KR20130007740A - 이차전지용 분리막 및 이의 제조방법 - Google Patents

이차전지용 분리막 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130007740A
KR20130007740A KR1020110068239A KR20110068239A KR20130007740A KR 20130007740 A KR20130007740 A KR 20130007740A KR 1020110068239 A KR1020110068239 A KR 1020110068239A KR 20110068239 A KR20110068239 A KR 20110068239A KR 20130007740 A KR20130007740 A KR 20130007740A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
separator
inorganic
secondary battery
weight
coating material
Prior art date
Application number
KR1020110068239A
Other languages
English (en)
Inventor
노태욱
이민호
여승훈
김태형
김만태
박형순
서명수
정연구
Original Assignee
재단법인 구미전자정보기술원
(주)벡셀
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인 구미전자정보기술원, (주)벡셀 filed Critical 재단법인 구미전자정보기술원
Priority to KR1020110068239A priority Critical patent/KR20130007740A/ko
Publication of KR20130007740A publication Critical patent/KR20130007740A/ko

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
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/446—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • 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
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • 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
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • 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
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431—Inorganic material
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

본 발명은, 다공성 분리막 기재 및 상기 다공성 분리막 기재의 표면에 형성된 무기 코팅층으로서, Al2O3, Si3N4, 및 SiO2 , ZrO2, ZnO, SiC, CeO2, WC, 및 유리분말 중에서 선택된 1종 이상의 무기 분말과; 폴리비닐리덴 플로우라이드(PVdF), 폴리프로필렌, 및 폴리에틸렌 중에서 선택된 1종 이상의 결합제와; 용매를 포함하는 분리막 코팅재로 형성한 무기 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 분리막 및 이의 제조방법을 제공한다.
이에 고안정성의 분리막 코팅제로 표면을 코팅함으로써, 고안전성, 고품질, 및 고출력의 이차전지를 제공할 수 있는 이차전지용 분리막 및 이의 제조방법이 제공된다. 또한, 고출력용 리튬이온/폴리머전지의 분리막 코팅재 및 고용량/장수명 분리막 코팅 기술을 이용하여 표면을 균질하게 코팅할 수 있고, 열안정성이 우수하여 열수축을 방지할 수 있고, 단락 전류를 차단할 수 있다.

