KR20130092245A - 높은 전극 접착력을 갖는 세퍼레이터 및 이의 제조방법 - Google Patents

높은 전극 접착력을 갖는 세퍼레이터 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 제 1 바인더를 포함하는 코팅 물질을 준비하는 단계; 상기 코팅 물질에 무기물 입자를 첨가함으로써 무기물 입자가 분산된 코팅 물질을 제조하는 단계; 상기 분산된 코팅 물질을 다공성 기재의 적어도 일면에 적용하여 다공성 코팅층을 형성하는 단계; 상기 다공성 코팅층 상에 제 2 바인더를 포함하는 접착층 형성용 조성물을 도포하는 단계; 및 상기 도포된 접착층 형성용 조성물에 UV를 조사함으로써 이를 경화시켜 접착층을 형성하는 단계를 포함하는 세퍼레이터의 제조방법을 제공한다. 또한, 다수의 기공을 갖는 다공성 기재; 상기 다공성 기재의 적어도 일면 및 상기 다공성 기재의 기공 중 1종 이상의 영역에 형성되어 있으며, 다수의 무기물 입자 및 상기 무기물 입자의 표면의 일부 또는 전부에 위치하여 상기 무기물 입자 사이를 연결 및 고정시키는 제 1 바인더를 포함하는 다공성 코팅층; 및 상기 다공성 코팅층 상에 형성되고, 제 2 바인더의 UV 경화물을 포함하는 접착층을 구비하는 세퍼레이터를 제공한다.
본 발명에 따르면, 세퍼레이터의 제조시 용매의 사용으로 인한 문제점이 초래되지 않고서, 접착력 및 통기성이 우수한 세퍼레이터를 제조할 수 있다.

Description

높은 전극 접착력을 갖는 세퍼레이터 및 이의 제조방법{SEPARATOR HAVING HIGH ELECTRODE ADHESION AND PREPARATION METHOD THEREOF}
본 발명은, 리튬 이차전지와 같은 전기화학 소자의 세퍼레이터 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 UV 경화에 의해 전극 접착력이 개선된 세퍼레이터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 에너지 저장 기술에 대한 관심이 갈수록 높아지고 있다. 휴대폰, 캠코더 및 노트북, 나아가 전기 자동차의 에너지까지 적용 분야가 확대되면서 전기화학 소자의 연구 및 개발에 대한 노력이 점점 구체화되고 있다. 전기화학 소자는 이러한 측면에서 가장 주목받고 있는 분야이며, 그 중에서도 충방전이 가능한 이차전지의 개발은 관심의 촛점이 되고 있다.
현재 적용되고 있는 이차전지 중에서 1990년대 초에 개발된 리튬 이차전지는 Ni-MH 등의 재래식 전지에 비해서 작동 전압이 높고 에너지 밀도가 크다는 장점으로 각광을 받고 있다. 그러나, 리튬 이차전지는 사용 환경에 따라 발열 현상이 발생하여 폭발을 일으키게 될 우려가 있다. 특히, 전기화학 소자의 세퍼레이터로서 통상적으로 사용되는 폴리올레핀계 다공성 기재는, 재료적 특성과 연신을 포함하는 제조 공정 상의 특성으로 인하여, 100℃ 이상의 온도에서 극심한 열 수축 거동을 보임으로써 캐소드와 애노드 사이의 단락을 일으키는 문제점이 있다.
이와 같은 전기화학 소자의 안전성 문제를 해결하기 위하여, 대한민국 특허공개공보 제10-2006-72065호, 대한민국 특허공개공보 제10-2007-231호 등에는 다수의 기공을 갖는 다공성 기재의 적어도 일면에, 무기물 입자와 바인더 고분자의 혼합물로 된 다공성 코팅층을 형성한 세퍼레이터가 제안되었다. 이러한 세퍼레이터에 있어서, 다공성 기재에 형성된 다공성 코팅층 내의 무기물 입자들은, 다공성 코팅층의 물리적 형태를 유지할 수 있는 일종의 스페이서(spacer) 역할을 함으로써 전기화학 소자의 과열시 다공성 기재가 열 수축되는 것을 억제하며, 다공성 기재가 손상되는 경우에도 캐소드와 애노드가 직접 접촉하는 것을 방지한다.
이와 같은 전기화학소자의 안전성 문제를 해결하기 위하여, 다수의 기공을 갖는 다공성 기재의 적어도 일면에, 과량의 무기물 입자와 바인더 고분자의 혼합물을 코팅하여 다공성 코팅층을 형성한 전극이 제안되었다. 다공성 코팅층에 함유된 무기물 입자들은 내열성이 뛰어나므로, 전기화학 소자가 과열되는 경우에도 캐소드와 애노드 사이의 단락을 방지한다. 따라서, 이러한 전극을 구비한 전기화학 소자는 종래의 세퍼레이터를 생략하거나 이에 더하여 열적 안정성을 향상시킬 수 있었다.
