μm (volume basis D50) as inorganic particles. The binder includes a carboxyl group (-COOH) as a hydrophilic group, and is a fluorine-based binder that is a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene. The degree of swelling of the fluorine-based binder after standing in an electrolyte solution at 45° C. for 24 hours was 138%.

상기 코팅층 형성용 조성물을 두께 7.5㎛의 폴리에틸렌 다공성 기재 양면에 그라비아 인쇄하여 다공성 기재의 양면에 두께 1.5㎛의 무기입자와 바인더의 블렌드 코팅층이 각각 배치된 세퍼레이터를 제조하였다. 상기 코팅층의 두께는 일면 기준으로 1.5㎛ 이었다. 세퍼레이터의 두께는 10.5㎛ 이었다.The composition for forming the coating layer was gravure-printed on both sides of a porous polyethylene substrate having a thickness of 7.5 μm to prepare a separator in which a blend coating layer of inorganic particles and a binder having a thickness of 1.5 μm was respectively disposed on both sides of the porous substrate. The thickness of the coating layer was 1.5 μm based on one surface. The thickness of the separator was 10.5 µm.

제조예 2: 세라믹 비율(바인더/세라믹) 1/2Preparation Example 2: Ceramic ratio (binder/ceramic) 1/2

무기입자 67 중량부와 바인더 33 중량부를 혼합한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 세퍼레이터를 제조하였다.A separator was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that 67 parts by weight of the inorganic particles and 33 parts by weight of the binder were mixed.

제조예 3: 세라믹 비율(바인더/세라믹) 1/4.88Preparation Example 3: Ceramic ratio (binder/ceramic) 1/4.88

무기입자 83 중량부와 바인더 17 중량부를 혼합한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 세퍼레이터를 제조하였다.A separator was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that 83 parts by weight of the inorganic particles and 17 parts by weight of the binder were mixed.

제조예 4: 세라믹 비율(바인더/세라믹) 1/1Preparation Example 4: Ceramic ratio (binder/ceramic) 1/1

무기입자 50중량부와 바인더 50중량부를 혼합한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 세퍼레이터를 제조하였다.A separator was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that 50 parts by weight of the inorganic particles and 50 parts by weight of the binder were mixed.

제조예 5: 세라믹 비율(바인더/세라믹) 1/8Preparation Example 5: Ceramic Ratio (Binder/Ceramic) 1/8

무기입자 89중량부와 바인더 11 중량부를 혼합한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 세퍼레이터를 제조하였다.A separator was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that 89 parts by weight of the inorganic particles and 11 parts by weight of the binder were mixed.

비교제조예 1: Comparative Preparation Example 1:

두께 7㎛의 다공성 기재의 일면 상에 두께 2㎛의 세라믹 코팅층이 배치되고, 상기 세라믹 코팅층의 일면 및 다공성 기재의 타면 상에 두께 0.15㎛의 아크릴계 바인더층이 각각 코팅된 세퍼레이터(Asahi, FD511D)를 그대로 입수하여 사용하였다. 상기 아크릴계 바인더의 45℃ 전해액에서 24시간 방치 후의 스웰링 정도가 600% 이었다.A separator (Asahi, FD511D) in which a ceramic coating layer having a thickness of 2 μm is disposed on one surface of a porous substrate having a thickness of 7 μm, and an acrylic binder layer having a thickness of 0.15 μm is coated on one surface of the ceramic coating layer and the other surface of the porous substrate. It was obtained and used as it is. The degree of swelling after leaving the acrylic binder in an electrolyte solution at 45° C. for 24 hours was 600%.

비교제조예 2: Comparative Preparation Example 2:

두께 12㎛의 다공성 기재의 일면 상에 두께 2㎛의 세라믹 코팅층이 배치된 세퍼레이터(SK, T14-715CB)를 그대로 입수하여 사용하였다.A separator (SK, T14-715CB) in which a ceramic coating layer having a thickness of 2 μm is disposed on one surface of a porous substrate having a thickness of 12 μm was obtained and used as it is.

