KR20150029090A - Binder of Improved Adhesive Force and Lithium Secondary Battery Comprising the Same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a binder having an improved adhesive force and to a lithium secondary battery comprising the same. The binder for a secondary battery according to the present invention comprises binder polymers composed of the copolymers of: (A) one or more kinds of monomers selected from the group which consists of (meth)acrylic acid ester-based monomers, acrylate-based monomers, vinyl-based monomers, and nitrile-based monomers; (b) unsaturated carboxylic acid-based monomers; and (C) isobornyl (meth)acrylate monomers.

Description

접착력이 향상된 바인더 및 상기 바인더를 포함하는 리튬 이차전지 {Binder of Improved Adhesive Force and Lithium Secondary Battery Comprising the Same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a binder having improved adhesion and a lithium secondary battery including the binder,

본 발명은 접착력이 향상된 바인더 및 상기 바인더를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다. The present invention relates to a binder having improved adhesion and a lithium secondary battery including the binder.

화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력저장장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.The increase in the price of energy sources due to the depletion of fossil fuels, the increase of interest in environmental pollution, and the demand for environmentally friendly alternative energy sources are becoming indispensable factors for future life. Various researches on power generation technologies such as nuclear power, solar power, wind power, and tidal power have been continuing, and electric power storage devices for more efficient use of such generated energy have also been attracting much attention.

특히, 리튬 이차전지의 경우, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 수요가 급격히 증가하고 있고, 최근에는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV)의 동력원으로서의 사용이 실현화되고 있으며, 그리드(Grid)화를 통한 전력 보조전원 등의 용도로도 사용영역이 확대되고 있다.Particularly, in the case of a lithium secondary battery, the demand for an energy source is rapidly increasing due to an increase in technology development and demand for a mobile device. Recently, the use of a lithium secondary battery as a power source for an electric vehicle (EV) and a hybrid electric vehicle , And the area of use is also expanding for applications such as power assisted power supply through gridization.

일반적으로, 리튬 이차전지용 전극은 전극 활물질, 바인더 및 도전재를 포함하는 전극 슬러리를 전극 집전체에 도포하여 제조된다. Generally, an electrode for a lithium secondary battery is manufactured by applying an electrode slurry containing an electrode active material, a binder, and a conductive material to an electrode current collector.

바인더는 전극 활물질과 전극 활물질 간, 전극 활물질과 전극 집전체 간의 접착력 또는 결착력 확보를 위하여 사용되나, 전극 집전체와 전극 활물질 간의 접착력을 향상시키기 위해서는 과량의 바인더가 요구된다. The binder is used for securing the adhesive force or binding force between the electrode active material and the electrode active material, between the electrode active material and the electrode current collector, but an excessive amount of binder is required to improve the adhesive force between the electrode current collector and the electrode active material.

그러나 과량의 바인더는, 전극의 용량 및 전도성을 낮추게 되는 문제가 있다. 또한, 상대적으로 활물질의 양이 감소함으로 인해 용량이 감소하는 문제점이 있다.However, an excessive amount of the binder has a problem that the capacity and conductivity of the electrode are lowered. In addition, there is a problem that the capacity is decreased due to a decrease in the amount of the active material.

반면에, 충분하지 않은 접착력은 전극 건조, 압연(pressing) 등의 공정에서 전극 박리 현상을 유발하여 전극 불량률을 높이는 원인이 된다. 또한, 접착력이 낮은 전극은 외부 충격에 의해서 박리될 수 있고, 이는 전지의 성능에 악영향을 미친다. 구체적으로, 이러한 전극 박리는 전극 물질과 집전체 간 접촉 저항을 키워, 전극 출력 성능 저하의 원인이 될 수 있다. On the other hand, insufficient adhesion causes electrode peeling phenomenon in drying process such as electrode drying and pressing process, thereby increasing the defect rate of the electrode. Further, the electrode having low adhesive force can be peeled off by an external impact, which adversely affects the performance of the battery. Specifically, such peeling of the electrode increases the contact resistance between the electrode material and the current collector, which may cause deterioration of the electrode output performance.

따라서 전극 활물질과 전극 활물질 간, 전극 활물질과 전극 집전체 간의 효과적인 접착 및 성능을 구현할 수 있는 전극 설계가 필요하다.Therefore, it is necessary to design an electrode capable of achieving effective adhesion and performance between the electrode active material and the electrode active material, between the electrode active material and the electrode current collector.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, (메타)아크릴산 에스테르계 단량체, 아크릴레이트계 단량체, 비닐계 단량체 및 니트릴계 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체와 유리전이온도(Tg)가 높은 아이소보닐 (메타)아크릴레이트 단량체를 유화 중합으로 제조한 공중합체를 포함하는 바인더를 사용하는 경우, 종래의 리튬 이차전지용 바인더에 비해 상대적으로 적은 양으로 전극 활물질 간 또는 집전체와 전극 조성물질 간의 향상된 접착력 및 높은 유지력을 발휘할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다. The inventors of the present application have conducted intensive research and various experiments, and have found that when one or more monomers selected from the group consisting of a (meth) acrylic acid ester monomer, an acrylate monomer, a vinyl monomer and a nitrile monomer, When a binder containing a copolymer prepared by emulsion polymerization of an isobornyl (meth) acrylate monomer having a high glass transition temperature (Tg) is used, the amount of the electrode active material or the current collector The present invention has been accomplished on the basis of this finding.

따라서, 본 발명에 따라 리튬 이차전지에 사용되는 바인더는, Therefore, the binder used in the lithium secondary battery according to the present invention,

(A) (메타)아크릴산 에스테르계 단량체, 아크릴레이트계 단량체, 비닐계 단량체 및 니트릴계 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체; (B) 불포화 카르본산계 단량체; 및 (C) 아이소보닐 (메타)아크릴레이트 단량체; 의 공중합체로 이루어진 바인더 중합체를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다. (A) at least one monomer selected from the group consisting of (meth) acrylic acid ester monomers, acrylate monomers, vinyl monomers and nitrile monomers; (B) an unsaturated carboxylic acid-based monomer; And (C) isobornyl (meth) acrylate monomers; And a binder polymer comprising a copolymer of ethylene and propylene.

더욱 구체적으로, 본 발명에 따른 리튬 이차전지에 사용되는 바인더는, More specifically, the binder used in the lithium secondary battery according to the present invention,

(A) (메타)아크릴산 에스테르계 단량체; 아크릴레이트계 단량체, 비닐계 단량체 및 니트릴계 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체; (B) 불포화 카르본산계 단량체; 및 (C) 아이소보닐 (메타)아크릴레이트 단량체; 의 공중합체가 코어부 및/또는 쉘부를 이루는 코어-쉘 구조의 바인더 중합체를 포함하는 것을 특징으로 한다.(A) a (meth) acrylic acid ester-based monomer; At least one monomer selected from the group consisting of acrylate monomers, vinyl monomers and nitrile monomers; (B) an unsaturated carboxylic acid-based monomer; And (C) isobornyl (meth) acrylate monomers; Of the binder polymer of the core-shell structure constituting the core portion and / or the shell portion.

즉, 본 발명에 따른 바인더는 상기 공중합체로 이루어진 단일 구조의 바인더 중합체를 포함할 수도 있고, 상기 공중합체가 코어부 및/또는 쉘부를 이루는 코어-쉘 구조의 바인더 중합체를 포함할 수도 있다. That is, the binder according to the present invention may comprise a binder polymer of a single structure composed of the copolymer, and the binder may include a core-shell structure binder polymer in which the copolymer constitutes a core portion and / or a shell portion.

