KR20130101459A - 무기입자를 이용한 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법 및 상기 방법에 의해 코팅된 기재를 포함하는 리튬 이차전지 - Google Patents

무기입자를 이용한 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법 및 상기 방법에 의해 코팅된 기재를 포함하는 리튬 이차전지 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 무기입자를 대전하여 대전된 무기입자를 형성하는 대전단계; 상기 대전된 무기입자를 리튬 이차전지용 기재에 전사하여 코팅층을 형성하는 전사단계; 및 상기 코팅층을 열 및 압력으로 고정하는 정착단계;를 포함하는 무기입자를 이용한 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법, 및 상기 방법에 의해 코팅된 기재를 포함하는 리튬 이차전지가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 코팅방법에 따르면, 용매첨가가 아닌 정전기를 이용한 코팅방법으로서, 용매가 불필요하고, 이에 따른 취급 및 보관에 대한 부담이 없어 비용절감 효과가 발생하고, 슬러리의 건조단계가 불필요하여, 신속하게 리튬 이차전지용 기재를 제조할 수 있다.

Description

무기입자를 이용한 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법 및 상기 방법에 의해 코팅된 기재를 포함하는 리튬 이차전지{Method for coating a lithium secondary battery's substrate with inorganic particles and lithium secondary battery containing substrate coated by the method}
본 발명은 무기입자를 이용한 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법 및 상기 방법에 의해 코팅된 기재를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용매가 불필요하고, 이에 따른 취급 및 보관에 대한 부담이 없어 비용절감 효과가 발생하며, 고효율적이면서 신속한, 무기입자를 이용한 리튬 이차전지용 전극 및 세퍼레이터의 코팅방법 및 상기 방법에 의해 코팅된 기재를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.
최근 에너지 저장 기술에 대한 관심이 갈수록 높아지고 있다. 휴대폰, 캠코더 및 노트북 PC, 나아가서는 전기 자동차 및 전력 저장까지 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.
현재 적용되고 있는 이차전지 중에서 1990년대 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 에너지 저장 기술이 필요한 다양한 분야에서 사용되고 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 낮은 문제점이 있다.
한편, 종래 캐소드, 애노드 및 세퍼레이터를 제조함에 있어서, 캐소드 및 애노드의 집전체에 활물질층을 코팅하거나, 세퍼레이터에 무기물을 코팅할 때, 용매를 함유한 활물질 슬러리 또는 무기물 슬러리를 각 기재에 도포한 다음, 그 후 건조하는 단계를 수행하였다. 이러한 용매 추가의 목적은 유동성 확보, 활물질 및 무기물 입자의 적절한 분산도 및 점도를 얻기 위한 것이다.
하지만 종래기술에 의하면, 용매의 필요성에 따른 구입비용 발생, 인체에 유해한 용매인 경우, 취급 및 보관에 대한 비용부담, 그리고 코팅 후 수행되는 슬러리의 건조단계로 인한 생산수율 저하 등이 문제될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 용매가 불필요하여, 이에 따른 취급 및 보관에 대한 부담, 및 코팅 후 슬러리의 건조단계가 불필요하여 비용절감 효과가 발생하고, 신속한 코팅처리로 고효율성을 가지는, 무기입자를 이용한 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법 및 상기 방법에 의해 코팅된 기재를 포함하는 리튬 이차전지를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 무기입자를 대전하여 대전된 무기입자를 형성하는 대전단계; 상기 대전된 무기입자를 리튬 이차전지용 기재에 전사하여 코팅층을 형성하는 전사단계; 및 상기 코팅층을 열 및 압력으로 고정하는 정착단계;를 포함하는 무기입자를 이용한 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법이 제공된다.
이때, 상기 무기입자는, 상기 무기입자의 표면에 형성된 표면개질층을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 표면개질층은, 치환 또는 비치환된 실란(silane)계, 실록산(siloxane)계, 실라잔(silazane)계 및 실라놀(silanol)계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 표면개질제를 이용하여 상기 무기입자의 표면을 개질하는 단계에 의해 형성되는 것일 수 있다.
여기서, 상기 표면개질제는, 디메틸 디메톡시 실란, 디메틸 디에톡시 실란, 메틸 트리메톡시 실란, 비닐 트리메톡시 실란, 페닐 트리메톡시 실란, 테트라에톡시 실란, 디메틸 디클로로 실란, 3-아미노프로필 트리에톡시 실란, 폴리디메틸 실록산, 폴리디에틸 실록산, 옥타메틸 시클로테트라 실록산, 헥사메틸디실라잔, 헥사메틸시클로트리실라잔, 헵타메틸디실라잔, 트리메틸실라놀, 트리에틸실라놀, 트리페닐실라놀 및 t-부틸디메틸실라놀로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
여기서 상기 무기입자는, 리튬 금속, 탄소재, 금속 화합물 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 이때 상기 리튬 이차전지용 기재는 애노드 집전체일 수 있다.