전술한 다공성 코팅층을 구비한 전극은 과량의 무기물 입자를 바인더 고분자가 용해된 용액에 분산시킨 다음, 이를 전극의 전극 활물질층 외면에 코팅 및 건조시켜 제조된다. 전기화학 소자가 원활히 작동하기 위해서는 다공성 코팅층 내의 기공이 고르게 분포되어야 한다. 즉, 다공성 코팅층 내에 함유된 과량의 무기물 입자가 잘 분산되어 있어야만 한다. 이를 위하여 무기물 입자들을 바인더 고분자 용액에 첨가한 후, 오랜 시간 동안 물리적으로 교반을 하거나, 초음파 분산법을 이용하는 등의 방법이 시도되고 있다. 그러나, 위와 같은 방법을 통하여 무기물 입자를 고분자 용액에 잘 분산시킨 경우에도, 용매의 건조 과정에서 다시 무기물 입자들이 응집되는 현상이 발생하게 되므로, 과량의 무기물 입자가 잘 분산된 다공성 코팅층을 제조하는 것은 매우 어려운 문제이다. 이러한 문제는 무기물 입자가 분산된 고분자 용액을 전기분사하는 경우에도 여전히 존재한다.
이들 문제점과 더불어, 무기물 코팅층이 적층된 세퍼레이터에 적용되어 전극과 접착시키는 바인더에서의 접착력의 개선과 함께, 공극 붕괴의 우려가 현저히 낮고 세퍼레이트의 통기성을 개선시키는 세퍼레이트 및 이의 제조방법에 대한 요구가 여전히 존재하고 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전술한 문제점을 해결함으로써, 코팅층이 적용된 세퍼레이터와 전극의 접착력을 개선시키고, 상기 코팅층에서의 공극 붕괴의 우려를 현저하게 감소시키고, 세퍼레이터의 통기성을 향상시킨 세퍼레이터 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 제 1 바인더를 포함하는 코팅 물질을 준비하는 단계; 상기 코팅 물질에 무기물 입자를 첨가함으로써 무기물 입자가 분산된 코팅 물질을 제조하는 단계; 상기 분산된 코팅 물질을 다공성 기재의 적어도 일면에 적용하여 다공성 코팅층을 형성하는 단계; 상기 다공성 코팅층 상에 제 2 바인더를 포함하는 접착층 형성용 조성물을 도포하는 단계; 및 상기 도포된 접착층 형성용 조성물에 UV를 조사함으로써 이를 경화시켜 접착층을 형성하는 단계를 포함하는 세퍼레이터의 제조방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 다수의 기공을 갖는 다공성 기재; 상기 다공성 기재의 적어도 일면 및 상기 다공성 기재의 기공 중 1종 이상의 영역에 형성되어 있으며, 다수의 무기물 입자 및 상기 무기물 입자의 표면의 일부 또는 전부에 위치하여 상기 무기물 입자 사이를 연결 및 고정시키는 제 1 바인더를 포함하는 다공성 코팅층; 및 상기 다공성 코팅층 상에 형성되고, 제 2 바인더의 UV 경화물을 포함하는 접착층을 구비하는 세퍼레이터가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 캐소드, 애노드 및 이들 사이에 개재된 전술한 세퍼레이터를 포함하는 전기화학 소자가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 세퍼레이터의 제조시 용매의 사용으로 인하여 다공성 코팅층에 용매가 침투하여 다공 특성이 저하되는 등의 문제점이 초래되지 않고서, 접착력 및 통기성이 우수한 세퍼레이터를 제조할 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어 또는 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. 따라서, 본 명세서의 실시예에 기재된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 제 1 바인더를 포함하는 코팅 물질을 준비하는 단계; 상기 코팅 물질에 무기물 입자를 첨가함으로써 무기물 입자가 분산된 코팅 물질을 제조하는 단계; 상기 분산된 코팅 물질을 다공성 기재의 적어도 일면에 적용하여 다공성 코팅층을 형성하는 단계; 상기 다공성 코팅층 상에 제 2 바인더를 포함하는 접착층 형성용 조성물을 도포하는 단계; 및 상기 도포된 접착층 형성용 조성물에 UV를 조사함으로써 이를 경화시켜 접착층을 형성하는 단계를 포함하는 세퍼레이터의 제조방법이 제공된다.
본 발명은 종래 세퍼레이터의 제조 공정 중 접착층을 형성하는 과정에서 용매를 사용함에 따라 발생되는 공극 붕괴, 코팅층 손상 등의 문제점이 크게 제거되고 다공성이 우수하면서 접착력이 우수한 접착층을 갖는 새로운 세퍼레이터의 제조방법에 대한 요구에 따른 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 이러한 종래기술에서 사용되던 용매를 사용하지 않고서, 세퍼레이터의 코팅층을 전극에 접착시키기 위한 제 2 바인더로서 UV 경화성 물질을 사용할 수 있다.
통상적으로, UV 경화성 물질은 UV 조사시 화학 반응에 의해 가교 결합이 이루어지면서 높은 분자간 결합력을 발휘하는 물질로서, 단량체와 올리고머(oligomer)로 이루어져 있는 점도가 낮은 액체 상태의 물질이다. 또한, 상기 물질은 소정의 점도를 가진 올리고머, 또는 소분자량의 중합체 형태로 해당 부위에 도포될 수 있으므로, 도포가 용이하고 도포 후에도 유동이 거의 없어 최적의 밀봉성 향상 효과를 얻을 수 있다.
이와 같이, 상기 제 2 바인더가 UV 경화성 단량체 단독, UV 경화성 단량체와 중합체의 혼합물, 및 UV 경화성 단량체, 중합체 및 가교제로 구성된 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
단량체로 이루어진 UV 경화성 물질은 점도가 낮은 액체 상태의 물질이다. 이러한 단량체는 비제한적으로 아크릴계 단량체일 수 있다.