상기 공중합체가 코어부 또는 쉘부를 이루는 경우, 나머지 부분(공중합체가 코어부를 이루는 경우의 쉘부, 쉘부를 이루는 경우의 코어부)은 (A) (메타)아크릴산 에스테르계 단량체; 아크릴레이트계 단량체, 비닐계 단량체 및 니트릴계 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체; 및 (B) 불포화 카르본산계 단량체; 를 포함하는 중합체로 이루어질 수 있다.When the copolymer constitutes a core part or a shell part, the remaining part (the core part in the case where the copolymer constitutes the core part and the core part in the case of forming the shell part) comprises (A) a (meth) acrylic acid ester monomer; At least one monomer selected from the group consisting of acrylate monomers, vinyl monomers and nitrile monomers; And (B) an unsaturated carboxylic acid-based monomer; ≪ / RTI >

본 명세서에서, 상기 아크릴레이트 단량체는, 아이소보닐 (메타)아크릴레이트 단량체를 제외한 아크릴레이트 단량체를 의미한다. In the present specification, the acrylate monomer means an acrylate monomer other than the isobonyl (meth) acrylate monomer.

코어-쉘 구조의 바인더 중합체에서, 상기 코어부의 입경은 50 내지 150 nm 일 수 있으며, 중합이 완료된 코어-쉘 구조의 바인더 중합체의 입경은 200 nm 내지 300 nm 일 수 있다.In the binder polymer of the core-shell structure, the particle size of the core portion may be 50 to 150 nm, and the particle size of the binder polymer of the polymerized core-shell structure may be 200 nm to 300 nm.

코어부의 입경이 50 nm 미만인 경우에는 시드의 역할을 할 수 없고, 150 nm를 초과하는 경우에는 이후 쉘부의 중합과정을 위한 분산이 어려워지므로 바람직하지 않다.When the particle diameter of the core portion is less than 50 nm, it can not serve as a seed, and when it is more than 150 nm, dispersion for the polymerization process of the shell portion becomes difficult.

한편, 본 발명에 따른 공중합체는, 구체적으로, 하기와 같은 조합들을 포함할 수 있다. On the other hand, the copolymer according to the present invention may specifically include the following combinations.

비제한적인 예로서, (i) (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 및 비닐계 단량체; (B) 불포화 카르본산계 단량체; 및 (C) 아이소보닐 (메타)아크릴레이트 단량체의 공중합체, As non-limiting examples, (i) (meth) acrylic acid ester-based monomers and vinyl-based monomers; (B) an unsaturated carboxylic acid-based monomer; And (C) copolymers of isobonyl (meth) acrylate monomers,

(ii) (메타)아크릴산 에스테르계 단량체, 비닐계 단량체 및 아크릴레이트계 단량체; (B) 불포화 카르본산계 단량체; 및 (C) 아이소보닐 (메타)아크릴레이트 단량체의 공중합체, 또는(ii) (meth) acrylic acid ester monomers, vinyl monomers and acrylate monomers; (B) an unsaturated carboxylic acid-based monomer; And (C) a copolymer of isobonyl (meth) acrylate monomer, or

(iii) (메타)아크릴산 에스테르계 단량체, 비닐계 단량체, 아크릴레이트계 단량체 및 니트릴계 단량체; (B) 불포화 카르본산계 단량체; 및 (C) 아이소보닐 (메타)아크릴레이트 단량체의 공중합체일 수 있다. (iii) (meth) acrylic acid ester monomers, vinyl monomers, acrylate monomers and nitrile monomers; (B) an unsaturated carboxylic acid-based monomer; And (C) isobonyl (meth) acrylate monomers.

본 출원의 발명자들은 상기 공중합체에 포함된 (메타)아이소보닐 아크릴레이트 및 비닐계 단량체가 전해액과 친화성이 낮아 전해액 스웰링 현상을 감소시킬 수 있고, 바인더의 경도를 높여 모듈러스를 증가시킬 수 있는 바, 이를 포함하는 바인더를 사용하는 경우 초기 접착력을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.The inventors of the present application have found that the (meth) isobornyl acrylate and vinyl monomers contained in the copolymer have a low affinity with the electrolyte solution, thereby reducing the swelling phenomenon of the electrolyte solution and increasing the hardness of the binder to increase the modulus And that it is possible to improve the initial adhesive force when a binder containing the same is used.

하나의 구체적인 예에서, 상기 아이소보닐 (메타)아크릴레이트 단량체의 함량은, 전극 활물질 간 또는 전극 조성물질과 전극 집전체 간의 향상된 접착력 및 높은 유지력을 갖기 위하여, 상기한 바인더 중합체 전체 중량을 기준으로 1 내지 10 중량%의 범위 내 일 수 있다. In one specific example, the content of the isobonyl (meth) acrylate monomer is, based on the total weight of the above-mentioned binder polymer, in order to have improved adhesion between the electrode active material or between the electrode composition material and the electrode current collector, 1 to 10% by weight.

아이소보닐 (메타)아크릴레이트 단량체의 함량이, 상기한 바인더 중합체의 전체 중량 대비 1 중량% 미만인 경우에는, 전극 활물질 간 또는 전극 조성물질과 전극 집전체 간의 접착력 및 결합 유지력이 저하되므로 바람직하지 않고, 10 중량% 초과인 경우에는, 레이트 특성을 저하시키므로 바람직하지 않다. If the content of the isobornyl (meth) acrylate monomer is less than 1% by weight based on the total weight of the binder polymer described above, adhesion between the electrode active material or between the electrode forming material and the electrode current collector is deteriorated, , And when it is more than 10% by weight, the rate characteristic is deteriorated.

상기 공중합체는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체, 비닐계 단량체, 아크릴레이트계 단량체 및 니트릴계 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체; 불포화 카르본산계 단량체; 및 아이소보닐 (메타)아크릴레이트 단량체의 공중합체가 랜덤하게 분포되어 있는 랜덤 공중합체일 수 있다.Wherein the copolymer comprises at least one monomer selected from the group consisting of a (meth) acrylic acid ester monomer, a vinyl monomer, an acrylate monomer and a nitrile monomer; Unsaturated carboxylic acid monomers; And an isobornyl (meth) acrylate monomer may be randomly distributed.

상기 공중합체를 제조하는 경우, 상기 비닐계 단량체는, (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 100 중량부 대비 70 내지 90 중량부, 상기 아이소보닐 (메타)아크릴레이트 단량체는, (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 100 중량부 대비 1 내지 15 중량부, 상기 불포화 카르본산계 단량체는, (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 100 중량부 대비 10 내지 20 중량부를 투입한다. When the copolymer is produced, the vinyl monomer is 70 to 90 parts by weight based on 100 parts by weight of the (meth) acrylate monomer, and the isobonyl (meth) acrylate monomer is a 1 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the unsaturated carboxylic acid monomer, and 10 to 20 parts by weight of the unsaturated carboxylic acid monomer based on 100 parts by weight of the (meth) acrylate monomer.

또한, 상기 공중합체는, 결합 유지력을 더욱 향상시키기 위해 가교제를 포함할 수 있다. 이 때, 가교제는, (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 100 중량부 대비 1 내지 5 중량부를 투입한다. In addition, the copolymer may include a crosslinking agent to further improve the bond retention. In this case, the crosslinking agent is added in an amount of 1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the (meth) acrylic acid ester-based monomer.

상기 가교제는 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 1,3-부탄디올 디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트, 아릴 메타크릴레이트(AMA), 글리시딜 메타크릴레이트(GMA), 트리아릴 이소시아누레이트(TAIC), 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리부틸렌 글리콜 디아크릴레이트 등의 (메타)아크릴레이트계 화합물 또는 트리알릴 아민(TAA) 및 디알릴 아민(DAA) 등의 아민계 화합물이 사용될 수 있고, 단독 또는 2종 이상으로 혼합하여 사용할 수도 있다.The crosslinking agent may be at least one selected from the group consisting of ethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butanediol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, aryl methacrylate (AMA), glycidyl methacrylate (GMA) (Meth) acrylate compounds such as aryl isocyanurate (TAIC), polyethylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, and polybutylene glycol diacrylate, or triallylamine (TAA) and diallylamine DAA) may be used, and they may be used alone or in combination of two or more.