그리고 상기 금속 화합물은, Si, Ge, Sn, Pb, P, Sb, Bi, Al, Ga, In, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ag, Mg, Sr, 및 Ba으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속 원소를 함유하는 화합물 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
또한, 상기 무기입자는, 리튬 함유 산화물일 수 있으며, 이때 상기 리튬 이차전지용 기재는 캐소드 집전체일 수 있다.
여기서 상기 리튬 함유 산화물은, 리튬 함유 전이금속 산화물일 수 있으며, 상기 리튬 함유 전이금속 산화물은, LixCoO2(0.5<x<1.3), LixNiO2(0.5<x<1.3), LixMnO2(0.5<x<1.3), LixMn2O4(0.5<x<1.3), Lix(NiaCobMnc)O2(0.5<x<1.3, 0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), LixNi1 -yCoyO2(0.5<x<1.3, 0<y<1), LixCo1 -yMnyO2(0.5<x<1.3, 0≤y<1), LixNi1 -yMnyO2(0.5<x<1.3, O≤y<1), Lix(NiaCobMnc)O4(0.5<x<1.3, 0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2), LixMn2 -zNizO4(0.5<x<1.3, 0<z<2), LixMn2 -zCozO4(0.5<x<1.3, 0<z<2), LixCoPO4(0.5<x<1.3) 및 LixFePO4(0.5<x<1.3)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
또한, 상기 무기입자는, SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, SiO2, Y2O3, Al2O3, AlOOH, Al(OH)3, TiO2 , SiC, BaTiO3, Pb(Zrx, Ti1 -x)O3(PZT, 여기서, 0<x<1임), Pb1 - xLaxZr1 -yTiyO3(PLZT, 여기서, 0<x<1, 0<y<1임), (1-x)Pb(Mg1 /3Nb2 /3)O3-xPbTiO3(PMN-PT, 여기서, 0<x<1임) 및 HfO2로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있고, 이때 상기 리튬 이차전지용 기재는 다공성 기재일 수 있다.
여기서 상기 다공성 기재는, 폴리올레핀계 다공성 기재 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에스테르, 폴리아세탈, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리페닐렌설파이트 및 폴리에틸렌나프탈렌으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 형성된 부직포일 수 있다.
그리고, 상기 무기입자의 평균 입경은 0.001㎛ 내지 100㎛일 수 있고, 상기 코팅층의 두께는 1㎛ 내지 250㎛일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 무기입자 및 고분자 바인더를 혼합하여 무기입자 혼합물을 제조하는 단계; 상기 무기입자 혼합물을 대전하여 대전된 무기입자 혼합물을 형성하는 대전단계; 상기 대전된 무기입자 혼합물을 리튬 이차전지용 기재에 전사하여 코팅층을 형성하는 전사단계; 및 상기 코팅층을 열 및 압력으로 고정하는 정착단계;를 포함하는 무기입자를 이용한 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법이 제공된다.
여기서, 상기 고분자 바인더는, 폴리비닐리덴 풀루오라이드(polyvinylidene fluoride, PVDF), 헥사풀루오로프로필렌(hexafluoro propylene, HFP), 폴리비닐리덴 풀루오라이드-헥사풀루오로 프로필렌(polyvinylidene fluoride-co-hexafluoro propylene), 폴리비닐리덴 풀루오라이드-트리클로로 에틸렌(polyvinylidene fluoride-co-trichloro ethylene), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate), 폴리부틸아크릴레이트 (polybutylacrylate), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트(cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate), 시아노에틸 풀루란(cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜(cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸 셀룰로오스(cyanoethylcellulose), 시아노에틸 수크로오스(cyanoethylsucrose), 풀루란(pullulan), 카르복실 메틸 셀룰로오스(carboxyl methyl cellulose), 아크리로니트릴-스티렌-부타디엔 공중합체(acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer) 및 폴리이미드(polyimide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 코팅방법으로 제조된 코팅층을 포함하는 리튬 이차전지용 기재가 제공된다.
여기서, 상기 리튬 이차전지용 기재는, 애노드, 캐소드, 또는 세퍼레이터일 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 애노드, 캐소드, 세퍼레이터 및 비수 전해액을 포함하는 리튬 이차전지로서, 상기 애노드, 캐소드, 및 세퍼레이터 중 1종 이상이 전술한 코팅방법으로 제조된 리튬 이차전지가 제공된다.