(리튬전지의 제조)(Manufacture of lithium battery)

실시예 1Example 1

(음극의 제조)(Production of cathode)

평균 입경 25㎛의 흑연 입자(C1SR, 일본탄소) 97중량%, 스티렌-부타디엔 고무(SBR)바인더(Zeon) 1.5중량% 및 카르복시메틸셀룰로오스(CMC, NIPPON A&L) 1.5중량%를 혼합한 후 증류수에 투입하고 기계식 교반기를 사용하여 60분간 교반하여 음극활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 슬러리를 닥터 블레이드를 사용하여 10㎛ 두께의 구리 집전체 위에 도포하고 100℃의 열풍건조기에서 0.5시간 동안 건조한 후 진공, 120℃의 조건에서 4시간 동안 다시 한번 건조하고, 압연(roll press)하여 음극판을 제조하였다.After mixing 97% by weight of graphite particles (C1SR, Japanese carbon) having an average particle diameter of 25㎛, 1.5% by weight of a styrene-butadiene rubber (SBR) binder (Zeon) and 1.5% by weight of carboxymethyl cellulose (CMC, NIPPON A&L), distilled water and stirred for 60 minutes using a mechanical stirrer to prepare a negative electrode active material slurry. The slurry was applied on a copper current collector with a thickness of 10 μm using a doctor blade, dried in a hot air dryer at 100° C. for 0.5 hours, dried again under vacuum and 120° C. conditions for 4 hours, and rolled by A negative electrode plate was manufactured.

(양극의 제조)(Manufacture of anode)

LiCoO2 97중량%, 도전재로서 카본 블랙 분말 1.5중량% 및 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF, SOLVAY) 1.5중량%를 혼합하여 N-메틸-2-피롤리돈 용매에 투입한 후 기계식 교반기를 사용하여 30분간 교반하여 양극활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 슬러리를 닥터 블레이드를 사용하여 20㎛ 두께의 알루미늄 집전체 위에 도포하고 100℃의 열풍건조기에서 0.5시간 동안 건조한 후 진공, 120℃의 조건에서 4시간 동안 다시 한번 건조하고, 압연(roll press)하여 양극판을 제조하였다.LiCoO 2 97% by weight, 1.5% by weight of carbon black powder as a conductive material, and 1.5% by weight of polyvinylidene fluoride (PVdF, SOLVAY) were mixed and added to N-methyl-2-pyrrolidone solvent, and then a mechanical stirrer was used. and stirred for 30 minutes to prepare a cathode active material slurry. The slurry was applied on an aluminum current collector with a thickness of 20 μm using a doctor blade, dried in a hot air dryer at 100° C. for 0.5 hours, dried again under vacuum and 120° C. conditions for 4 hours, and rolled A positive electrode plate was manufactured.

(전극 조립체 젤리롤)(electrode assembly jelly roll)

상기에서 제조한 양극판과 음극판 사이에 상기 실시예 1에서 제조된 세퍼레이터를 개재한 후 권취하여 전극조립체 젤리롤을 준비하였다. 젤리롤을 파우치에 삽입하고 전해액을 주입한 후, 파우치를 진공밀봉하였다.The separator prepared in Example 1 was interposed between the positive and negative plates prepared above and then wound to prepare an electrode assembly jelly roll. After inserting the jelly roll into the pouch and injecting the electrolyte, the pouch was vacuum sealed.

전해액은 1.3M의 LiPF6가 에틸렌카보네이트(EC)/에틸메틸카보네이트 (EMC)/디에틸카보네이트(DEC)의 3/5/2(부피비) 혼합용매에 용해된 것을 사용하였다.As the electrolyte, 1.3M of LiPF 6 dissolved in a 3/5/2 (volume ratio) mixed solvent of ethylene carbonate (EC)/ethylmethyl carbonate (EMC)/diethyl carbonate (DEC) was used.

파우치에 삽입된 젤리롤에 250kgf/cm2의 압력을 가하면서 1시간 동안 70℃의 온도로 열적 연화(thermal softening)시키면서 SOC의 50%까지 초기 충전(pre-cahrging)시켰다.The jelly roll inserted in the pouch was pre-cahred up to 50% of the SOC while thermal softening at a temperature of 70° C. for 1 hour while applying a pressure of 250 kgf/cm 2 .

