KR20070090852A - Electrochemical device with high safety at high temperature - Google Patents
Electrochemical device with high safety at high temperature Download PDFInfo
- Publication number
- KR20070090852A KR20070090852A KR1020070021499A KR20070021499A KR20070090852A KR 20070090852 A KR20070090852 A KR 20070090852A KR 1020070021499 A KR1020070021499 A KR 1020070021499A KR 20070021499 A KR20070021499 A KR 20070021499A KR 20070090852 A KR20070090852 A KR 20070090852A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- binder
- core
- temperature
- gas
- electrochemical device
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
- H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
- H01M50/578—Devices or arrangements for the interruption of current in response to pressure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
- H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
- H01M50/581—Devices or arrangements for the interruption of current in response to temperature
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 코어-쉘 구조 바인더의 단면 구조도이다.1 is a cross-sectional structural view of a core-shell structural binder according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 코어-쉘 구조 바인더의 온도 변화(25℃, 110℃)에 따른 부피 변화를 나타내는 사진이다. Figure 2 is a photograph showing the volume change according to the temperature change (25 ℃, 110 ℃) of the core-shell structured binder according to the present invention.
도 3은 실시예 1의 리튬 이차 전지에 Nail 테스트를 수행한 후의 표면 구조를 나타낸 사진이다.3 is a photograph showing a surface structure after a nail test is performed on the lithium secondary battery of Example 1. FIG.
도 4는 실시예 1의 리튬 이차 전지에 내부 단락을 유도한 후의 전지의 전류 변화를 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing a current change of a battery after inducing an internal short circuit to the lithium secondary battery of Example 1. FIG.
본 발명은 소자 내부 온도가 외부 또는 내부 요인에 의해 비정상적으로 상승하더라도 탁월한 안전성을 부여할 수 있는 바인더 및 상기 바인더를 전기 화학 소자를 구성하는 소자 요소의 일 구성 성분 또는 이의 코팅 성분으로 사용하여 안전성이 향상된 전기 화학 소자에 관한 것이다.According to the present invention, safety is improved by using a binder which can provide excellent safety even if the internal temperature of the device is abnormally increased due to external or internal factors, and the binder as one component or a coating component of the device element constituting the electrochemical device. An improved electrochemical device.
일반적으로 가연성 비수용액 전해액을 사용하는 리튬 이차 전지는 과충전시 음극에서 리튬 이온에 의해 성장되는 덴드라이트(dendrite)에 의해 쇼트가 발생하게 되며, 이로 인해 전지 내부 온도가 상승하고 전해액의 분해 반응에 의한 가연성 가스, 전해액과 전극의 반응에 따른 가연성 가스, 양극의 분해에 의한 산소의 발생 등에 의해 폭발하거나 화재가 발생하는 문제점을 가지고 있다. 또한 양극과 음극 사이에서 분리막으로 사용되는 폴리에틸렌은 전지의 온도가 상승할 때 120 내지 130℃ 범위에서 녹기 시작하고 이에 따라 분리막의 수축으로 인해 모서리쪽의 음극과 양극이 접촉함으로써 쇼트가 발생하고 다량의 전류 흐름으로 열이 발생하여 온도가 상승하고 결국 전지의 발화가 발생하는 과정을 거치게 된다.In general, a lithium secondary battery using a flammable non-aqueous electrolyte may generate short due to dendrites grown by lithium ions at a negative electrode during overcharging. As a result, the internal temperature of the battery rises and the decomposition reaction of the electrolyte may occur. Combustible gas, a flammable gas according to the reaction of the electrolyte and the electrode, there is a problem that explosion or fire occurs due to the generation of oxygen by the decomposition of the anode. In addition, polyethylene used as a separator between the positive electrode and the negative electrode starts to melt in the range of 120 to 130 ° C. when the temperature of the battery rises, and accordingly, the short-circuit occurs due to the contact between the negative electrode and the positive electrode of the corner due to shrinkage of the separator. The heat flows through the current flow, causing the temperature to rise and eventually causing the battery to ignite.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 미국 특허 제 6,074,776호에서는 고온에서 양극 표면에 절연층을 만들어 전극 저항 증가를 통해 전류의 흐름을 제어하는 방법이 개시되었으며, 이때 투입된 방향족 모노머 첨가제가 고전압 상태에서 중합 반응을 일으키는 것을 이용하였다. 그러나 온도 상승시 전해액 분해에 의한 전지의 발화 위험성은 여전히 존재하였다. In order to solve this problem, US Patent No. 6,074,776 discloses a method of controlling the flow of current through the increase of electrode resistance by making an insulating layer on the surface of the anode at a high temperature, wherein the aromatic monomer additive introduced is a polymerization reaction in a high voltage state It was used to cause. However, there was still a risk of ignition of the battery due to decomposition of the electrolyte at elevated temperatures.
일본 특개평 제2002-157979호에서는 열안정성이 우수하여 발화 온도가 550℃ 이상인 난연성 마그네슘 합금을 비수전해액에 투입하여 전지 온도가 상승해도 전지가 발화,연소에 이르는 것을 방지하여 전지의 안전성을 확보하는 방법을 개시하였다. 그러나 이 경우에도 마그네슘 합금이 어느 정도 열을 흡수할 수 있다고 하여도 계속적인 온도 상승으로 인한 열유입을 모두 흡수할 수는 없기 때문에 잠재적으로 발화의 위험성이 상존하였다. In Japanese Patent Laid-Open No. 2002-157979, it is excellent in thermal stability and a flame retardant magnesium alloy having a ignition temperature of 550 ° C. or higher is added to a nonaqueous electrolyte to prevent battery from igniting and burning even when the battery temperature rises. The method is disclosed. However, even in this case, even though the magnesium alloy can absorb some heat, it is not possible to absorb all the heat inflows due to the continuous temperature rise, so there is a risk of ignition.
일본 특개평 제1994-150975호에서는 이산화탄소로 전해액을 가압 충전하여 전지의 온도가 비정상적으로 상승시 이산화탄소와 함께 전해액을 쉽게 외부로 방출하는 방법을 사용하였다. 그러나 분리막의 내부 세공 또는 전극 내부에 전해액이 흡입되어 있을 경우, 이 정도의 가스압만으로는 외부로 쉽게 방출되지 않아 전해액의 분해에 의한 전지 발화 위험성이 여전히 해결되지 않았다. In Japanese Patent Laid-Open No. 194-150975, a method of pressurizing and charging an electrolyte solution with carbon dioxide is used to easily release the electrolyte solution together with carbon dioxide when the temperature of the battery rises abnormally. However, when the electrolyte is sucked into the inner pores of the separator or the inside of the electrode, the gas ignition alone is not easily released to the outside, so the risk of battery ignition due to decomposition of the electrolyte is still not solved.
일본 특개평 제1999-317232호에서는 전해액에 트리알킬인산염, 트리메틸인산염, 다이메틸인산염과 같은 인산계 난연제를 투입하여 리튬 이차 전지용 전해액을 난연화하는 방법을 제시하였다. 그러나 인산계 난연제는 발화가 되어 그 열로써 녹아 표면을 감싸 산소와의 접촉을 막는 효과로 소화시키는 역할을 하므로 다량의 난연제를 전해액에 투입하지 않으면 안된다. 따라서, 인산계 난연제의 다량 사용으로 인해 전지의 특성 저하가 초래될 수 밖에 없다. 또한 인화성이 강한 전해액의 경우 한번 불이 붙으면 쉽게 전파가 되므로 인산계 난연제의 사용만으로 소화하기에는 부족한 실정이다. Japanese Patent Laid-Open No. 1999-317232 proposes a method of flame retarding an electrolyte solution for a lithium secondary battery by adding a phosphate flame retardant such as trialkyl phosphate, trimethyl phosphate, or dimethyl phosphate to the electrolyte solution. However, phosphate-based flame retardants are ignited and melted by their heat, which encapsulates the surface and serves to extinguish the effect of preventing contact with oxygen. Therefore, a large amount of flame retardants must be added to the electrolyte. Therefore, the use of a large amount of phosphate-based flame retardant inevitably leads to deterioration of battery characteristics. In addition, in the case of a highly flammable electrolyte, it is easily propagated once it catches fire, so it is insufficient to be digested only by using a phosphate-based flame retardant.
본 발명은 전술한 문제점을 고려하여, 소자의 정상 작동 온도 범위에서는 종래바인더와 동일한 역할을 하다가, 외부 또는 내부 요인에 의해 비정상적인 문제가 발생하여 소자 내부의 온도가 이상 고온으로 상승시, 수배 내지 수십 배에 이르는 부피 팽창을 통해 순간적으로 전극활물질 입자들 간의 간격을 넓혀 전극 저항 증가 및 이로 인한 다량의 전류 흐름을 억제시키거나 및/또는 어느 순간 내부의 팽창된 기체 등에 의해 쉘구조가 열리면서 발화에 필요한 산소와의 접촉을 막을 수 있는 가스를 분출하는 신규 바인더를 제조하였고, 상기 바인더를 소자 요소의 일 구성 성분 또는 이의 코팅 성분으로 사용하면 전기 화학 소자의 탁월한 안전성 향상이 도모된다는 것을 발견하였다.In view of the above-described problems, the present invention plays the same role as a conventional binder in the normal operating temperature range of the device, but when an abnormal problem occurs due to an external or internal factor and the temperature inside the device rises to an abnormally high temperature, several times to several tens. The volume expansion up to 2 times increases the spacing between the particles of the electrode active material in an instant to suppress the increase of electrode resistance and the large amount of current flow, and / or to open the shell structure at any moment due to the expanded gas. Novel binders were produced which ejected gases that could prevent contact with oxygen, and found that the binder was used as one component of the device element or its coating component, which resulted in excellent safety improvement of the electrochemical device.