상기 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체는, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, n-아밀아크릴레이트, 이소아밀아크릴레이트, n-에틸헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필메크릴레이트, 이소프로필메크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, n-아밀메타크릴레이트, 이소아밀메타크릴레이트, n-헥실메타크릴레이트, n-에틸헥실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 히드록시에틸 메타크릴레이트, 및 히드록시프로필 메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체일 수 있다. The (meth) acrylic acid ester monomer may be at least one monomer selected from the group consisting of methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-amyl acrylate, isoamyl acrylate, n Ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, iso Butyl methacrylate, n-amyl methacrylate, isoamyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, n-ethylhexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, Hydroxypropyl methacrylate, and hydroxypropyl methacrylate.

상기 아크릴레이트계 단량체는, 메타아크릴록시 에틸에틸렌우레아, β-카르복시 에틸아크릴레이트, 알리파틱 모노아크릴레이트, 디프로필렌 디아크릴레이트, 디트리메틸로프로판 테트라아크릴레이트, 하이드록시에틸 아크릴레이트, 디펜타에리트리올 헥사아크릴레이트, 펜타에리트리올 트리아크릴레이트, 펜타에리트리올 테트라아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 세릴 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 라우릴 메타 아크릴레이트, 세틸 메타 아크릴레이트 및 스테아릴 메타 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체일 수 있다.The acrylate monomer may be at least one selected from the group consisting of methacryloxyethyl ethylene urea,? -Carboxyethyl acrylate, aliphatic monoacrylate, dipropylene diacrylate, ditrimethylpropane tetraacrylate, hydroxyethyl acrylate, dipentaerythritol Triallyl acrylate, stearyl acrylate, lauryl methacrylate, cetyl methacrylate, stearyl methacrylate, stearyl methacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, lauryl acrylate, Acrylate, and the like.

상기 니트릴계 단량체는, 숙시노니트릴, 세바코니트릴, 플루오르화니트릴, 염화니트릴, 아크릴로니트릴, 및 메타크릴로니트릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체일 수 있다.The nitrile monomer may be at least one monomer selected from the group consisting of succinonitrile, sebaconitrile, fluoronitrile, nitrile chloride, acrylonitrile, and methacrylonitrile.

상기 비닐계 단량체는, 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 및 디비닐벤젠로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체일 수 있다. The vinyl-based monomer may be at least one monomer selected from the group consisting of styrene,? -Methylstyrene,? -Methylstyrene, p-t-butylstyrene, and divinylbenzene.

상기 불포화 카르본산계 단량체는, 말레인산, 푸마르산, 메타크릴산, 아크릴산, 글루타콘산, 이타콘산, 테트라하이드로프탈산, 코로톤산, 이소크로톤산, 및 나딕산으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체일 수 있다. Wherein the unsaturated carboxylic acid monomer is at least one monomer selected from the group consisting of maleic acid, fumaric acid, methacrylic acid, acrylic acid, glutaconic acid, itaconic acid, tetrahydrophthalic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, and nadic acid Lt; / RTI >

상기 공중합체는, 당해 업계에서 공지된 중합방법에 따라 제조될 수 있고 이에 한정되는 것은 아니며, 이와 같이 제조된 공중합체의 카보네이트계 전해액 함침 후의 겔 함량은 98% 이상이다.The copolymer can be produced by a polymerization method known in the art and is not limited thereto, and the gel content of the copolymer thus prepared after impregnation with a carbonate electrolyte is 98% or more.

이와 마찬가지로, 코어-쉘 구조의 바인더 중합체에서, 상기 공중합체가 코어부 또는 쉘부를 이루는 경우, 나머지 부분을 이루는 중합체 역시 상기 기재한 바와 같은 물질들을 공지된 중합방법에 따라 중합하여 제조할 수 있다. Similarly, in the binder polymer of the core-shell structure, when the copolymer constitutes the core part or the shell part, the remaining part of the polymer may also be produced by polymerizing the materials described above according to a known polymerization method.

한편, 상기 바인더는, 상기한 바인더 중합체만으로 이루어질 수도 있고, 상기 바인더 중합체 이외의 바인더들을 더 포함하고 있을 수 있다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌-부타디엔 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.Meanwhile, the binder may be composed of only the binder polymer described above, and may further include binders other than the binder polymer. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , Polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene-butadiene rubber, fluorine rubber, various copolymers and the like.

상기 바인더 중합체를 다른 바인더 물질과 혼합하여 사용하는 경우에는 접착력이 향상될 수 있는데 이는 실시예 3에서 스티렌-부타디엔계 고무를 전체 바인더 중량 대비 30 중량%로 블렌딩한 바인더의 접착력이 약 140% 상승하는 것을 보면 알 수 있다. 이 경우, 상기 바인더 중합체는, 전체 바인더 중량 대비 50 중량% 이상인 것이 바람직하다. When the binder polymer is used in combination with another binder material, the adhesion may be improved. In Example 3, the adhesion of the binder blended with the styrene-butadiene rubber to 30 wt% of the total binder weight is increased by about 140% You can see it. In this case, the binder polymer is preferably 50% by weight or more based on the total weight of the binder.

상기와 같은 방법으로 제조된 바인더를 전극 물질 전체 중량 대비 1 중량% 내지 30 중량%, 바람직하게는 2 중량% 내지 10 중량%의 범위에서 용매에 용해시키고, 이에 전극 활물질 및 첨가제들을 용해시킨 전극 슬러리를 전극 집전체에 도포한 후, 건조함으로써 전극을 제조할 수 있다. The binder prepared by the above method is dissolved in a solvent in a range of 1% by weight to 30% by weight, preferably 2% by weight to 10% by weight based on the total weight of the electrode material, and the electrode active material and the electrode slurry May be coated on the electrode current collector and then dried to produce an electrode.

상기 바인더의 함량이 전극 물질 전체 중량 대비 1 중량% 미만인 경우, 소망하는 고접착력 등의 효과를 발휘할 수 없으므로 바람직하지 않고, 30 중량%를 초과하는 경우, 전극 내의 저항 증가를 유발하고 상대적인 용량 감소를 유발하므로 바람직하지 않다. When the content of the binder is less than 1% by weight based on the total weight of the electrode material, it is not preferable because it can not exhibit desired effects such as high adhesive strength. If it exceeds 30% by weight, Which is undesirable.

전극 재료의 페이스트를 금속 재료에 고르게 도포하는 방법은 재료의 특성 등을 감안하여 공지 방법 중에서 선택하거나 새로운 적절한 방법으로 행할 수 있다. 예를 들어, 페이스트를 집전체 위에 분배시킨 후 닥터 블레이드(doctor blade) 등을 사용하여 균일하게 분산시킬 수 있다. 경우에 따라서는, 분배와 분산 과정을 하나의 공정으로 실행하는 방법을 사용할 수도 있다. 이 밖에도, 다이 캐스팅(die casting), 콤마 코팅(comma coating), 스크린 프린팅(screen printing) 등의 방법을 택할 수도 있으며, 또는 별도의 기재(substrate) 위에 성형한 후 프레싱 또는 라미네이션 방법에 의해 집전체와 접합시킬 수도 있다. The method of applying the paste of the electrode material to the metal material in a uniform manner can be selected from known methods in consideration of the characteristics of the material and the like or can be carried out by a new suitable method. For example, the paste can be uniformly dispersed by using a doctor blade or the like after being distributed on the current collector. In some cases, a method of performing the distribution and dispersion processes in a single process may be used. In addition, a die casting method, a comma coating method, a screen printing method, or the like may be used. Alternatively, the resin may be formed on a separate substrate, and then pressed or laminated by a pressing or laminating method. .