상기 젤리롤에 200kgf/cm2의 압력을 가하면서 180초 동안 85℃의 온도로 열간 압연(heat pressing)시켰다. 상기 열간 압연 과정에서 바인더가 겔(gel) 상태에서 졸(sol) 상태로 전이되면서 양극/음극과 세퍼레이터 사이에 접착력이 발생한다.The jelly roll was hot-pressed at a temperature of 85° C. for 180 seconds while applying a pressure of 200 kgf/cm 2 . In the hot rolling process, as the binder transitions from a gel state to a sol state, an adhesive force is generated between the positive electrode/negative electrode and the separator.

이어서, 상기 젤리롤에 200kgf/cm2의 압력을 가하면서 90초 동안 22-23℃의 온도로 냉간 압연(coldt pressing)시켰다. 상기 열간 압연 과정에서 바인더가 졸(sol) 상태에서 겔(gel) 상태로 전이되었다.Then, the jelly roll was cold-pressed at a temperature of 22-23° C. for 90 seconds while applying a pressure of 200 kgf/cm 2 . During the hot rolling process, the binder was transferred from a sol state to a gel state.

이어서, 상기 파우치에서 가스를 제거하고(degassing), 상기 젤리롤에 200kgf/cm2의 압력을 가하면서 1시간 동안 45℃의 온도에서 0.2C rate의 전류로 전압이 4.3V에 이를 때까지 정전류 충전하고, 4.3V를 유지하면서 전류가 0.05C가 될 때까지 정전압 충전하였다. 이어서, 방전시에 전압이 3.0V에 이를 때까지 0.2C의 정전류로 방전하는 사이클을 5회 반복하여 화성 단계를 수행하였다.Then, degassing from the pouch, and applying a pressure of 200 kgf / cm 2 to the jelly roll, constant current charging at a temperature of 45 ° C. for 1 hour at a current of 0.2 C rate until the voltage reaches 4.3 V and constant voltage charging until the current reached 0.05C while maintaining 4.3V. Then, the formation step was performed by repeating the cycle of discharging at a constant current of 0.2C 5 times until the voltage reached 3.0V during discharging.

실시예 2 내지 5Examples 2 to 5

제조예 2 내지 5에서 제조된 세퍼레이터를 각각 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬전지를 제조하였다.A lithium battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the separators prepared in Preparation Examples 2 to 5 were respectively used.

비교예 1 내지 2Comparative Examples 1 to 2

비교제조예 1 내지 2에서 제조된 세퍼레이터를 각각 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬전지를 각각 제조하였다.Lithium batteries were respectively manufactured in the same manner as in Example 1, except that the separators prepared in Comparative Preparation Examples 1 and 2 were respectively used.

평가예 1: 세퍼레이터 두께 측정Evaluation Example 1: Separator thickness measurement

화성 단계를 거친 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 2의 리튬 전지에서 파우치 내에 수납된 젤리롤에서 활물질층과 접촉하는 세퍼레이터 제1 영역(합제부) 및 활물질층과 접촉하지 않는 제2 영역(무지부)의 두께를 각각 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다. 하기 표 1에서 미사용 세퍼레이터의 두께는 T0, 화성 후 세퍼레이터 제1 영역의 두께는 T1, 화성 후 세퍼레이터 제2 영역의 두께는 T2, 세퍼레이터 제1 영역과 제2 영역의 두께 비는 T1/T2이다.In the lithium batteries of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 that have undergone the chemical conversion step, in the jelly roll stored in the pouch, the separator first region (mixture part) and the second region not in contact with the active material layer ( The thickness of the uncoated region) was measured, and the results are shown in Table 1. In Table 1 below, the thickness of the unused separator is T0, the thickness of the first region of the separator after formation is T1, the thickness of the second region of the separator after formation is T2, and the thickness ratio of the first region and the second region of the separator is T1/T2.

제1 영역과 제2 영역의 두께는 전극 조립체 젤리롤의 주사전자현미경 단면 이미지로부터 측정하였다.The thickness of the first region and the second region was measured from a scanning electron microscope cross-sectional image of the electrode assembly jelly roll.