이에 본 발명은 전술한 고온에서의 부피 팽창을 통한 전극의 저항 증가 및 소자 내 산소 접촉 차단을 구현하여 안전성을 부여할 수 있는 바인더 및 상기 바인더를 구비하여 안전성이 향상된 전기 화학 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrochemical device having improved safety by providing a binder and the binder which can provide safety by implementing an increase in resistance of the electrode and blocking oxygen contact in the device through volume expansion at a high temperature as described above. It is done.
본 발명은 (a) 일정 온도 이상에서 고체 또는 액체의 일부 또는 전부가 기체로 상 변화(phase change)되는 물질을 함유하는 코어(core); 및 (b) 상기 코어 표면에 형성된 폴리머 쉘(shell)을 포함하는 코어-쉘 구조의 복합 입자를 함유하는 바인더, 상기 바인더를 전기 화학 소자를 구성하는 소자 요소의 일 구성 성분 또는 이의 코팅 성분으로 포함하는 전기 화학 소자, 바람직하게는 리튬 이차 전지를 제공한다.The present invention provides a composition comprising: (a) a core containing a substance in which part or all of a solid or liquid phase changes into a gas above a certain temperature; And (b) a binder containing composite particles having a core-shell structure comprising a polymer shell formed on the surface of the core, the binder comprising one component of a device element constituting an electrochemical device or a coating component thereof. It provides an electrochemical device, preferably a lithium secondary battery.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.
본 발명은 1종 이상의 폴리머로 구성되거나 또는 코어-쉘 구조라 하더라도 화학 구조가 다른 2 이상의 폴리머로 구성된 종래 바인더 대신, 일정 온도 이하에서는 고체 또는 액체상으로 존재하다가 일정 온도 이상으로 상승시 상기 고체 또는 액체의 일부 또는 전부가 기체로 상 변화(phase change, phase transition)되는 코어 물질을 포함하는 새로운 개념의 코어-쉘 구조의 바인더를 전기 화학 소자, 바람직하게는 전지용 바인더로 사용하는 것을 특징으로 한다.The present invention is in the solid or liquid phase below a certain temperature and rises above a certain temperature of the solid or liquid, instead of the conventional binder composed of one or more polymers or two or more polymers having different chemical structures even in the core-shell structure. A novel concept of a core-shell structured binder comprising a core material in which part or all of it is phase changed (phase transition) into gas is used as an electrochemical device, preferably a battery binder.
상기 신규 바인더를 디자인하기 위해, 코어(core) 물질로는 일정 온도 이하, 예컨대 소자의 정상 작동 온도에서는 고체나 액체로 안정하게 존재하다가, 온도가 소자의 정상 작동 온도 이상으로 상승하게 되면 고체나 액체의 일부가 열분해되어 가스를 방출하거나 또는 상기 고체 또는 액체의 일부가 기화 또는 승화하여 가스를 방출할 수 있는 물질을 사용하고, 쉘(shell) 물질로는 소자의 정상 작동 온도에서는 코어를 둘러싼 채로 종래 바인더의 기능을 수행하다가 코어 물질의 기체 상 변화 온도(Tpc) 범위 근방의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 통상적인 고분자(예컨대, Tpc≤Tg, Tpc≥ Tg)를 각각 사용하였으며, 이와 같은 구조적 특징을 갖는 코어-쉘 구조의 바인더를 사용할 경우, 전기 화학 소자, 바람직하게는 리튬 이차 전지의 안전성 향상 효과를 나타낼 수 있다.In order to design the new binder, the core material is stably present as a solid or a liquid below a certain temperature, for example, at the normal operating temperature of the device, and when the temperature rises above the normal operating temperature of the device, A portion of the material is pyrolyzed to release the gas, or a portion of the solid or liquid may be vaporized or sublimed to release the gas, and as a shell material, the core is wrapped around the core at the normal operating temperature of the device. While performing the function of a binder, conventional polymers having a glass transition temperature (T g ) in the vicinity of the gas phase change temperature (T pc ) of the core material are used, for example, T pc ≤T g and T pc ≥ T g , respectively. In the case of using the core-shell structured binder having such structural characteristics, the safety improvement effect of the electrochemical device, preferably the lithium secondary battery, is exhibited. Can.
본 발명에서는 일정 온도 이하에서는 바인더로서의 역할을 수행하고, 일정 온도 이상, 예컨대 전기 화학 소자의 정상 작동 온도 범위 보다 높은 온도에서는 코어의 기화, 승화 또는 열분해 등에 의해 산소(O2)를 제외한 다량의 가스, 예컨대 비활성 가스를 방출하는 바인더를 소자 요소의 일 구성 성분 또는 이의 코팅 성분으로 사용함으로써, 산소와의 접촉 차단으로 인한 소자의 발화 발생을 근본적으로 해결할 수 있다.In the present invention, it serves as a binder below a certain temperature, a large amount of gas excluding oxygen (O 2 ) by a vaporization, sublimation or pyrolysis of the core above a certain temperature, for example, higher than the normal operating temperature range of the electrochemical device. For example, by using a binder that releases an inert gas as one component of a device element or a coating component thereof, it is possible to fundamentally solve the ignition occurrence of the device due to blocking contact with oxygen.
또한 상기 코어-쉘 구조의 바인더를 전극의 일 구성 성분으로 사용할 경우, 다량의 가스 분출압에 의한 바인더의 부피 팽창으로 인해 전극 내 전극활물질 입자들 간의 간격이 순간적으로 증가하게 되므로, 온도 상승에 의한 분리막 수축으로 인해 모서리 부분의 양(兩) 전극 접촉에 의한 내부 단락이 발생하더라도 전술한 전 극활물질 입자간의 거리 증가로 인한 저항 증가를 통해 고전류 흐름을 억제시킬 수 있다. In addition, when the core-shell binder is used as one component of the electrode, the gap between the electrode active material particles in the electrode is instantaneously increased due to the volume expansion of the binder due to a large amount of gas ejection pressure. Even if an internal short circuit occurs due to the contact of the positive electrode at the edge part due to the shrinkage of the separator, the high current flow can be suppressed through the increase in resistance due to the increase in the distance between the particles of the electrode active material.
나아가, 고온 저장 또는 과충전 등의 내부 또는 외부 요인에 의해 전지의 온도가 비정상적으로 상승하게 되는 경우, 소자 요소의 일 구성 성분 또는 이의 코팅 성분으로 사용된 상기 코어-쉘 구조의 바인더 중 코어가 방출하는 가스 분출압에 의한 부피 팽창 및 소자 내부 압력 증가를 통해 더 이상의 소자의 작동을 중지시키거나 및/또는 소자 내부의 비정상적 조건을 정상적으로 변화시킬 수 있는 안전 수단을 조기에 작동시킴으로써, 발화에 필요한 산소나 가연성 가스, 내부의 축적된 열을 외부로 미리 방출시켜 가연성 가스의 농도, 소자 내 온도 감소를 통해 소자의 안전성 향상을 도모할 수 있다.In addition, when the temperature of the battery is abnormally increased due to internal or external factors such as high temperature storage or overcharging, the core of the core-shell structure binder used as one component of the device element or coating component thereof is released. By expanding the volume of the gas and increasing the pressure inside the device, it is possible to stop further operation of the device and / or to prematurely activate safety measures that can normally change abnormal conditions inside the device, It is possible to improve the safety of the device by reducing the concentration of the flammable gas and the temperature in the device by discharging the flammable gas and the accumulated heat inside to the outside in advance.
상기와 같은 복합적 작용을 통해 전기 화학 소자의 탁월한 안전성 향상 효과를 도모할 수 있다.Through such a complex action, it is possible to achieve an excellent safety improvement effect of the electrochemical device.
본 발명에 따른 코어-쉘 구조의 바인더 중 코어(core) 물질은 고체 또는 액체로 존재하다가 일정 온도 이상에서 고체 또는 액체의 일부 또는 전부가 기체로 상 변화(phase change)될 수만 있다면, 이의 성분에 특별한 제한이 없다. 여기서 상 변화는 물질이 다른 상 또는 다른 변태로 상태를 옮기는 것을 나타내는 것으로서, 본 발명에서는 고체 또는 액체가 기체상으로 상전이(phase transition)되는 것을 지칭한다.In the core-shell structured binder according to the present invention, the core material is present as a solid or a liquid, and if a part or all of the solid or liquid can be phase changed to a gas at a temperature higher than a predetermined temperature, There is no special limitation. Phase change here refers to the transition of a substance to another phase or to another transformation, and in the present invention refers to the phase transition of a solid or liquid into the gas phase.