금속판 위에 도포된 페이스트의 건조는 50 내지 200℃, 상세하게는 50 내지 150℃의 진공오븐에서 1일 이내로 건조시키는 것이 바람직하다. The paste applied on the metal plate is preferably dried in a vacuum oven at 50 to 200 DEG C, more specifically, at 50 to 150 DEG C within one day.

상기와 같이 바인더를 용매에 용해시켜 제공함으로써 균일한 전극용 조성물을 얻을 수 있을 뿐 아니라, 전극용 조성물의 혼합 공정과 전극 집전체 상의 도포 공정이 용이할 수 있도록 전극용 조성물의 점도를 조절할 수도 있다. By providing the binder in a solvent as described above, a uniform composition for an electrode can be obtained. In addition, the viscosity of the electrode composition can be controlled so that the mixing process for the electrode composition and the coating process for the electrode collector can be easily performed .

이때 이용되는 용매의 예로는 다이메틸설폭사이드(이하 DMSO로 약칭), N-메틸-2-피롤리디논(이하 NMP로 약칭), 에틸렌 글리콜 등의 유기용제 및 증류수 등이 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Examples of the solvent used herein include organic solvents such as dimethylsulfoxide (hereinafter abbreviated as DMSO), N-methyl-2-pyrrolidinone (hereinafter abbreviated as NMP) and ethylene glycol, and distilled water. It is not.

상기 전극은 양극 또는 음극일 수 있고, 본 발명은, 상기 양극 및 음극 사이에 분리막이 개재된 구조의 전극조립체가 리튬염 함유 비수계 전해질에 함침되어 밀봉되어 있는 구조의 리튬 이차전지를 제공한다. The electrode may be a positive electrode or a negative electrode. The present invention provides a lithium secondary battery having a structure in which an electrode assembly having a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode is impregnated with a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt.

본 발명에 따른 리튬 이차전지는 소형 디바이스의 전원으로 사용되는 전지셀에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 다수의 전지셀들을 포함하는 중대형 전지모듈, 전지팩에 단위전지로도 바람직하게 사용될 수 있다.The lithium secondary battery according to the present invention can be used not only in a battery cell used as a power source of a small device but also as a unit cell in a middle- or large-sized battery module including a plurality of battery cells or a battery pack.

상기 중대형 디바이스는 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차 및 전력 저장장치 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The middle- or large-sized devices include an electric vehicle and an electric power storage device including an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) But the present invention is not limited thereto.

상기 전지모듈 및 전지팩의 구조 및 그것들의 제작 방법은 당업계 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.The structure of the battery module and the battery pack and the method of manufacturing the battery module and the battery pack are well known in the art, so a detailed description thereof will be omitted herein.

상기 음극은, 예를 들어, 음극 집전체 상에 음극 활물질, 도전재 및 상기 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조 및 압연하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.The negative electrode is prepared, for example, by applying a negative electrode active material, a conductive material and a mixture of the binder on the negative electrode current collector, followed by drying and rolling. If necessary, a filler may be further added to the mixture.

상기 음극 활물질은 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe’yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me’: Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료; 티타늄 산화물; 리튬 티타늄 산화물 등을 사용할 수 있다.The negative electrode active material may be carbon such as non-graphitized carbon or graphite carbon; Li x Fe 2 O 3 (0≤x≤1 ), Li x WO 2 (0≤x≤1), Sn x Me 1-x Me 'y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me' : Metal complex oxides such as Al, B, P, Si, Group 1, Group 2, Group 3 elements of the periodic table, Halogen, 0 &lt; x &lt; Lithium metal; Lithium alloy; Silicon-based alloys; Tin alloy; SnO, SnO 2, PbO, PbO 2, Pb 2 O 3, Pb 3 O 4, Sb 2 O 3, Sb 2 O 4, Sb 2 O 5, GeO, GeO 2, Bi 2 O 3, Bi 2 O 4, Bi 2 O 5 and the like; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials; Titanium oxide; Lithium titanium oxide and the like can be used.

음극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The negative electrode collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 mu m. Such an anode current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery, and may be formed of a material such as copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, fired carbon, surface of copper or stainless steel A surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like, an aluminum-cadmium alloy, or the like can be used. In addition, like the positive electrode collector, fine unevenness can be formed on the surface to enhance the bonding force of the negative electrode active material, and it can be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams and nonwoven fabrics.

상기 도전재는 통상적으로 음극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is usually added in an amount of 1 to 50 wt% based on the total weight of the mixture including the anode active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.

상기 충진제는 음극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합제; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery, and is used selectively as a component for suppressing the expansion of the negative electrode. Examples of the filler include an oligomer based polymer such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.

상기 분산액으로는 대표적으로 이소프로필 알코올, N-메틸피롤리돈(NMP), 아세톤 등이 사용될 수 있다. Typical examples of the dispersion include isopropyl alcohol, N-methyl pyrrolidone (NMP), and acetone.

상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다. The positive electrode is prepared, for example, by coating a mixture of a positive electrode active material, a conductive material and a binder on a positive electrode current collector, and then drying the mixture. Optionally, a filler may be further added to the mixture.

상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; LiNixMn2-xO4로 표현되는 스피넬 구조의 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The cathode active material may be a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxides such as Li 1 + x Mn 2 -x O 4 (where x is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2 and the like; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 and Cu 2 V 2 O 7 ; A Ni-site type lithium nickel oxide expressed by the formula LiNi 1-x M x O 2 (where M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga and x = 0.01 to 0.3); Formula LiMn 2-x M x O 2 ( where, M = Co, Ni, Fe , Cr, and Zn, or Ta, x = 0.01 ~ 0.1 Im) or Li 2 Mn 3 MO 8 (where, M = Fe, Co, Ni, Cu, or Zn); A lithium manganese composite oxide having a spinel structure represented by LiNi x Mn 2-x O 4 ; LiMn 2 O 4 in which a part of Li in the formula is substituted with an alkaline earth metal ion; Disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 , and the like. However, the present invention is not limited to these.

상기 양극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테리인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.The cathode current collector generally has a thickness of 3 to 500 mu m. Such a positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical changes in the battery. Examples of the positive electrode current collector include stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, aluminum or stainless steel A surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like may be used. The current collector may have fine irregularities on the surface thereof to increase the adhesive force of the cathode active material, and various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric are possible.

상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포; 크라프트지 등이 사용된다. 현재 시판중인 대표적인 예로는 셀가드 계열(CelgardR 2400, 2300(Hoechest Celanese Corp. 제품), 폴리프로필렌 분리막(Ube Industries Ltd. 제품 또는 Pall RAI사 제품), 폴리에틸렌 계열(Tonen 또는 Entek) 등이 있다. The separation membrane is interposed between the anode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the separator is generally 0.01 to 10 mu m and the thickness is generally 5 to 300 mu m. Such separation membranes include, for example, olefinic polymers such as polypropylene, which are chemically resistant and hydrophobic; A sheet or nonwoven fabric made of glass fiber, polyethylene or the like; Kraft paper and the like are used. Representative examples currently on the market include the Celgard R 2400, 2300 (from Hoechest Celanese Corp.), polypropylene separator (from Ube Industries Ltd. or Pall RAI), and polyethylene series (from Tonen or Entek).

경우에 따라서, 상기 분리막 위에는 전지의 안정성을 높이기 위하여 겔 폴리머 전해질이 코팅될 수 있다. 이러한 겔 폴리머의 대표적인 예로는 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐리덴플루라이드, 폴리아크릴로나이트릴 등을 들 수 있다. In some cases, a gel polymer electrolyte may be coated on the separation membrane to increase the stability of the cell. Representative examples of such a gel polymer include polyethylene oxide, polyvinylidene fluoride, and polyacrylonitrile.