이때 상기 비수 전해액은, 유기용매 및 전해질 염을 포함할 수 있으며, 상기 유기용매는, 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC), 비닐렌 카보네이트(VC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디메틸 카보네이트(DMC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 메틸 포르메이트(MF), 감마-부티로락톤(γ-BL;butyrolactone), 설포레인(sulfolane), 메틸 아세테이트(MA; methylacetate) 및 메틸 프로피오네이트(MP; methylpropionate)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
그리고 상기 전해질 염은, 음이온으로서, F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N- , CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
본 발명은 용매첨가가 아닌 정전기를 이용한 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법으로서, 용매가 불필요하고, 이에 따른 취급 및 보관에 대한 부담이 없어 비용절감 효과가 발생하고, 슬러리의 건조단계가 불필요하여, 신속하게 리튬 이차전지용 기재를 제조할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무기입자를 이용한 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 무기입자가 코팅된 세퍼레이터를 나타낸 SEM 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 표면개질된 무기입자가 코팅된 세퍼레이터를 나타낸 SEM 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 무기입자 혼합물을 나타낸 SEM 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 무기입자 혼합물이 코팅된 세퍼레이터를 나타낸 SEM 사진이다.
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.
또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무기입자를 이용한 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법을 나타낸 흐름도이다.
이때, 상기 무기입자 및 리튬 이차전지용 기재는 최종 코팅된 기재의 용도에 따라서, 다양하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 그 용도가 애노드, 캐소드, 및 세퍼레이터인 경우에는 리튬 이차전지용 기재로는 각각, 애노드 집전체, 캐소드 집전체, 및 다공성 기재가 해당되고, 이때, 상기 무기입자로는 애노드 활물질, 캐소드 활물질, 및 세퍼레이터의 다공성 코팅층 형성용 무기입자 등이 각각 해당될 수 있다.
우선, S10단계는 대전단계로서, 무기입자를 대전하여 대전된 무기입자를 형성한다.
상기 무기입자를 저장조에 투입하여 음전하 또는 양전하로 대전하는데, 상기 무기입자에 정전기적 인력을 인가하기 위해 고전압을 인가하는 코로나 방전법, 아크 방전법 또는 물성이 상이한 재료가 서로 접촉할 때 전하를 교환할 수 있는 능력을 사용하는 마찰전기 발생법 등을 사용할 수 있으나, 이에만 한정하는 것은 아니다. 이러한 대전의 목적은 무기입자를 기재에 순간적 또는 계속적으로 부착시킬 수 있도록, 무기입자 내 구동력을 발생시키기 위한 것이다.
여기서, 상기 무기입자는 상기 리튬 이차전지용 기재에 더 잘 부착되도록 하기 위해, 상기 무기입자의 표면에 형성된 표면개질층을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 표면개질층은, 상기 대전단계 이전에 수행되며, 치환 또는 비치환된 실란(silane)계, 실록산(siloxane)계, 실라잔(silazane)계 및 실라놀(silanol)계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 표면개질제를 이용하여 상기 무기입자의 표면을 개질하는 단계에 의해 형성되는 것일 수 있다.
여기서, 상기 실란(silane)계 화합물은, Si(OR1)4-nR2 n(R1 및 R2는 각각 서로 독립적으로 수소, 알킬기, 비닐기, 아민기, 아릴기 등의 치환기이며, n은 4 이하의 정수)의 구조를 갖는 유기 실란일 수 있다.
상기 유기 실란의 구체적인 예로서, 디메틸 디메톡시 실란, 디메틸 디에톡시 실란, 메틸 트리메톡시 실란, 비닐 트리메톡시 실란, 페닐 트리메톡시 실란, 테트라에톡시 실란, 디메틸 디클로로 실란, 3-아미노프로필 트리에톡시 실란 등이 사용될 수 있다.
그리고, 상기 실록산(siloxane)계 화합물은, R1R2SiO(R1 및 R2는 각각 서로 독립적으로 수소, 알킬기, 비닐기, 아민기, 아릴기 등의 치환기)의 구조를 포함하는 것일 수 있다.
상기 실록산계 화합물의 구체적인 예로서, 폴리디메틸 실록산, 폴리디에틸 실록산, 옥타메틸 시클로테트라 실록산 등이 사용될 수 있다.
그리고, 상기 실라잔(silazane)계 화합물은, Si2NR1R2R3R4R5R6R7(R1 내지 R7은 각각 서로 독립적으로 수소, 알킬기, 비닐기, 아민기, 아릴기 등의 치환기)의 구조를 포함하는 것일 수 있으며, 구체적인 예로는, 헥사메틸디실라잔, 헥사메틸시클로트리실라잔, 헵타메틸디실라잔 등이 사용될 수 있다.
