KR20130070170A - A separator having porous coating and electrochemical device containing the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A separator is provided to improve electrical quality and life by using porosity adsorbate and inorganic particle to form porous coating layer on the surface. CONSTITUTION: A separator comprises porous base material(1) having multiple pores, and a porous coating layer formed on the domain more than one kind among the pore of one side of the porous base material and the porous base material. The porous coating layer comprises multiple inorganic particles(2), porosity adsorbate(3), and ' binder fixing inorganic particle and porosity absorbent material. Moreover, electrochemical device comprises cathode, anode, and 'separator interposed between cathode and anode'.

Description

다공성 코팅층을 구비한 세퍼레이터 및 이를 포함한 전기화학소자{A separator having porous coating and electrochemical device containing the same}A separator having a porous coating layer and an electrochemical device including the same {A separator having porous coating and electrochemical device containing the same}

본 발명은 다공성 코팅층을 구비한 세퍼레이터 및 이를 포함한 전기화학소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다공성 흡착 물질과 무기물 입자를 사용하여 세퍼레이터의 표면 상에 다공성 코팅층을 형성하여 전기적 특성 및 수명특성을 개선한 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자에 관한 것이다.The present invention relates to a separator having a porous coating layer and an electrochemical device including the same. More specifically, the porous coating layer is formed on the surface of the separator using a porous adsorbent material and inorganic particles to improve electrical and life characteristics. It relates to a separator and an electrochemical device having the same.

최근 에너지 저장 기술에 대한 관심이 갈수록 높아지고 있다. 휴대폰, 캠코더 및 노트북 PC, 나아가서는 전기 자동차의 에너지까지 적용분야가 확대되면서 전기화학소자의 연구와 개발에 대한 노력이 점점 구체화되고 있다. 전기화학소자는 이러한 측면에서 가장 주목 받고 있는 분야이고 그 중에서도 충방전이 가능한 이차전지의 개발은 관심의 초점이 되고 있으며, 최근에는 이러한 전지를 개발함에 있어서 용량 밀도 및 비에너지를 향상시키기 위하여 새로운 전극과 전지의 설계에 대한 연구개발로 진행되고 있다.Recently, interest in energy storage technology is increasing. As the application fields of cell phones, camcorders, notebook PCs and even electric vehicles are expanding, efforts for research and development of electrochemical devices are becoming more and more specified. Electrochemical devices have attracted the greatest attention in this respect, among which the development of rechargeable secondary batteries has become a focus of attention. In recent years, in order to improve the capacity density and specific energy in developing such batteries, And research and development on the design of the battery.

현재 적용되고 있는 이차전지 중에서 1990 년대 초에 개발된 리튬 이차전지는 수용액 전해액을 사용하는 Ni-MH, Ni-Cd, 황산-납 전지 등의 재래식 전지에 비해서 작동 전압이 높고 에너지 밀도가 월등히 크다는 장점으로 각광을 받고 있다. 그러나 이러한 리튬 이온 전지는 유기 전해액을 사용하는 데 따르는 발화 및 폭발 등의 안전 문제가 존재하고, 제조가 까다로운 단점이 있다. 최근의 리튬 이온 고분자 전지는 이러한 리튬 이온 전지의 약점을 개선하여 차세대 전지의 하나로 꼽히고 있으나 아직까지 전지의 용량이 리튬 이온 전지와 비교하여 상대적으로 낮고, 특히 저온에서의 방전 용량이 불충분하여 이에 대한 개선이 시급히 요구되고 있다.Among the currently applied secondary batteries, the lithium secondary battery developed in the early 1990s has advantages such as higher operating voltage and higher energy density than conventional batteries such as Ni-MH, Ni-Cd and sulfuric acid-lead batteries using an aqueous electrolyte solution . However, such a lithium ion battery has safety problems such as ignition and explosion when using an organic electrolytic solution, and it is disadvantageous in that it is difficult to manufacture. Recently, the lithium ion polymer battery has been considered as one of the next generation batteries by improving the weakness of the lithium ion battery, but the capacity of the battery is still relatively lower than that of the lithium ion battery, and the discharge capacity is improved due to insufficient discharge capacity at low temperatures. This is urgently needed.

또한, 리튬 이차전지는 발전요소로서의 캐소드, 애노드, 세퍼레이터 및 전해질의 구성요소를 가지며, 상기 애노드 재료로서는 흑연계 물질이 대표적이며, 캐소드 재료로서는 리튬코발트 산화물, 인산철리튬, 리튬망간 산화물 등이 주로 사용되고 있다.In addition, the lithium secondary battery has components of a cathode, an anode, a separator, and an electrolyte as power generating elements, and the graphite material is representative of the anode material, and lithium cobalt oxide, lithium iron phosphate, lithium manganese oxide, etc. are mainly used as the cathode material. It is used.

리튬 전지의 작동과정에서, 상기 캐소드 재료 중 일부 금속 성분은 애노드 표면으로 이동하여 산화됨으로써 금속 산화물을 형성하게 된다. 이와 같이 형성된 애노드 표면 상의 금속 산화물로 인해 애노드 표면의 전기적 특성이 저하되어, 사이클 특성 및 수명 특성에 부정적인 영향을 끼치게 된다.In operation of a lithium battery, some metal components of the cathode material move to the anode surface and oxidize to form metal oxides. The metal oxide on the anode surface thus formed degrades the electrical properties of the anode surface, which negatively affects the cycle characteristics and the life characteristics.

따라서, 애노드 표면에서 석출되는 금속 산화물의 양을 저감시킬 필요가 있다.Therefore, it is necessary to reduce the amount of the metal oxide deposited on the anode surface.

본 발명이 해결하려는 과제는, 다공성 흡착 물질 및 무기물 입자를 사용하여 표면 상에 다공성 코팅층을 형성함으로써 전기적 특성 및 수명특성을 개선한 세퍼레이터를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a separator that improves the electrical and life characteristics by forming a porous coating layer on the surface using a porous adsorbent material and inorganic particles.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는 상기 세퍼레이터를 구비한 전기화학소자를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an electrochemical device having the separator.

본 발명의 일 측면에 따르면, According to one aspect of the invention,

다수의 기공을 갖는 다공성 기재; 및A porous substrate having a plurality of pores; And

상기 다공성 기재의 적어도 일면 및 상기 다공성 기재의 기공 중 1종 이상의 영역에 형성되어 있으며, 다수의 무기물 입자, 다공성 흡착 물질 및 상기 무기물 입자와 다공성 흡착성 물질을 연결 및 고정시키는 바인더를 포함하는 다공성 코팅층을 구비하는 세퍼레이터가 제공된다.A porous coating layer formed on at least one surface of the porous substrate and at least one region of pores of the porous substrate, the porous coating layer comprising a plurality of inorganic particles, a porous adsorbent material, and a binder connecting and fixing the inorganic particles and the porous adsorbent material; The separator provided is provided.

상기 다공성 흡착 물질은 활성탄, 실리카, 규조토, 활성알루미나, 활성백토, 유/무기 나노튜브 및 제올라이트로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. The porous adsorbent material may be selected from the group consisting of activated carbon, silica, diatomaceous earth, activated alumina, activated clay, organic / inorganic nanotubes and zeolites.

상기 다공성 흡착 물질의 기공 크기는 0.001 내지 1,000 nm일 수 있다.The pore size of the porous adsorbent material may be 0.001 to 1,000 nm.

상기 다공성 흡착 물질의 비표면적은 10 내지 10,000 ㎡/g 일 수 있다.The specific surface area of the porous adsorbent material may be 10 to 10,000 m 2 / g.

상기 다공성 흡착 물질의 평균입경은 0.01 내지 10 ㎛일 수 있다.The average particle diameter of the porous adsorbent material may be 0.01 to 10 ㎛.

상기 무기물 입자의 평균입경이 0.01 내지 10㎛일 수 있다.An average particle diameter of the inorganic particles may be 0.01 to 10㎛.

상기 무기물 입자는 유전율 상수가 5 이상인 무기물 입자, 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.The inorganic particles may be selected from the group consisting of inorganic particles having a dielectric constant of 5 or more, inorganic particles having lithium ion transporting ability, and mixtures thereof.

상기 유전율 상수가 5 이상인 무기물 입자는 BaTiO3, Pb(Zrx,Ti1-x)O3 (PZT, 0<x<1), Pb1 - xLaxZr1 -yTiyO3(PLZT, 0<x<1, 0<y<1), (1-x)Pb(Mg1 /3Nb2 /3)O3-xPbTiO3(PMN-PT, 0<x<1), 하프니아(HfO2), SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, SiO2, Y2O3, Al2O3, SiC 및 TiO2로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다.The inorganic particles having a dielectric constant of 5 or more include BaTiO 3 , Pb (Zr x , Ti 1-x ) O 3 (PZT, 0 <x <1), Pb 1 - x La x Zr 1 -y Ti y O 3 (PLZT hafnia, 0 <x <1, 0 <y <1), (1-x) Pb (Mg 1/3 Nb 2/3) O 3 -xPbTiO 3 (PMN-PT, 0 <x <1), ( HfO 2 ), SrTiO 3 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO 2 , SiO 2 , Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , SiC and TiO 2 , or any one thereof Mixtures of two or more of them.