전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.When a solid electrolyte such as a polymer is used as an electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separation membrane.

상기 리튬염 함유 비수계 전해질은, 비수 전해질과 리튬염으로 이루어져 있다. 비수 전해질로는 비수 전해액, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다. The lithium salt-containing non-aqueous electrolyte is composed of a non-aqueous electrolyte and a lithium salt. As the non-aqueous electrolyte, a non-aqueous electrolyte, an organic solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte and the like are used.

상기 비수 전해액으로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 1,2-디에톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 4-메틸-1,3-디옥센, 디에틸에테르, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.Examples of the nonaqueous electrolyte include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate , Gamma -butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, Diethyl ether, formamide, dimethyl formamide, dioxolane, acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, phosphoric acid triester, trimethoxymethane, dioxolane A non-protonic organic solvent such as an ether, a methyl pyrophosphate, or an ethyl propionate is used as the solvent, a sulfone, a methyl sulfolane, a 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, a propylene carbonate derivative, a tetrahydrofuran derivative, .

상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.Examples of the organic solid electrolyte include a polymer electrolyte such as a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, an agitation lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol, a polyvinylidene fluoride, Polymers containing ionic dissociation groups, and the like can be used.

상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.Examples of the inorganic solid electrolyte include Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides and sulfates of Li such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH and Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 can be used.

상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, LiSCN, LiC(CF3SO2)3, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.The lithium salt is a material that is readily soluble in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4, LiBF 4, LiB 10 Cl 10, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, LiSCN, LiC (CF 3 SO 2) 3, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, 4-phenylborate, imide, and the like can be used.

또한, 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(fluoro-ethylene carbonate), PRS(propene sultone), FPC(fluoro-propylene carbonate) 등을 더 포함시킬 수 있다.For the purpose of improving the charge / discharge characteristics and the flame retardancy, the electrolytic solution is preferably mixed with an organic solvent such as pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, glyme, Benzene derivatives, sulfur, quinone imine dyes, N-substituted oxazolidinones, N, N-substituted imidazolidines, ethylene glycol dialkyl ethers, ammonium salts, pyrrole, 2-methoxyethanol, . In some cases, halogen-containing solvents such as carbon tetrachloride and ethylene trifluoride may be further added to impart nonflammability. In order to improve the high-temperature storage characteristics, carbon dioxide gas may be further added. FEC (fluoro-ethylene carbonate, PRS (propene sultone), FPC (fluoro-propylene carbonate), and the like.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 리튬 이차전지용 바인더는 아이소보닐 (메타)아크릴레이트 단량체가 포함된 공중합체를 포함함으로써. 전극 활물질 간 및/또는 전극 조성물질과 전극 집전체 간의 접착력 및 결합 유지력을 향상시킬 수 있다.As described above, the binder for a lithium secondary battery according to the present invention includes a copolymer containing an isobonyl (meth) acrylate monomer. The adhesive force between the electrode active material and / or between the electrode forming material and the electrode current collector and the bonding holding force can be improved.

따라서, 상기 바인더를 포함하는 리튬 이차전지는, 용량증대, 수명특성의 향상, 레이트 특성이 향상되는 효과를 발휘할 수 있다. Therefore, the lithium secondary battery including the binder can exhibit the effect of increasing the capacity, improving the lifetime characteristics, and improving the rate characteristics.

이하 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕고자 하는 것으로써, 본 발명의 범위가 하기 실시예의 범위로 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. The following examples are intended to assist the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the scope of the following examples.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

바인더 중합체 시드(코어부)의 제조Preparation of binder polymer seed (core part)

바인더 중합체 시드의 단량체로서 아이소보닐 아크릴레이트 56 중량부, 스티렌 37 중량부, 아크릴산과 이타코닉산 6 중량부, 가교제 1중량부, 유화제 0.3 중량부, 버퍼 0.4 중량부를 중합개시제로서 포타슘 퍼설페이트가 포함되어 있는 물에 첨가하고, 이들을 혼합하여, 60℃에서 약 3시간 동안 중합하여 시드를 제조하였다. 얻어진 시드의 평균 입경은 90nm이었다.
56 parts by weight of isobornyl acrylate, 37 parts by weight of styrene, 6 parts by weight of acrylic acid and itaconic acid, 1 part by weight of a crosslinking agent, 0.3 part by weight of an emulsifier and 0.4 part by weight of a buffer as a monomer of a binder polymer seed were mixed with potassium persulfate And the resulting mixture was mixed and polymerized at 60 DEG C for about 3 hours to prepare a seed. The average particle diameter of the obtained seed was 90 nm.

바인더 중합체의 제조Preparation of binder polymer

상기에서 제조된 시드를 6.5 중량부 첨가하고, 바인더 중합체 쉘부 단량체로서 2-에틸헥실아크릴레이트 48 중량부, 스티렌 40 중량부, 하이드록시에틸아크릴레이트 2 중량부, 아크릴산과 이타코닉산 8 중량부, 가교제 1 중량부, 유화제 0.4 중량부, NaHCO3 0.4 중량부를 중합개시제로서 포타슘 퍼설페이트가 포함되어 있는 물에 첨가하고, 이들을 혼합하여, 75℃에서 약 4시간 동안 중합하였다. 상기와 같은 중합을 통해 아이소보닐 아크릴레이트를 코어부에 포함하는 코어-쉘 구조의 바인더 중합체 입자를 제조하였다. 얻어진 중합체의 평균 입경은 260nm이었다.
6.5 parts by weight of the seed prepared above, 48 parts by weight of 2-ethylhexyl acrylate as a binder polymer shell part, 40 parts by weight of styrene, 2 parts by weight of hydroxyethyl acrylate, 8 parts by weight of acrylic acid and itaconic acid, 1 part by weight of a crosslinking agent, 0.4 part by weight of an emulsifier and 0.4 part by weight of NaHCO 3 were added to water containing potassium persulfate as a polymerization initiator, and these were mixed and polymerized at 75 캜 for about 4 hours. Through the polymerization as described above, a binder polymer particle having a core-shell structure containing isobornyl acrylate in the core portion was prepared. The average particle diameter of the obtained polymer was 260 nm.

전극 슬러리 및 전극의 제조Preparation of electrode slurry and electrode

음극은 물을 분산매로 하여 천연흑연 96.9 중량부에, 도전재 0.4 중량부, 상기 바인더 중합체 100%의 바인더 1.5 중량부, 증점제로 카르복시 메틸셀룰로오즈 1.2 중량부를 혼합하고, 전체 고형분 함량이 55%가 되도록 하여 음극용 슬러리를 제조하고 구리 호일에 100 ㎛의 두께로 도포한 후 진공건조하고 압착하여 음극을 제조하였다.0.4 parts by weight of a conductive material, 1.5 parts by weight of a binder of the binder polymer, and 1.2 parts by weight of carboxymethyl cellulose as a thickening agent were mixed in 96.9 parts by weight of natural graphite with water as a dispersion medium so that the total solid content became 55% To prepare a negative electrode slurry. The negative electrode slurry was coated on a copper foil to a thickness of 100 탆, vacuum dried, and pressed to prepare a negative electrode.

양극은 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)를 분산매로 사용하고, 활물질인 LiCoO2 96 중량부, 도전재 2 중량부, 및 PVDF 바인더 2 중량부를 혼합하여 양극용 슬러리를 제조한 후 알루미늄 호일에 100 ㎛ 두께로 도포하여 건조한 후 압착하여 양극을 제조하였다.
A positive electrode slurry was prepared by mixing NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) as a dispersion medium, 96 parts by weight of LiCoO 2 as an active material, 2 parts by weight of a conductive material and 2 parts by weight of a PVDF binder, 100 탆 thick, dried and compressed to prepare a positive electrode.