그리고, 상기 실라놀(silanol)계 화합물은, SiOHR1R2R3(R1 내지 R3은 각각 서로 독립적으로 수소, 알킬기, 비닐기, 아민기, 아릴기 등의 치환기)의 구조를 포함하는 것일 수 있으며, 구체적인 에로는, 트리메틸실라놀, 트리에틸실라놀, 트리페닐실라놀, t-부틸디메틸실라놀 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 표면개질층은, 폴리에틸렌글리콜 (polyethylene glycol, PEG)과 같은 고분자의 흡착, 세틸 트리메틸 암모늄 브로마이드 (cetyl trimethyl ammonium bromide, CTAB)와 같은 양이온성 계면활성제의 정전기적 친화력을 이용한 흡착, 또는 실라놀기와 반응이 가능한 3-아미노프로필 트리에톡시 실란과 같은 커플링제를 통한 화학적 결합에 의해 표면의 관능기를 바꾸거나, 표면의 친수-소수 성의 조절을 통해 형성될 수도 있다.
그리고, 상기 무기입자의 평균 입경은, 예를 들면 0.001㎛ 내지 100㎛일 수 있고, 또한 0.01㎛ 내지 50㎛일 수 있다. 상기 무기입자의 평균 입경이 이러한 범위를 만족하는 경우, 무기입자의 비표면적이 급격히 증가하여 이를 결착하기 위한 바인더가 과량 사용되는 문제점을 방지함과 동시에, 최종적으로 무기물 전사 후 적절한 무기입자 코팅층의 두께와 무기물 입자 사이의 공극의 크기 및 공극율을 만족하게 된다.
예를 들어, 애노드를 제조하기 위한 경우, 상기 무기입자는, 리튬 금속, 탄소재, 금속 화합물 또는 이들의 혼합물과 같은 애노드 활물질일 수 있고, 여기에 애노드 활물질간 또는 애노드 활물질의 애노드 집전체에 대한 결착력을 증대시키기 위하여, 바인더를 더 포함할 수 있다.
구체적으로는, 상기 탄소재로 저결정성 탄소 및 고결정성 탄소 등이 모두 사용될 수 있다. 저결정성 탄소로는 연화탄소(soft carbon) 및 경화탄소(hard carbon)가 대표적이며, 고결정성 탄소로는 천연 흑연, 키시흑연(Kish graphite), 열분해 탄소(pyrolytic carbon), 액정 피치계 탄소섬유(mesophase pitch based carbon fiber), 탄소 미소구체(meso-carbon microbeads), 액정피치(Mesophase pitches) 및 석유와 석탄계 코크스(petroleum or coal tar pitch derived cokes) 등의 고온 소성탄소가 대표적이다.
여기서 상기 금속 화합물은, Si, Ge, Sn, Pb, P, Sb, Bi, Al, Ga, In, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ag, Mg, Sr, 및 Ba으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속 원소를 함유하는 화합물 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 이들 금속 화합물은 단체, 합금, 산화물(TiO2, SnO2 등), 질화물, 황화물, 붕화물, 리튬과의 합금 등, 어떤 형태로도 사용할 수 있지만, 단체, 합금, 산화물, 리튬과의 합금은 고용량화될 수 있다. 그 중에서도, Si, Ge 및 Sn으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 함유할 수 있고, Si 및 Sn으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하는 것이 전지를 더 고용량화할 수 있다.
그리고, 상기 바인더는 무기입자들 사이를 물리적, 전기적으로 연결해주는 기능을 하는 것으로서, 통상적으로 사용되는 바인더가 제한 없이 사용될 수 있다.
예를 들면, 상기 바인더로는 나피온 수지, 플루오로 수지, 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE), 폴리 비닐리덴 플루오라이드-헥사 플루오로 프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리 비닐리덴 플루오라이드(poly vinylidene fluoride), 폴리 아크릴로 니트릴(poly acrylo nitrile), 폴리 메틸 메타크릴레이트(poly methyl methacrylate), 스타이렌-부타디엔 고무 (SBR, styrene butadiene rubber), 카르복시메틸 셀룰로스(CMC, carboxy methyl cellulose) 등의 다양한 종류의 바인더용 고분자가 사용될 수 있다.
그리고, 캐소드를 제조하기 위한 경우, 상기 무기입자는, 리튬 함유 산화물과 같은 캐소드 활물질일 수 있고, 도전재 또는 바인더를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 리튬 함유 산화물은, 리튬 함유 전이금속 산화물일 수 있다.