Description

이차전지용 분리막 및 이의 제조방법{SEPARATOR FILM FOR SECONDARY BATTERY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은, 다공성 분리막 기재의 표면에 고안정성의 분리막 코팅재로 코팅한 무기 코팅층이 구비된 이차전지용 분리막 및 이의 제조방법에 관한 것이다
전지는 크게 화학전지, 물리전지, 그리고 생물전지 등 3가지로 구분되고 있고, 화학전지는 1차 전지, 2차 전지, 연료전지로 구분되며, 1차 전지(Primary Battery)는 화학적으로 저장된 전기를 사용만 하는 것으로 아연망간전지, 알칼리전지, 리튬1차전지, 공기-아연전지 등이 있으며, 2차 전지는 한번 사용하고 버리는 1차 전지와는 달리 재충전(Rechargeable) 가능한 전지를 말함 전지는 산화제인 양극 활물질과 환원제인 음극 활물질을 갖고 있다. 이들 사이에 이온전도에 의해 산화반응과 환원반응을 가능케 하는 전해질이 담겨있고 또한 양극과 음극이 직접 접촉하는 것을 막는 분리막이 있다.
분리막이란 서로 다른 두 물질 사이에 존재하는 선택적 장애물로 어떤 물질을 선택적으로 통과시키거나 배제시키는 역할을 하는 소재를 의미한다. 다시 말하면 전지의 기전물질인 산화제와 환원제가 직접 접촉하면 자가방전을 일으켜 급격한 반응이 진행되므로 위험하기 때문에 분리막은 양극과 음극 사이에 있으면서 양자의 접촉을 막아주는 역할을 한다.
2차 전지의 분리막 재료는 2차 전지의 종류에 따라 조금씩 다르게 사용되고 있고, 납축전지는 폴리에틸렌 부직포와 글래스매트 등이 사용되고 있고 소형밀폐 납축전지는 글래스매트를 사용함. 니켈카드뮴전지와 니켈수소전지는 폴리아미드 부식포와 폴리프로필렌 부식포를 사용하며 리튬이온전지는 폴리프로필렌 미세 다공막을 바나듐리튬전지, 망간리튬전지, 바나듐니오브리튬전지는 폴리프로필렌 미세 다공막과 폴리프로필렌 부식포를 사용하고 있다.
LIB의 고에너지화, 고출력화, 박형화의 추세에 따라, 분리막도 더욱 얇으면서도 강도는 높고, 수축율은 낮은 특성이 요구된다. 그러나 분리막의 박막화에 따라 전해액의 함침성은 증가하지만, 함침량 및 전해액의 유지특성은 보다 불리해질 수 있기 때문에, 분리막과 액체전해질과의 친화성(Compatibility)을 향상시키는 작업이 필요하다.
LIB의 대중화에 따른 Cost down 요구에 따라 새로운 저가의 분리막 소재의 개발 역시 중요한 현안이다. 그러나 무엇보다도 LIB의 고에너지화 및 고출력화 추세에 따라 LIB의 안전성 이슈가 중차대한 문제로 대두되고 있다.
LIB의 안전성 평가는 크게 기계적, 열적, 그리고 전기적 유형으로 구분. 기계적 평가법은 인위적으로 직접적인 단락을 유발하는 방법이라고 할 수 있고 반면, 열적 평가법은 분리막의 열적 손상을 유도하거나 화학 반응을 촉진시키는 방법 아래그림은 기계적, 열적 요인에 의한 분리막의 파열 및 수축으로 인한 단락 발생의 모식도를 나타냄. 전기적 방법 중 특히 과충전 테스트는 가장 중요한 안전성 평가 항목 중 하나이고, 과충전 시에는 전기에너지 증가와 화학 반응 촉진이 동시에 진행되므로 전지의 안전성이 크게 취약해 진다.
상용 전지에는 각종 안전 회로가 구비되어 있고, 다양한 전지 안전성 평가 기준이 마련되어 있음에도 불구하고 전지의 발화사고는 지속적으로 발생하고 있다.
최근 실제 사용 중에 발생하는 안전사고는 전지의 설계상의 문제라기보다는 제조/생산과정에서 이물질의 유입이나 전극의 수축/팽창 과정에서 전극의 접힘 현상과 같이 통제 및 예측이 불가능한 원인에 기인하는 것이라는 주장이 설득력을 얻고 있다.
전지 안전사고의 대부분은 전지의 원인이 불명확한 내부단락에 기인한다는 보고가 있으며, 기계적, 열적 요인에 의한 분리막의 파열 및 수축으로 인한 단락 발생할 수 있다.
이러한 이유로 전지의 안전성을 외부 보호 장치에 의존하거나 안전성 평가기준 통과를 목표로 하는 수준에서 탈피하여 전지자체의 안전성을 확보하고자 하는 방향으로 관련 업계의 많은 노력이 집중되고 있다.
최근 올리핀계 양극재인 LiFePO4는 타 양극재에 비해 전해액과의 반응성이 현저히 낮다는 장점 때문에 많은 연구자들의 커다란 관심을 끌고 있고, 또한, 전해액 측면에서도 불연 혹은 난연성을 보이는 전해액에 대한 연구가 오래전부터 진행되어왔다.
그러나 안전성이 강화된 재료들은 기존 재료들에 비해 열악한 성능 때문에 아직 가시적 상업적 성과는 나타나고 있지 못한 실정이다.
이런 상황에서 열수축이 일어나지 않는 새로운 개념의 분리막이나, 전극 표면을 무기 충진재를 코팅하여 단락 전류를 차단하는 등의 방법들이 새로이 주목 받고 있다.
본 발명의 목적은, 고안정성의 분리막 코팅제로 표면을 코팅함으로써, 고안전성, 고품질, 및 고출력의 이차전지를 제공할 수 있는 이차전지용 분리막 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 고출력용 리튬이온/폴리머전지의 분리막 코팅재 및 고용량/장수명 분리막 코팅 기술을 이용하여 표면을 균질하게 코팅할 수 있는 이차전지용 분리막 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 열안정성이 우수하여 열수축을 방지할 수 있고, 단락 전류를 차단할 수 있는 이차전지용 분리막 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, 다공성 분리막 기재 및 상기 다공성 분리막 기재의 표면에 형성된 무기 코팅층으로서, Al2O3, Si3N4, 및 SiO2 , ZrO2, ZnO, SiC, CeO2, WC, 및 유리분말 중에서 선택된 1종 이상의 무기 분말과; 폴리비닐리덴 플로우라이드(PVdF), 폴리프로필렌, 및 폴리에틸렌 중에서 선택된 1종 이상의 결합제와; 용매를 포함하는 분리막 코팅재로 형성한 무기 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 분리막을 제공한다.