리튬 이차전지의 제조Manufacture of lithium secondary battery

상기 제조된 음극 극판을 표면적 13.33 cm2으로 뚫고, 양극 극판은 표면적 12.60 cm2으로 뚫어 단일셀(mono-cell)을 제작하였다. 탭(tap)을 상기 양극 및 음극의 상부에 부착하고, 음극과 양극 사이에 폴리올레핀 미세 다공막으로 만들어진 분리막을 개재시켜 상기 결과물을 알루미늄 파우치에 적재한 후 전해액 500 mg을 파우치 내부에 주입하였다. 전해액은 EC(ethyl carbonate) : DEC(diethyl carbonate) : EMC(ethyl-methyl carbonate) = 4 : 3 : 3(체적비) 혼합용매를 사용하여 LiPF6 전해질을 1M의 농도로 용해시켜 제조하였다.The prepared negative electrode plate was drilled at a surface area of 13.33 cm 2 , and the positive electrode plate was drilled at a surface area of 12.60 cm 2 to prepare a single cell (mono-cell). A tap was attached to the upper part of the positive electrode and the negative electrode, and the resultant was placed on the aluminum pouch with a separator made of a polyolefin microporous membrane between the negative electrode and the positive electrode. Then, 500 mg of the electrolytic solution was injected into the pouch. The electrolyte was prepared by dissolving the LiPF 6 electrolyte at a concentration of 1M using a mixed solvent of ethyl carbonate (EC): diethyl carbonate (EMC) and ethyl methyl carbonate (EMC) in a volume ratio of 4: 3: 3.

이후, 진공포장기를 이용하여 상기 파우치를 밀봉하고 상온에서 12시간 동안 유지시킨 후, 약 0.05C 비율로 정전류 충전하고 전류의 약 1/6이 될 때까지 전압을 유지시켜주는 정접압 충전 과정을 거쳤다. 이 때, 셀 내부에 가스가 발생하므로 탈가스(degassing)와 재실링(resealing) 과정을 수행하여 리튬 이차전지를 완성하였다.
Thereafter, the pouch was sealed using a vacuum packing machine, kept at room temperature for 12 hours, filled with a constant current at a rate of about 0.05 C, and subjected to a tangential pressure charging process in which the voltage was maintained until it was about 1/6 of the current . At this time, since the gas is generated inside the cell, degassing and resealing are performed to complete the lithium secondary battery.

<실시예 2>&Lt; Example 2 >

시드의 단량체로서 아이소보닐 아크릴레이트 대신에 아이소보닐 메타아크릴레이트를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 리튬 이차전지를 제조하였다.
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1, except that isobornyl methacrylate was used instead of isobornyl acrylate as a monomer of the seed.

<실시예 3>&Lt; Example 3 >

실시예 1의 바인더로서, 상기 바인더 중합체 70 중량%와 스티렌-부타디엔계 고무 30 중량%로 혼합한 바인더를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 리튬 이차전지를 제조하였다.
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1, except that a binder obtained by mixing 70 wt% of the binder polymer and 30 wt% of the styrene-butadiene rubber was used as the binder of Example 1.

<실시예 4><Example 4>

바인더 중합체의 단량체로서, 2-에틸헥실아크릴레이트 48 중량부, 스티렌 42 중량부, 아이소보닐 아크릴레이트 3.6 중량부, 하이드록시에틸아크릴레이트 2 중량부, 아크릴산과 이타코닉산 8 중량부, 가교제 1 중량부, 유화제 0.4 중량부, NaHCO3 0.4 중량부를 중합개시제로서 포타슘 퍼설페이트가 포함되어 있는 물에 첨가하고, 이들을 혼합하여, 75℃에서 약 4시간 동안 중합하였다. 상기와 같은 중합을 통해 아이소보닐 아크릴레이트를 포함하는 단일 구조의 바인더 중합체 입자를 제조한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 사용하여 리튬 이차전지를 제조하였다. 얻어진 중합체의 평균 입경은 260 nm이었다.
48 parts by weight of 2-ethylhexyl acrylate, 42 parts by weight of styrene, 3.6 parts by weight of isobornyl acrylate, 2 parts by weight of hydroxyethyl acrylate, 8 parts by weight of acrylic acid and itaconic acid, 0.4 part by weight of an emulsifier and 0.4 part by weight of NaHCO 3 were added to water containing potassium persulfate as a polymerization initiator, and these were mixed and polymerized at 75 캜 for about 4 hours. A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1, except that binder polymer particles having a single structure including isobornyl acrylate were prepared through the polymerization as described above. The average particle size of the obtained polymer was 260 nm.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

실시예 1의 바인더로서 스티렌-부타디엔 고무를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 리튬 이차전지를 제조하였다.
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1, except that styrene-butadiene rubber was used as the binder of Example 1.

<비교예 2>&Lt; Comparative Example 2 &

실시예 1의 시드의 단량체에서 아이소보닐 아크릴레이트 대신에 스티렌을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 리튬 이차전지를 제조하였다.
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1, except that styrene was used instead of isobornyl acrylate in the monomer of the seed of Example 1.

<실험예 1 ><Experimental Example 1>

<인장 실험><Tensile test>

실시예1 내지 4 및 비교에 1, 2에 명시된 바인더의 인장 실험을 수행하였다. 구체적으로, 용매에 분산되어 있는 바인더를 PET 필름 위에 일정 두께로 도포 및 건조 후, 바인더 필름을 1 cm * 4 cm로 잘라 시편을 제조하여 실험을 진행하였다. 응력 변형 곡선(Stress-Strain curve)에서 바인더에 하중을 가해 내부에 생기는 인장 강도(Stress)와 인장 변형(Strain) 관계를 통해 모듈러스(Modulus), 파단 신율(Tensile Strain), 및 파단 강도(Tensile Strength) 등을 계산하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.Tensile tests of the binders specified in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were carried out. Specifically, a binder dispersed in a solvent was applied and dried on a PET film to a predetermined thickness, and a binder film was cut to 1 cm * 4 cm to prepare a test piece. Stress-strain curve shows the modulus, tensile strain, and tensile strength (tensile strength) of a binder through a stress applied to the binder, ), And the results are shown in Table 1 below.

파단 신율(%)Elongation at break (%) 파단 강도(N/mm2)Breaking strength (N / mm 2 ) 모듈러스(N/mm2)Modulus (N / mm 2 ) 실시예 1Example 1 230230 1414 3838 실시예 2Example 2 334334 1414 4949 실시예 3Example 3 432432 99 3131 실시예 4Example 4 341341 1515 4545 비교예 1Comparative Example 1 766766 66 33 비교예 2Comparative Example 2 264264 1414 2626

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 4의 바인더들은 비교예 1 및 비교예 2의 바인더에 비해 모듈러스가 향상된 것을 알 수 있다. 이는 본 발명에 따른 바인더가 (메타)아이소보닐 아크릴레이트 단량체를 포함하여 경도가 증가하기 때문이다. 상기 모듈러스는 전극의 건조 과정에서 전극 활물질과 집전체 사이의 초기 접착 물성에 중요한 인자이다.
As shown in Table 1, the binders of Examples 1 to 4 according to the present invention have improved modulus as compared with the binders of Comparative Example 1 and Comparative Example 2. This is because the binder according to the present invention contains a (meth) isobornyl acrylate monomer to increase the hardness. The modulus is an important factor for the initial adhesion properties between the electrode active material and the current collector during the electrode drying process.

<실험예 2><Experimental Example 2>

<접착력 테스트><Adhesion Test>

실시예1 내지 4 및 비교에 1, 2에 명시된 바인더를 사용하였을 때의 음극용 슬러리와 집전체 사이의 접착력을 측정하는 실험을 수행하였다.Experiments were conducted to measure the adhesive force between the negative electrode slurry and the current collector when the binder specified in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 was used.