여기서 상기 리튬 함유 전이금속 산화물은, LixCoO2(0.5<x<1.3), LixNiO2(0.5<x<1.3), LixMnO2(0.5<x<1.3), LixMn2O4(0.5<x<1.3), Lix(NiaCobMnc)O2(0.5<x<1.3, 0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), LixNi1 -yCoyO2(0.5<x<1.3, 0<y<1), LixCo1 -yMnyO2(0.5<x<1.3, 0≤y<1), LixNi1 -yMnyO2(0.5<x<1.3, O≤y<1), Lix(NiaCobMnc)O4(0.5<x<1.3, 0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2), LixMn2 -zNizO4(0.5<x<1.3, 0<z<2), LixMn2 -zCozO4(0.5<x<1.3, 0<z<2), LixCoPO4(0.5<x<1.3) 및 LixFePO4(0.5<x<1.3)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있으나, 이에만 한정하는 것은 아니고, 상기 리튬 함유 전이금속 산화물은 알루미늄(Al) 등의 금속이나 금속산화물로 코팅될 수도 있다. 또한, 상기 리튬 함유 전이금속 산화물 외에도, 황화물, 셀렌화물 및 할로겐화물 등도 사용될 수 있다.
상기 도전재로서는 리튬 이차전지에서 화학변화를 일으키지 않는 전자 전도성 물질이면 특별한 제한이 없다. 일반적으로 카본블랙(carbon black), 흑연, 탄소섬유, 카본 나노튜브, 금속분말, 도전성 금속산화물 등을 사용할 수 있고, 현재 도전재로 시판되고 있는 상품으로는 아세틸렌 블랙계열 (쉐브론 케미컬 컴퍼니(Chevron Chemical Company) 또는 걸프 오일 컴퍼니 (Gulf Oil Company) 제품 등), 케트젠 블랙 (Ketjen Black) EC 계열(아르막 컴퍼니 (Armak Company) 제품), 불칸 (Vulcan) XC-72(캐보트 컴퍼니(Cabot Company) 제품) 및 수퍼 P (엠엠엠(MMM)사 제품)등이 있다. 예를 들면 아세틸렌블랙, 카본블랙, 흑연 등을 들 수 있다.
그리고, 세퍼레이터를 제조하기 위한 경우, 상기 무기입자는, SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, SiO2, Y2O3, Al2O3, AlOOH, Al(OH)3, TiO2 , SiC, BaTiO3, Pb(Zrx, Ti1 -x)O3(PZT, 여기서, 0<x<1임), Pb1 - xLaxZr1 -yTiyO3(PLZT, 여기서, 0<x<1, 0<y<1임), (1-x)Pb(Mg1 /3Nb2 /3)O3-xPbTiO3(PMN-PT, 여기서, 0<x<1임) 및 HfO2로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
이어서, S20단계는 전사단계로서, 상기 대전된 무기입자를 리튬 이차전지용 기재에 전사하여 코팅층을 형성한다.
이때, 상기 코팅층의 두께는 예를 들면, 1㎛ 내지 250㎛일 수 있고, 또한, 캐소드에 형성되는 코팅층인 경우 10㎛ 내지 250㎛, 또는 30㎛ 내지 180㎛일 수 있고, 애노드에 형성되는 코팅층인 경우 10㎛ 내지 250㎛, 또는 30㎛ 내지 180㎛일 수 있으며, 세퍼레이터에 형성되는 코팅층인 경우 1㎛ 내지 40㎛, 또는 2㎛ 내지 15㎛일 수 있다.
상기 캐소드 및 상기 애노드에 형성되는 코팅층이 이러한 두께 범위를 만족하는 경우, 각 전극에서의 활물질량이 충분히 확보되어, 전지 용량이 작아지는 것을 방지할 수 있고, 사이클 특성이나 레이트 특성이 개선될 수 있다. 그리고, 상기 세퍼레이터에 형성되는 코팅층이 이러한 두께 범위를 만족하는 경우, 부가적인 리튬 이온 이동 경로 추가 및 전해액 함침율 향상을 통한 전지의 성능 향상이 도모될 뿐만 아니라, 열적 안전성 향상을 제공할 수 있다.
대전된 무기입자가 양전하 또는 음전하로 대전된 경우라면, 리튬 이차전지용 기재는 각각 음전하 또는 양전하로 대전되어 있을 수 있다. 따라서, 상기 리튬 이차전지용 기재가 상기 대전된 무기입자의 주변에 위치하면, 정전기적 인력이 작용하여, 대전된 무기입자는 리튬 이차전지용 기재에 부착함으로써 코팅층을 형성하게 된다.
여기서, 상기 리튬 이차전지용 기재는 그 용도에 따라, 애노드 집전체, 캐소드 집전체 및 다공성 기재를 포함하며, 상기 각 기재에 따라 전사되는 무기입자가 각각 상이할 수 있으며, 이는 전술한 바와 같다.