이때, 상기 코어가 기체로 상 변화되는 온도는 가능하면 전기 화학 소자, 바람직하게는 리튬 이차 전지의 정상 작동 온도 범위 보다 높은 온도(T)인 것이 바람 직하며, 일례로 60 내지 200℃ 범위일 수 있다. 상기 코어가 일정 온도 이상에서 상 변화되어 방출하는 기체의 성분 역시 특별히 한정되지 않으나, 가능하면 발화 요소인 산소 및/또는 수소 이외의 가스인 것이 바람직하다. 이의 비제한적인 예로는 N2, He, Ne, Ar, Kr, Xe 등의 비활성 기체, H2O, CO2, I2, F2, Br2 등의 소화용 기체 또는 이들의 혼합 기체 등이 있다. At this time, the temperature at which the core phase changes into a gas is preferably a temperature (T) higher than the normal operating temperature range of an electrochemical device, preferably a lithium secondary battery, and may be in the range of 60 to 200 ° C. have. The component of the gas which the core is phase-changed above a certain temperature and released is also not particularly limited, but if possible, it is preferable that the gas is a gas other than oxygen and / or hydrogen, which is a ignition element. Non-limiting examples thereof include inert gases such as N 2 , He, Ne, Ar, Kr, and Xe, extinguishing gases such as H 2 O, CO 2 , I 2 , F 2 , Br 2 , or mixtures thereof. have.
고체 또는 액체 상태에서 기체로 상 변화되는 물질은 (a) 일정 온도 이상의 온도 범위에서 기화, 승화 또는 열분해하여 가스 상태가 되는 물질 또는 상기 가스 상태가 되는 물질을 함유하는 화합물일 수 있으며, 이들의 비제한적인 예로는 아조(azo, -N=N-) 계열 화합물, 카보네이트 계열 화합물, 하이드라자이드 계열 화합물, 카바자이드 계열 화합물 또는 이들의 혼합물 등이 있다. 또한 상기 코어-쉘 바인더 중 코어의 함량은 특별한 제한이 없으며, 상기 바인더가 적용되는 전기 화학 소자의 구성 요소 종류, 예컨대 전극, 분리막, 소자 케이스 및/또는 그 외 소자 내부 빈 공간 등에 따라, 또는 소자의 안전성 향상 효과를 발휘하는 범위 내에서 적절히 조절 가능하다.The substance which is phase-changed into a gas in a solid or liquid state may be (a) a substance which becomes gaseous by vaporization, sublimation or pyrolysis in a temperature range above a certain temperature, or a compound containing the substance which becomes the gaseous state; Restrictive examples include azo (-N = N-)-based compounds, carbonate-based compounds, hydrazide-based compounds, carbazide-based compounds or mixtures thereof. In addition, the content of the core in the core-shell binder is not particularly limited, depending on the type of components of the electrochemical device to which the binder is applied, such as an electrode, a separator, a device case and / or an empty space inside the device, or a device. It can adjust suitably within the range which shows the safety improvement effect of the.
본 발명에 따른 코어-쉘 구조의 바인더 중 쉘(shell)을 구성하는 물질은 종래 전지용 바인더로서 적용 가능한, 당 업계에 알려진 통상적인 고분자를 제한 없이 사용 가능하다.The material constituting the shell of the core-shell binder according to the present invention can be used without limitation any conventional polymer known in the art that can be applied as a conventional battery binder.
상기 폴리머는 코어 물질의 기체상 변화 온도(Tpc) 와 유사한 온도 범위에서 부피 팽창이 일어나는 유리 전이 온도 (Tg) 및/또는 용융점(Tm), 바람직하게는 80 내지 200℃ 이내의 유리 전이 온도 또는 용융점을 갖는 것이 바람직하고, 열경화성 물질 등도 가능하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이때, 고분자의 유리 전이 온도 (Tg) 및/또는 용융점(Tm)는 코어 물질의 기체상 변화 온도(Tpc) 보다 크거나 작을 수 있으며 또는 동일할 수 있다. 또한, 당 업계에 알려진 통상적인 단량체(monomer) 성분을 사용하여 중합된 것으로서, 이들 단량체의 비제한적인 예로는 아크릴레이트(acrylate)계 단량체, (메타)아크릴산 에스테르계 단량체, 비닐계 단량체, 공역디엔계 단량체, 니트릴기 함유 화합물, (메타)아크릴아미드계 단량체, 불포화모노카르본산계 단량체, 스티렌계 또는 이들의 혼합물 등이 있다.The polymer has a glass transition temperature (T g ) and / or a melting point (T m ), preferably within 80 to 200 ° C., in which volume expansion occurs in a temperature range similar to the gas phase change temperature (T pc ) of the core material. It is preferable to have a temperature or melting point, and thermosetting materials may be used, but the present invention is not limited thereto. In this case, the glass transition temperature (T g ) and / or melting point (T m ) of the polymer may be larger or smaller than or equal to the gas phase change temperature (T pc ) of the core material. In addition, polymerized using conventional monomer components known in the art, non-limiting examples of these monomers are acrylate monomers, (meth) acrylic acid ester monomers, vinyl monomers, conjugated dienes Monomers, nitrile group-containing compounds, (meth) acrylamide monomers, unsaturated monocarboxylic acid monomers, styrenes, and mixtures thereof.
상기 아크릴레이트(acrylate)계 단량체의 비제한적인 예로는 메타아크릴록시에틸에틸렌우레아, β-카르복시에틸 아크릴레이트, 알리파틱 모노아크릴레이트, 디프로필렌 디아크릴레이트, 디트리메틸로프로판 테트라아크릴레이트, 하이드록시 에틸아크릴레이트, 디펜타에리쓰리올 헥사아크릴레이트, 펜타에리쓰리올 트리아크릴레이트, 펜타에리쓰리올 테트라아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 세틸 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 라우릴 메타 아크릴레이트, 세틸 메타 아크릴레이트, 스테아릴 메타 아크릴레이트 또는 이들의 혼합물 등이 있다.Non-limiting examples of the acrylate-based monomers are methacryloxyethyl ethylene urea, β-carboxyethyl acrylate, aliphatic monoacrylate, dipropylene diacrylate, ditrimethyllopropane tetraacrylate, hydroxy Ethylacrylate, dipentaerythriol hexaacrylate, pentaerythriol triacrylate, pentaerythriol tetraacrylate, lauryl acrylate, cetyl acrylate, stearyl acrylate, lauryl methacrylate, cetyl Methacrylate, stearyl methacrylate, or mixtures thereof.
또한, 아크릴산 에스테르계 단량체의 비제한적인 예로는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, n-아밀아크릴레이트, 이소아밀아크릴레이트, n-헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 등이 있으며, 메타크릴산 에스테르계 단량 체의 비제한적인 예로는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, n-아밀메타크릴레이트, 이소아밀메타크릴레이트, n-헥실메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트 또는 이들의 혼합물 등이 있다.In addition, non-limiting examples of acrylic ester monomers include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-amyl acrylate, isoamyl acrylate. , n-hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, and the like. Non-limiting examples of methacrylic acid ester monomers include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate and isopropyl methacrylate. , n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-amyl methacrylate, isoamyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydrate Oxypropyl methacrylate or mixtures thereof.
또한, 상기 비닐계 단량체의 비제한적인 예로는 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 디비닐벤젠 또는 이들의 혼합물 등이 있으며, 상기 공역디엔계 단량체의 비제한적인 예로는 1,3-부타디엔, 이소프렌, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 1,3-펜타디엔 또는 이들의 혼합물 등이 있고, 상기 니트릴기 함유 화합물의 비제한적인 예로는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 또는 이들의 혼합물 등이 있다. 상기 (메타)아크릴아미드계 단량체의 비제한적인 예로는 아크릴아미드, n-메틸올아크릴아미드, n-부톡시메틸아크릴아미드, 메타크릴아미드 또는 이들의 혼합물 등이 있으며, 불포화모노카르본산계 단량체의 비제한적인 예로는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레인산, 푸마르산, 시트라콘산, 메타콘산, 글루타콘산, 테트라하이드로프탈산, 크로톤산, 이소크로톤산, 나딕산 또는 이들의 혼합물 등이 있다. In addition, non-limiting examples of the vinyl monomers include styrene, α-methylstyrene, β-methylstyrene, pt -butylstyrene, divinylbenzene, or mixtures thereof, and the like, and non-limiting examples of the conjugated diene monomers. And 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene or mixtures thereof, and the like, and non-limiting examples of the nitrile group-containing compound include acrylonitrile, Methacrylonitrile or mixtures thereof. Non-limiting examples of the (meth) acrylamide monomers include acrylamide, n-methylol acrylamide, n-butoxymethylacrylamide, methacrylamide or mixtures thereof, and the like. Non-limiting examples include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, metaconic acid, glutaconic acid, tetrahydrophthalic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, nadic acid or mixtures thereof.
전술한 단량체 종류 중 1종 이상의 단량체를 구성 성분으로 사용할 수 있으며, 각 단량체의 특성과 필요로 하는 물성에 따라 단량체의 종류 및 함량을 적절히 변경하여 사용할 수 있다.One or more monomers of the above-described monomer types may be used as constituents, and the type and content of the monomers may be appropriately changed according to the properties and physical properties of each monomer.