상기 실시예1 내지 4 및 비교에 1, 2에 따라 제조된 음극 극판을 일정한 크기로 잘라 슬라이드 글라스에 고정시킨 후, 집전체를 벗겨 내며 180°벗김 강도를 측정한 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 평가는 5개 이상의 벗김 강도를 측정하여 평균값으로 정하였다.The negative electrode plate prepared according to Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 and 2 was cut into a predetermined size and fixed on a slide glass. The current collector was peeled off and the 180 ° peel strength was measured. The results are shown in Table 2 below . The evaluation was made by measuring the peel strengths of 5 or more and calculating the average value.

접착력 (gf/cm)Adhesion (gf / cm) 실시예1Example 1 1717 실시예2Example 2 1818 실시예3Example 3 1919 실시예4Example 4 1818 비교예1Comparative Example 1 1414 비교예2Comparative Example 2 66

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 4 음극들의 접착력은 비교예 1 및 비교예 2에 따른 음극들에 비하여 높은 접착력을 발휘함을 확인하였다.
As shown in Table 2, it was confirmed that the adhesive strength of the cathodes of Examples 1 to 4 according to the present invention exhibited higher adhesive force than the cathodes according to Comparative Examples 1 and 2.

<실험예 3><Experimental Example 3>

<전해액 스웰링 테스트>&Lt; Electrolyte Swelling Test >

실시예1 내지 4 및 비교에 1, 2에 명시된 바인더의 전해액 스웰링 실험을 수행하여 부피 변화를 측정하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 상기 전해액 스웰링 실험은 용매에 분산되어 있는 바인더를 PET 필름 위에 일정 두께로 도포 및 건조 후, 바인더 필름을 1.5cm * 8cm로 잘라 시편을 제조하고, 준비된 시편을 전해액에 함침한 후 상온에서 2일 동안 저장하여 필름의 늘어난 길이를 확인, 부피비로 환산하여 수행하였다. 이때, 전해액은 리튬염(LiPF6)을 제외한 카보네이트계 혼합용매(EC : DEC : EMC=4 : 3 : 3)를 사용하였다. The electrolytic solution swelling test of the binders specified in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 was carried out to measure the volume change, and the results are shown in Table 3 below. The electrolytic solution swelling test was performed by applying a binder dispersed in a solvent on a PET film to a predetermined thickness and drying it. The binder film was cut into 1.5 cm * 8 cm to prepare a specimen. The prepared specimen was impregnated with an electrolytic solution, , And the stretched length of the film was checked and converted into the volume ratio. At this time, a carbonate-based mixed solvent (EC: DEC: EMC = 4: 3: 3) except for the lithium salt (LiPF6) was used as the electrolytic solution.

전해액 스웰링 (부피%)Electrolyte swelling (vol%) 실시예1Example 1 4949 실시예2Example 2 5353 실시예3Example 3 5757 실시예4Example 4 4747 비교예1Comparative Example 1 6767 비교예2Comparative Example 2 7171

상기 표 3에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 4의 바인더가 비교예 1 및 비교예 2의 바인더에 비해 전해액 스웰링 현상이 감소하는 것을 확인하였다. 이는 중합체의 특성에 기인한 것으로, 바인더 중합체에 포함된 (메타)아이소보닐 아크릴레이트와 스티렌 단량체가 카보네이트계 전해액과 친화성이 낮기 때문이다.
As shown in Table 3, it was confirmed that the binder of Examples 1 to 4 according to the present invention had a reduced electrolyte swelling phenomenon as compared with the binders of Comparative Examples 1 and 2. This is because of the characteristics of the polymer, and the (meth) isobornyl acrylate and the styrene monomer contained in the binder polymer have a low affinity with the carbonate electrolyte.

<실험예 4><Experimental Example 4>

<전지 테스트><Battery Test>

실시예 1 내지 4 및 비교에 1, 2에서 제조된 전지의 충방전 실험을 행하였다. 우선 충방전 전류 밀도를 0.2C로 하고 충전 종지 전압을 4.2V(Li/Li+), 방전 종지 전압을 2.5V(Li/Li+)로 한 충·방전 시험을 2회 시행하였다. 뒤이어, 충방전 전류 밀도를 1C로 하고 충전 종지 전압 4.2V(Li/Li+), 방전 종지 전압을 2.5V(Li/Li+)로 한 충방전 시험을 48회 시행하였다. 모든 충전은 정전류/정전압으로 행하고, 정전압 충전의 종지 전류는 0.05C로 하였다. 총 50사이클의 시험을 완료한 후 첫번째 사이클의 충방전효율(초기효율 및 50 사이클 용량 유지율)을 구하였다. 그리고 50 사이클의 충전 용량을 첫 사이클의 충전 용량으로 나누는 용량비(50th/1st)를 구하여 용량 유지율로 간주하였다. 이들의 결과를 하기 표 4에 기재하였다.Charging and discharging tests of the batteries manufactured in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were carried out. Charging and discharging tests were carried out twice at a charging / discharging current density of 0.2 C, a charging end voltage of 4.2 V (Li / Li +) and a discharge end voltage of 2.5 V (Li / Li +). Charging and discharging tests were carried out 48 times at a charging / discharging current density of 1 C and a charging end voltage of 4.2 V (Li / Li +) and a discharge end voltage of 2.5 V (Li / Li +). All charging was performed at constant current / constant voltage, and the end current of constant voltage charging was 0.05C. After completing a total of 50 cycles, the charge / discharge efficiency (initial efficiency and 50 cycle capacity retention rate) of the first cycle was obtained. Then, the capacity ratio (50th / 1st) of dividing the charge capacity of 50 cycles by the charge capacity of the first cycle was calculated and regarded as the capacity retention rate. The results are shown in Table 4 below.

초기 효율 (%)Initial efficiency (%) 50 사이클 용량 유지율 (%)50 cycle capacity retention rate (%) 실시예1Example 1 93.193.1 8484 실시예2Example 2 93.393.3 8585 실시예3Example 3 93.093.0 8585 실시예4Example 4 93.293.2 8484 비교예1Comparative Example 1 90.490.4 8080 비교예2Comparative Example 2 91.091.0 7878

상기 표 4에서 보는 바와 같이 아이소보닐 (메타)아크릴레이트를 포함한 바인더 중합체를 바인더로 사용한 전지는(실시예 1 내지 실시예 4) 기존의 전지에 비하여 초기 효율, 사이클 용량 유지율 측면에서 모두 우수한 것으로 나타났다 (상기 표 3 및 실험예 3 참조). As shown in Table 4, the batteries using the binder polymer containing isobornyl (meth) acrylate as the binder (Examples 1 to 4) were superior in terms of initial efficiency and cycle capacity retention (See Table 3 and Experiment 3 above).

이는 실험예 2에서 설명한 바와 같이 아이소보닐 (메타)아크릴레이트를 포함한 바인더 중합체의 접착력이 기존 탄소계 활물질에 사용되는 고분자 바인더들에 비하여 우수하기 때문이다. 다시 말해, 본 발명에 따른 바인더는 (메타)아이소보닐 아크릴레이트 단량체를 포함하여 모듈러스(경도)가 상승하는 바, 초기 접착력이 상승하고, 관능기를 포함하는 아크릴계 공중합체가 도입되므로 접착 유지력이 향상된 결과를 나타내는 것이다.
This is because the adhesive strength of the binder polymer containing isobornyl (meth) acrylate is superior to that of the polymer binder used in the conventional carbon-based active material as described in Experimental Example 2. In other words, since the binder according to the present invention includes the (meth) isobornyl acrylate monomer and the modulus (hardness) is increased, the initial adhesive strength is increased and the acrylic copolymer containing the functional group is introduced, Results.