이러한 아크릴계 단량체로는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체일 수 있으며, 이 단량체와 공중합이 가능한 극성 단량체와의 혼용이 가능하다. 더욱 상세하게는, 부틸(메타) 아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타) 아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이외에 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리부타디엔 아크릴레이트 등이 있다.
또한, 상기 아크릴계 단량체로서 다관능성 단량체로는 예컨대 2관능성 단량체, 3관능성 이상의 단량체가 단독으로 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 2관능성 단량체로는 예를 들면, 트리시클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트(TPGDA), 디프로필렌글리콜 디아크릴레이트(DPGDA), 부탄디올 디아크릴레이트(BDDA), 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트(EGDMA), 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트(NPGDA), 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(PEGDA), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(HDDA), 트리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(TEGDA), 디에틸렌글리콜 디아크릴레이트(DEGDA), 부틸렌글리콜 디메타크릴레이트(BGDMA), 테트라에틸렌글리콜 디아크릴레이트(TTEGDA) 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용하는 것이 바람직하며, 트리시클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트(TPGDA), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(HDDA), 디프로필렌글리콜 디아크릴레이트(DPGDA), 부탄디올 디아크릴레이트(BDDA) 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 3관능성 이상의 단량체는 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETIA), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA) 글리세릴 프로폭실레이트 트리아크릴레이트(GPTA), 트리스(2-하이드록시에틸)이소시아누레이트 트리아크릴레이트(THEICTA), 트리메틸올프로판 에톡시 트리아크릴레이트(TMPEOTA), 트리메틸올 프로판(에톡시)3트리아크릴레이트(TMP(EO)3TA) 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
이러한 UV 경화성 단량체는 중합체와 혼합되어 사용될 수 있는데, 예컨대 소정의 증점제가 첨가된 상태에서 해당 부위에 도포된 후 UV로 경화되는 것일 수 있다. 이러한 점도를 증가시킬 수 있는 카복시 메틸 셀룰로오스(carboxy methyl cellulose), 하이드록시 에틸 셀룰로오스(hydroxy ethyl cellulose), 폴리비닐 알콜(Polyvinyl Alcohol), 폴리비닐아세테이트(Polyvinylacrylate) 등과 같은 증점제를 첨가하여 해당 부위에 도포함으로써, 도포가 용이해지고, 밀봉성이 향상된 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시양태에서는 가교제를 첨가할 수 있다. 이러한 가교제는 접착층의 응집력을 증가시키는 작용을 하는 것으로서, 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아지리딘계 화합물, 또는 금속 킬레이트계 화합물 등을 사용할 수 있다.
상기 이소시아네이트계 화합물은 톨루엔디이소시아네이트, 크실렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포름디이소사이네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트, 또는 이들의 트리메틸올프로판 등의 폴리올과의 반응물 등을 사용할 수 있다.
상기 에폭시 화합물은 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, N,N,N',N'-테트라글리시딜에틸렌디아민, 또는 글리세린 디글리시딜에테르 등을 사용할 수 있다.
상기 아지리딘계 화합물은 N,N'-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복사이드), N,N'-디페닐메탄-4,4'-비스(1-아지리딘카르복사이드), 트리에틸렌멜라민, 비스이소프로탈로일-1-(2-메틸아지리딘), 또는 트리-1-아지리디닐포스핀 옥사이드 등을 사용할 수 있다.
상기 금속 킬레이트계 화합물은 알루미늄, 철, 아연, 주석, 티탄, 안티몬, 마그네슘, 바나듐 등의 다가 금속이 아세틸아세톤 또는 아세토초산에틸에 배위한 화합물 등을 사용할 수 있다.
상기 접착층 형성용 조성물에는 UV 경화성 광개시제를 더 포함할 수 있다. 상기 UV 경화성 광개시제로는 벤조페논, 아세토페논, 클로로아세토페논, 디에톡시 아세토페논(Diethoxy Acetophenone)(DEAP), 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르, 벤조인안식향산, 벤조인안식향산메틸, 벤조인디메틸케탈, 2,4-디에틸티오크산톤, 벤질디페닐술피드, 테트라메틸우람모노설피드, 아조비스이소부티로니트릴, 벤질, 디벤질, 디아세틸, 베타클로로안트라퀴논, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-몰포리노페닐)-부탄-1 {2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모폴리온페닐)-부타논-1}(예컨대, 시바가이기社, Irgacure 369), 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀 옥사이드(예컨대, BASF社, Lucirin TPO), 1-히드록시시클로헥실페닐케톤(예컨대, 시바가이기社, Irgacure 184), 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온(예컨대, 시바가이기社, Irgacure 1173), 1-[4-(2-히드록시에톡시)-페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-원(예컨대, 시바가이기社, Irgacure 2959), 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀옥사이드(예컨대, 시바가이기社, Irgacure 819), 1-페닐-2-히드록시-2-메틸 프로파논(1-phenyl-2-hydroxy-2-methyl propaneone)(HMPP), 알파-아미노 아세토페논(α-Amino Acetophenone), 티옥산톤(Thioxanthone), 2-에틸 안트라퀴논(2-ethyl Anthraquinone)(2-ETAQ) 등이 있다.