이때 상기 애노드 집전체 및 상기 캐소드 집전체로 사용되는 것은 전도성이 높은 금속으로, 리튬 이차전지의 전압 범위에서 반응성이 없는 것이면 어느 것이라도 사용할 수 있다. 구체적으로 애노드 집전체의 비제한적인 예로는 구리, 금, 니켈 또는 구리 합금 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있고, 캐소드 집전체의 비제한적인 예로는 알루미늄, 니켈 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있다. 또한, 상기 애노드 집전체 및 상기 캐소드 집전체는, 상기 물질들로 이루어진 기재들을 적층하여 사용될 수도 있다.
그리고, 상기 다공성 기재는 당해 분야에서 통상적으로 세퍼레이터로 사용되는 고분자 다공성 기재라면 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 폴리올레핀계 다공성 기재; 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에스테르, 폴리아세탈, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리페닐렌설파이트, 폴리에틸렌나프탈렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 형성된 부직포일 수 있다.
상기 폴리올레핀계 다공성 기재는 통상적으로 사용되는 폴리올레핀계 다공성 기재라면 모두 사용 가능하다. 보다 구체적으로는 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)이나 부직포를 들 수 있다.
이어서, S30단계는 정착단계로서, 상기 리튬 이차전지용 기재에 코팅된 코팅층을 열 및 압력으로 고정한다.
이때 상기 코팅층을 히팅 및 프레스 롤러를 통과하게 하여 가열 및 압착할 수 있다. 이 경우 상기 코팅을 60℃ 내지 180℃의 온도 및 1kgf/cm2 내지 300kgf/cm2 의 압력으로 가열 및 압착하면, 보다 더 균일한 도포가 가능하다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 무기입자 및 고분자 바인더를 혼합하여 무기입자 혼합물을 제조하는 단계; 상기 무기입자 혼합물을 대전하여 대전된 무기입자 혼합물을 형성하는 대전단계; 상기 대전된 무기입자 혼합물을 리튬 이차전지용 기재에 전사하여 코팅층을 형성하는 전사단계; 및 상기 코팅층을 열 및 압력으로 고정하는 정착단계;를 포함하는 무기입자를 이용한 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법이 제공된다.
상기 무기입자 혼합물은, 무기입자 외에도 고분자 바인더를 더 포함하고 있어, 더 좋은 접착력을 가질 수 있다.
이때, 상기 고분자 바인더는, 폴리비닐리덴 풀루오라이드(polyvinylidene fluoride, PVDF), 헥사풀루오로프로필렌(hexafluoro propylene, HFP), 폴리비닐리덴 풀루오라이드-헥사풀루오로 프로필렌(polyvinylidene fluoride-co-hexafluoro propylene), 폴리비닐리덴 풀루오라이드-트리클로로 에틸렌(polyvinylidene fluoride-co-trichloro ethylene), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate), 폴리부틸아크릴레이트 (polybutylacrylate), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트(cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate), 시아노에틸 풀루란(cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜(cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸 셀룰로오스(cyanoethylcellulose), 시아노에틸 수크로오스(cyanoethylsucrose), 풀루란(pullulan), 카르복실 메틸 셀룰로오스(carboxyl methyl cellulose), 아크리로니트릴-스티렌-부타디엔 공중합체(acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer) 및 폴리이미드(polyimide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 코팅방법으로 제조된 코팅층을 포함하는 리튬 이차전지용 기재가 제공된다. 여기서, 상기 리튬 이차전지용 기재는, 전술한 바와 같이, 애노드, 캐소드 또는 세퍼레이터일 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 리튬 이차전지는, 애노드, 캐소드, 세퍼레이터 및 비수 전해액을 포함하는 리튬 이차전지로서, 상기 애노드, 캐소드 및 세퍼레이터가 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅방법을 사용하여 제조된 리튬 이차전지가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지는 당해 기술 분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅방법에 의해 제조된 캐소드와 애노드 사이에 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅방법에 의해 제조된 세퍼레이터를 넣고 비수 전해액을 투입하여 제조할 수 있다.