T0 [㎛]T0 [μm] T1 [㎛]T1 [μm] T2 [㎛]T2 [μm] T1/T2T1/T2 실시예 1Example 1 10.510.5 9.09.0 10.210.2 0.880.88 실시예 2Example 2 10.510.5 8.88.8 10.110.1 0.870.87 실시예 3Example 3 10.510.5 9.29.2 10.310.3 0.890.89 실시예 4Example 4 10.510.5 8.48.4 10.010.0 0.840.84 실시예 5Example 5 10.510.5 9.89.8 10.310.3 0.950.95 비교예 1Comparative Example 1 9.39.3 9.09.0 9.29.2 0.980.98 비교예 2Comparative Example 2 14.014.0 13.513.5 13.913.9 0.990.99

상기 표 1에서 보여지는 바와 같이 실시예 1 내지 5의 복합 세퍼레이터의 T1/T2는 0.97 미만이었다. 이에 반해, 비교예 1 내지 2의 복합 세퍼레이터의 T1/T2는 0.98 이상이었다.As shown in Table 1 above, T1/T2 of the composite separators of Examples 1 to 5 was less than 0.97. On the other hand, T1/T2 of the composite separators of Comparative Examples 1 and 2 was 0.98 or more.

비교예 1 및 2의 복합 세퍼레이터에서는 무기입자의 구조 및 함량 등에 의하여 활물질층과 접촉하는 복합 세퍼레이터 제1 영역(합제부)의 두께(T1)가 거의 변화하지 않았다.In the composite separators of Comparative Examples 1 and 2, the thickness T1 of the first region (mixture part) of the composite separator in contact with the active material layer did not change substantially due to the structure and content of the inorganic particles.

평가예 2: 젤리롤 전극 조립체 두께 측정Evaluation Example 2: Measurement of Jelly Roll Electrode Assembly Thickness

초기 충전 하기 전의 젤리롤 리튬 전지 두께(J1)와 화성 단계를 거친 후 SOC 100% 충전된 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 2의 젤리롤 리튬 전지 두께(J2)를 각각 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The thickness of the jellyroll lithium battery (J1) before initial charging and the thickness (J2) of the jellyroll lithium batteries of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 that were 100% SOC after passing through the formation step were measured, respectively, and the results were obtained. It is shown in Table 2 below.

J1 [mm]J1 [mm] J2 [mm]J2 [mm] 실시예 1Example 1 2.802.80 3.303.30 실시예 2Example 2 2.802.80 3.283.28 실시예 3Example 3 2.802.80 3.323.32 실시예 4Example 4 2.802.80 3.263.26 실시예 5Example 5 2.802.80 3.483.48 비교예 1Comparative Example 1 2.782.78 3.353.35 비교예 2Comparative Example 2 2.872.87 3.643.64

상기 표 2에서 보여지는 바와 같이 실시예 1 내지 4의 복합 세퍼레이터는 SOC 100% 충전시의 젤리롤 두께가 비교예 1 내지 2의 젤리롤 두께 보다 작으므로, 실시예 1 내지 4의 리튬전지는 비교예 1 내지 2의 리튬전지에 비하여 더 높은 단위 부피당 에너지 밀도를 제공할 수 있다.As shown in Table 2, the composite separators of Examples 1 to 4 had a thickness of the jelly roll when 100% SOC was charged, which was smaller than the thickness of the jelly roll of Comparative Examples 1 and 2, so the lithium batteries of Examples 1 to 4 were compared. A higher energy density per unit volume may be provided compared to the lithium batteries of Examples 1 and 2 .

평가예 3: 음극과 복합 세퍼레이터의 접착력(접착강도) 테스트Evaluation Example 3: Adhesion (adhesive strength) test between the negative electrode and the composite separator

화성 단계를 거친 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 2의 파우치에서 젤리롤을 꺼내어 음극과 복합 세퍼레이터의 접착력을 평가하였다.The jelly rolls were taken out from the pouches of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 that had undergone the chemical conversion step, and the adhesion between the negative electrode and the composite separator was evaluated.

접착력(adhesion force)은 180°필 테스트(Peel test)를 실시하여 (INSTRON) 음극활물질층과 복합 세퍼레이터의 접착력을 측정하였다. 구체적으로, 슬라이드 글라스에 화성 단계를 거친 젤리롤에서 분리된 음극활물질층과 복합 세퍼레이터 조립체를 양면 테이프로 부착시킨후 접착력 측정기에서 180도 양방향으로 탈착할 때 걸리는 힘인 접착 강도(peel strength)를 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.As for the adhesion force, a 180° peel test was performed (INSTRON) to measure the adhesion between the negative electrode active material layer and the composite separator. Specifically, after attaching the negative electrode active material layer and the composite separator assembly separated from the jelly roll that has undergone the chemical conversion step to the slide glass with double-sided tape, the adhesive strength measurer measures the adhesive strength (peel strength), which is the force it takes to detach in both directions at 180 degrees. The results are shown in Table 3 below.