상기 UV 경화성 광개시제의 함량은 상기 제 2 바인더 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 5.0 중량부일 수 있다. 상기 UV 경화성 광개시제의 함량이 이러한 범위를 만족하는 경우, 효과적이고 빠른 UV 경화 반응이 일어나며, 저장안정성, 접착력 및 경화 물성이 개선될 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 본 발명은, 다수의 기공을 갖는 다공성 기재; 상기 다공성 기재의 적어도 일면 및 상기 다공성 기재의 기공 중 1종 이상의 영역에 형성되어 있으며, 다수의 무기물 입자 및 상기 무기물 입자의 표면의 일부 또는 전부에 위치하여 상기 무기물 입자 사이를 연결 및 고정시키는 제 1 바인더를 포함하는 다공성 코팅층; 및 상기 다공성 코팅층 상에 형성되고, 제 2 바인더의 UV 경화물을 포함하는 접착층을 구비하는 세퍼레이터를 제공한다.
다른 실시양태에서, 상기 UV 경화성 제 2 바인더가 UV 경화성 단량체 단독, UV 경화성 단량체와 중합체의 혼합물, 및 UV 경화성 단량체, 중합체 및 가교제로 구성된 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 이때, UV 경화성 단량체, 중합체 및 가교제에 대한 사항은 전술한 바와 같다.
다른 실시양태에서, 상기 접착층의 두께는 예를 들면 0.1 내지 5.0 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1.0 ㎛일 수 있다. 상기 접착층의 두께가 이러한 범위를 만족하는 경우, 전극과 세퍼레이터간의 결착력을 충분히 유지할 수 있고, 기공이 줄며 이로 인해 계면 저항을 낮출 수 있어서 전지의 성능 구현에 유리할 수 있다.
다른 실시양태에서, 상기 다공성 기재의 기공 크기 및 기공도가 각각 0.01 내지 50㎛ 및 10 내지 95%일 수 있다. 또한, 상기 다공성 기재가 폴리올레핀계 다공성 막 또는 부직포일 수 있다.
다른 실시양태에서, 상기 다공성 코팅층의 두께가 0.01 내지 20㎛일 수 있다. 또한, 상기 무기물 입자의 평균 입경이 0.001 내지 10㎛일 수 있다. 또한, 상기 무기물과 상기 제 1 바인더의 중량비가 50:50 내지 99:1일 수 있다. 상기 다공성 코팅층의 기공 크기 및 기공도가 각각 0.01 내지 10㎛ 및 5 내지 95%일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 세퍼레이터에 있어서, 다공성 코팅층 형성에 사용되는 무기물 입자는 전기화학적으로 안정하기만 하면 특별히 제한되지 않는다. 즉, 본 발명에서 사용할 수 있는 무기물 입자는 적용되는 전기화학 소자의 작동 전압 범위(예컨대, Li/Li+ 기준으로 0 내지 5V)에서 산화 및/또는 환원 반응이 일어나지 않는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 특히, 이온 전달 능력이 있는 무기물 입자를 사용하는 경우 전기화학 소자 내의 이온 전도도를 높여 성능 향상을 도모할 수 있다.
또한, 무기물 입자로서 유전율이 높은 무기물 입자를 사용하는 경우, 액체 전해질 내 전해질 염, 예컨대 리튬염의 해리도 증가에 기여하여 전해액의 이온 전도도를 향상시킬 수 있다.
전술한 이유들로 인해, 상기 무기물 입자는 유전율 상수가 5 이상, 바람직하게는 10 이상인 고유전율 무기물 입자, 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다. 유전율 상수가 5 이상인 무기물 입자의 비제한적인 예로는 BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3(PZT), Pb1 - xLaxZr1 - yTiyO3(PLZT), PB(Mg3Nb2 /3)O3-PbTiO3(PMN-PT), 하프니아(HfO2), SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, Al2O3, TiO2 , SiC 또는 이들의 혼합물 등이 있다.
특히, 전술한 BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3(PZT), Pb1 - xLaxZr1 - yTiyO3(PLZT), PB(Mg3Nb2 /3)O3-PbTiO3(PMN-PT) 및 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 전기화학 소자의 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.
본 발명에서 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자는 리튬 원소를 함유하되 리튬을 저장하지 아니하고 리튬 이온을 이동시키는 기능을 갖는 무기물 입자를 지칭하는 것으로서, 리튬이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자는 입자 구조 내부에 존재하는 일종의 결함으로 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 glass(LixSiySz, 0 < x < 3, 0 < y < 2, 0 < z < 4), LiI-Li2S-P2S5 등과 같은 P2S5 계열 glass(LixPySz, 0 < x < 3, 0 < y < 3, 0 < z < 7) 또는 이들의 혼합물 등이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 세퍼레이터에 있어서, 다공성 코팅층의 무기물 입자 크기는 제한이 없으나, 균일한 두께의 코팅층 형성 및 적절한 공극률을 위하여, 가능한 한 0.01 내지 10㎛ 범위인 것이 바람직하다. 0.01㎛ 미만인 경우 분산성이 저하되어 세퍼레이터의 물성을 조절하기가 용이하지 않고, 10㎛를 초과하는 경우 다공성 코팅층의 두께가 증가하여 기계적 물성이 저하될 수 있으며, 또한 지나치게 큰 기공 크기로 인해 전지 충방전시 내부 단락이 일어날 확률이 높아진다.