본 발명에 따른 코어-쉘 구조의 바인더는 코어 물질로 바인더가 아닌 물질을 사용한다는 것을 제외하고는, 통상의 중합법, 예컨대 유화중합법이나 현탁중합법, 분산중합법, 시이드중합법의 중합에 의한 방법에 의해 얻을 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 이때 중합 온도 및 중합 시간은 중합법이나 사용하는 원료, 중합개시제의 종류 등에 따라 임의로 선택할 수 있다. The core-shell binder according to the present invention is conventionally polymerized, such as emulsion polymerization, suspension polymerization, dispersion polymerization, seed polymerization, except that a binder is used as the core material. It can be obtained by the method by, but is not limited thereto. At this time, the polymerization temperature and the polymerization time can be arbitrarily selected according to the polymerization method, the raw material to be used, the kind of polymerization initiator, or the like.
전술한 코어-쉘 구조의 바인더는 전기 화학 소자의 내부이기만 하면 이의 용도, 도입되는 위치 등에 상관없이 적용 가능하며, 전기 화학 소자의 구성 요소, 예컨대 전극, 분리막, 소자 케이스 또는 그 외 소자 내부 빈 공간 등의 구성 성분으로 사용하거나 또는 이들의 코팅 성분으로 사용할 수도 있다.The above-described core-shell binder may be applied as long as it is inside the electrochemical device, regardless of its use, location of introduction, and the like, and an empty space inside an electrochemical device such as an electrode, a separator, a device case, or other devices. It may be used as a constituent such as or as a coating component thereof.
코어-쉘 구조의 바인더가 함유된 전기 화학 소자를 제조하는 경우 크게 4가지의 실시 형태가 이루어질 수 있으나, 이를 제한하는 것은 아니다. When manufacturing an electrochemical device containing a binder having a core-shell structure, four embodiments may be large, but the present invention is not limited thereto.
본 발명에 따라 코어-쉘 구조의 바인더가 함유된 전기 화학 소자의 첫번째 실시 형태로는 코어-쉘 구조의 바인더를 전극의 일 구성 성분 및/또는 기 제조된 전극의 코팅 성분으로 사용하는 것이다. 코어-쉘 구조의 바인더를 전극의 구성 성분으로 포함하는 전극을 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않으나, 이의 바람직한 일 실시예를 들면, (a) 코어-쉘 구조의 바인더를 전극 재료, 예컨대 전극활물질, 필요한 경우 도전제 등과 혼합하여 전극 슬러리를 제조한 후, 집전체 상에 도포하거나 또는 기제조된 전극 표면에 코팅하는 단계; 및 (b) 상기 전극을 건조하는 단계를 포함할 수 있다. According to the present invention, a first embodiment of an electrochemical device containing a binder having a core-shell structure is to use a binder having a core-shell structure as one component of an electrode and / or a coating component of a previously manufactured electrode. The method for preparing an electrode including a core-shell binder as a constituent of the electrode is not particularly limited, but a preferred embodiment thereof includes (a) a core-shell binder is used as an electrode material, such as an electrode active material, Preparing an electrode slurry by mixing with a conductive agent, if necessary, and then applying it onto a current collector or coating the prepared electrode surface; And (b) may comprise the step of drying the electrode.
이하, 상기 코어-쉘 구조의 바인더를 전극 내 분산시키는 방법의 일례를 들어 상세하게 설명하고자 한다. Hereinafter, an example of a method for dispersing the core-shell binder in an electrode will be described in detail.
우선, 1) 코어-쉘 구조의 바인더를 용매 또는 분산매(예, NMP (N-methyl pyrroridone)에 투입한 저속도로 교반하여 바인더 용액을 제조한다.First, 1) a binder solution is prepared by stirring a core-shell binder in a solvent or a dispersion medium (eg, NMP (N-methyl pyrroridone) at low speed).
이때, 바인더는 용매 또는 분산매 100 중량부 기준 0.5 내지 50 중량부(무게비)로 첨가하는 것이 적절하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 바인더 용액을 제조하기 위해 사용되는 용매 또는 분산매는 당 업계에서 사용되는 통상적인 용매가 모두 사용 가능하며, 이의 비제한적인 예를 들면, N-메틸피롤리돈, 아세톤, 디메틸아세트아마이드, 또는 디메틸포름알데하이드 등의 유기용매, 물 등의 무기 용매 또는 이들의 혼합물 등이 있다. 상기 용매의 사용량은 전극 슬러리의 코팅 두께, 제조 수율을 고려하여 상기 활물질, 도전제, 전극 바인더, 및 접착력 증진 첨가제가 용해 및 분산시킬 수 있는 정도이면 충분하다. 상기 용매들은 전극 슬러리를 전류 집전체 상에 코팅한 후 건조에 의해 제거된다.In this case, the binder is appropriately added in 0.5 to 50 parts by weight (weight ratio) based on 100 parts by weight of the solvent or dispersion medium, but is not limited thereto. In addition, the solvent or dispersion medium used to prepare the binder solution may be any conventional solvent used in the art, including, but not limited to, N-methylpyrrolidone, acetone, dimethylacetamide, or Organic solvents such as dimethylformaldehyde, inorganic solvents such as water, and mixtures thereof. The amount of the solvent may be sufficient to dissolve and disperse the active material, the conductive agent, the electrode binder, and the adhesion enhancing additive in consideration of the coating thickness of the electrode slurry and the production yield. The solvents are removed by drying after coating the electrode slurry on a current collector.
2) 제조된 바인더 용액에 전극활물질을 투입하고 혼합하여 완전히 분산시킨 후 이를 집전체 상에 도포하고 건조함으로써 전극 제조가 완료된다.2) The preparation of the electrode is completed by injecting and mixing the electrode active material into the prepared binder solution, completely dispersing it, and then applying it to a current collector and drying it.
이와 같이 코어-쉘 구조의 바인더가 포함된 바인더 용액에 전극활물질, 도전제를 함께 투입하여 믹서에서 전극용 슬러리를 제조한다. 전극 건조 과정 역시 당 업계에 알려진 통상적인 방법에 따라 실시 가능하며, 일례를 열풍 건조할 수 있다. In this way, the electrode active material and the conductive agent are added together to the binder solution containing the binder of the core-shell structure to prepare a slurry for the electrode in the mixer. The electrode drying process may also be carried out according to conventional methods known in the art, and one example may be hot air drying.
상기 양극활물질은 종래 전기 화학 소자의 양극에 사용될 수 있는 통상적인 양극활물질이 사용 가능하며, 이의 비제한적인 예로는 LiMxOy(M = Co, Ni, Mn, CoaNibMnc)와 같은 리튬 전이금속 복합산화물(예를 들면, LiMn2O4 등의 리튬 망간 복 합산화물, LiNiO2 등의 리튬 니켈 산화물, LiCoO2 등의 리튬 코발트 산화물 및 이들 산화물의 망간, 니켈, 코발트의 일부를 다른 전이금속 등으로 치환한 것 또는 리튬을 함유한 산화바나듐 등) 또는 칼코겐 화합물(예를 들면, 이산화망간, 이황화티탄, 이황화몰리브덴 등) 등이 있다. 바람직하게는 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, Li(NiaCobMnc)O2(0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), LiNi1 - YCoYO2, LiCo1 - YMnYO2, LiNi1-YMnYO2 (여기에서, 0≤Y<1), Li(NiaCobMnc)O4(0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2), LiMn2 - zNizO4, LiMn2 -zCozO4(여기에서, 0<Z<2), LiCoPO4, LiFePO4 또는 이들의 혼합물 등이 있다. 더욱 바람직하게는 하기 화학식 1로 표기되는 리튬 전이금속 복합산화물이다.The positive electrode active material may be a conventional positive electrode active material that can be used for the positive electrode of the conventional electrochemical device, non-limiting examples thereof LiM x O y (M = Co, Ni, Mn, Co a Ni b Mn c ) and Lithium transition metal composite oxides (for example, lithium manganese composite oxides such as LiMn 2 O 4 , lithium nickel oxides such as LiNiO 2 , lithium cobalt oxides such as LiCoO 2 and manganese, nickel, cobalt of these oxides Substituted with other transition metals or the like or vanadium oxide containing lithium) or chalcogen compounds (for example, manganese dioxide, titanium disulfide, molybdenum disulfide, etc.). Preferably LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , Li (Ni a Co b Mn c ) O 2 (0 <a <1, 0 <b <1, 0 <c <1, a + b + c = 1), LiNi 1 - Y Co Y O 2, LiCo 1 - Y Mn Y O 2, LiNi 1-Y Mn Y O 2 ( here, 0≤Y <1), Li ( Ni a Co b Mn c) O 4 (0 <a <2, 0 <b <2, 0 <c <2, a + b + c = 2), LiMn 2 - z Ni z O 4, LiMn 2 -z Co z O 4 ( Here, 0 <Z <2), LiCoPO 4 , LiFePO 4, or a mixture thereof is mentioned. More preferably, it is a lithium transition metal composite oxide represented by the following formula (1).