이때, 상기 비수 전해액은, 유기용매 및 전해질 염을 포함할 수 있으며, 여기서 상기 유기용매로는 리튬 이차전지용 전해액에 통상적으로 사용되는 것들이 제한 없이 사용될 수 있으며, 대표적으로 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC), 비닐렌 카보네이트(VC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디메틸 카보네이트(DMC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 메틸 포르메이트(MF), 감마-부티로락톤(γ-BL;butyrolactone), 설포레인(sulfolane), 메틸 아세테이트(MA; methyl acetate) 및 메틸 프로피오네이트(MP; methylpropionate)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있으나 이에만 한정하는 것은 아니다. 특히, 상기 카보네이트계 유기용매 중 고리형 카보네이트인 에틸렌 카보네이트 및 프로필렌 카보네이트는 고점도의 유기용매로서 유전율이 높아 전해질 내의 리튬염을 잘 해리시키므로 바람직하게 사용될 수 있으며, 이러한 고리형 카보네이트에 디메틸 카보네이트 및 디에틸 카보네이트와 같은 저점도, 저유전율 선형 카보네이트를 적당한 비율로 혼합하여 사용하면 높은 전기 전도율을 갖는 비수 전해액을 만들 수 있다.
또한, 상기 비수 전해액에 포함되는 전해질 염은, 음이온으로서, F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N- , CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. 여기서 상기 전해질 염의 비제한적인 예로는, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로보란리튬, 저급지방족 카르본산리튬 및 테트라페닐붕산리튬 등을 사용할 수 있으나 이에만 한정하는 것은 아니다.
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.
실시예 1
무기입자로서, 평균 입경이 0.2 ㎛인 보헤마이트 (Nabaltec社, Actilox 200SM)를 레이저 프린터 (HP2605dn) 카트리지에 투입하였다. 그 후 상기 보헤마이트를, 부직포 원단 (Mistubishi Paper Mills社, LP1540)의 기재에 전사시킨 후, 200 ℃에서 정착시켜 세퍼레이터를 제조하였다. 완성된 세퍼레이터의 형상을 SEM으로 관찰하면 도 2와 같다.
실시예 2
무기입자로서, 평균 입경이 0.9 ㎛인 보헤마이트 (Nabaltec社, Apyral AOH60)를, 3-아미노프로필 트리에톡시 실란 (3-aminopropyl triethoxysilane, APTES)으로 표면개질하였고, 그 후 상기 표면개질된 보헤마이트를 레이저 프린터 (HP2605dn) 카트리지에 투입하였다. 이어서, 상기 표면개질된 보헤마이트를, 부직포 원단 (Mistubishi Paper Mills社, LP1540)의 기재에 전사시킨 후, 200 ℃에서 정착시켜 세퍼레이터를 제조하였다. 완성된 세퍼레이터의 형상을 SEM으로 관찰하면 도 3과 같다.
실시예 3
바인더로서 1차입자의 평균 직경이 0.2 ㎛인 폴리비닐리덴 풀루오라이드-헥사풀루오로프로필렌 입자 (Arkema社, Kynar 2751) 100 중량부를 기준으로 직경 7 nm의 실리카 나노입자 (Degusa社, Aerosil R805) 5 중량부를 첨가한 후, 5,000 rpm에서 5분간 혼합하여 무기입자 혼합물을 제조하였다. 상기 무기입자 혼합물의 형상을 SEM으로 관찰하면 도 4와 같다.
이어서, 상기 무기입자 혼합물을 레이저 프린터 (HP2605dn) 카트리지에 투입하였다. 그 후, 상기 무기입자 혼합물을 부직포 원단 (Mistubishi Paper Mills社, LP1540)의 기재에 전사시킨 후, 200 ℃에서 정착시켜 세퍼레이터를 제조하였다. 완성된 세퍼레이터의 형상을 SEM으로 관찰하면 도 5와 같다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (21)

  1. 무기입자를 대전하여 대전된 무기입자를 형성하는 대전단계;
    상기 대전된 무기입자를 리튬 이차전지용 기재에 전사하여 코팅층을 형성하는 전사단계; 및
    상기 코팅층을 열 및 압력으로 고정하는 정착단계;
    를 포함하는 무기입자를 이용한 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무기입자는, 상기 무기입자의 표면에 형성된 표면개질층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 표면개질층은, 치환 또는 비치환된 실란(silane)계, 실록산(siloxane)계, 실라잔(silazane)계 및 실라놀(silanol)계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 표면개질제를 이용하여 상기 무기입자의 표면을 개질하는 단계에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 표면개질제는, 디메틸 디메톡시 실란, 디메틸 디에톡시 실란, 메틸 트리메톡시 실란, 비닐 트리메톡시 실란, 페닐 트리메톡시 실란, 테트라에톡시 실란, 디메틸 디클로로 실란, 3-아미노프로필 트리에톡시 실란, 폴리디메틸 실록산, 폴리디에틸 실록산, 옥타메틸 시클로테트라 실록산, 헥사메틸디실라잔, 헥사메틸시클로트리실라잔, 헵타메틸디실라잔, 트리메틸실라놀, 트리에틸실라놀, 트리페닐실라놀 및 t-부틸디메틸실라놀로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 무기입자는, 리튬 금속, 탄소재, 금속 화합물 또는 이들의 혼합물이며,
    상기 리튬 이차전지용 기재는 애노드 집전체인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 금속 화합물은, Si, Ge, Sn, Pb, P, Sb, Bi, Al, Ga, In, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ag, Mg, Sr, 및 Ba으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속 원소를 함유하는 화합물 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 무기입자는, 리튬 함유 산화물이며,