본 발명에 따라 세퍼레이터에 코팅된 다공성 코팅층의 무기물 입자와 가교된 구조의 바인더의 조성비는 예컨대 50:50 내지 99:1, 또는 60:40 내지 95:5일 수 있다. 무기물 입자와 바인더로 구성되는 다공성 코팅층의 두께는 특별한 제한이 없으나, 0.01 내지 20㎛ 범위일 수 있다. 또한, 기공 크기 및 기공도 역시 특별한 제한이 없으나, 기공 크기는 0.01 내지 10㎛ 범위이고, 기공도는 5 내지 90% 범위일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 세퍼레이터는 다공성 코팅층 성분으로서 전술한 무기물 입자 및 고분자 이외에 기타 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 세퍼레이터에 있어서, 다공성 코팅층이 형성되는 다공성 기재로는 통상적으로 전기화학 소자에 사용되는 다공성 기재라면 모두 사용이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 세퍼레이터는 다공성 기재로서 폴리올레핀계 베이스 막(PO base film)을 사용하고, 그 일면 또는 양면에 무기물 입자와 제 1 바인더로 이루어진 다공성 코팅층이 형성될 수 있다. 폴리올레핀계 베이스 막은 예컨대 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리펜텐 등의 폴리올레핀계 고분자를 각각 단독으로 또는 이들을 혼합한 고분자로 형성한 막일 수 있다.
또한, 본 발명의 세퍼레이터는 다공성 기재로서 부직포를 사용할 수 있다. 부직포로는 전술한 폴리올레핀계 부직포 외에 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리아릴에테르케톤(polyaryletherketone), 폴리에테르아미드(polyetherimide), 폴리아미드이미드(polyamideimide), 폴리벤지이미다졸(polybenzimidazole), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 사이클릭 올레핀 코폴리머(cyclic olefin copolyer), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylenesulfide), 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene) 등을 각각 단독으로 또는 이들을 혼합한 고분자로 형성한 부직포를 들 수 있다. 특히, 부직포의 구조는 장섬유로 구성된 스폰본드 부직포 또는 멜트 블로운 부직포일 수 있다. 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.
본 발명의 일 실시예에 따라 다공성 코팅층이 코팅된 세퍼레이터의 제조방법을 아래에 예시하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
먼저, 제 1 바인더를 포함하는 코팅 물질을 준비한다. 제 1 바인더로는 전술한 바와 같은 것들을 사용할 수 있다. 제 1 바인더로서 고분자만을 사용할 경우 적절한 용매에 용해시켜 코팅액을 준비한다. 제 1 바인더로서 저분자가 포함되는 경우, 고분자는 저분자에 용해될 수 있으므로, 용매를 사용하지 않을 수 있다.
용매로는 사용하고자 하는 제 1 바인더와 용해도 지수가 유사하며, 끓는점이 낮은 것이 바람직하다. 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), 사이클로헥산(cyclohexane), 물 또는 이들의 혼합물 등이 있다.
이어서, 상기 코팅 물질에 무기물 입자를 첨가함으로써 무기물 입자가 분산된 코팅 물질을 제조한다. 코팅 물질에 무기물 입자를 첨가한 후, 무기물 입자의 파쇄를 실시하는 것이 바람직하다. 이때 파쇄 시간은 1 내지 20 시간이 적절하며, 파쇄된 무기물 입자의 입도는 상기에 언급된 바와 같이 0.01 내지 10㎛일 수 있다. 파쇄 방법으로는 통상적인 방법을 사용할 수 있으며, 특히 볼밀(ball mill)법이 사용될 수 있다.
그 다음, 상기 분산된 코팅 물질을 다공성 기재의 적어도 일면에 적용하여 다공성 코팅층을 형성한다. 무기물 입자가 분산된 코팅 물질을 다공성 기재상에 코팅하는 방법은 당업계에 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.
이어서, 상기 다공성 코팅층에 제 2 바인더를 도포한다. 제 2 바인더는 전술한 바와 같은 것을 포함할 수 있다.
마지막으로, 상기 도포된 제 2 바인더에 UV를 조사함으로써 이를 경화시켜 접착층을 형성한다. 제 2 바인더는 20 내지 30 ℃의 온도에서 1,000 내지 2,000 mW/㎠의 세기, 및 5 내지 300 초 동안 광(UV)을 조사하여 경화시킬 수 있다.
이러한 경화 반응 중에 축합물이나 부반응물이 발생하는 경우는, 감압 하에서 경화가 진행되는 것이 바람직하며, 압력은 0.01torr 내지 500torr가 적합하다. 0.01torr 이하의 급감압 조건은 양산 조건으로 구현하기 힘들고, 500torr 이상의 압력 조건에서는 축합물이나 부반응물의 제거가 용이하지 않다.
이와 같이 제조된 본 발명의 일 실시예에 따른 세퍼레이터는 전기화학 소자의 세퍼레이터로서 사용될 수 있다. 즉, 캐소드과 애노드 사이에 개재시킨 세퍼레이터로서 본 발명의 세퍼레이터가 유용하게 사용될 수 있다. 전기화학 소자는 전기 화학 반응을 하는 모든 소자를 포함하며, 구체적인 예로서 모든 종류의 1차전지, 이차전지, 연료 전지, 태양 전지 또는 수퍼 캐패시터 소자와 같은 캐퍼시터(capacitor) 등이 있다. 특히, 상기 이차전지 중 리튬금속 이차전지, 리튬이온 이차전지, 리튬 폴리머 이차전지 또는 리튬이온 폴리머 이차전지 등을 포함하는 리튬 이차전지가 바람직하다.
전기화학 소자는 당 기술 분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있으며, 이의 일례를 들면 캐소드과 애노드 사이에 전술한 세퍼레이터를 개재시켜 조립한 후 전해액을 주입함으로써 제조될 수 있다. 본 발명의 세퍼레이터를 적용시, 필요에 따라 통상적인 폴리올레핀계 다공성 막을 함께 사용할 수 있다.