상기 식에서, M은 Ni, Co, 또는 Mn 이고, x는 0.05≤ x ≤1.10 이다.Wherein M is Ni, Co, or Mn, and x is 0.05 ≦ x ≦ 1.10.
음극활물질은 종래 전기 화학 소자의 음극에 사용될 수 있는 통상적인 음극활물질이 사용 가능하며, 이의 비제한적인 예로는 리튬 금속 또는 리튬 합금, 탄소, 석유코크(petroleum coke), 활성화 탄소(activated carbon), 그래파이트(graphite), 실리콘 또는 기타 탄소류 등의 리튬 흡착물질 등이 있다. 양극 전류 집전체의 비제한적인 예로는 알루미늄, 니켈 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있으며, 음극 전류집전체의 비제한적인 예로는 구리, 금, 니켈 또는 구 리 합금 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있다.The negative electrode active material may be a conventional negative electrode active material that can be used for the negative electrode of the conventional electrochemical device, non-limiting examples of lithium metal or lithium alloy, carbon, petroleum coke, activated carbon, Lithium adsorbents such as graphite, silicon or other carbons. Non-limiting examples of anode current collectors include foils made by aluminum, nickel, or combinations thereof, and non-limiting examples of cathode current collectors include copper, gold, nickel, or copper alloys, or combinations thereof. By foil.
도전제로는 도전성을 향상시킬 수만 있다면 특별한 제한이 없으며, 이의 비제한적인 예로는 아세틸렌블랙, 또는 흑연 등이 있다.The conductive agent is not particularly limited as long as it can improve conductivity, and non-limiting examples thereof include acetylene black or graphite.
본 발명의 전극을 구성하는 성분의 중량비는 특별히 제한하지 않으나, (a) 양극활물질 또는 음극활물질 80 내지 99 중량부, 바람직하게는 90 내지 96 중량부; (b) 코어-쉘 구조의 바인더 1 내지 15 중량부, 바람직하게는 1 내지 7 중량부, 또한, 전극의 도전성을 증가시킬 목적으로 도전제 0.1 내지 10 중량부, 바람직하게는 1 내지 5 중량부를 추가로 포함할 수 있다. The weight ratio of the components constituting the electrode of the present invention is not particularly limited, but (a) 80 to 99 parts by weight, preferably 90 to 96 parts by weight of the positive electrode active material or the negative electrode active material; (b) 1 to 15 parts by weight, preferably 1 to 7 parts by weight of the binder of the core-shell structure, and 0.1 to 10 parts by weight of the conductive agent, preferably 1 to 5 parts by weight, for the purpose of increasing the conductivity of the electrode. It may further comprise.
상기 코어-쉘 구조의 바인더를 전극의 코팅 성분으로 사용하여 전극을 제조하는 방법 역시 당 업계에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조 가능하며, 이의 일 실시예를 들면, 분산매 또는 용매에 코어-쉘 구조의 바인더를 분산시켜 코어-쉘 구조의 바인더 함유 분산액을 제조한 후, 이를 기제조된 전극 표면에 코팅 및 건조하면 된다.A method of preparing an electrode using the core-shell binder as a coating component of the electrode may also be prepared according to a conventional method known in the art, and for example, a dispersion medium or a solvent may be a core-shell structure. The binder may be dispersed to prepare a binder-containing dispersion liquid having a core-shell structure, and then coated and dried on the prepared electrode surface.
이때 코팅 공정은 당 분야에서 통상적으로 사용되는 일반적인 코팅 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들면 용매증발법(solvent evaporation), 공침법, 침전법, 졸겔법, 흡착 후 필터법 등이 있다.In this case, the coating process may use a general coating method commonly used in the art, for example, solvent evaporation, co-precipitation, precipitation, sol-gel method, post-adsorption filter method, and the like.
상기와 같이, 코어-쉘 구조의 바인더를 전극의 일 구성 성분 또는 전극의 코팅 성분으로 사용할 경우, 평소에는 바인더의 역할, 예컨대 전극활물질 입자들 사이 및/또는 전극활물질과 집전체 사이에 위치하여 이들을 연결 및 고정하는 접착 기능을 수행하다가, 일정 온도 이상으로 상승하여 폴리머 쉘의 유리 전이 온도 또 는 용융점 근방에 이르게 되면, 쉘의 부피 팽창을 통해 전극 내 전극활물질 입자들 간의 간격이 일부 확장되게 된다. 이후에도 온도가 상승하면 코어의 기체 상 변화, 예컨대 코어의 기화, 승화 또는 열 분해에 의해 수배 내지 수십 배에 이르는 부피 팽창이 일어나게 되고, 팽창된 바인더는 팽창되는 힘으로 도전제와 활물질을 밀어내게 되어 도전제와 전극활물질의 접촉으로 이루어져 있던 전류의 유로는 없어지게 되어 저항이 크게 증가된다. 따라서 온도 상승에 의한 분리막 수축으로 인해 모서리 부분의 양(兩) 전극 접촉에 의한 내부 단락이 발생하더라도, 전극 내 전극활물질 입자들 간 간격의 순간적 증가를 통한 PTC(positive temperature coefficient) 특성을 발현시켜 전극의 저항 증가 및 이로 인한 급격한 고전류 흐름을 억제시킬 수 있다. 또한, 코어로부터 방출된 다량의 비활성 가스로 인해 소자 내 산소 접촉 차단이 구현되어 근본적인 안전성 향상 효과를 도모할 수 있다. As described above, when a binder having a core-shell structure is used as one component of an electrode or a coating component of the electrode, it is usually used as a binder, for example, between the particles of the electrode active material and / or between the electrode active material and the current collector, When the bonding and fixing function is performed and rises above a certain temperature to reach the glass transition temperature or the melting point of the polymer shell, the space between the electrode active material particles in the electrode is partially expanded through the volume expansion of the shell. Subsequently, when the temperature rises, a volume expansion of several times to several tens of times occurs due to gas phase change of the core such as vaporization, sublimation, or thermal decomposition of the core, and the expanded binder pushes the conductive agent and the active material with the expanding force. The flow path of the current formed by the contact between the conductive agent and the electrode active material disappears, thereby greatly increasing the resistance. Therefore, even if an internal short circuit occurs due to the contact of the positive electrode at the edge part due to the shrinkage of the separator due to the rise in temperature, the electrode is expressed by expressing the PTC (positive temperature coefficient) characteristic through the instantaneous increase in the interval between the electrode active material particles in the electrode. It is possible to suppress the increase of the resistance and thereby the rapid high current flow. In addition, due to the large amount of inert gas emitted from the core, it is possible to block oxygen contact in the device, thereby achieving a fundamental safety improvement effect.
본 발명에 따라 코어-쉘 구조의 바인더가 함유된 전기 화학 소자의 두번째 실시 형태로는 상기 바인더를 전지용 분리막의 일 구성 성분으로 하거나 또는 통상적인 전지용 분리막의 코팅 성분으로 사용하는 것이다. 이의 일례를 들면, 당 업계에 알려진 바와 같이 폴리올레핀 계열 분리막 기재를 코어-쉘 구조의 바인더 함유 코팅액에 함침시키거나 또는 통상적인 코팅 방법에 따라 코팅한 후 건조시킴으로써 완료될 수 있다.According to the present invention, a second embodiment of an electrochemical device containing a core-shell structured binder is used as one component of a battery separator or as a coating component of a conventional battery separator. For example, as known in the art, the polyolefin-based separator substrate may be completed by impregnating a binder-containing coating liquid having a core-shell structure or coating and drying according to a conventional coating method.
이때, 코어-쉘 구조의 바인더가 도입될 수 있는 분리막은 양(兩) 전극의 내부 단락을 차단하고 전해액을 함침하는 역할을 하는 다공성 물질이라면 특별히 제한되지 않으며, 이의 비제한적인 예를 들면 폴리프로필렌계, 폴리에틸렌계, 폴리올 레핀계 다공성 분리막 또는 상기 다공성 분리막에 무기물 재료가 첨가된 복합 다공성 분리막 등이 있다.In this case, the separator into which the core-shell structure binder may be introduced is not particularly limited as long as it is a porous material that blocks internal short circuits of both electrodes and impregnates the electrolyte, and non-limiting examples thereof include polypropylene. Type, polyethylene, polyolephine-based porous separator or a composite porous separator in which an inorganic material is added to the porous separator.
본 발명에 따라 코어-쉘 구조의 바인더가 함유된 전기 화학 소자의 세번째 실시 형태로는 통상적인 전지용 케이스, 예컨대 캔(can) 또는 파우치(pouch) 등의 코팅 성분으로 사용하는 것으로서, 일례를 들면 전지용 캔을 코어-쉘 구조의 바인더 함유 코팅액에 함침시키거나 또는 통상적인 방법에 따라 코팅한 후 건조시킬 수 있다. According to the present invention, a third embodiment of an electrochemical device containing a binder having a core-shell structure is used as a coating component such as a conventional battery case, for example, a can or a pouch. The can can be impregnated into a binder-containing coating liquid of core-shell structure or coated and dried according to a conventional method.