본 발명은, 이차전지용 분리막의 제조방법에 있어서, 다공성 분리막 기재의 표면에, Al2O3, Si3N4, 및 SiO2 , ZrO2, ZnO, SiC, CeO2, WC, 및 유리분말 중에서 선택된 1종 이상의 무기 분말과; 폴리비닐리덴 플로우라이드(PVdF), 폴리프로필렌, 및 폴리에틸렌 중에서 선택된 1종 이상의 결합제와; 용매를 포함하는 분리막 코팅재로 코팅하여 무기 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 분리막의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 고안정성의 분리막 코팅제로 표면을 코팅함으로써, 고안전성, 고품질, 및 고출력의 이차전지를 제공할 수 있는 이차전지용 분리막 및 이의 제조방법이 제공된다.
또한, 고출력용 리튬이온/폴리머전지의 분리막 코팅재 및 고용량/장수명 분리막 코팅 기술을 이용하여 표면을 균질하게 코팅할 수 있다.
또한, 열안정성이 우수하여 열수축을 방지할 수 있고, 단락 전류를 차단할 수 있다.
도 1은 분리막 표면에 무기 코팅층 제조 모식도이다.
도 2 내지 도 9는 실시예 1~3 및 비교예 1의 분리막의 테스트 결과를 나타낸 이미지이다.
본 발명에 따른 이차전지용 분리막은, 다공성 분리막 기재 및 상기 다공성 분리막 기재의 표면에 형성된 무기 코팅층으로서, Al2O3, Si3N4, 및 SiO2 , ZrO2, ZnO, SiC, CeO2, WC, 및 유리분말 중에서 선택된 1종 이상의 무기 분말과; 폴리비닐리덴 플로우라이드(PVdF), 폴리프로필렌, 및 폴리에틸렌 중에서 선택된 1종 이상의 결합제와; 용매를 포함하는 분리막 코팅재로 형성한 무기 코팅층을 포함할 수 있다.
상기 무기 분말의 입자크기는, 1~5㎛일 수 있으며, 바람직하게는 약 1㎛, 2㎛, 3.9㎛일 수 있다.
상기 용매로는, N-Methyl-2-Pyrrolidon(NMP), N,N-Dimethyl-acetamide(DMA), 및 N,N-Dimethyl-Formamide(DMF) 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 결합제로는, Polyvinylidene fluoride, Polyproplyene, 및 Polyethylene 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 한 예로서, 액상 PVdF(10% in NMP) 또는 고상 PVdF를 사용할 수 있으며, 최종 점도조절의 용의성 측면에서는 고상 PVdF가 바람직할 수 있다. 이같이 점도조절 측면에서는 고상 형태의 결합제가 바람직할 수 있다.
상기 분리막 코팅제 총 100중량부를 기준으로, 상기 무기분말 1~300중량부, 상기 결합제 1~50중량부, 및 상기 용매 100~500중량부로 포함할 수 있다.
상기 무기 분말, 상기 결합제, 상기 용매의 첨가비율은 중량비로 90~110중량부: 10중량부: 250중량부일 수 있다.
상기 분리막 코팅제는, 상기 가소제, 분산제, 소포제, 계면활성제 중 적어도 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 이차전지용 분리막의 제조방법은, 다공성 분리막 기재의 표면에, Al2O3, Si3N4, 및 SiO2 , ZrO2, ZnO, SiC, CeO2, WC, 및 유리분말 중에서 선택된 1종 이상의 무기 분말과; 폴리비닐리덴 플로우라이드(PVdF), 폴리프로필렌, 및 폴리에틸렌 중에서 선택된 1종 이상의 결합제와; 용매를 포함하는 분리막 코팅재로 코팅하여 무기 코팅층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 무기 코팅층을 형성하는 단계에서는, 테이프 캐스팅법으로 코팅하여 형성할 수 있다.
테이프 캐스팅(Tape Casting)법에 의한 단면 코팅을 할 수 있는데, 테이프 캐스팅(Tape casting) 세라믹스 성형공정은 매우 미세한 세라믹스 분말을 수계 또는 비수계 용매(solvent)와 결합제(binder), 가소제(plasticizer), 분산제(dispersant), 소포제(defoamer), 계면활성제등을 적정비로 혼합하여 세라믹스 슬러리(slurry)를 제조한 후 움직이는 칼날(blade)또는 움직이는 운반 필름위에 일정한 두께로 목적하는 바에 따라서 성형하는 방법이다.
이하에서는, 실시예를 통해 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
실시예 1
분리막 코팅재 총 100중량부를 기준으로, Silicon Nitride(Si3N4) 분말90중량부에 각각 고상의 Polyvinylidene fluoride(PVdF) 분말을 10 중량부를 첨가하여 4 시간 동안 Dry Ball-milling 한 후, 용매인 N-Methyl-2-Pyrrolidone (NMP)를 250중량부를 첨가하여 20 시간 Ball-milling하여 분말의 파쇄 및 균일한 분산을 시켜 무기코팅층 형성을 위한 분리막 코팅재로서 슬러리(slurry)를 제조하였다. 도 1에 도시된 바와 같이 이렇게 제조한 슬러리(slurry)를 후막코팅인 콤마코터(Comma Coater)를 이용하여 두께가 20㎛인 Polyethylene(PE)분리막에 코팅하였다. 코팅된 무기 코팅층의 두께는 10㎛였다.