본 발명의 세퍼레이터와 함께 적용될 전극으로는 특별히 제한되지 않으며, 당업계에 알려진 통상적인 방법에 따라 전극 활물질을 전극 집전체에 결착된 형태로 제조할 수 있다. 상기 전극 활물질 중 캐소드 활물질의 비제한적인 예로는 종래 전기화학 소자의 캐소드에 사용될 수 있는 통상적인 캐소드 활물질이 사용 가능하며, 특히 리튬망간 산화물, 리튬코발트 산화물, 리튬니켈 산화물, 리튬철 산화물 또는 이들을 조합한 리튬복합 산화물을 사용할 수 있다. 애노드 활물질의 비제한적인 예로는 종래 전기화학 소자의 애노드에 사용될 수 있는 통상적인 애노드 활물질이 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 사용될 수 있다. 캐소드 집전체의 비제한적인 예로는 알루미늄, 니켈 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있으며, 애노드 집전체의 비제한적인 예로는 구리, 금, 니켈 또는 구리 합금 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있다.
본 발명에서 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), 다이에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 다이프로필카보네이트(DPC), 디메틸설폭사이드, 아세토니트릴, 다이메톡시에탄, 다이에톡시에탄, 테트라하이드로퓨란, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에틸메틸카보네이트(EMC), 감마 부티로락톤(γ-부티로락톤) 또는 이들의 혼합물로 이루어진 유기 용매에 용해 또는 해리된 것이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 전해액의 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.
본 발명의 세퍼레이터를 전지에 적용하는 공정으로는 일반적인 공정인 권취(winding) 이외에도 세퍼레이터와 전극의 적층(lamination, stack) 및 접음(folding) 공정이 가능하다. 특히 상기 공정 중 적층 공정에 본 발명의 세퍼레이터를 적용할 경우, 전기화학 소자의 열적 안전성의 향상 효과는 현저해진다. 이는 일반적인 권취 공정에 의해 제조된 전지에 비해 적층 및 접음 공정으로 제조된 전지는 분리막의 열 수축이 더욱 심하게 일어나는 데 기인한다. 또한, 적층(lamination, stack) 공정에 본 발명의 세퍼레이터를 적용시, 가교된 구조의 바인더가 갖는 우수한 열 안정성 및 접착력 특성으로 인하여 더욱 높은 온도에서 쉽게 조립이 가능하다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
실시예 1
세퍼레이터의 제조
제 1 바인더로서 폴리비닐리덴플로라이드-헥사플루오르프로필렌 공중합체(PVdF-HFP) 고분자 5 중량부를 아세톤 95 중량부에 첨가하여 50℃에서 약 12시간 이상 용해시켜 코팅 물질을 제조하였다. 제조한 코팅 물질에 Al2O3 분말을 바인더 고분자/Al2O3 = 10/90 중량비가 되도록 첨가하여 12시간 이상 볼밀법(ball mill)을 이용하여 Al2O3 분말을 파쇄 및 분산하여 분산된 코팅 물질을 제조하였다. 이와 같이 제조된 코팅 물질의 Al2O3 입경은 약 400nm였다. 이와 같이 제조된 코팅 물질을 딥(dip) 코팅법으로 두께 18㎛의 폴리에틸렌 다공성 기재(기공도 45%)에 코팅하여 다공성 코팅층을 형성하였으며, 코팅 두께는 약 3㎛ 정도로 조절하였다.
기공율 측정 장치(porosimeter)로 측정한 결과, 폴리에틸렌 다공성 기재에 코팅된 다공성 코팅층 내의 기공 크기 및 기공도는 각각 0.4㎛ 및 55%였다. 이와 같이 제조된 세퍼레이터의 코팅층 표면에, UV 경화성 제 2 바인더로서 2-에틸헥실아크릴레이트 100 중량부 및 UV 경화성 광개시제인 Irgacure 184 0.1 중량부를 포함하는 조성물을 0.1 ㎛의 두께로 도포하고, 이렇게 도포된 UV 경화성 바인더 층에 자외선(UV)를 상온 및 2,000 mW/㎠의 조건 하에서 2분 동안 조사함으로써 접착층을 형성하여 최종적으로 세퍼레이터를 제조하였다.
캐소드의 제조
캐소드 활물질 입자로 리튬 코발트 복합산화물 90 중량부, 도전재로 카본 블랙 (carbon black) 5 중량부, 결합제로 PVDF 5 중량부를 용제인 N-메틸-2 피롤리돈(NMP) 40 중량부에 첨가하여 캐소드 활물질 슬러리를 준비하였다. 상기 캐소드 활물질 슬러리를 두께가 100 ㎛인 캐소드 집전체의 알루미늄(Al) 박막에 도포, 건조하여 캐소드를 제조한 후, 롤 프레스(roll press)를 실시하였다.
애노드의 제조
애노드 활물질로 탄소 분말, 결합재로 폴리비닐리덴플로라이드(PVdF), 도전재로 카본 블랙 (carbon black)을 각각 95 중량부, 2 중량부, 3 중량부로 하여, 용제인 N-메틸-2 피롤리돈(NMP) 100 중량부에 첨가하여 애노드 활물질 슬러리를 준비하였다. 상기 애노드 활물질 슬러리를 두께가 90㎛인 애노드 집전체인 구리(Cu) 박막에 도포, 건조를 통하여 애노드를 제조한 후 롤 프레스(roll press)를 실시하였다.