이때, 코어-쉘 구조의 바인더가 도입될 수 있는 전지용 케이스의 형태 및 성분은 특별한 제한이 없으며, 캔을 사용한 원통형, 각형, 파우치(pouch)형 또는 코인(coin)형 등이 될 수 있다. 또한, 코어-쉘 구조의 바인더 함유 코팅액은 일례로 코어-쉘 구조의 바인더를 NMP 또는 물에 투입하고 온도를 고정 또는 변화시키면서 용해 또는 분산시켜 제조될 수 있으며, 이후 분산액을 적절한 도구를 사용하여 캔의 내벽 또는 파우치의 안쪽면에 도포하고, 이후 온도를 상승시키면서 용매 혹은 분산매를 증발시킴으로써 완료될 수 있다.At this time, the shape and components of the battery case in which the core-shell structure binder can be introduced are not particularly limited and may be cylindrical, square, pouch or coin type using cans. In addition, the binder-containing coating liquid of the core-shell structure may be prepared by, for example, dissolving or dispersing the core-shell binder in NMP or water and fixing or changing the temperature, and then dispersing the can using an appropriate tool. It can be completed by applying to the inner wall of the pouch or to the inner surface of the pouch, and then evaporating the solvent or dispersion medium while raising the temperature.
그 외, 권심, center pin 등과 같은 전기 화학 소자의 내부 빈 공간 상에 전술한 코어-쉘 구조의 바인더를 도입하는 또 다른 실시 형태가 가능하며, 이때에도 동일한 안전성 효과를 도모할 수 있다. In addition, another embodiment in which the above-described core-shell binder is introduced into an internal empty space of an electrochemical device such as a core and a center pin is possible, and at this time, the same safety effect can be achieved.
본 발명에 따라 코어-쉘 구조의 바인더를 구비하는 전기 화학 소자는 (a) 소자 내부의 압력 변화 감지를 통해 소자의 충전을 중지시키거나 또는 충전 상태를 방전 상태로 전환시키는 제 1 안전 수단, (b) 소자 내부의 압력 변화 감지를 통해 소자 내부의 열 또는 가스를 발산시키는 제 2 안전 수단 또는 상기 제 1 안전 수단과 제 2 수단 모두를 추가로 구비할 수 있다.According to the present invention, an electrochemical device having a core-shell binder includes (a) first safety means for stopping charging of the device or switching the charging state to a discharge state by detecting a pressure change inside the device, ( b) a second safety means for dissipating heat or gas inside the device by detecting a pressure change inside the device, or both the first safety means and the second means.
사용 가능한 제 1 안전 수단의 비제한적인 예로는 당 업계에 알려진 통상적인 CID 등의 압력 감응 소자 등이 있다. 상기 압력 감응 소자는 일체형일 수 있으며, 또는 (i) 압력 감응 소자; (ⅱ) 상기 압력 감응 소자에서 전달된 전류를 전달하는 도선; 및 (ⅲ) 상기 도선을 통해 전달되는 전류에 응답하여 소자의 충전을 중지시키거나 또는 충전 상태를 방전 상태로 전환시키는 부재를 포함할 수도 있다. Non-limiting examples of first safety means that can be used include pressure sensitive elements such as conventional CIDs known in the art. The pressure sensitive element may be integral, or (i) a pressure sensitive element; (Ii) conducting wires carrying current delivered from said pressure sensitive element; And (iii) a member for stopping charging of the device or switching the charging state to the discharge state in response to the current transmitted through the conductive wire.
이때, 압력 감응 소자는 밀폐된 소자 내 압력 변화, 즉 압력 상승을 감지하고 그 자체가 전류를 차단하거나, 또는 외부나 제어 회로쪽으로 전류를 발생시킴으로써 전기 화학 소자의 충전이 더 이상 진행되지 않도록 하는 소자나 압력으로 인해 그 형태가 변형되어 전류의 움직임을 차단하는 소자를 지칭하는 것으로서, 안전 소자 기능과 압력 감응 소자의 기능을 모두 포함하는 일체형일 수 있으며, 또한 전술한 바와 같이 압력 감응 소자와 안전 소자가 별도로 존재할 수도 있다. 그러나 특정 압력 범위에서 전술한 작동을 수행하기만 한다면 이들의 종류나 방식 등은 특별히 제한되지 않는다. At this time, the pressure sensitive element detects the pressure change in the sealed element, that is, the pressure rise, and blocks the current by itself, or generates a current toward the external or control circuit so that the charging of the electrochemical device does not proceed any further. However, it refers to an element that deforms its shape due to pressure and blocks the movement of current, and may be an integral type including both a safety element function and a pressure sensitive element. Also, as described above, the pressure sensitive element and the safety element May be present separately. However, the type or manner thereof is not particularly limited as long as the above operation is performed in a specific pressure range.
상기 압력 감응 소자의 예로는 압력 변화를 감지하여 전류를 발생시키는 압전성(piezoelectricity)을 갖는 결정 등이 있다. 또한, 압력 감응 소자가 작동하는 압력 범위는 통상적인 소자의 내부 압력을 벗어나고, 폭발이 발생하지 않는 범위이기만 하면 특별한 제한이 없다. Examples of the pressure sensitive element include a crystal having piezoelectricity that senses a pressure change and generates a current. In addition, the pressure range in which the pressure sensitive element operates is not particularly limited so long as it is outside the internal pressure of the conventional element and a range in which no explosion occurs.
또한, 제 2 안전 수단은 소자 내부의 압력 변화 감지를 통해 소자 내부의 열 또는 가스를 발산시키는 기능만 한다면 특별한 제한이 없으며, 이의 비제한적인 예로는 벤트(vent) 등과 같은 압력 개방 밸브 등이 있다.Further, the second safety means is not particularly limited as long as it functions to dissipate heat or gas inside the device by detecting a pressure change inside the device, and a non-limiting example thereof may include a pressure release valve such as a vent. .
이와 같은 안전수단이 구비된 전기 화학 소자는 소자의 정상 작동 온도 이상의 온도(T) 범위에서 소자 내 포함된 바인더 중 코어로부터 발생하는 가스에 의해 증가된 소자 내부의 내압 변화 감지를 통해 상기 제 1 안전 수단, 제 2 안전 수단 또는 상기 제 1 안전 수단과 제 2 안전 수단을 조기에 작동시켜 안전성 향상을 도모할 수 있다.Electrochemical device equipped with such safety means is the first safety by detecting a change in the internal pressure of the device increased by the gas from the core of the binder contained in the device in the temperature (T) range above the normal operating temperature of the device The means, the second safety means, or the first safety means and the second safety means can be operated early to improve safety.
본 발명의 전기 화학 소자는 전기 화학 반응을 하는 모든 소자를 포함하며, 구체적인 예를 들면, 모든 종류의 1차, 2차 전지, 연료 전지, 태양 전지 또는 캐퍼시터(capacitor) 등이 있다. 특히, 상기 2차 전지 중 리튬 금속 이차 전지, 리튬 이온 이차 전지, 리튬 폴리머 이차 전지 또는 리튬 이온 폴리머 이차 전지 등을 포함하는 리튬 이차 전지가 바람직하다.The electrochemical device of the present invention includes all devices that undergo an electrochemical reaction, and specific examples thereof include all kinds of primary, secondary cells, fuel cells, solar cells, or capacitors. In particular, a lithium secondary battery including a lithium metal secondary battery, a lithium ion secondary battery, a lithium polymer secondary battery or a lithium ion polymer secondary battery among the secondary batteries is preferable.
상기 전기 화학 소자는 당 기술 분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있으며, 이의 일 실시예를 들면 양극과 음극 사이에 분리막을 개재(介在)시켜 조립한 후 전해액을 주입함으로써 제조될 수 있다. 이때, 상기 전극, 분리막, 케이스, 소자 내부 빈 공간 중 적어도 하나는 전술한 코어-쉘 구조의 바인더가 도입된 것일 수 있다. The electrochemical device may be manufactured according to a conventional method known in the art, for example, may be manufactured by injecting an electrolyte after assembling a separator between the positive electrode and the negative electrode. In this case, at least one of the electrode, the separator, the case, and the internal space of the device may include a core-shell binder introduced therein.
상기 전지용 전해액은 당 업계에 알려진 통상적인 전해액 성분, 예컨대 전해질 염과 유기용매를 포함한다.The battery electrolyte includes conventional electrolyte components known in the art, such as electrolyte salts and organic solvents.
사용 가능한 전해질 염은 A+B-와 같은 구조의 염으로서, A+는 Li+, Na+, K+와 같은 알칼리 금속 양이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하고 B-는 PF6 -, BF4 -, Cl-, Br-, I-, ClO4 -, AsF6 -, CH3CO2 -, CF3SO3 -, N(CF3SO2)2 -, C(CF2SO2)3 -와 같은 음이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하는 염이다. 특히, 리튬염이 바람직하다.Using the electrolyte salts is A + B - A salt of the structure, such as, A + is Li +, Na +, K + comprises an alkaline metal cation or an ion composed of a combination thereof, such as, and B - is PF 6 -, BF 4 -, Cl -, Br - , I -, ClO 4 -, AsF 6 -, CH 3 CO 2 -, CF 3 SO 3 -, N (CF 3 SO 2) 2 -, C (CF 2 SO 2) 3 - is a salt containing an anion ion or a combination thereof, such as. In particular, a lithium salt is preferable.