상기 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자는 리튬포스페이트(Li3PO4), 리튬티타늄포스페이트(LixTiy(PO4)3, 0 < x < 2, 0 < y < 3), 리튬알루미늄티타늄포스페이트(LixAlyTiz(PO4)3, 0 < x < 2, 0 < y < 1, 0 < z < 3), (LiAlTiP)xOy 계열 글래스(0 < x < 4, 0 < y < 13), 리튬란탄티타네이트(LixLayTiO3, 0 < x < 2, 0 < y < 3), 리튬게르마니움티오포스페이트(LixGeyPzSw, 0 < x < 4, 0 < y < 1, 0 < z < 1, 0 < w < 5), 리튬나이트라이드(LixNy, 0 < x < 4, 0 < y < 2), SiS2 (LixSiySz, 0 < x < 3, 0 < y < 2, 0 < z < 4) 계열 글래스 및 P2S5 (LixPySz, 0 < x < 3, 0 < y < 3, 0 < z < 7) 계열 글래스로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다.The inorganic particles having a lithium ion transfer ability include lithium phosphate (Li 3 PO 4 ), lithium titanium phosphate (Li x Ti y (PO 4 ) 3 , 0 <x <2, 0 <y <3), and lithium aluminum titanium phosphate (Li x Al y Ti z (PO 4 ) 3 , 0 <x <2, 0 <y <1, 0 <z <3), (LiAlTiP) x O y series glass (0 <x <4, 0 <y <13), lithium lanthanum titanate (Li x La y TiO 3 , 0 <x <2, 0 <y <3), lithium germanium thiophosphate (Li x Ge y P z S w , 0 <x <4 , 0 <y <1, 0 <z <1, 0 <w <5), lithium nitride (Li x N y , 0 <x <4, 0 <y <2), SiS 2 (Li x Si y S z , 0 <x <3, 0 <y <2, 0 <z <4) series glass and P 2 S 5 (Li x P y S z , 0 <x <3, 0 <y <3, 0 <z <7) It may be any one selected from the group consisting of series glass or a mixture of two or more thereof.

상기 바인더는 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌 (polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate), 폴리부틸아크릴레이트 (polybutylacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드 (polyethylene oxide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 셀룰로오스 아세테이트 (cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸플루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜 (cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스 (cyanoethylsucrose), 플루란 (pullulan) 및 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다.The binder is polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene, polymethylmethacrylate, polymethylmethacrylate, poly Butyl acrylate (polybutylacrylate), polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinylacetate, ethylene vinyl acetate copolymer (polyethylene-co-vinyl acetate), polyethylene oxide ), Polyarylate, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethylpullulan, cyanoethylpoly Vinyl alcohol (cyanoethylpolyvinylalcohol), Cyanoethylcellulose, cyanoethylsucrose, pullulan, and carboxyl methyl cellulose, or any one or a mixture of two or more thereof.

상기 다공성 흡착 물질의 함량은 무기물 입자 및 바인더 고분자의 총합 100 중량부에 대하여 5 내지 95 중량부일 수 있다.The content of the porous adsorbent material may be 5 to 95 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the inorganic particles and the binder polymer.

상기 무기물입자와 바인더의 중량비는 50:50 내지 99:1일 수 있다.The weight ratio of the inorganic particles and the binder may be 50:50 to 99: 1.

상기 다공성 기재는 폴리올레핀계 다공성 막 또는 부직포일 수 있다. The porous substrate may be a polyolefin-based porous membrane or nonwoven fabric.

상기 다공성 기재는 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트 (polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 폴리페닐렌설파이드로(polyphenylenesulfidro) 및 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 형성될 수 있다.The porous substrate is a high density polyethylene, low density polyethylene, linear low density polyethylene, ultra high molecular weight polyethylene, polypropylene polyethylene terephthalate (polyethyleneterephthalate), polybutylene terephthalate (polybutyleneterephthalate), polyester (polyester), polyacetal (polyacetal), polyamide (polyamide), polycarbonate, polyimide, polyetheretherketone, polyethersulfone, polyphenyleneoxide, polyphenylenesulfidro and polyethylenenaphthalene It may be formed of any one selected from the group consisting of (polyethylenenaphthalene) or a mixture of two or more thereof.

본 발명의 다른 측면에 따르면,According to another aspect of the present invention,

캐소드, 애노드, 상기 캐소드 및 애노드 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전기화학소자에 있어서, 상기 세퍼레이터가 전술한 세퍼레이터인 것을 특징으로 하는 전기화학소자가 제공된다.There is provided an electrochemical device comprising a cathode, an anode, and a separator interposed between the cathode and the anode, wherein the separator is the separator described above.

상기 전기화학소자는 리튬 이차전지일 수 있다.The electrochemical device may be a lithium secondary battery.

다공성 흡착 물질과 무기물 입자를 포함하는 다공성 코팅층을 구비한 세퍼레이터를 전기화학소자에 사용하는 경우, 캐소드에서 나온 금속 성분이 세퍼레이터의 다공성 코팅층 중의 다공성 흡착 물질에 의해 포착됨으로써 애노드나 애노드면에서 상기 금속 성분이 석출되는 것을 억제하게 된다. 따라서 애노드의 효율이 저하되는 것을 방지하여 상기 전기화학 소자의 전기적 특성 및 수명 특성 등을 개선하게 된다.When a separator having a porous coating layer containing a porous adsorption material and inorganic particles is used in an electrochemical device, the metal component from the cathode is trapped by the porous adsorption material in the porous coating layer of the separator so that the metal component at the anode or the anode surface. This precipitation is suppressed. Therefore, the efficiency of the anode is prevented from being lowered, thereby improving the electrical characteristics and life characteristics of the electrochemical device.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세퍼레이터를 도시한 개략도이다.
도 2는 종래의 세퍼레이터가 애노드와 접촉한 상태를 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세퍼레이터가 애노드와 접촉한 상태를 도시한 개략도이다.
1 is a schematic diagram illustrating a separator according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram showing a state where a conventional separator is in contact with an anode.
3 is a schematic diagram illustrating a state in which a separator contacts an anode according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명의 일 측면에 따른 세퍼레이터는, According to an aspect of the present invention,

다수의 기공을 갖는 다공성 기재; 및A porous substrate having a plurality of pores; And

상기 다공성 기재의 적어도 일면 및 상기 다공성 기재의 기공 중 1종 이상의 영역에 형성되어 있으며, 다수의 무기물 입자, 다공성 흡착 물질 및 상기 무기물 입자와 다공성 흡착성 물질을 연결 및 고정시키는 바인더를 포함하는 다공성 코팅층을 구비한다.A porous coating layer formed on at least one surface of the porous substrate and at least one region of pores of the porous substrate, the porous coating layer comprising a plurality of inorganic particles, a porous adsorbent material, and a binder connecting and fixing the inorganic particles and the porous adsorbent material; Equipped.

상기 다공성 흡착 물질과 무기물 입자를 포함하는 다공성 코팅층을 세퍼레이터의 적어도 일면 상에 형성하면, 캐소드에서 발생한 금속 성분이 애노드 표면에서 산화반응의 결과물로 석출되지 않고, 상기 다공성 코팅층 내를 통과하는 도중에 다공성 흡착 물질의 미세 다공 내로 흡착된다. 따라서 애노드의 표면에서 금속 산화물이 석출되는 것을 억제하게 되며, 그에 따라 전기화학소자의 전기적 특성 및 수명 특성을 개선하게 된다.When the porous coating layer including the porous adsorbent material and the inorganic particles is formed on at least one surface of the separator, the metal component generated at the cathode does not precipitate as a result of the oxidation reaction on the anode surface, and porous adsorption is performed while passing through the porous coating layer. Adsorbed into the fine pores of the material. Therefore, the precipitation of metal oxides on the surface of the anode is suppressed, thereby improving the electrical and life characteristics of the electrochemical device.

상기 다공성 코팅층에 적용되는 무기물 입자는 평균입경이 0.01 내지 10㎛인 것을 사용할 수 있다. 또한 이들 무기물 입자는 전기화학적으로 안정하기만 하면 특별히 제한되지 않는다. 즉, 상기 무기물 입자는 적용되는 전기화학소자의 작동 전압 범위(예컨대, Li/Li+ 기준으로 0~5V)에서 산화 및/또는 환원 반응이 일어나지 않는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 특히, 이온 전달 능력이 있는 무기물 입자를 사용하는 경우 전기화학소자 내의 이온 전도도를 높여 성능 향상을 도모할 수 있다.The inorganic particles applied to the porous coating layer may be used having an average particle diameter of 0.01 to 10㎛. These inorganic particles are not particularly limited as long as they are electrochemically stable. That is, the inorganic particles are not particularly limited as long as the inorganic particles are not oxidized and / or reduced in the operating voltage range (for example, 0 to 5 V on the basis of Li / Li + ). In particular, in the case of using the inorganic particles having the ion transport ability, it is possible to improve the performance by increasing the ion conductivity in the electrochemical device.