평가예 4: 복합 세퍼레이터의 통기도 테스트Evaluation Example 4: Air permeability test of composite separator

화성 단계를 거친 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 2의 파우치에서 젤리롤을 꺼내어 복합 세퍼레이터를 분리하여 통기도를 평가하였다.The jelly rolls were taken out from the pouches of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 that had undergone the chemical conversion step, and the composite separator was separated to evaluate air permeability.

통기도는 일본 산업 표준의 걸리(JIS Gurley) 측정방법에 따라 Toyoseiki사 Gurley type Densometer(No. 158)를 사용하여 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.The air permeability was measured using a Gurley type Densometer (No. 158) manufactured by Toyoseiki according to the JIS Gurley measurement method of the Japanese industrial standard, and the results are shown in Table 3 below.

통기도는 100 ml의 공기가 일정한 공기 압력 하에서 1 평방 인치의 복합 세퍼레이터를 통과하는데 걸리는 시간(초)을 의미한다. Air permeability refers to the time (in seconds) it takes for 100 ml of air to pass through a 1 square inch composite separator under constant air pressure.

접착력
[kgf/mm]
adhesion
[kgf/mm]
통기도
[sec/100cc]
breathability
[sec/100cc]
실시예 1Example 1 0.470.47 195195 실시예 2Example 2 0.550.55 227227 실시예 3Example 3 0.340.34 180180 실시예 4Example 4 0.870.87 430430 실시예 5Example 5 0.040.04 165165 비교예 1Comparative Example 1 1.511.51 10491049 비교예 2Comparative Example 2 -- 150150

상기 표 3에서 보여지는 바와 같이, 실시예 1 내지 5의 복합 세퍼레이터는 비교예 1의 복합 세퍼레이터에 비하여 통기도가 향상되고, 비교예 2의 복합 세퍼레이터에 비하여 접착력이 향상되었다.As shown in Table 3, the composite separators of Examples 1 to 5 had improved air permeability compared to the composite separator of Comparative Example 1, and improved adhesion compared to the composite separator of Comparative Example 2.

평가예 5: 충방전 특성 평가(고율특성)Evaluation Example 5: Evaluation of charging and discharging characteristics (high rate characteristics)

상기 화성 단계를 거친 리튬전지를 25℃에서 0.2C rate의 전류로 전압이 4.45V(vs. Li)에 이를 때까지 정전류 충전하고, 4.45V를 유지하면서 전류가 0.01C가 될 때까지 정전압 충전하였다. 이어서, 방전시에 전압이 3.0V(vs. Li)에 이를 때까지 0.2C의 정전류로 방전하였다.(첫번째 사이클)The lithium battery that had undergone the formation step was charged with a constant current at 25° C. with a current of 0.2C rate until the voltage reached 4.45V (vs. Li), and was charged with a constant voltage until the current reached 0.01C while maintaining 4.45V. . Then, it was discharged at a constant current of 0.2C until the voltage reached 3.0V (vs. Li) during discharge. (1st cycle)

이어서, 상기 리튬전지를 25℃에서 2.0C rate의 전류로 전압이 4.45V(vs. Li)에 이를 때까지 정전류 충전하고, 4.45V를 유지하면서 전류가 0.01C가 될 때까지 정전압 충전하였다. 이어서, 방전시에 전압이 3.0V(vs. Li)에 이를 때까지 2.0C의 정전류로 방전하였다.(두번째 사이클)Subsequently, the lithium battery was charged with a constant current at 25° C. at a rate of 2.0C until the voltage reached 4.45V (vs. Li), and was charged with a constant voltage until the current reached 0.01C while maintaining 4.45V. Then, it was discharged at a constant current of 2.0C until the voltage reached 3.0V (vs. Li) during discharge. (Second cycle)

상기 충방전 실험 결과의 일부를 하기 표 4에 나타내었다. 고율특성은 하기 수학식 1로 표시된다.Some of the results of the charging and discharging experiments are shown in Table 4 below. The high rate characteristic is expressed by Equation 1 below.