전해액 용매로는 당업계에서 통상적으로 사용하는 전지용 유기용매,예컨대 환형 카보네이트 및/또는 선형 카보네이트 등을 사용할 수 있다. 이의 비제한적인 예로는 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌 카보네이트(EC), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 디프로필카보네이트(DPC), 디메틸설폭사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 테트라하이드로퓨란, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에틸메틸카보네이트(EMC), 감마 부티로락톤(GBL), 플루오르에틸렌 카보네이트(FEC), 포름산 메틸, 포름산 에틸, 포름산 프로필, 초산 메틸, 초산 에틸, 초산 프로필, 초산 펜틸, 프로피온산 메틸, 프로피온산 에틸, 프로피온산 에틸, 프로피온산 부틸 또는 이들의 혼합물 등이 있다. 또한, 상기 유기 용매의 할로겐 유도체가 사용 가능하며, 물을 사용하는 전지에도 사용할 수 있다.As the electrolyte solvent, an organic solvent for a battery commonly used in the art, such as cyclic carbonate and / or linear carbonate, may be used. Non-limiting examples thereof include propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), dipropyl carbonate (DPC), dimethyl sulfoxide, acetonitrile, dimethoxyethane, die Methoxyethane, tetrahydrofuran, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), ethylmethylcarbonate (EMC), gamma butyrolactone (GBL), fluoroethylene carbonate (FEC), methyl formate, ethyl formate, propyl formic acid , Methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, pentyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, ethyl propionate, butyl propionate or mixtures thereof. Moreover, the halogen derivative of the said organic solvent can be used, and it can also be used for the battery using water.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 이들에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the following examples are for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
[[ 실시예Example 1 ~ 3] 1 to 3]
실시예Example 1 One
(음극 제조)(Cathode production)
탄소 분말과 PVDF 바인더, 도전제를 92 : 4 : 4 의 중량비로 혼합한 후, NMP에 분산시켜 음극 혼합물 슬러리를 제조하였다. 이 음극 혼합물 슬러리를 음극 집전체로 두께가 10 ㎛인 Cu 포일(foil)의 단면에 콤마 갭을 200 ㎛으로 하여 균일하게 도포시켜 코팅 건조를 하였다. 이때 도포속도(Coating speed)는 3 m/분이었다. Carbon powder, PVDF binder, and conductive agent were mixed in a weight ratio of 92: 4: 4, and then dispersed in NMP to prepare a negative electrode mixture slurry. This negative electrode mixture slurry was uniformly coated with a comma gap of 200 μm on a cross section of a Cu foil having a thickness of 10 μm using a negative electrode current collector, and the coating was dried. At this time, the coating speed was 3 m / min.
(양극 제조)(Anode manufacturing)
리튬 코발트 복합산화물 92 중량부, 도전제로 카본 4 중량부, 및 OBSH계인 하이드라이드(120 내지 160 ℃에서 발포함)가 코어성분으로 함유된 코아-쉘 구조의 아크릴레이트계 바인더 4 중량부를 용제인 NMP에 첨가하여 양극 혼합물 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 혼합물 슬러리를 두께가 20 ㎛인 양극 집전체의 Al 박막에 도포하였다. 상기 음극과 같은 방법으로 코팅 건조하였다.92 parts by weight of lithium cobalt composite oxide, 4 parts by weight of carbon as a conductive agent, and 4 parts by weight of a core-shell acrylate-based binder containing an OBSH-based hydride (containing at 120 to 160 ° C) as a core component NMP as a solvent To a positive electrode mixture slurry was prepared. The positive electrode mixture slurry was applied to an Al thin film of a positive electrode current collector having a thickness of 20 μm. The coating was dried in the same manner as the negative electrode.
(전지 제조)(Battery manufacturing)
분리막으로는 다공성 폴리에틸렌 필름을 사용하였으며, 여기에 상기 띠 모양의 음극과 띠 모양의 양극을 적층하고 여러 번 감아 돌려서 젤리 롤(Jelly roll)을 제작하였다. 이를 외경 18 mm, 높이 65 mm인 전지 캔 속에 적절하게 내장되도록 길이와 폭을 조절하였다. 제작된 젤리 롤(Jelly Roll)을 전지 캔에 수납하고 전극 소자의 상하 양면에 절연판을 배치하였다. 이후, 집전체로부터 니켈로 된 음극 리드를 도출하고 전지 캔에 용접하였으며 양극 집전체로부터 알루미늄으로 된 양극 리 드를 도출하여 전지 덮개에 장착된 알루미늄 압력 개방 밸브에 용접하여 전지를 제조하였다. 이 전지에 전해액을 주입하였다. 전해액으로는 EC와 EMC가 1:2의 부피비로 혼합된 용매와 전해질로 LiPF6 액을 사용하였다.As a separator, a porous polyethylene film was used, and a jelly roll was manufactured by laminating the strip-shaped cathode and the strip-shaped anode and winding it several times. The length and width were adjusted so that it was properly embedded in a battery can having an outer diameter of 18 mm and a height of 65 mm. The manufactured jelly roll was accommodated in the battery can, and the insulating plates were disposed on both upper and lower surfaces of the electrode element. Thereafter, a negative electrode lead made of nickel was drawn from the current collector and welded to the battery can, and a positive electrode lead made of aluminum was drawn from the positive electrode current collector, and welded to an aluminum pressure release valve mounted on the battery cover to manufacture a battery. An electrolyte solution was injected into this battery. LiPF 6 was used as a solvent and an electrolyte in which EC and EMC were mixed in a volume ratio of 1: 2 as an electrolyte.
상기와 같이 제조된 전지는 정전류로 4.2V 까지 충전하였다. 전해액 2차 전지의 표준 용량은 2200 mAh 이고, 4.2V에서 3V까지 정전류로 1 C(2200 mA/h), 0.2C (440mA/h)의 속도로 효율을 측정한 후, 안전성 시험을 진행하였다. The battery prepared as described above was charged to 4.2V with a constant current. The standard capacity of the electrolyte secondary battery was 2200 mAh, the efficiency was measured at a rate of 1 C (2200 mA / h), 0.2 C (440 mA / h) at a constant current from 4.2V to 3V, and then a safety test was conducted.
실시예Example 2 2
음극 슬러리(slurry) 제조시 PVDF 대신 코어-쉘 바인더를 4 중량부로 투입하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 실시하여 리튬 이차 전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that 4 parts by weight of a core-shell binder was added instead of PVDF when preparing a negative electrode slurry.
실시예Example 3 3
양극과 음극 슬러리(slurry) 제조시 각각 코아-쉘 바인더 4 중량부를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 실시하여 리튬 이차 전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that 4 parts by weight of a core-shell binder was used to prepare a cathode and an anode slurry.
비교예Comparative example 1 One
양극과 음극 슬러리(slurry) 바인더로서 모두 PVDF계 바인더를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1와 동일한 방법으로 리튬 이차 전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that PVDF-based binders were used as both the positive electrode and the negative electrode slurry binders.
실험예Experimental Example 1. 전지의 안전성 평가 1. Battery safety evaluation
본 발명에서 제조된 이차전지의 안전성을 평가하기 위하여, 하기 Nail penetraion 테스트를 수행하였다.In order to evaluate the safety of the secondary battery manufactured in the present invention, the following nail penetraion test was performed.
Nail penetration 테스트는 뾰족한 물건을 이용하여 전지를 일정 속도로 투과시켜 인위적으로 양극과 음극이 서로 달라붙는 내부 단락을 발생시킨 후 전지의 발화 및 폭발 발생 유/무를 관찰하는 테스트이다. Nail penetration test is a test that observes whether the battery is ignited and exploded after generating a short circuit artificially sticking to the anode and cathode by penetrating the battery at a certain speed using a pointed object.
실험결과, 양극과 음극 슬러리(slurry) 바인더로서 모두 PVDF계 바인더를 사용한 비교예 1의 전지는 의도적인 내부 단락으로 인해 전지의 발화 및 폭발 현상이 발생한다는 것을 확인할 수 있었다(표 1 참조).As a result, it was confirmed that the battery of Comparative Example 1, which used PVDF-based binder as both positive and negative electrode slurry binders, caused ignition and explosion of the battery due to intentional internal short circuit (see Table 1).