또한, 상기 무기물 입자로서 유전율이 높은 무기물 입자를 사용하는 경우, 액체 전해질 내 전해질 염, 예컨대 리튬염의 해리도 증가에 기여하여 전해액의 이온 전도도를 향상시킬 수 있다.Further, when inorganic particles having a high dielectric constant are used as the inorganic particles, dissociation of an electrolyte salt, for example, a lithium salt in the liquid electrolyte, can also contribute to enhance the ionic conductivity of the electrolyte.

전술한 이유들로 인해, 상기 무기물 입자는 유전율 상수가 5 이상, 또는 10 이상인 고유전율 무기물 입자, 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.For the foregoing reasons, the inorganic particles may include high dielectric constant inorganic particles having a dielectric constant of 5 or more, or 10 or more, inorganic particles having a lithium ion transfer ability, or a mixture thereof.

상기 유전율 상수가 5 이상인 무기물 입자의 비제한적인 예로는 BaTiO3, Pb(ZrxTi1-x)O3 (PZT, 여기서 0 < x < 1), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3 (PLZT, 여기서, 0 < x < 1, 0 < y < 1임), (1-x)Pb(Mg1 /3Nb2 /3)O3-xPbTiO3 (PMN-PT, 여기서 0 < x < 1), 하프니아(HfO2), SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, Al2O3, SiC, TiO2 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다Non-limiting examples of the inorganic particles having a dielectric constant of 5 or more include BaTiO 3 , Pb (Zr x Ti 1-x ) O 3 (PZT, where 0 <x <1) and Pb 1-x La x Zr 1-y Ti y O 3 (PLZT, where, 0 <x <1, 0 <y <1 Im), (1-x) Pb (Mg 1/3 Nb 2/3) O 3 -xPbTiO 3 (PMN-PT, where 0 <x <1), hafnia (HfO 2 ), SrTiO 3 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO 2 , Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , SiC, TiO 2, etc. It can be used individually or in mixture of 2 or more types.

특히, 전술한 BaTiO3, Pb(ZrxTi1-x)O3 (PZT, 여기서 0 < x < 1), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3 (PLZT, 여기서, 0 < x < 1, 0 < y < 1임), (1-x)Pb(Mg1 /3Nb2 /3)O3-xPbTiO3 (PMN-PT, 여기서 0 < x < 1), 하프니아(HfO2)와 같은 무기물 입자들은 유전율 상수 100 이상인 고유전율 특성을 나타낼 뿐만 아니라, 일정 압력을 인가하여 인장 또는 압축되는 경우 전하가 발생하여 양쪽 면 간에 전위차가 발생하는 압전성(piezoelectricity)을 가짐으로써, 외부 충격에 의한 양(兩) 전극의 내부 단락 발생을 방지하여 전기화학소자의 안전성 향상을 도모할 수 있다. 또한, 전술한 고유전율 무기물 입자와 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자들을 혼용할 경우 이들의 상승 효과는 배가될 수 있다.In particular, BaTiO 3 , Pb (Zr x Ti 1-x ) O 3 (PZT, where 0 <x <1), Pb 1-x La x Zr 1-y Ti y O 3 (PLZT, where 0 < x <1, 0 <y < 1 Im), (1-x) Pb (Mg 1/3 Nb 2/3) O 3 -xPbTiO 3 (PMN-PT, where 0 <x <1), hafnia (HfO Inorganic particles such as 2 ) not only exhibit high dielectric constant characteristics of dielectric constant above 100, but also have piezoelectricity in which electric charges are generated when a tension or tension is applied under a constant pressure, thereby causing a potential difference between both surfaces. The internal short circuit of the positive electrode can be prevented from occurring, and the safety of the electrochemical device can be improved. Further, when the above-mentioned high-permittivity inorganic particles and inorganic particles having lithium ion transferring ability are mixed, their synergistic effect can be doubled.

상기 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자는 리튬 원소를 함유하되 리튬을 저장하지 아니하고 리튬 이온을 이동시키는 기능을 갖는 무기물 입자를 지칭하는 것으로서, 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자는 입자 구조 내부에 존재하는 일종의 결함(defect)으로 인해 리튬 이온을 전달 및 이동시킬 수 있기 때문에, 전지 내 리튬 이온 전도도가 향상되고, 이로 인해 전지 성능 향상을 도모할 수 있다. 상기 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자의 비제한적인 예로는 리튬포스페이트(Li3PO4), 리튬티타늄포스페이트(LixTiy(PO4)3, 0 < x < 2, 0 < y < 3), 리튬알루미늄티타늄포스페이트(LixAlyTiz(PO4)3, 0 < x < 2, 0 < y < 1, 0 < z < 3), 14Li2O-9Al2O3-38TiO2-39P2O5 등과 같은 (LiAlTiP)xOy 계열 glass (0 < x < 4, 0 < y < 13), 리튬란탄티타네이트(LixLayTiO3, 0 < x < 2, 0 < y < 3), Li3.25Ge0.25P0.75S4 등과 같은 리튬게르마니움티오포스페이트(LixGeyPzSw, 0 < x < 4, 0 < y < 1, 0 < z < 1, 0 < w < 5), Li3N 등과 같은 리튬나이트라이드(LixNy, 0 < x < 4, 0 < y < 2), Li3PO4-Li2S-SiS2 등과 같은 SiS2 계열 글래스(LixSiySz, 0 < x < 3, 0 < y < 2, 0 < z < 4), LiI-Li2S-P2S5 등과 같은 P2S5 계열 글래스(LixPySz, 0 < x < 3, 0 < y < 3, 0 < z < 7) 또는 이들의 혼합물 등이 있다.The inorganic particles having the lithium ion transferring ability refer to inorganic particles that contain a lithium element but do not store lithium but have a function of transferring lithium ions. The inorganic particles having lithium ion transferring ability exist in the particle structure Since lithium ions can be transferred and transferred due to a kind of defect, the lithium ion conductivity in the battery can be improved and the battery performance can be improved. Examples of the inorganic particles having lithium ion transferring ability include lithium phosphate (Li 3 PO 4 ), lithium titanium phosphate (Li x Ti y (PO 4 ) 3 , 0 <x <2, 0 <y < (Li x Al y Ti z (PO 4 ) 3 , 0 <x <2, 0 <y <1, 0 <z <3), 14Li 2 O-9Al 2 O 3 -38TiO 2 -39P 2 O 5 Such as (LiAlTiP) x O y series glass (0 <x <4, 0 <y <13), lithium lanthanum titanate (Li x La y TiO 3 , 0 <x <2, 0 <y <3), Li Lithium germanium thiophosphate such as 3.25 Ge 0.25 P 0.75 S 4, etc. (Li x Ge y P z S w , 0 <x <4, 0 <y <1, 0 <z <1, 0 <w <5), Lithium nitride, such as Li 3 N (Li x N y , 0 <x <4, 0 <y <2), Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 SiS 2 based glass, such as (Li x Si y S z, 0 <x <3, 0 <y <2, 0 <z <4), LiI-Li 2 SP 2 S 5 There is P 2 S 5 based glass (Li x P y S z, 0 <x <3, 0 <y <3, 0 <z <7) or a mixture thereof as such.

상기 무기물 입자과 함께 다공성 코팅층을 구성하는 다공성 흡착 물질은 미세다공을 가짐으로써 캐소드로부터 방출되는 금속이나 기타 전지 작동중에 발생하는 불순물을 흡착할 수 있는 성질을 가지고, 무기물 입자와 혼합되어 다공성 코팅층을 형성할 수 있는 물질이라면 제한없이 사용될 수 있다. 이러한 다공성 흡착 물질의 비제한적인 예로서, 활성탄, 실리카, 규조토, 활성알루미나, 활성백토, 유/무기 나노튜브 및 제올라이트 등이 있다. 이때, 상기 유/무기 나노튜브로는 길이가 1 ㎛ 이하이고, 금속 또는 기체에 대한 흡착 특성이 있는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있다. 구체적으로 상기 유/무기 나노튜브로는 탄소나노튜브, 이모골라이트 등이 있으나, 여기에 한정되지는 않는다. The porous adsorbent material constituting the porous coating layer together with the inorganic particles has a property of adsorbing metals or other impurities generated during operation of the battery by having micropores, and mixed with the inorganic particles to form a porous coating layer. Any material that can be used can be used without limitation. Non-limiting examples of such porous adsorbent materials include activated carbon, silica, diatomaceous earth, activated alumina, activated clay, organic / inorganic nanotubes and zeolites. In this case, the organic / inorganic nanotubes may be used without limitation as long as they have a length of 1 μm or less and have adsorption characteristics for metals or gases. Specifically, the organic / inorganic nanotubes include carbon nanotubes, imogolite, but are not limited thereto.