실시예 2
Silicon Nitride(Si3N4) 분말을 100중량부로 첨가한 한 것 이외에 실시예 1와 동일하게 하였다.
실시예 3
Silicon Nitride(Si3N4) 분말을110 중량부로 첨가한 것 이외에 실시예 1과 동일하게 하였다.
비교예 1
실시예 1~3에서 사용된 Polyethylene(PE)분리막에, Silicon Nitride(Si3N4) 분말을 포함하는 실시예1~3의 무기 코팅층을 형성하지 않았다.
시험예 1 (분리막의 기초 물성 평가/ 열특성)
1) 실시예 1에 따른 무기 코팅층이 형성된 PE분리막을 Low Temperature DSC 장비로 측정하였고, 그 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2에 나타난 바와 같이 용융점이 약 131.26℃융해되기 시작함을 볼 수 있다.
2) 실시예 1에 따른 무기 코팅층이 형성된 PE분리막을 SDT 장비로 측정하였고 그 결과를 도 3에 나타내었다. 도 3에 나타난 바와 같이 dir 45℃에 분해되기 시작하면서 약550℃까지 급격하게 분해됨을 볼 수 있다.
3) 실시예 1에 따른 무기 코팅층이 형성된 PE분리막을 관찰한 이미지를 도 4에 나타내었으며, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 이차원적으로 매우 균질하게 코팅된 것을 확인할 수 있다. 또한, 분리막의 내부에 있는 작은 기공이 거의 막히지 않은 것을 확인할 수 있다.
4) 실시예 1~3에 따른 무기 코팅층이 형성된 PE분리막을 저전압에서 매우 고배율인 50,000배와 15,000배(전자주사현미경)의 이미지를 도 5에 나타내었으며, 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이 전압인가에 따른 시료의 손실(Damage)이 없음을 알 수 있다.
시험예 2 (복합 분리막의 열안정성 평가)
실시예 1~3 및 비교예 1의 분리막을 온도별로 챔버(Chamber) 내부에 주입하여 일정한 온도에서 30분간 유지하여 시트(Sheet)의 수축 정도를 평가하고, 이를 표 1에 나타내었다.(도 6 참조)
온도 비교예 1
(Non Coating)		 실시예 1 실시예 2 실시예 3
100℃ X x X X
110℃ X x X X
120℃ 9.75 14.5 9.75 5
130℃ 29.86 27.75 23.5 14.5
140℃ 64 56.13 49.25 43.75
150℃ 91 79.75 75 69.75
(x: 변화없음, 수축률 단위: %)
표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 실시예 3이 가장 높은 열안정성을 나타냄을 확인할 수 있다.
시험예 3(복합 분리막의 기공율 평가)
BET Surface area analyzer 장비(모델명: BELSORP-max)를 이용하여 비교예 1 및 실시예 1~3에 따른 분리막을 일정 온도에서 기체의 압력을 변화시켜 가면서 고체 표면에 흡착한 기체의 양을 측정하고 이를 표 2에 나타내었다.
시료 Porosity(%) Average Pore Diameter(nm)
비교예 1
(Non-coat)		 30.23 93.06
실시예 1 23.01 6.14
실시예 2 21.07 5.94
실시예 3 15.37 6.16
표 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 코팅 전 분리막의 기공율과 코팅 후 분리막의 기공율이 각각 약 23.9%, 30.3%, 49.1% 로 감소함을 확인할 수 있다. 이는 거대 기공들이 무기물 파우더와 바인더의 영향으로 기공의 크기가 감소하는 것이다.
시험예 4(열특성 평가)
1) 열중량분석기(SDT)를 이용하여 실시예 1~3 및 비교예 1의 분리막의 열특성 평가를 위해 분리막을 승온, 등온 변화시켰을 때, 분리막의 흡수/방출한 에너지(열), 무게 변화를 측정함으로써 물질의 온도 변화에 따른 무게, 열 흐름, 기계적 성질등의 수반되는 변화를 측정하며, 이를 이용하여 정성/ 정량 분석, 물성 측정, morphology의 구조 분석을 하였다. (도 7 참조)
2) 열기계분석기(TMA)를 이용하여 실시예 1~3 및 비교예 1의 분리막의 열특성 평가를 위해 분리막을 승온, 냉각, 등온 변화시켰을 때, 시료의 치수변화, 점탄성 변화를 측정하여Dimension의 변화를 통해 시료의 열팽창계수나 점도 (Viscosity), Gel Time과 온도, 연화점 혹은 유동점, Delamination 온도, 유리전이 온도 등 시료의 Mechanical한 특성측정하였다. (도 8참조)
3) 저온형 시차주사열량분석기(DSC)을 이용하여 실시예 1~3 및 비교예 1의 분리막의 열특성 평가를 위해 분리막을 승온, 냉각, 등온 변화시켰을 때, 분리막의 흡수/방출한 에너지(열)를 측정하여 재료의 비열, 유리전이, 녹는점, 결정화 측정 하였다(도 9 참조)
이와 같이, 본 발명에 따르면, 고안정성의 분리막 코팅제로 표면을 코팅함으로써, 고안전성, 고품질, 및 고출력의 이차전지를 제공할 수 있다.
또한, 고출력용 리튬이온/폴리머전지의 분리막 코팅재 및 고용량/장수명 분리막 코팅 기술을 이용하여 표면을 균질하게 코팅할 수 있으며, 열안정성이 우수하여 열수축을 방지할 수 있고, 단락 전류를 차단할 수 있다.