반면, 양극 및/또는 음극 슬러리(slurry) 제조시 일정 온도 이상에서 기체로 상변화되는 물질을 코어로 함유하는 코아-쉘 바인더를 각각 사용한 실시예 1 내지 실시예 3의 전지는 의도적으로 전지가 단락되더라도 전지의 발화 및 폭발 현상이 거의 관찰되지 않았다(표 1 참조). 또한, 본 발명에서 제조된 리튬 이차 전지의 경우에는 Nail 테스트 후 내부에서 가스가 외부로 방출되었음을 알 수 있었으며, 내부 단락 발생 이후에도 전극 내 전극활물질 입자들 간의 순간적 증가를 통한 PTC(positive temperature coefficient) 효과 발현에 의해 전극의 저항 증가 및 급격한 고전류 흐름이 효과적으로 억제되고 확인할 수 있었다(도 3 및 도 4 참조). On the other hand, the batteries of Examples 1 to 3 using core-shell binders each containing a material that changes phase into a gas at a predetermined temperature or more as a core when preparing a positive electrode and / or negative electrode slurry are intentionally short-circuited. Even if the battery ignition and explosion phenomena were hardly observed (see Table 1). In addition, in the case of the lithium secondary battery manufactured according to the present invention, it was found that the gas was discharged to the outside after the nail test, and a PTC (positive temperature coefficient) effect through the instantaneous increase between the electrode active material particles in the electrode even after an internal short circuit occurred. The increase in resistance and rapid high current flow of the electrode were effectively suppressed and confirmed by the expression (see FIGS. 3 and 4).
본 발명에서는 소자의 정상 작동 온도에서 폴리머 쉘에 의해 바인더 역할을 수행하다가 온도가 이상 고온으로 상승시 코어 물질의 기화로부터 발생하는 가스 분출압에 의한 부피 팽창을 통해 전극의 저항 증가, 소자 내 산소 접촉 차단 및/또는 안전수단 조기 작동을 도모할 수 있는 새로운 개념의 코어-쉘 구조의 바인더를 소자 내 구비함으로써, 외부 또는 내부 요인에 의해 소자 내부 온도가 비정상적으로 상승하더라도 탁월한 안전성을 제공할 수 있다.In the present invention, the electrode acts as a binder by the polymer shell at the normal operating temperature of the device and increases the resistance of the electrode through the volume expansion by the gas ejection pressure generated from the vaporization of the core material when the temperature rises to an abnormally high temperature, oxygen contact in the device By providing a new concept of core-shell structure binder in the device, which can facilitate the blocking and / or safety measures, it is possible to provide excellent safety even if the temperature inside the device is abnormally increased due to external or internal factors.
Claims (15)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20060020457 | 2006-03-03 | ||
KR1020060020457 | 2006-03-03 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070090852A true KR20070090852A (en) | 2007-09-06 |
KR100854239B1 KR100854239B1 (en) | 2008-08-25 |
Family
ID=38689093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020070021499A KR100854239B1 (en) | 2006-03-03 | 2007-03-05 | Electrochemical device with high safety at high temperature |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100854239B1 (en) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20130120250A (en) * | 2012-04-25 | 2013-11-04 | 삼성에스디아이 주식회사 | Negative electrode for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same |
CN103718336A (en) * | 2011-08-25 | 2014-04-09 | 株式会社Lg化学 | Separator having a microcapsule and electrochemical device including same |
WO2014098519A1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | 주식회사 아모그린텍 | Porous separation membrane, secondary battery using same, and method for manufacturing said secondary battery |
WO2014189294A1 (en) * | 2013-05-23 | 2014-11-27 | 주식회사 엘지화학 | Binder for secondary battery, and secondary battery including same |
WO2015041472A1 (en) * | 2013-09-17 | 2015-03-26 | 주식회사 엘지화학 | Separation film having excellent thermal stability and secondary battery comprising same |
KR20160128290A (en) * | 2014-03-03 | 2016-11-07 | 제온 코포레이션 | Secondary cell binder composition |
KR20160129832A (en) * | 2014-03-03 | 2016-11-09 | 제온 코포레이션 | Binder composition for secondary cell |
US9647255B2 (en) | 2012-12-21 | 2017-05-09 | Amogreentech Co., Ltd. | Porous separation membrane, secondary battery using same, and method for manufacturing said secondary battery |
US10566605B2 (en) | 2014-08-13 | 2020-02-18 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Electrode for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including the same |
CN111463509A (en) * | 2020-03-31 | 2020-07-28 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | Functional material and secondary battery containing same |
US12002987B2 (en) | 2018-05-18 | 2024-06-04 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Separator for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery comprising same |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010123269A2 (en) * | 2009-04-21 | 2010-10-28 | 주식회사 엘지화학 | Additive to be added to an electrochemical device to improve safety |
KR20240037671A (en) * | 2022-09-15 | 2024-03-22 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Binder for lithium secondary battery and electrode for lithium secondary battery using same |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3659979B2 (en) | 1992-04-15 | 2005-06-15 | 松本油脂製薬株式会社 | Thermally expandable microcapsule and its production method |
KR100404877B1 (en) * | 1999-12-28 | 2003-11-07 | 주식회사 엘지화학 | Li-ION BATTERY COMPRISING PRESSURE SENSOR |
JP4727021B2 (en) * | 2000-05-22 | 2011-07-20 | 株式会社クレハ | Electrode and non-aqueous battery using the same |
JP4929540B2 (en) | 2001-07-10 | 2012-05-09 | 株式会社デンソー | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
KR100407502B1 (en) | 2001-09-13 | 2003-11-28 | (주)해은켐텍 | Heat-exfoliation type foam sheet comprising emulsion type adhesive |
-
2007
- 2007-03-05 KR KR1020070021499A patent/KR100854239B1/en active IP Right Grant
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103718336A (en) * | 2011-08-25 | 2014-04-09 | 株式会社Lg化学 | Separator having a microcapsule and electrochemical device including same |
KR20130120250A (en) * | 2012-04-25 | 2013-11-04 | 삼성에스디아이 주식회사 | Negative electrode for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same |
US9647255B2 (en) | 2012-12-21 | 2017-05-09 | Amogreentech Co., Ltd. | Porous separation membrane, secondary battery using same, and method for manufacturing said secondary battery |
WO2014098519A1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | 주식회사 아모그린텍 | Porous separation membrane, secondary battery using same, and method for manufacturing said secondary battery |
US10044041B2 (en) | 2013-05-23 | 2018-08-07 | Lg Chem, Ltd. | Binder for secondary batteries and secondary battery including the same |
WO2014189294A1 (en) * | 2013-05-23 | 2014-11-27 | 주식회사 엘지화학 | Binder for secondary battery, and secondary battery including same |
WO2015041472A1 (en) * | 2013-09-17 | 2015-03-26 | 주식회사 엘지화학 | Separation film having excellent thermal stability and secondary battery comprising same |
US9793528B2 (en) | 2013-09-17 | 2017-10-17 | Lg Chem, Ltd. | Separator with improved thermal stability and secondary battery comprising the same |
KR20160128290A (en) * | 2014-03-03 | 2016-11-07 | 제온 코포레이션 | Secondary cell binder composition |
KR20160129832A (en) * | 2014-03-03 | 2016-11-09 | 제온 코포레이션 | Binder composition for secondary cell |
US10566605B2 (en) | 2014-08-13 | 2020-02-18 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Electrode for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including the same |
US12002987B2 (en) | 2018-05-18 | 2024-06-04 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Separator for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery comprising same |
CN111463509A (en) * | 2020-03-31 | 2020-07-28 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | Functional material and secondary battery containing same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100854239B1 (en) | 2008-08-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100854239B1 (en) | Electrochemical device with high safety at high temperature | |
JP7038947B2 (en) | Pre-lithiumization using lithium metal and inorganic composite layer | |
JP7045575B2 (en) | A method for producing a lithium metal-inorganic composite thin film and a method for prelithiumizing a negative electrode of a lithium secondary battery using the same. | |
CN114122320B (en) | Electrode sheet and electrochemical device | |
US8574760B2 (en) | Safety-enhanced electrochemical device including electrode containing binder and wax | |
JP2009272085A (en) | Nonaqueous electrolyte battery | |
KR20140147412A (en) | Case for electrochemical device containing volume expansibile material and electrochemical device comprising the same | |
JP3885227B2 (en) | Non-aqueous secondary battery | |
US8178245B2 (en) | Electrode assembly having porous separator that contains an antacid and secondary battery having the same | |
KR101025415B1 (en) | Case for electrochemical device, preparation method thereof, and electrochemical device comprsing the same | |
WO2011058979A1 (en) | Lithium secondary battery | |
CN110890520B (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
KR20080037213A (en) | Electrochemical device with high safety at high temperature | |
TWI618287B (en) | Copolymer of lithium battery and its positive electrode coating | |
KR20080008138A (en) | Electrochemical device with excellent safety at high temperature | |
KR20100121586A (en) | Electrochemical device with excellent safety at high temperature | |
WO2012014255A1 (en) | Lithium ion secondary battery | |
KR20090006565A (en) | Secondary battery having separator coated with solid phase particle at core region | |
KR100880525B1 (en) | Electrochemical device with high safety at high temperature and overvoltage and method for preventing ignition and explosion of the electrochemical device | |
JP2010231950A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
KR100954591B1 (en) | Electrode Assembly and Lithi? secondary Battery having the Same | |
KR101288642B1 (en) | Electrochemical device with high safety at high temperature and impact | |
KR100838943B1 (en) | Electrochemical device with high safety | |
KR20070080776A (en) | Nonaqueous electrolyte having excellent safety and electrochemical device comprising the same | |
KR100858215B1 (en) | Electrochemical device with high stability at high temperature and over-voltage |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130730 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140716 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150716 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160817 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170718 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180619 Year of fee payment: 11 |