상기 다공성 흡착 물질의 기공 크기는 흡착 대상 물질의 구체적인 크기에 의해 범위가 결정될 수 있으며, 통상 마이크로 단위 이하로 형성되며, 예를 들어 0.001 내지 1,000 nm, 또는 0.01 내지 100 nm일 수 있다. 상기 다공성 흡착 물질의 기공 크기가 이러한 범위를 만족하는 경우, 캐소드에서 방출되어 애노드 쪽으로 유입되고, 통상 0.001 내지 1,000 nm 크기의 금속 등의 불순물을 애노드 표면에 이르기 전에 포착함으로써, 애노드 면에서의 금속 석출을 미연에 방지할 수 있다. The pore size of the porous adsorption material may be determined by the specific size of the material to be adsorbed, and is usually formed in micro units or less, for example, may be 0.001 to 1,000 nm, or 0.01 to 100 nm. When the pore size of the porous adsorbent material satisfies this range, it is released from the cathode and introduced to the anode, and metals are deposited on the anode surface by capturing impurities such as metals of 0.001 to 1,000 nm size before reaching the anode surface. Can be prevented in advance.

또한, 상기 다공성 흡착 물질의 비표면적은 흡착 가능한 금속 불순물의 용량을 나타내는 지표가 될 수 있으며, 예를 들어, 10 내지 10,000 ㎡/g, 또는 100 내지 1,000 ㎡/g이다. 상기 비표면적이 이러한 범위를 만족하는 경우, 기존 무기물 입자층의 안정성 향상 기능을 보존하면서, 추가로 금속 입자가 애노드쪽으로 석출되기 전에 충분히 흡착함으로써, 전지의 용량 감소 등의 성능 저하를 방지할 수 있다. In addition, the specific surface area of the porous adsorbent material may be an indicator of the capacity of the adsorbable metal impurities, for example, 10 to 10,000 m 2 / g, or 100 to 1,000 m 2 / g. When the specific surface area satisfies such a range, while preserving the stability improving function of the existing inorganic particle layer, by adsorbing sufficiently before the metal particles are precipitated toward the anode, it is possible to prevent performance degradation such as a decrease in capacity of the battery.

또한 상기 다공성 흡착 물질의 평균입경은 0.01 내지 10 ㎛, 또는 0.1 내지 1 ㎛일 수 있다. 상기 평균입경이 이러한 범위를 만족하는 경우, 무기물 입자와 함께 다공성 코팅층을 형성하면서, 다공성 코팅층의 기공 특성과 세퍼레이터의 안정성을 유지할 수 있으며, 캐소드 쪽으로부터 유입된 메탈이 충분히 치밀한 다공성 코팅층에서 머물면서 다공성 흡착 물질로 포착되어, 애노드 쪽 표면에서의 석출을 방지하여 전지 성능을 개선할 수 있다.In addition, the average particle diameter of the porous adsorbent material may be 0.01 to 10 ㎛, or 0.1 to 1 ㎛. When the average particle diameter satisfies this range, the porous coating layer is formed together with the inorganic particles, the pore characteristics of the porous coating layer and the stability of the separator can be maintained, and the metal introduced from the cathode side stays in the porous coating layer which is sufficiently dense and porous. It is trapped by the adsorbent material and can prevent precipitation on the anode side surface, thereby improving battery performance.

상기와 같이 다공성 흡착 물질과 무기물 입자는 상기 세퍼레이터의 적어도 일면상에서 다공성 코팅층을 형성하게 되는 바, 이들을 세퍼레이터에 결합시키기 위하여 바인더를 사용한다.As described above, the porous adsorbent material and the inorganic particles form a porous coating layer on at least one surface of the separator, and a binder is used to bind them to the separator.

본 발명의 일 측면에 따른 세퍼레이터에 있어서, 다공성 코팅층 형성에 사용되는 바인더로는 당 업계에서 다공성 코팅층 형성에 통상적으로 사용되는 고분자를 사용할 수 있다. 특히, 유리 전이 온도(glass transition temperature, Tg)가 -200 내지 200℃인 고분자를 사용할 수 있는데, 이는 최종적으로 형성되는 다공성 코팅층의 유연성 및 탄성 등과 같은 기계적 물성을 향상시킬 수 있기 때문이다. 이러한 바인더는 무기물 입자들 사이를 연결 및 안정하게 고정시켜주는 바인더 역할을 충실히 수행함으로써, 다공성 코팅층이 도입된 세퍼레이터의 기계적 물성 저하 방지에 기여한다.In the separator according to one aspect of the present invention, the binder used for forming the porous coating layer may be a polymer commonly used in the art for forming a porous coating layer. In particular, a polymer having a glass transition temperature (T g ) of −200 to 200 ° C. may be used because it may improve mechanical properties such as flexibility and elasticity of the finally formed porous coating layer. Such a binder faithfully plays a role of a binder for stably connecting and stably separating inorganic particles, thereby contributing to preventing mechanical property degradation of the separator into which the porous coating layer is introduced.

또한, 바인더는 이온 전도 능력을 반드시 가질 필요는 없으나, 이온 전도 능력을 갖는 고분자를 사용할 경우 전기화학소자의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 따라서, 바인더는 가능한 유전율 상수가 높은 것을 사용할 수 있다. 실제로 전해액에서 염의 해리도는 전해액 용매의 유전율 상수에 의존하기 때문에, 상기 고분자의 유전율 상수가 높을수록 전해질에서의 염 해리도를 향상시킬 수 있다. 이러한 바인더의 유전율 상수는 1.0 내지 100 (측정 주파수 = 1 kHz) 범위가 사용 가능하며, 특히 10 이상일 수 있다.In addition, the binder does not necessarily have an ion conducting ability, but when a polymer having an ion conducting ability is used, the performance of the electrochemical device may be further improved. Therefore, the binder may use one with the highest possible dielectric constant. In fact, since the degree of dissociation of the salt in the electrolyte depends on the permittivity constant of the electrolyte solvent, the higher the dielectric constant of the polymer, the higher the dissociation of salt in the electrolyte. The dielectric constant of such a binder can be in the range of 1.0 to 100 (measuring frequency = 1 kHz), in particular 10 or more.

전술한 기능 이외에, 바인더는 액체 전해액 함침시 겔화됨으로써 높은 전해액 팽윤도(degree of swelling)를 나타낼 수 있는 특징을 가질 수 있다. 이에 따라, 바인더의 용해도 지수는 15 내지 45 MPa1/2 또는 15 내지 25 MPa1/2 및 30 내지 45 MPa1/2 범위이다. 따라서, 폴리올레핀류와 같은 소수성 고분자들보다는 극성기를 많이 갖는 친수성 고분자들이 더 사용될 수 있다. 용해도 지수가 15 MPa1/2 미만 및 45 MPa1/2를 초과할 경우, 통상적인 전지용 액체 전해액에 의해 팽윤(swelling)되기 어려울 수 있기 때문이다.In addition to the functions described above, the binder may have a feature that can exhibit a high degree of swelling of the electrolyte by gelling upon impregnation of the liquid electrolyte. Accordingly, the solubility index of the binder is in the range of 15 to 45 MPa 1/2 or 15 to 25 MPa 1/2 and 30 to 45 MPa 1/2 . Therefore, hydrophilic polymers having many polar groups can be used more than hydrophobic polymers such as polyolefins. If the solubility index is less than 15 MPa &lt; 1/2 &gt; and more than 45 MPa &lt; 1/2 &gt;, it may be difficult to swell by a common battery liquid electrolyte.

이러한 바인더의 비제한적인 예로는 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌 (polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate), 폴리부틸아크릴레이트 (polybutylacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드 (polyethylene oxide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 셀룰로오스 아세테이트 (cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸플루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜 (cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스 (cyanoethylsucrose), 플루란 (pullulan) 및 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose)등을 들 수 있다.Non-limiting examples of such binders include polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene, polymethylmethacrylate. (polymethylmethacrylate), polybutylacrylate, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinylacetate, ethylene vinyl acetate copolymer (polyethylene-co-vinyl acetate), Polyethylene oxide, polyarylate, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethylpullulan Cyanoethyl Polyvinyl Alcohol cyanoethylpolyvinylalcohol, cyanoethylcellulose, cyanoethylsucrose, pullulan, and carboxyl methyl cellulose.

상기 무기물 입자와 바인더의 중량비는 50:50 내지 99:1, 또는 60:40 내지 90:10, 또는 70:30 내지 80:20일 수 있다. The weight ratio of the inorganic particles to the binder may be 50:50 to 99: 1, or 60:40 to 90:10, or 70:30 to 80:20.

상기 다공성 흡착 물질의 함량은, 예를 들면 무기물 입자 및 바인더 고분자의 총합 100 중량부에 대하여 5 내지 95 중량부, 10 내지 90 중량부일 수 있다.The content of the porous adsorbent material may be, for example, 5 to 95 parts by weight and 10 to 90 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the inorganic particles and the binder polymer.