Claims (7)

  1. 다공성 분리막 기재 및
    상기 다공성 분리막 기재의 표면에 형성된 무기 코팅층으로서, Al2O3, Si3N4, 및 SiO2 , ZrO2, ZnO, SiC, CeO2, WC, 및 유리분말 중에서 선택된 1종 이상의 무기 분말과; 폴리비닐리덴 플로우라이드(PVdF), 폴리프로필렌, 및 폴리에틸렌 중에서 선택된 1종 이상의 결합제와; 용매를 포함하는 분리막 코팅재로 형성한 무기 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 분리막.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 무기 분말의 입자크기는, 1~5㎛인 것을 특징으로 하는 이차전지용 분리막.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 용매는, N-Methyl-2-Pyrrolidon(NMP), N,N-Dimethyl-acetamide(DMA), 및 N,N-Dimethyl-Formamide(DMF) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 분리막.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 결합제는, Polyvinylidene fluoride, Polyproplyene, 및 Polyethylene 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 분리막.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 분리막 코팅재 총 100중량부를 기준으로, 상기 무기분말 1~300중량부, 상기 결합제 1~50중량부, 및 상기 용매 100~500중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 분리막.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 분리막 코팅재는, 상기 가소제, 분산제, 소포제, 계면활성제 중 적어도 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 분리막.
  7. 이차전지용 분리막의 제조방법에 있어서,
    다공성 분리막 기재의 표면에, Al2O3, Si3N4, 및 SiO2 , ZrO2, ZnO, SiC, CeO2, WC, 및 유리분말 중에서 선택된 1종 이상의 무기 분말과; 폴리비닐리덴 플로우라이드(PVdF), 폴리프로필렌, 및 폴리에틸렌 중에서 선택된 1종 이상의 결합제와; 용매를 포함하는 분리막 코팅재로 코팅하여 무기 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 분리막의 제조방법.
KR1020110068239A 2011-07-11 2011-07-11 이차전지용 분리막 및 이의 제조방법 KR20130007740A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110068239A KR20130007740A (ko) 2011-07-11 2011-07-11 이차전지용 분리막 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110068239A KR20130007740A (ko) 2011-07-11 2011-07-11 이차전지용 분리막 및 이의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130007740A true KR20130007740A (ko) 2013-01-21