    상기 리튬 이차전지용 기재는 캐소드 집전체인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 리튬 함유 산화물은, 리튬 함유 전이금속 산화물인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 리튬 함유 전이금속 산화물은, LixCoO2(0.5<x<1.3), LixNiO2(0.5<x<1.3), LixMnO2(0.5<x<1.3), LixMn2O4(0.5<x<1.3), Lix(NiaCobMnc)O2(0.5<x<1.3, 0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), LixNi1 -yCoyO2(0.5<x<1.3, 0<y<1), LixCo1 -yMnyO2(0.5<x<1.3, 0≤y<1), LixNi1 -yMnyO2(0.5<x<1.3, O≤y<1), Lix(NiaCobMnc)O4(0.5<x<1.3, 0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2), LixMn2 -zNizO4(0.5<x<1.3, 0<z<2), LixMn2 -zCozO4(0.5<x<1.3, 0<z<2), LixCoPO4(0.5<x<1.3) 및 LixFePO4(0.5<x<1.3)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 무기입자는, SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, SiO2, Y2O3, Al2O3, AlOOH, Al(OH)3, TiO2 , SiC, BaTiO3, Pb(Zrx, Ti1 -x)O3(PZT, 여기서, 0<x<1임), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT, 여기서, 0<x<1, 0<y<1임), (1-x)Pb(Mg1 /3Nb2 /3)O3-xPbTiO3(PMN-PT, 여기서, 0<x<1임) 및 HfO2로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물이고,
    상기 리튬 이차전지용 기재는 다공성 기재인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 다공성 기재는, 폴리올레핀계 다공성 기재 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에스테르, 폴리아세탈, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리페닐렌설파이트 및 폴리에틸렌나프탈렌으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 형성된 부직포인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 무기입자의 평균 입경은 0.001㎛ 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 코팅층의 두께는 1㎛ 내지 250㎛인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법.
  14. 무기입자 및 고분자 바인더를 혼합하여 무기입자 혼합물을 제조하는 단계;
    상기 무기입자 혼합물을 대전하여 대전된 무기입자 혼합물을 형성하는 대전단계;
    상기 대전된 무기입자 혼합물을 리튬 이차전지용 기재에 전사하여 코팅층을 형성하는 전사단계; 및
    상기 코팅층을 열 및 압력으로 고정하는 정착단계;
    를 포함하는 무기입자를 이용한 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 고분자 바인더는, 폴리비닐리덴 풀루오라이드(polyvinylidene fluoride, PVDF), 헥사풀루오로프로필렌(hexafluoro propylene, HFP), 폴리비닐리덴 풀루오라이드-헥사풀루오로 프로필렌(polyvinylidene fluoride-co-hexafluoro propylene), 폴리비닐리덴 풀루오라이드-트리클로로 에틸렌(polyvinylidene fluoride-co-trichloro ethylene), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate), 폴리부틸아크릴레이트 (polybutylacrylate), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트(cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate), 시아노에틸 풀루란(cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜(cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸 셀룰로오스(cyanoethylcellulose), 시아노에틸 수크로오스(cyanoethylsucrose), 풀루란(pullulan), 카르복실 메틸 셀룰로오스(carboxyl methyl cellulose), 아크리로니트릴-스티렌-부타디엔 공중합체(acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer) 및 폴리이미드(polyimide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 기재의 코팅방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 코팅방법으로 제조된 코팅층을 포함하는 리튬 이차전지용 기재.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 리튬 이차전지용 기재는, 애노드, 캐소드, 또는 세퍼레이터인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 기재.
  18. 애노드, 캐소드, 세퍼레이터 및 비수 전해액을 포함하는 리튬 이차전지로서,
    상기 애노드, 캐소드, 및 세퍼레이터 중 1종 이상이 제1항 또는 제14항의 코팅방법을 사용하여 제조된 리튬 이차전지.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 비수 전해액은, 유기용매 및 전해질 염을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 유기용매는, 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC), 비닐렌 카보네이트(VC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디메틸 카보네이트(DMC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 메틸 포르메이트(MF), 감마-부티로락톤(γ-BL;butyrolactone), 설포레인(sulfolane), 메틸 아세테이트(MA; methylacetate) 및 메틸 프로피오네이트(MP; methylpropionate)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 전해질 염은, 음이온으로서, F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N- , CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
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