상기 다공성 흡착 물질의 함량이 이러한 범위를 만족하는 경우, 흡착 효과를 충분히 발현하여 전지 성능을 향상시킬 수 있고, 다공성 코팅층에 의한 세퍼레이터의 안전성 개선을 확보할 수 있다.When the content of the porous adsorption material satisfies this range, the adsorption effect may be sufficiently expressed to improve battery performance, and safety improvement of the separator by the porous coating layer may be ensured.

또한, 다공성 흡착 물질, 무기물 입자, 및 바인더로 구성되는 다공성 코팅층의 두께는 특별한 제한이 없으나, 0.01 내지 20㎛ 범위일 수 있다. 또한, 상기 다공성 코팅층의 기공 크기 및 기공도 역시 특별한 제한이 없으나, 기공 크기는 0.01 내지 10㎛ 범위일 수 있고, 기공도는 5 내지 90% 범위일 수 있다.In addition, the thickness of the porous coating layer composed of the porous adsorbent material, the inorganic particles, and the binder is not particularly limited, but may be in the range of 0.01 to 20 μm. Also, the pore size and porosity of the porous coating layer are not particularly limited, but the pore size may be in the range of 0.01 to 10 μm, and the porosity may be in the range of 5 to 90%.

또한, 본 발명의 세퍼레이터에 있어서, 다공성 코팅층이 형성되는 다공성 기재로는 통상적으로 전기화학소자에 사용되는 다공성 기재라면 모두 사용이 가능하고, 예를 들면 폴리올레핀계 다공성 막(membrane) 또는 부직포를 사용할 수 있으나, 이에 특별히 한정되는 것은 아니다.In addition, in the separator of the present invention, any porous substrate commonly used for an electrochemical device may be used as the porous substrate on which the porous coating layer is formed. For example, a polyolefin-based porous membrane or a nonwoven fabric may be used. However, the present invention is not particularly limited thereto.

상기 폴리올레핀계 다공성 막의 예로는, 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리펜텐 등의 폴리올레핀계 고분자를 각각 단독으로 또는 이들을 혼합한 고분자로 형성한 막(membrane)을 들 수 있다.Examples of the polyolefin-based porous film include polyolefin-based polymers such as polyethylene, polypropylene, polybutylene, and polypentene, such as high density polyethylene, linear low density polyethylene, low density polyethylene and ultra high molecular weight polyethylene, One membrane can be mentioned.

상기 부직포로는 폴리올레핀계 부직포 외에 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 폴리페닐렌설파이드로(polyphenylenesulfidro), 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene) 등을 각각 단독으로 또는 이들을 혼합한 고분자로 형성한 부직포를 들 수 있다. 부직포의 구조는 장섬유로 구성된 스폰본드 부직포 또는 멜트 블로운 부직포일 수 있다.The nonwoven fabric may be, for example, polyethylene terephthalate, polybutyleneterephthalate, polyester, polyacetal, polyamide, polycarbonate, or polycarbonate. ), Polyimide, polyetheretherketone, polyethersulfone, polyphenyleneoxide, polyphenylenesulfidro, polyethylenenaphthalene, etc. Or the nonwoven fabric formed from the polymer which mixed these is mentioned. The structure of the nonwoven fabric may be a spun bond nonwoven fabric or a meltblown nonwoven fabric composed of long fibers.

상기 다공성 기재의 두께는 특별히 제한되지 않으나, 5 내지 50㎛일 수 있고, 다공성 기재에 존재하는 기공 크기 및 기공도 역시 특별히 제한되지 않으나 각각 0.01 내지 50㎛ 및 10 내지 95%일 수 있다. The thickness of the porous substrate is not particularly limited, but may be 5 to 50 μm, and the pore size and pore present in the porous substrate are also not particularly limited, but may be 0.01 to 50 μm and 10 to 95%, respectively.

상기 다공성 코팅층에서는 바인더가 무기물 입자들 및 다공성 흡착 물질들이 서로 결착된 상태를 유지할 수 있도록 이들을 서로 부착(즉, 바인더가 무기물 입자와 다공성 흡착물질 사이를 연결 및 고정)시키고 있으며, 또한 다공성 코팅층은 바인더에 의해 다공성 기재와 결착된 상태를 유지한다. 다공성 코팅층의 무기물 입자와 다공성 흡착 물질들은 실질적으로 서로 접촉한 상태로 최밀 충전된 구조로 존재하며, 무기물 입자들과 다공성 흡착 물질들이 접촉된 상태에서 생기는 틈새 공간(interstitial volume)이 다공성 코팅층의 기공이 된다.In the porous coating layer, the binder is attached to each other (ie, the binder is connected and fixed between the inorganic particles and the porous adsorbent material) so that the inorganic particles and the porous adsorbent materials are bound to each other, and the porous coating layer is a binder. By maintaining the state bound to the porous substrate. The inorganic particles and the porous adsorbent materials of the porous coating layer are present in the closest packed structure in substantially contact with each other, and the interstitial volume generated when the inorganic particles and the porous adsorbent materials are in contact with each other causes pores of the porous coating layer. do.

본 발명의 일 측면에 따른 세퍼레이터는 다공성 코팅층 성분으로 전술한 무기물 입자, 다공성 흡착 물질 및 바인더 이외에, 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.The separator according to an aspect of the present invention may further include other additives in addition to the above-described inorganic particles, porous adsorbents and binders as the porous coating layer component.

상기 첨가제로는 전기화학소자의 작동이나 성능 향상에 필수적으로 또는 부가적으로 요구되는 물질로서, 작동 과정에 소모됨으로 인해 지속적인 보충을 요하는 물질이라면 특별히 제한을 두지 않고 적용될 수 있다.The additive is not particularly limited as long as it is a substance required or additionally required for the operation or performance improvement of the electrochemical device and is continuously consumed due to consumption in the operation process.

이러한 전기화학소자 성능 개선 첨가제의 비제한적인 예로는, 고체 전해질 계면 형성용 첨가제, 전지 부반응 억제 첨가제, 열안정성 개선 첨가제, 과충전 억제 첨가제 등 중 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다. Non-limiting examples of such an electrochemical device performance improvement additive may include any one or a mixture of two or more thereof, such as an additive for forming a solid electrolyte interface, an additive for inhibiting battery side reaction, an additive for improving thermal stability, an additive for inhibiting overcharge, and the like. .

상기 고체 전해질 계면 형성용 첨가제로는 비닐렌 카보네이트, 비닐에틸렌 카보네이트, 플루오로에틸렌 카보네이트, 환형 설파이트, 포화 설톤, 불포화 설톤, 비환형 설폰, 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있으나, 여기에 한정되지는 않는다.The additive for forming the solid electrolyte interface may be any one selected from the group consisting of vinylene carbonate, vinylethylene carbonate, fluoroethylene carbonate, cyclic sulfite, saturated sultone, unsaturated sultone, acyclic sulfone, and derivatives thereof. Mixtures of two or more of them may be used, but are not limited thereto.

상기 환형 설파이트로는 에틸렌 설파이트, 메틸 에틸렌 설파이트, 에틸 에틸렌 설파이트, 4,5-디메틸 에틸렌 설파이트, 4,5-디에틸 에틸렌 설파이트, 프로필렌 설파이트, 4,5-디메틸 프로필렌 설파이트, 4,5-디에틸 프로필렌 설파이트, 4,6-디메틸 프로필렌 설파이트, 4,6-디에틸 프로필렌 설파이트, 1,3-부틸렌 글리콜 설파이트 등을 들 수 있으며, 포화 설톤으로는 1,3-프로판 설톤, 1,4-부탄 설톤 등을 들 수 있으며, 불포화 설톤으로는 에텐 설톤, 1,3-프로펜 설톤, 1,4-부텐 설톤, 1-메틸-1,3-프로펜 설톤 등을 들 수 있으며, 비환형 설폰으로는 디비닐 설폰, 디메틸 설폰, 디에틸 설폰, 메틸에틸 설폰, 메틸비닐 설폰 등을 들 수 있다.The cyclic sulfites include ethylene sulfite, methyl ethylene sulfite, ethyl ethylene sulfite, 4,5-dimethyl ethylene sulfite, 4,5-diethyl ethylene sulfite, propylene sulfite, 4,5-dimethyl propylene sulfide Pite, 4,5-diethyl propylene sulfite, 4,6-dimethyl propylene sulfite, 4,6-diethyl propylene sulfite, 1,3-butylene glycol sulfite, and the like. 1,3-propane sultone, 1,4-butane sultone, and the like, and unsaturated sultone include ethene sultone, 1,3-propene sultone, 1,4-butene sultone, 1-methyl-1,3-prop Pen sulfone etc. are mentioned, As acyclic sulfone, divinyl sulfone, dimethyl sulfone, diethyl sulfone, methyl ethyl sulfone, methyl vinyl sulfone, etc. are mentioned.