<수학식 1><Equation 1>

고율특성[%]=[2C(두번째 사이클) 방전용량/0.2C(첫번째 사이클) 방전용량]×100High rate characteristic [%] = [2C (second cycle) discharge capacity/0.2C (first cycle) discharge capacity] × 100

고율특성 [%]High rate characteristic [%] 실시예 1Example 1 74.274.2 실시예 2Example 2 72.772.7 실시예 3Example 3 75.375.3 실시예 4Example 4 50.450.4 실시예 5Example 5 77.577.5 비교예 1Comparative Example 1 70.470.4 비교예 2Comparative Example 2 78.378.3

상기 표 4에서 보여지는 바와 같이 실시예 1 내지 3, 및 실시예 5의 리튬전지는 비교예 1의 리튬전지에 비하여 고율특성이 향상되었다.As shown in Table 4, the lithium batteries of Examples 1 to 3 and Example 5 had improved high-rate characteristics compared to the lithium battery of Comparative Example 1.

비교예 2의 리튬전지는 고율특성이 우수하였으나, 상기 표 2에서 보여지는 바와 같이 음극과의 접착력이 부진하였다.Although the lithium battery of Comparative Example 2 had excellent high-rate characteristics, as shown in Table 2 above, the adhesion to the negative electrode was poor.

평가예 6: 충방전 특성 평가(상온 수명 특성)Evaluation Example 6: Evaluation of charging and discharging characteristics (room temperature life characteristics)

상기 화성 단계를 거친 리튬전지를 25℃에서 0.7C rate의 전류로 전압이 4.35V(vs. Li)에 이를 때까지 정전류 충전하고, 4.35V를 유지하면서 전류가 0.025C가 될 때까지 정전압 충전하였다. 이어서, 방전시에 전압이 3.0V(vs. Li)에 이를 때까지 1.0C의 정전류로 방전하는 사이클을 500회 반복하였다.The lithium battery that had undergone the formation step was charged with a constant current at 25° C. at a rate of 0.7 C until the voltage reached 4.35 V (vs. Li), and was charged with a constant voltage until the current reached 0.025 C while maintaining 4.35 V. . Then, the cycle of discharging at a constant current of 1.0C was repeated 500 times until the voltage reached 3.0V (vs. Li) during discharging.

상기 충방전 실험 결과의 일부를 하기 표 5에 나타내었다. 상온 용량 유지율은 하기 수학식 2로 표시된다.Some of the results of the charging and discharging experiments are shown in Table 5 below. The room temperature capacity retention rate is expressed by Equation 2 below.

<수학식 2><Equation 2>

상온 용량 유지율[%]=[500th 사이클에서의 방전용량/1st 사이클에서의 방전용량]×100Room temperature capacity retention rate [%] = [discharge capacity at 500 th cycle/1 discharge capacity at st cycle] × 100

상온 용량 유지율 [%]Room temperature capacity retention [%] 실시예 1Example 1 95.895.8 실시예 2Example 2 95.295.2 실시예 3Example 3 95.995.9 실시예 4Example 4 92.392.3 실시예 5Example 5 86.486.4 비교예 1Comparative Example 1 78.678.6 비교예 2Comparative Example 2 32.832.8

상기 표 5에서 보여지는 바와 같이 실시예 1 내지 5의 리튬전지는 비교예 1-2의 리튬전지에 비하여 상온 수명 특성이 향상되었다.As shown in Table 5, the lithium batteries of Examples 1 to 5 had improved room temperature lifespan characteristics compared to the lithium batteries of Comparative Examples 1-2.

평가예 7: 충방전 특성 평가(고온 수명 특성)Evaluation Example 7: Evaluation of charging and discharging characteristics (high temperature life characteristics)

상기 화성 단계를 거친 리튬전지를 45℃에서 0.7C rate의 전류로 전압이 4.35V(vs. Li)에 이를 때까지 정전류 충전하고, 4.35V를 유지하면서 전류가 0.025C가 될 때까지 정전압 충전하였다. 이어서, 방전시에 전압이 3.0V(vs. Li)에 이를 때까지 1.0C의 정전류로 방전하는 사이클을 500 회 반복하였다.The lithium battery that had undergone the formation step was charged with a constant current at 45° C. at a rate of 0.7 C until the voltage reached 4.35 V (vs. Li), and was charged at a constant voltage until the current reached 0.025 C while maintaining 4.35 V. . Then, the cycle of discharging at a constant current of 1.0C was repeated 500 times until the voltage reached 3.0V (vs. Li) during discharging.