리튬 이차전지의 제조
전술한 방법으로 제조한 캐소드, 애노드 및 세퍼레이터를 스태킹 방식을 이용하여 단위 셀들을 조립하였다. 그런 다음, 전해액 (에틸렌카보네이트(EC)/프로필렌카보네이트(PC)/디에틸카보네이트(DEC) = 3/2/5 (부피비), 리튬헥사플로로포스페이트 (LiPF6) 1몰)을 주입하여 리튬 이차전지를 제조하였다.
실시예 2
세퍼레이터의 제조 공정에서 UV 경화성 광개시제인 Irgacure 184를 1.0 중량부로 사용한 점을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.
실시예 3
세퍼레이터의 제조 공정에서 UV 경화성 제 2 바인더로서 2-에틸헥실아크릴레이트(EHA) 50 중량부 및 부틸아크릴레이트 단독공중합체(BA homopolymer) 50 중량부를 사용한 점을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.
실시예 4
세퍼레이터의 제조 공정에서 UV 경화성 광개시제 함량을 1.0 중량부로 사용한 점을 제외하고, 실시예 3과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.
실시예 5
세퍼레이터의 제조 공정에서 UV 경화성 제 2 바인더로서 2-에틸헥실아크릴레이트(EHA) 45 중량부, 부틸아크릴레이트 단독공중합체(BA homopolymer) 50 중량부 및 2관능성 단량체로서 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(HDDA) 5 중량부를 사용한 점을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.
실시예 6
세퍼레이터의 제조 공정에서 UV 경화성 광개시제 함량을 1.0 중량부로 사용한 점을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.
비교예 1
세퍼레이터의 제조 공정에서 용매로서 아세톤 10 중량부를 사용하고, 제 2 바인더로서 2-에틸헥실아크릴레이트(EHA) 90 중량부를 사용하였으며, 열개시제로서 AIBN 5 중량부를 사용하여 80 ℃에서 3분 동안 가열 조사 공정을 실시하여 접착층을 형성한 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.
비교예 2
세퍼레이터의 제조 공정에서 용매로서 아세톤 10 중량부를 사용하고, 제 2 바인더로서 2-에틸헥실아크릴레이트(EHA) 70 중량부 및 부틸아크릴레이트 단독공중합체(BA homopolymer) 20 중량부를 사용하였으며, 열개시제로서 AIBN 5 중량부를 사용하여 80 ℃에서 3분 동안 가열 조사 공정을 실시하여 접착층을 형성한 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.
비교예 3
세퍼레이터의 제조 공정에서 용매로서 아세톤 50 중량부를 사용하고, 제 2 바인더로서 2-에틸헥실아크릴레이트(EHA) 50 중량부를 사용하였으며, 열개시제로서 AIBN 5 중량부를 사용하여 80 ℃에서 3분 동안 가열 조사 공정을 실시하여 접착층을 형성한 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.
비교예 4
세퍼레이터의 제조 공정에서 용매로서 아세톤 10 중량부를 사용하고, 제 2 바인더로서 부틸아크릴레이트 단독공중합체(BA homopolymer) 90 중량부를 사용하였으며, 용매 건조 과정을 거쳐서 접착층을 형성한 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.
세퍼레이터의 물성 평가
세퍼레이터의 통기도 평가
실시예 1 내지 6, 비교예 1 내지 4에서 제조된 세퍼레이터를 50 mm X 50 mm로 재단하여 시료를 준비하였다. 이후 상기 준비한 시료들에서 공기 100 ml가 완전히 통과하는데 걸리는 시간(초)으로 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
세퍼레이터의 접착력 평가
실시예 1 내지 6, 비교예 1 내지 4에서 제조된 세퍼레이터를 각각 접히게 하여 이형 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 적층시키고, 100℃에서 롤 라미네이터를 이용하여 세퍼레이터를 접합시켰다. 상기 접합된 세퍼레이터를 폭 15 mm, 길이 120 mm로 절단한 후에, 인장강도 측정장비를 사용하여, 상기 접합된 세퍼레이터를 탈착시키는데 필요한 힘(gf/15 mm)을 측정하였다. 그 측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
분산성(입도) 평가
전술한 실시예 및 비교예에 따라 제조한 세퍼레이터의 다공성 코팅층의 분산성을 Brookhaven 90Plus 장치를 사용하여 동적 광산란 방법(Dynamic Light Scattering)으로 평가하였다.
상기 통기 시간, 접착력, 및 분산성의 평가 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
통기도
(초/100ml)		 360 360 330 340 330 330 520 480 측정
불가		 600
접착력
(gf/15 mm)		 63 85 95 103 55 58 10~15 5~10 측정
불가		 약 5
특이사항 - - - - - - 전환율
낮음		 - 미경화 용매 침투
기존층
파괴
이와 같이, 용매를 사용하고 열 경화시키는 비교예의 이차전지에서는, 반응 속도가 느려 경화 시간이 길어져서 전환율이 낮고 생산성이 낮아지며, 기존 층의 붕괴될 확률이 높아진다. 또한, 사용된 용매가 기존 층에 침투하여 기존 층을 붕괴시키고 틈 구멍(interstitial pore)을 망가지게 하며, 바인더가 뭉쳐져서 통기도가 상승시키게 된다. 더욱이, 용매의 사용으로 인해 그의 건조 제거시 바인더가 무기물 층 내로 wetting되고 전극 접착층이 구현되지 않아서 전극과의 접착력(라미네이션(S/A))이 낮아진다.