상기 전지 부반응 억제 첨가제로는 에틸렌디아민테트라아세트산, 테트라메틸에틸렌디아민, 피리딘, 디피리딜, 에틸비스(디페닐포스핀), 부티로니트릴, 숙시노니트릴, 아이오딘(iodine), 할로겐화 암모늄, 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있으나, 여기에 한정되지는 않는다. The battery side reaction inhibitory additives include ethylenediaminetetraacetic acid, tetramethylethylenediamine, pyridine, dipyridyl, ethylbis (diphenylphosphine), butyronitrile, succinonitrile, iodine, ammonium halide, and One or a mixture of two or more thereof selected from the group consisting of derivatives thereof may be used, but is not limited thereto.

상기 열안정성 개선 첨가제로는 헥사메틸디실록산, 헥사메톡시시클로트리포스파젠, 헥사메틸포스포르아미드, 시클로헥실벤젠, 비페닐, 디메틸피롤, 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있으나, 여기에 한정되지 않는다.Examples of the thermostability-improving additive include one or two or more selected from the group consisting of hexamethyldisiloxane, hexamethoxycyclotriphosphazene, hexamethylphosphoramide, cyclohexylbenzene, biphenyl, dimethylpyrrole, and derivatives thereof But are not limited thereto.

상기 과충전 억제 첨가제로는 n-부틸페로센, 할로겐 치환 벤젠 유도체, 시클로헥실벤젠, 및 비페닐로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있으나, 여기에 한정되지 않는다.The overcharge inhibiting additive may be one or a mixture of two or more selected from the group consisting of n-butyl ferrocene, a halogen substituted benzene derivative, cyclohexylbenzene, and biphenyl, but is not limited thereto.

상기 전기화학소자 성능 개선 첨가제의 예로서 각 화합물들의 유도체로는 각 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자 중 적어도 1개가 할로겐으로 치환된 화합물을 포함한다.As an example of the electrochemical device performance improving additive, derivatives of the compounds include compounds in which at least one of hydrogen atoms bonded to carbon atoms of each compound is substituted with halogen.

상기 전기화학소자 성능 개선 첨가제의 함량은 무기물 입자 및 바인더의 총합 100 중량부에 대하여 2 내지 20 중량부, 또는 4 내지 18 중량부, 또는 6 내지 15 중량부일 수 있다. The content of the electrochemical device performance improving additive may be 2 to 20 parts by weight, 4 to 18 parts by weight, or 6 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the inorganic particles and the binder.

상기 첨가제의 함량이 이러한 범위를 만족하는 경우, 첨가의 효과를 충분히 발현하고, 과잉의 첨가제가 방출되어 부반응이 일어나는 문제가 방지되며, 전지의 사이클이 일찍 퇴화되는 현상을 방지할 수 있다. When the content of the additive satisfies the above range, the effect of the addition is sufficiently exhibited, the excessive additive is released to prevent the side reaction, and the cycle of the battery can be prevented from being degenerated early.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세퍼레이터를 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram illustrating a separator according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 측면에 따른 세퍼레이터는 다공성 기재 (1)의 일면 또는 양면에 무기물 입자(2), 다공성 흡착 물질(3)과 바인더(미도시)로 이루어진 다공성 코팅층이 형성될 수 있다. 상기 무기물 입자들(2) 사이의 빈 공간에는 상술한 바와 같은 첨가제가 더 존재할 수 있다.Referring to FIG. 1, a separator according to an aspect of the present invention may include a porous coating layer including inorganic particles 2, a porous adsorption material 3, and a binder (not shown) on one or both surfaces of a porous substrate 1. Can be. An additive as described above may further exist in the empty space between the inorganic particles 2.

상기 다공성 기재(1)로서 폴리올레핀계 다공성 막을 사용하는 경우, 무기물 입자, 다공성 흡착 물질 및 바인더로 이루어진 다공성 코팅층이 형성될 수 있으며, 다공성 기재로서 폴리올레핀계 부직포를 사용하는 경우, 무기물 입자, 다공성 흡착 물질 및 바인더로 이루어진 다공성 코팅층은 상기 다공성 기재 내부 기공부에 함침되어 형성되거나, 다공성 기재의 양면 또는 일면에 형성될 수 있다.When the polyolefin-based porous membrane is used as the porous substrate 1, a porous coating layer made of inorganic particles, a porous adsorption material and a binder may be formed. And a porous coating layer formed of a binder may be formed by being impregnated in the pores of the porous substrate, or formed on both surfaces or one surface of the porous substrate.

이때 다공성 기재로 사용된 폴리올레핀계 부직포는 대략 100nm 이하의 기공을 갖는 폴리올레핀계 다공성 막에 비하여 훨씬 큰 500nm 내지 10㎛의 기공을 가질 수 있다.At this time, the polyolefin-based nonwoven fabric used as the porous substrate may have a pore size of 500 nm to 10 탆 which is much larger than that of the polyolefin-based porous film having pores of about 100 nm or less.

한편, 도 2는 종래의 세퍼레이터(1)가 애노드(4)와 접촉한 상태를 도시한 개략도이다. 도 2를 참조하면, 캐소드에서 발생한 금속 성분(5)이 애노드(4) 표면이나 애노드와 인접한 무기물 입자(2) 사이의 빈공간에서 산화 반응이 일어나 산화물로 석출되고 있다.2 is a schematic diagram showing a state where a conventional separator 1 is in contact with the anode 4. Referring to FIG. 2, the metal component 5 generated at the cathode is oxidized in the vacant space between the surface of the anode 4 or between the anode and the adjacent inorganic particles 2 to precipitate as an oxide.

반면에, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세퍼레이터가 애노드와 접촉한 상태를 도시한 개략도이다. 도 3을 참조하면, 상술한 바와 같이 다공성 코팅층을 구비한 세퍼레이터(1)는 상기 다공성 코팅층이 애노드(4)와 접촉하도록 배치될 수 있다. 이와 같은 구조를 갖는 경우, 캐소드에서 발생한 금속 성분(5)이 다공성 흡착 물질(3)의 기공 내로 흡착됨으로써, 애노드(4)의 표면에서 산화반응이 일어나 무기물 입자(2) 사이의 빈 공간에서 금속 성분(5)이 석출되는 현상을 방지할 수 있게 된다.On the other hand, Figure 3 is a schematic diagram showing a state in which the separator in contact with the anode according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the separator 1 having the porous coating layer as described above may be disposed such that the porous coating layer contacts the anode 4. In such a structure, the metal component 5 generated at the cathode is adsorbed into the pores of the porous adsorbent material 3, whereby an oxidation reaction occurs at the surface of the anode 4 to cause the metal in the void space between the inorganic particles 2 to be formed. The phenomenon in which the component 5 precipitates can be prevented.

본 발명의 일 측면에 따른 세퍼레이터의 제조방법을 아래에 예시하나, 이에 한정되는 것은 아니다.The method of manufacturing the separator according to one aspect of the present invention is illustrated below, but the present invention is not limited thereto.

전술한 바인더를 용매에 용해시켜 바인더 용액을 제조한다. 용매로는 사용하고자 하는 바인더와 용해도 지수가 유사하며, 끓는점(boiling point)이 낮은 것이 사용될 수 있다. 이는 혼합이 균일하게 이루어질 수 있으며, 이후 용매를 용이하게 제거할 수 있기 때문이다. 용매의 비제한적인 예로는 아세톤 (acetone), 테트라하이드로퓨란 (tetrahydrofuran), 메틸렌클로라이드(methylene chloride), 클로로포름 (chloroform), 디메틸포름아미드 (dimethylformamide), N-메틸-2-피롤리돈 (N-methyl-2-pyrrolidone, NMP), 시클로헥산 (cyclohexane), 물 또는 이들의 혼합체 등이 있다.The above-mentioned binder is dissolved in a solvent to prepare a binder solution. As the solvent, a solubility index similar to that of a binder to be used may be used, and a solvent having a low boiling point may be used. This is because the mixing can be made uniform and then the solvent can be easily removed. Non-limiting examples of the solvent include acetone, tetrahydrofuran, methylene chloride, chloroform, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone (N- methyl-2-pyrrolidone (NMP), cyclohexane, water or a mixture thereof.

이어서, 준비한 바인더 용액에 무기물 입자, 다공성 흡착 물질 및 선택적으로 기타 첨가제를 첨가하여 무기물 입자, 다공성 흡착 물질 등이 분산된 코팅액을 제조한다.Subsequently, inorganic particles, porous adsorbents and optionally other additives are added to the prepared binder solution to prepare a coating liquid in which inorganic particles, porous adsorbents and the like are dispersed.