상기 충방전 실험 결과의 일부를 하기 표 6에 나타내었다. 고온 용량 유지율은 하기 수학식 2로 표시된다.Some of the results of the charging and discharging experiments are shown in Table 6 below. The high-temperature capacity retention rate is expressed by the following Equation (2).

<수학식 2><Equation 2>

고온 용량 유지율[%]=[500th 사이클에서의 방전용량/1st 사이클에서의 방전용량]×100High-temperature capacity retention rate [%] = [discharge capacity at 500 th cycle/1 discharge capacity at st cycle] x 100

고온 용량 유지율 [%]High temperature capacity retention rate [%] 실시예 1Example 1 92.992.9 실시예 2Example 2 93.093.0 실시예 3Example 3 93.193.1 실시예 4Example 4 92.592.5 실시예 5Example 5 55.355.3 비교예 1Comparative Example 1 90.690.6 비교예 2Comparative Example 2 32.732.7

상기 표 5에서 보여지는 바와 같이 실시예 1 내지 5의 리튬전지는 비교예 1 내지 2의 리튬전지에 비하여 고온 수명 특성이 향상되었다.As shown in Table 5, the lithium batteries of Examples 1 to 5 had improved high-temperature lifespan characteristics compared to the lithium batteries of Comparative Examples 1 and 2.

Claims (18)