반면, 본 발명에 따른 실시예에서는, UV 경화가 열 경화에 비해 신속하게 전극 접착층을 형성시키고, 통기도 증가도 열 경화에 비해 낮음을 확인할 수 있었다.

Claims (23)

  1. 제 1 바인더를 포함하는 코팅 물질을 준비하는 단계;
    상기 코팅 물질에 무기물 입자를 첨가함으로써 무기물 입자가 분산된 코팅 물질을 제조하는 단계;
    상기 분산된 코팅 물질을 다공성 기재의 적어도 일면에 적용하여 다공성 코팅층을 형성하는 단계;
    상기 다공성 코팅층 상에 제 2 바인더를 포함하는 접착층 형성용 조성물을 도포하는 단계; 및
    상기 도포된 접착층 형성용 조성물에 UV를 조사함으로써 이를 경화시켜 접착층을 형성하는 단계를 포함하는 세퍼레이터의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 바인더가 UV 경화성 단량체 단독, UV 경화성 단량체와 중합체의 혼합물, 및 UV 경화성 단량체, 중합체 및 가교제로 구성된 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 세퍼레이터의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 UV 경화성 단량체가 아크릴계 단량체인 세퍼레이터의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 아크릴계 단량체가 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체인 세퍼레이터의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체가 부틸(메타) 아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타) 아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 메틸(메타) 아크릴레이트, 에틸(메타) 아크릴레이트 및 이소노닐(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 세퍼레이터의 제조방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 중합체가 카복시 메틸 셀룰로오스(carboxy methyl cellulose), 하이드록시 에틸 셀룰로오스(hydroxy ethyl cellulose), 폴리비닐 알콜(Polyvinyl Alcohol) 및 폴리비닐아세테이트(Polyvinylacrylate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 세퍼레이터의 제조방법.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 가교제가 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아지리딘계 화합물 및 금속 킬레이트계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 세퍼레이터의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착층 형성용 조성물이 UV 경화성 광개시제를 더 포함하는 세퍼레이터의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 UV 경화성 광개시제가 벤조페논, 아세토페논, 클로로아세토페논, 디에톡시 아세토페논(Diethoxy Acetophenone)(DEAP), 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르, 벤조인안식향산, 벤조인안식향산메틸, 벤조인디메틸케탈, 2,4-디에틸티오크산톤, 벤질디페닐술피드, 테트라메틸우람모노설피드, 아조비스이소부티로니트릴, 벤질, 디벤질, 디아세틸, 베타클로로안트라퀴논, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-몰포리노페닐)-부탄-1 {2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모폴리온페닐)-부타논-1}, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀 옥사이드, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-[4-(2-히드록시에톡시)-페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-원, 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀옥사이드, 1-페닐-2-히드록시-2-메틸 프로파논(1-phenyl-2-hydroxy-2-methyl propaneone)(HMPP), 알파-아미노 아세토페논(α-Amino Acetophenone), 티옥산톤(Thioxanthone) 및 2-에틸 안트라퀴논(2-ethyl Anthraquinone)(2-ETAQ)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 세퍼레이터의 제조방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 UV 경화성 광개시제의 함량은 상기 제 2 바인더 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 세퍼레이터의 제조방법.
  11. 다수의 기공을 갖는 다공성 기재;
    상기 다공성 기재의 적어도 일면 및 상기 다공성 기재의 기공 중 1종 이상의 영역에 형성되어 있으며, 다수의 무기물 입자 및 상기 무기물 입자의 표면의 일부 또는 전부에 위치하여 상기 무기물 입자 사이를 연결 및 고정시키는 제 1 바인더를 포함하는 다공성 코팅층; 및
    상기 다공성 코팅층 상에 형성되고, 제 2 바인더의 UV 경화물을 포함하는 접착층을 구비하는 세퍼레이터.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 바인더가 UV 경화성 단량체 단독, UV 경화성 단량체와 중합체의 혼합물, 및 UV 경화성 단량체, 중합체 및 가교제로 구성된 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 세퍼레이터.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 UV 경화성 단량체가 아크릴계 단량체인 것을 특징으로 하는 세퍼레이터.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 아크릴계 단량체가 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체인 것을 특징으로 하는 세퍼레이터.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 접착층의 두께가 0.1 내지 5㎛인 것을 특징으로 하는 세퍼레이터.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 다공성 기재의 기공 크기 및 기공도가 각각 0.01 내지 50㎛ 및 10 내지 95%인 것을 특징으로 하는 세퍼레이터.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 다공성 기재가 폴리올레핀계 다공성 막 또는 부직포인 것을 특징으로 하는 세퍼레이터.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 다공성 코팅층의 두께가 0.01 내지 20㎛인 것을 특징으로 하는 세퍼레이터.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 무기물 입자의 평균 입경이 0.001 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 세퍼레이터.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 무기물과 상기 제 1 바인더의 중량비가 50:50 내지 99:1인 것을 특징으로 하는 세퍼레이터.
  21. 제 11 항에 있어서,
    상기 다공성 코팅층의 기공 크기 및 기공도가 각각 0.01 내지 10㎛ 및 5 내지 95%인 것을 특징으로 하는 세퍼레이터.
  22. 제 11 항에 있어서,
    상기 무기물 입자가 유전율 상수가 5 이상인 무기물 입자, 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 세퍼레이터.
  23. 캐소드, 애노드, 및 이들 사이에 개재된 제 11 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항의 세퍼레이터를 포함하는 전기화학 소자.
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