Family

ID=47838063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110068239A KR20130007740A (ko) 2011-07-11 2011-07-11 이차전지용 분리막 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20130007740A (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017010780A1 (ko) * 2015-07-10 2017-01-19 주식회사 엘지화학 세퍼레이터 및 이를 포함하는 전기화학소자
US9553293B2 (en) 2013-08-14 2017-01-24 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable lithium battery
US9634309B2 (en) 2013-12-02 2017-04-25 Samsung Sdi Co., Ltd. Binder composition, separator including binder formed from the binder composition, lithium battery including the separator, and method of preparing the binder composition
CN109411678A (zh) * 2018-10-16 2019-03-01 苏州捷力新能源材料有限公司 一种用于锂离子电池的高安全性陶瓷隔膜及制备方法
WO2022150181A1 (en) * 2021-01-06 2022-07-14 Sion Power Corporation Mixtures and/or layers comprising ceramic particles and a polymeric surfactant, and related articles and methods
US11489232B2 (en) 2017-12-27 2022-11-01 Lg Energy Solution, Ltd. Method for manufacturing separator, separator formed thereby, and electrochemical device including same

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9553293B2 (en) 2013-08-14 2017-01-24 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable lithium battery
US9634309B2 (en) 2013-12-02 2017-04-25 Samsung Sdi Co., Ltd. Binder composition, separator including binder formed from the binder composition, lithium battery including the separator, and method of preparing the binder composition
WO2017010780A1 (ko) * 2015-07-10 2017-01-19 주식회사 엘지화학 세퍼레이터 및 이를 포함하는 전기화학소자
US10586969B2 (en) 2015-07-10 2020-03-10 Lg Chem, Ltd. Separator and electrochemical device comprising same
US11489232B2 (en) 2017-12-27 2022-11-01 Lg Energy Solution, Ltd. Method for manufacturing separator, separator formed thereby, and electrochemical device including same
CN109411678A (zh) * 2018-10-16 2019-03-01 苏州捷力新能源材料有限公司 一种用于锂离子电池的高安全性陶瓷隔膜及制备方法
WO2022150181A1 (en) * 2021-01-06 2022-07-14 Sion Power Corporation Mixtures and/or layers comprising ceramic particles and a polymeric surfactant, and related articles and methods

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI464937B (zh) 具多孔活性塗層之有機／無機複合隔離板及包含其之電化學裝置
KR101341196B1 (ko) 수계 코팅액을 이용한 유/무기 복합 코팅 다공성 분리막과 그의 제조방법 및 상기 분리막을 이용한 전기화학소자
KR102280684B1 (ko) 리튬공기전지 및 이의 제조방법
JP5117411B2 (ja) 有機／無機複合電解質及びこれを用いた電気化学素子
EP2634836B1 (en) Separator including coating layer of inorganic and organic mixture, and battery including the same
US10693170B2 (en) Lithium air battery having multi-layered electrolyte membrane and manufacturing method thereof
KR100577502B1 (ko) 리튬이온 이차전지
US20140079873A1 (en) Method for producing electrode active material and electrode active material
JP5795646B2 (ja) セパレータ及びそれを備える電気化学素子
KR20130007740A (ko) 이차전지용 분리막 및 이의 제조방법
US20180097216A1 (en) Composite Separation Membrane for Lithium Secondary Battery and Manufacturing Method Therefor
JP2009517810A (ja) 有機無機複合多孔性分離膜及びこれを用いる電気化学素子
EP3696879B1 (en) Slurry composition for coating secondary battery separator and secondary battery separator using the same
KR101334888B1 (ko) 리튬 이차전지용 분리막 및 그 제조방법
CN112151728B (zh) 一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法、锂离子电池
CN111180642A (zh) 陶瓷隔离膜及其制备方法
CN114927831A (zh) 一种复合隔膜及其制备方法和锂离子电池
TW201351757A (zh) 電化學隔離膜結構及其製作方法
US20210175483A1 (en) Ceramic separator and method for manufacturing thereof
TW201539844A (zh) 具有經改善之壽命特性之二次電池
KR20210022098A (ko) 분리막, 분리막을 포함하는 전기화학 디바이스 및 분리막을 제조하는 방법
WO2023179550A1 (zh) 一种复合油基隔膜及其制备方法和二次电池
CN114171849B (zh) 一种核壳结构复合隔膜及其制备方法
CN114865225A (zh) 一种复合隔膜及其制备方法和锂离子电池
KR102005908B1 (ko) 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application