양극활물질층 및 음극활물질층과 접촉하는 제1 부분; 및
양극활물질층 및 음극활물질층과 접촉하지 않는 제2 부분을 포함하며,
상기 제1 부분의 두께(T1)과 제2 부분의 두께(T2)의 비(ratio, T1/T2)가 0.91<T1/T2<0.97 인 복합 세퍼레이터;
상기 복합세퍼레이터 일면의 제1 부분 상에 배치되는 상기 양극활물질층을 포함하는 양극; 및
상기 복합세퍼레이터 타면의 제1 부분 상에 배치되는 상기 음극활물질층을 포함하는 음극;을 포함하며,
상기 음극활물질층이 탄소계 음극활물질을 포함하는 전극 조립체.
a first portion in contact with the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer; and
It includes a second portion not in contact with the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer,
a composite separator in which a ratio (T1/T2) of the thickness T1 of the first part to the thickness T2 of the second part is 0.91<T1/T2<0.97;
a positive electrode including the positive electrode active material layer disposed on a first portion of one surface of the composite separator; and
a negative electrode including the negative electrode active material layer disposed on a first portion of the other surface of the composite separator; and
An electrode assembly in which the anode active material layer includes a carbon-based anode active material.
제1 항에 있어서, 상기 제1 부분의 두께(T1)과 제2 부분의 두께(T2)의 비(ratio, T1/T2)가 0.91<T1/T2<0.95인 복합 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체.The electrode assembly according to claim 1, wherein a ratio (T1/T2) of the thickness (T1) of the first part to the thickness (T2) of the second part is 0.91<T1/T2<0.95. 제1 항에 있어서, 상기 복합 세퍼레이터가,
다공성 기재; 및 상기 다공성 기재의 적어도 일면 상에 배치된 코팅층을 포함하며,
상기 코팅층이 바인더 및 필러를 포함하는 전극 조립체.
The method according to claim 1, wherein the composite separator comprises:
porous substrate; and a coating layer disposed on at least one surface of the porous substrate,
An electrode assembly in which the coating layer includes a binder and a filler.
제3 항에 있어서, 상기 코팅층이 다공성 기재의 양면에 배치된 전극 조립체.The electrode assembly according to claim 3, wherein the coating layer is disposed on both surfaces of the porous substrate. 제4 항에 있어서, 상기 양면에 배치된 코팅층이 동일한 조성을 가지는 전극 조립체.The electrode assembly according to claim 4, wherein the coating layers disposed on both surfaces have the same composition. 제3 항에 있어서, 상기 코팅층이 바인더와 필러의 블렌드(blend)를 포함하는 전극 조립체.The electrode assembly of claim 3 , wherein the coating layer includes a blend of a binder and a filler. 제3 항에 있어서, 상기 코팅층에서 바인더와 필러의 총 중량에 대하여 필러의 함량이 90% 이하인 전극 조립체.The electrode assembly according to claim 3, wherein the content of the filler is 90% or less based on the total weight of the binder and the filler in the coating layer. 제3 항에 있어서, 상기 바인더와 필러의 비율이 1:2 내지 1:6인 전극 조립체.The electrode assembly according to claim 3, wherein a ratio of the binder to the filler is 1:2 to 1:6. 제3 항에 있어서, 상기 바인더의 45℃에서 전해액에 24시간 방치후 스웰링(swelling)이 250% 이하인 전극 조립체.The electrode assembly according to claim 3, wherein the swelling (swelling) is 250% or less after the binder is left in the electrolyte at 45°C for 24 hours. 제3 항에 있어서, 상기 바인더가 불소계 중합체인 전극 조립체.The electrode assembly according to claim 3, wherein the binder is a fluorine-based polymer. 제3 항에 있어서, 상기 바인더가 공중합체인 전극 조립체.The electrode assembly according to claim 3, wherein the binder is a copolymer. 제3 항에 있어서, 상기 바인더가 친수성 작용기를 포함하는 전극 조립체.The electrode assembly of claim 3 , wherein the binder includes a hydrophilic functional group. 제3 항에 있어서, 상기 바인더가 불화비닐리덴에서 유도되는 반복 단위, 헥사플루오로프로필렌에서 유도되는 반복 단위 및 카르복실기 함유 단량체에서 유도되는 반복 단위를 포함하는 공중합체를 포함하는 전극 조립체.The electrode assembly according to claim 3, wherein the binder comprises a copolymer including a repeating unit derived from vinylidene fluoride, a repeating unit derived from hexafluoropropylene, and a repeating unit derived from a carboxyl group-containing monomer. 제13 항에 있어서, 상기 공중합체에서 헥사플루오로프로필렌에서 유도되는 반복 단위의 함량이 4중량% 내지 10중량%이고, 카르복실기 함유 단량체로부터 유도되는 반복 단위의 함량이 1중량% 내지 7중량%인 전극 조립체.The method according to claim 13, wherein the content of the repeating unit derived from hexafluoropropylene in the copolymer is 4 wt% to 10 wt%, and the content of the repeating unit derived from the carboxyl group-containing monomer is 1 wt% to 7 wt% electrode assembly. 제1 항에 있어서, 상기 복합 세퍼레이터의 음극과의 접착 강도(peel strength)가 0.1 내지 1.4 kgf/mm인 전극 조립체.The electrode assembly according to claim 1, wherein the composite separator has a peel strength of 0.1 to 1.4 kgf/mm with respect to the negative electrode. 제1 항에 있어서, 상기 복합 세퍼레이터의 통기도가 170 내지 400 sec/100ml인 전극 조립체.The electrode assembly of claim 1, wherein the composite separator has a permeability of 170 to 400 sec/100ml. 제1 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 따른 전극 조립체를 포함하며,
상기 전극 조립체가 젤리롤 형태로 권취된 리튬 전지.
17. It comprises the electrode assembly according to any one of claims 1 to 16,
A lithium battery in which the electrode assembly is wound in the form of a jelly roll.
제1 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 따른 전극 조립체의 제조방법으로서,
양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체를 권취하여 젤리롤을 준비하는 단계;
상기 젤리롤을 가압하에서 열적 연화시켜며 초기 충전(pre-charging)하는 단계;
충전된 젤리롤을 열간 압연하는 단계;
충전된 젤리롤을 냉간 압연하는 단계; 및
충전된 젤리롤을 가압하에서 충방전시키는 화성 단계;를 포함하는 전극 조립체 제조방법.
17. A method of manufacturing an electrode assembly according to any one of claims 1 to 16, comprising:
Preparing a jelly roll by winding an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode;
pre-charging the jelly roll while thermally softening it under pressure;
hot rolling the filled jelly roll;
cold rolling the filled jelly roll; and
A method of manufacturing an electrode assembly comprising a; charging and discharging the charged jelly roll under pressure.
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