이때, 바인더 용액에 무기물 입자와 다공성 흡착 물질을 첨가한 후, 무기물 입자와 다공성 흡착 물질의 파쇄를 실시할 수 있다. 파쇄 시간은 1 내지 20 시간이 적절하며, 파쇄된 무기물 입자와 다공성 흡착 물질의 입경은 상기에 언급된 바와 같이 각각 0.01 내지 10 ㎛, 및 0.01 내지 10 ㎛일 수 있다. 파쇄 방법으로는 통상적인 방법을 사용할 수 있으며, 특히 볼밀(ball mill)법이 사용될 수 있다. In this case, after the inorganic particles and the porous adsorbent are added to the binder solution, the inorganic particles and the porous adsorbent may be crushed. The crushing time is suitably 1 to 20 hours, and the particle diameters of the crushed inorganic particles and the porous adsorbent material may be 0.01 to 10 μm and 0.01 to 10 μm, respectively, as mentioned above. As the shredding method, a conventional method may be used, and in particular, a ball mill method may be used.

한편, 무기물 입자들 사이에 다공성 흡착 물질이 균일하게 분산되어 배치되는 것이 이후 금속 등의 불순물을 흡착하는 효율을 증가시킬 수 있기 때문에 바인더 용액 내에서 이들의 균일한 분산이 중요하다. 이러한 바인더 용액 내에 분산이 잘 되도록 커플링제를 이용하여 코팅된 경우에는 무기물 입자와 다공성 흡착 물질을 바인더 용액 내에서 단순히 혼합하는 공정에 의해서 코팅액이 제조될 수 있다. On the other hand, since the uniform dispersion of the porous adsorbent material between the inorganic particles may increase the efficiency of adsorbing impurities such as metals later, their uniform dispersion in the binder solution is important. When coated with a coupling agent so as to be well dispersed in such a binder solution, the coating solution may be prepared by simply mixing the inorganic particles and the porous adsorbent material in the binder solution.

그런 다음, 무기물 입자, 다공성 흡착 물질과 기타 첨가제가 분산된 코팅액을 다공성 기재의 적어도 일면에 적용하여 다공성 코팅층을 형성한다.Then, a coating liquid in which inorganic particles, porous adsorbent material and other additives are dispersed is applied to at least one surface of the porous substrate to form a porous coating layer.

상기 코팅액을 다공성 기재상에 코팅하는 방법은 당 업계에 알려진 통상적인 코팅 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들면 딥(Dip) 코팅, 다이(Die) 코팅, 롤(roll) 코팅, 콤마(comma) 코팅 또는 이들의 혼합 방식 등 다양한 방식을 이용할 수 있다. 또한, 다공성 코팅층은 다공성 기재의 양면 모두 또는 일면에만 선택적으로 형성할 수 있다.The coating liquid may be coated on the porous substrate using a conventional coating method known in the art, for example, a dip coating, a die coating, a roll coating, a comma coating Or a mixture method thereof may be used. Further, the porous coating layer can be selectively formed on both or only one side of the porous substrate.

코팅액에 용매가 첨가된 경우 추가적으로 코팅층의 건조과정이 필요함은 물론이다. 건조 조건은 사용된 용매의 증기압을 고려한 온도 범위에서 오븐 또는 가열식 챔버를 사용하여 배치식 또는 연속식으로 가능하다.When a solvent is added to the coating liquid, it is needless to say that a drying process of the coating layer is further required. Drying conditions are possible in a batch or continuous manner using an oven or a heated chamber in a temperature range that takes into account the vapor pressure of the solvent used.

이와 같이 제조된 본 발명의 일 측면에 따른 세퍼레이터는 전기화학소자의 세퍼레이터, 즉, 캐소드와 애노드 사이에 개재시킨 세퍼레이터로서 유용하게 사용될 수 있다.The separator according to one aspect of the present invention thus manufactured can be usefully used as a separator of an electrochemical device, that is, as a separator interposed between a cathode and an anode.

본 발명의 일 측면에 따른 전기화학소자는 전기 화학 반응을 하는 모든 소자를 포함하며, 구체적인 예를 들면, 모든 종류의 1차, 이차 전지, 연료 전지, 태양 전지 또는 수퍼 캐패시터 소자와 같은 캐패시터(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 이차전지가 포함될 수 있다.An electrochemical device according to one aspect of the present invention includes all devices that perform an electrochemical reaction, and specific examples thereof include capacitors such as all kinds of primary, secondary, fuel cell, solar cell, or super capacitor devices. ). 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 may be included in the secondary battery.

본 발명의 일 측면에 따른 세퍼레이터와 함께 적용될 전극으로는 특별히 제한되지 않으며, 당업계에 알려진 통상적인 방법에 따라 전극활물질을 전극 전류집전체에 결착된 형태로 제조할 수 있다. 상기 전극활물질 중 캐소드활물질의 비제한적인 예로는 종래 전기화학소자의 캐소드에 사용될 수 있는 통상적인 캐소드활물질이 사용 가능하며, 특히 리튬망간산화물, 리튬코발트산화물, 리튬니켈산화물, 리튬철산화물 또는 이들을 조합한 리튬복합산화물을 사용할 수 있다. 애노드활물질의 비제한적인 예로는 종래 전기화학소자의 애노드에 사용될 수 있는 통상적인 애노드활물질이 사용 가능하며, 특히 리튬 금속 또는 리튬 합금, 탄소, 석유코크(petroleum coke), 활성화 탄소(activated carbon), 그래파이트(graphite) 또는 기타 탄소류 등과 같은 리튬 흡착물질 등이 사용 가능하다. 캐소드 전류집전체의 비제한적인 예로는 알루미늄, 니켈 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있으며, 애노드 전류집전체의 비제한적인 예로는 구리, 금, 니켈 또는 구리 합금 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있다.The electrode to be applied together with the separator according to one aspect of the present invention is not particularly limited, and the electrode active material may be bound to an electrode current collector according to a conventional method known in the art. Examples of the cathode active material include, but are not limited to, lithium manganese oxide, lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium iron oxide, or a combination thereof A lithium complex oxide may be used. As a non-limiting example of the anode active material, a conventional anode active material that can be used for an anode of an electrochemical device can be used. In particular, lithium metal or a lithium alloy, carbon, petroleum coke, activated carbon, Lithium adsorbing materials such as graphite or other carbon-based materials and the like can be used. Non-limiting examples of the cathode current collector include aluminum, nickel, or a combination thereof, and examples of the anode current collector include copper, gold, nickel, or a copper alloy or a combination thereof Foil to be manufactured, and the like.

본 발명의 일 측면에 따른 전기화학소자에서 사용될 수 있는 전해액은 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 염이 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 (g-부티로락톤) 또는 이들의 혼합물로 이루어진 유기 용매에 용해 또는 해리된 것이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.Electrolyte that may be used in the electrochemical device in accordance with one aspect of the present invention is A + B - A salt of the structure, such as, A + is Li +, Na +, an alkali metal cation or an ion composed of a combination thereof, such as K + It includes and B a - 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 - anion, or a salt containing an ion composed of a combination of propylene carbonate (PC) such as, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC ), Dipropyl carbonate (DPC), dimethyl sulfoxide, acetonitrile, dimethoxyethane, diethoxyethane, tetrahydrofuran, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), ethylmethyl carbonate (EMC), gamma buty Dissolved or dissociated in an organic solvent consisting of rolactone (g-butyrolactone) or mixtures thereof, but not limited thereto It is not.

상기 전해액 주입은 최종 제품의 제조 공정 및 요구 물성에 따라, 전지 제조 공정 중 적절한 단계에서 행해질 수 있다. 즉, 전지 조립 전 또는 전지 조립 최종 단계 등에서 적용될 수 있다.The electrolyte injection may be performed at an appropriate stage of the battery manufacturing process, depending on the manufacturing process and required properties of the final product. That is, it can be applied before assembling the cell or at the final stage of assembling the cell.

본 발명의 일 측면에 따른 세퍼레이터를 전지로 적용하는 공정으로는 일반적인 공정인 권취(winding) 이외에도 세퍼레이터와 전극의 적층(lamination, stack) 및 접음(folding) 공정이 가능하다.As a process for applying the separator according to one aspect of the present invention to a battery, a lamination, stacking and folding process of a separator and an electrode can be performed in addition to a general winding process.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the embodiments according to the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention.

1: 다공성 기재, 2: 무기물 입자, 3: 다공성 흡착 물질
4: 애노드, 5: 금속 성분
1: porous substrate, 2: inorganic particles, 3: porous adsorbent material
4: anode, 5: metal component

Claims (19)

다수의 기공을 갖는 다공성 기재; 및
상기 다공성 기재의 적어도 일면 및 상기 다공성 기재의 기공 중 1종 이상의 영역에 형성되어 있으며, 다수의 무기물 입자, 다공성 흡착 물질 및 상기 무기물 입자와 다공성 흡착성 물질을 연결 및 고정시키는 바인더를 포함하는 다공성 코팅층을 구비하는 세퍼레이터.
A porous substrate having a plurality of pores; And
A porous coating layer formed on at least one surface of the porous substrate and at least one region of pores of the porous substrate, the porous coating layer including a plurality of inorganic particles, a porous absorbent material, and a binder connecting and fixing the inorganic particles to the porous absorbent material; Separator to be equipped.
제1항에 있어서,
상기 다공성 흡착 물질이 활성탄, 실리카, 규조토, 활성알루미나, 활성백토, 유/무기 나노튜브 및 제올라이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 세퍼레이터.
The method of claim 1,
The porous adsorbent is selected from the group consisting of activated carbon, silica, diatomaceous earth, activated alumina, activated clay, organic / inorganic nanotubes and zeolites.
제1항에 있어서,
상기 다공성 흡착 물질의 기공 크기가 0.01 nm 내지 1,000 nm인 것인 세퍼레이터.
The method of claim 1,
The pore size of the porous adsorbent material is 0.01 nm to 1,000 nm.
제1항에 있어서,
상기 다공성 흡착 물질의 비표면적이 10 내지 10,000 ㎡/g 인 것인 세퍼레이터.
The method of claim 1,
Separators having a specific surface area of the porous adsorbent material is 10 to 10,000 m 2 / g.
제1항에 있어서,
상기 다공성 흡착 물질의 평균입경이 0.01 내지 10 ㎛인 것인 세퍼레이터.
The method of claim 1,
Separators having an average particle diameter of the porous adsorbent material is 0.01 to 10 ㎛.
제1항에 있어서,
상기 무기물 입자의 평균입경이 0.01 내지 10㎛인 것인 세퍼레이터.
The method of claim 1,
Separators having an average particle diameter of the inorganic particles is 0.01 to 10㎛.
제1항에 있어서,
상기 무기물 입자가 유전율 상수가 5 이상인 무기물 입자, 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 세퍼레이터.
The method of claim 1,
The inorganic particles are selected from the group consisting of inorganic particles having a dielectric constant of 5 or more, inorganic particles having a lithium ion transfer ability, and mixtures thereof.
제7항에 있어서,
상기 유전율 상수가 5 이상인 무기물 입자가 BaTiO3, Pb(Zrx,Ti1-x)O3 (PZT, 0<x<1), Pb1 - xLaxZr1 -yTiyO3(PLZT, 0<x<1, 0<y<1), (1-x)Pb(Mg1 /3Nb2 /3)O3-xPbTiO3(PMN-PT, 0<x<1), 하프니아(HfO2), SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, SiO2, Y2O3, Al2O3, SiC 및 TiO2로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것인 세퍼레이터.
The method of claim 7, wherein
The inorganic particles having a dielectric constant of 5 or more are BaTiO 3 , Pb (Zr x , Ti 1-x ) O 3 (PZT, 0 <x <1), Pb 1 - x La x Zr 1 -y Ti y O 3 (PLZT hafnia, 0 <x <1, 0 <y <1), (1-x) Pb (Mg 1/3 Nb 2/3) O 3 -xPbTiO 3 (PMN-PT, 0 <x <1), ( HfO 2 ), SrTiO 3 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO 2 , SiO 2 , Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , SiC and TiO 2 , or any one thereof The separator is a mixture of two or more of them.
제7항에 있어서,
상기 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자가 리튬포스페이트(Li3PO4), 리튬티타늄포스페이트(LixTiy(PO4)3, 0 < x < 2, 0 < y < 3), 리튬알루미늄티타늄포스페이트(LixAlyTiz(PO4)3, 0 < x < 2, 0 < y < 1, 0 < z < 3), (LiAlTiP)xOy 계열 글래스(0 < x < 4, 0 < y < 13), 리튬란탄티타네이트(LixLayTiO3, 0 < x < 2, 0 < y < 3), 리튬게르마니움티오포스페이트(LixGeyPzSw, 0 < x < 4, 0 < y < 1, 0 < z < 1, 0 < w < 5), 리튬나이트라이드(LixNy, 0 < x < 4, 0 < y < 2), SiS2 (LixSiySz, 0 < x < 3, 0 < y < 2, 0 < z < 4) 계열 글래스 및 P2S5 (LixPySz, 0 < x < 3, 0 < y < 3, 0 < z < 7) 계열 글래스로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것인 세퍼레이터.
The method of claim 7, wherein
The inorganic particles having the lithium ion transfer ability are lithium phosphate (Li 3 PO 4 ), lithium titanium phosphate (Li x Ti y (PO 4 ) 3 , 0 <x <2, 0 <y <3), lithium aluminum titanium phosphate (Li x Al y Ti z (PO 4 ) 3 , 0 <x <2, 0 <y <1, 0 <z <3), (LiAlTiP) x O y series glass (0 <x <4, 0 <y <13), lithium lanthanum titanate (Li x La y TiO 3 , 0 <x <2, 0 <y <3), lithium germanium thiophosphate (Li x Ge y P z S w , 0 <x <4 , 0 <y <1, 0 <z <1, 0 <w <5), lithium nitride (Li x N y , 0 <x <4, 0 <y <2), SiS 2 (Li x Si y S z , 0 <x <3, 0 <y <2, 0 <z <4) series glass and P 2 S 5 (Li x P y S z , 0 <x <3, 0 <y <3, 0 <z <7) Any one selected from the group consisting of series glass or a mixture of two or more thereof.
제1항에 있어서,
상기 바인더가 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌 (polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate), 폴리부틸아크릴레이트 (polybutylacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드 (polyethylene oxide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 셀룰로오스 아세테이트 (cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸플루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜 (cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스 (cyanoethylsucrose), 플루란 (pullulan) 및 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것인 세퍼레이터.
The method of claim 1,
Wherein the binder is selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride-co-trichlorethylene, polymethylmethacrylate, poly But are not limited to, polybutyl acrylate, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinylacetate, polyethylene-co-vinyl acetate, polyethylene oxide Polyarylate, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethylpullulan, cyanoethylpolylenes, Vinyl alcohol (cyanoethylpolyvinylalcohol), The separator is any one selected from the group consisting of cyanoethylcellulose, cyanoethylsucrose, pullulan, and carboxyl methyl cellulose, or a mixture of two or more thereof.
제1항에 있어서,
상기 다공성 흡착 물질의 함량이 무기물 입자 및 바인더 고분자의 총합 100 중량부에 대하여 5 내지 95 중량부인 것인 세퍼레이터.
The method of claim 1,
The content of the porous adsorbent is 5 to 95 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the inorganic particles and the binder polymer.
제1항에 있어서,
상기 무기물 입자와 바인더의 중량비가 50:50 내지 99:1인 것인 세퍼레이터.
The method of claim 1,
The weight ratio of the inorganic particles and the binder is 50:50 to 99: 1.
제1항에 있어서,
상기 다공성 코팅층의 두께가 0.01 내지 20㎛인 것인 세퍼레이터.
The method of claim 1,
The thickness of the porous coating layer is a separator of 0.01 to 20㎛.
제1항에 있어서,
상기 다공성 코팅층이 고체 전해질 계면 형성용 첨가제, 전지 부반응 억제 첨가제, 열안정성 개선 첨가제, 및 과충전 억제 첨가제로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 첨가제를 더 포함하는 것인 세퍼레이터.
The method of claim 1,
The porous coating layer is a separator further comprising any one or two or more of these additives selected from the group consisting of additives for forming a solid electrolyte interface, battery side reaction inhibitory additives, thermal stability improving additives, and overcharge inhibitory additives.
제14항에 있어서,
상기 첨가제의 함량이 무기물 입자 및 바인더의 총합 100 중량부에 대하여 2 내지 20 중량부인 것인 세퍼레이터.
15. The method of claim 14,
The content of the additive is 2 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the inorganic particles and the binder.
제1항에 있어서,
상기 다공성 기재가 폴리올레핀계 다공성 막 또는 부직포인 것인 세퍼레이터.
The method of claim 1,
The porous substrate is a separator that is a polyolefin-based porous membrane or a nonwoven fabric.
제1항에 있어서,
상기 다공성 기재가 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트 (polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 폴리페닐렌설파이드로(polyphenylenesulfidro) 및 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 형성된 것인 세퍼레이터.
The method of claim 1,
The porous substrate is a high density polyethylene, low density polyethylene, linear low density polyethylene, ultra high molecular weight polyethylene, polypropylene polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyester (polyester), polyacetal, polyamide polyamide, polycarbonate, polyimide, polyetheretherketone, polyethersulfone, polyphenyleneoxide, polyphenylenesulfidro and polyethylenenaphthalene Separator formed from any one selected from the group consisting of (polyethylenenaphthalene) or a mixture of two or more thereof.
캐소드, 애노드, 상기 캐소드 및 애노드 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전기화학소자에 있어서, 상기 세퍼레이터가 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 세퍼레이터인 것인 전기화학소자.An electrochemical device comprising a cathode, an anode, and a separator interposed between the cathode and the anode, wherein the separator is the separator of any one of claims 1 to 17. 제18항에 있어서,
상기 전기화학소자가 리튬 이차전지인 것인 전기화학소자.
19. The method of claim 18,
The electrochemical device is a lithium secondary battery.
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