이상, 본 발명의 내용을 몇 가지 구체적인 예를 들어 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다While the present invention has been described with respect to certain specific embodiments thereof, it will be apparent to one skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the scope of the present invention

Claims (17)

리튬 이차전지에 사용되는 바인더로서,
(A) (메타)아크릴산 에스테르계 단량체; 아크릴레이트계 단량체, 비닐계 단량체 및 니트릴계 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체;
(B) 불포화 카르본산계 단량체; 및
(C) 아이소보닐 (메타)아크릴레이트 단량체; 의 공중합체로 이루어진 바인더 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 바인더.
As a binder used in a lithium secondary battery,
(A) a (meth) acrylic acid ester-based monomer; At least one monomer selected from the group consisting of acrylate monomers, vinyl monomers and nitrile monomers;
(B) an unsaturated carboxylic acid-based monomer; And
(C) isobornyl (meth) acrylate monomers; Wherein the binder polymer comprises a binder polymer comprising a copolymer of ethylene and propylene.
리튬 이차전지에 사용되는 바인더로서,
(A) (메타)아크릴산 에스테르계 단량체; 아크릴레이트계 단량체, 비닐계 단량체 및 니트릴계 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체;
(B) 불포화 카르본산계 단량체; 및
(C) 아이소보닐 (메타)아크릴레이트 단량체; 의 공중합체가 코어부 및/또는 쉘부를 이루는 코어-쉘 구조의 바인더 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 바인더.
As a binder used in a lithium secondary battery,
(A) a (meth) acrylic acid ester-based monomer; At least one monomer selected from the group consisting of acrylate monomers, vinyl monomers and nitrile monomers;
(B) an unsaturated carboxylic acid-based monomer; And
(C) isobornyl (meth) acrylate monomers; Wherein the binder comprises a core-shell structure binder polymer in which the copolymer constitutes the core portion and / or the shell portion.
제 2 항에 있어서, 상기 공중합체는 코어부를 이루고, 상기 쉘부는
(A) (메타)아크릴산 에스테르계 단량체; 아크릴레이트계 단량체, 비닐계 단량체 및 니트릴계 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체; 및
(B) 불포화 카르본산계 단량체; 를 포함하는 중합체로 이루어진 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 바인더.
3. The method of claim 2, wherein the copolymer comprises a core portion,
(A) a (meth) acrylic acid ester-based monomer; At least one monomer selected from the group consisting of acrylate monomers, vinyl monomers and nitrile monomers; And
(B) an unsaturated carboxylic acid-based monomer; Wherein the binder is selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol, and polyvinyl alcohol.
제 2 항에 있어서, 상기 공중합체는 쉘부를 이루고, 상기 코어부는
(A) (메타)아크릴산 에스테르계 단량체; 아크릴레이트계 단량체, 비닐계 단량체 및 니트릴계 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체; 및
(B) 불포화 카르본산계 단량체; 를 포함하는 중합체로 이루어진 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 바인더.
3. The method of claim 2, wherein the copolymer comprises a shell part,
(A) a (meth) acrylic acid ester-based monomer; At least one monomer selected from the group consisting of acrylate monomers, vinyl monomers and nitrile monomers; And
(B) an unsaturated carboxylic acid-based monomer; Wherein the binder is selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol, and polyvinyl alcohol.
제 2 항에 있어서, 상기 코어부의 입경은 50 내지 150 nm인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 바인더.The binder for a lithium rechargeable battery according to claim 2, wherein the core part has a particle diameter of 50 to 150 nm. 제 2 항에 있어서, 상기 코어-쉘 구조의 바인더 중합체 입경은 200 내지 300 nm인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 바인더.The binder for a lithium secondary battery according to claim 2, wherein the binder polymer particle diameter of the core-shell structure is 200 to 300 nm. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 아이소보닐 (메타)아크릴레이트 단량체의 함량은, 바인더 중합체 전체 중량을 기준으로 1 내지 10 중량%인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 바인더.The binder for a lithium secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the content of the isobonyl (meth) acrylate monomer is 1 to 10% by weight based on the total weight of the binder polymer. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, n-아밀아크릴레이트, 이소아밀아크릴레이트, n-에틸헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필메크릴레이트, 이소프로필메크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, n-아밀메타크릴레이트, 이소아밀메타크릴레이트, n-헥실메타크릴레이트, n-에틸헥실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 히드록시에틸 메타크릴레이트, 및 히드록시프로필 메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 바인더.The acrylic pressure-sensitive adhesive composition according to claim 1 or 2, wherein the (meth) acrylic acid ester monomer is at least one selected from the group consisting of methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, Acrylate, isoamyl acrylate, n-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate , n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-amyl methacrylate, isoamyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, n-ethylhexyl methacrylate, Hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, and hydroxypropyl methacrylate. Binder for lithium secondary battery. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 아크릴레이트계 단량체는 메타아크릴록시 에틸에틸렌우레아, β-카르복시 에틸아크릴레이트, 알리파틱 모노아크릴레이트, 디프로필렌 디아크릴레이트, 디트리메틸로프로판 테트라아크릴레이트, 하이드록시에틸 아크릴레이트, 디펜타에리트리올 헥사아크릴레이트, 펜타에리트리올 트리아크릴레이트, 펜타에리트리올 테트라아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 세릴 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 라우릴 메타 아크릴레이트, 세틸 메타 아크릴레이트 및 스테아릴 메타 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 바인더.The acrylic resin composition according to claim 1 or 2, wherein the acrylate monomer is at least one monomer selected from the group consisting of methacryloxyethyl ethylene urea,? -Carboxyethyl acrylate, aliphatic monoacrylate, dipropylene diacrylate, ditrimethylpropane tetraacrylate, But are not limited to, hydroxyethyl acrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, lauryl acrylate, seryl acrylate, stearyl acrylate, lauryl methacrylate , Cetyl methacrylate, and stearyl methacrylate. The binder for a lithium secondary battery according to claim 1, wherein the binder is at least one selected from the group consisting of cetyl methacrylate, stearyl methacrylate and stearyl methacrylate. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 니트릴계 단량체는 숙시노니트릴, 세바코니트릴, 플루오르화니트릴, 염화니트릴, 아크릴로니트릴, 및 메타크릴로니트릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 바인더.The method of claim 1 or 2, wherein the nitrile monomer is at least one monomer selected from the group consisting of succinonitrile, cevanonitrile, fluorinated nitrile, nitrile chloride, acrylonitrile, and methacrylonitrile Wherein the binder is a binder for lithium secondary batteries. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 비닐계 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 및 디비닐벤젠로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 바인더.The method according to claim 1 or 2, wherein the vinyl monomer is at least one monomer selected from the group consisting of styrene,? -Methylstyrene,? -Methylstyrene, pt-butylstyrene, and divinylbenzene A binder for a lithium secondary battery. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 불포화 카르본산계 단량체는 말레인산, 푸마르산, 메타크릴산, 아크릴산, 글루타콘산, 이타콘산, 테트라하이드로프탈산, 코로톤산, 이소크로톤산, 및 나딕산으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 바인더.3. The composition of claim 1 or 2, wherein the unsaturated carboxylic acid monomer is selected from the group consisting of maleic acid, fumaric acid, methacrylic acid, acrylic acid, glutaconic acid, itaconic acid, tetrahydrophthalic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, and nadic acid Wherein the binder is at least one monomer selected from the group consisting of: 제 1 항에 따른 리튬 이차전지용 바인더, 전극 활물질, 도전재를 포함하는 전극 물질을 혼합한 전극 슬러리가 전극 집전체 상에 도포되어 있는 전극.An electrode slurry obtained by mixing an electrode material including a binder for a lithium secondary battery, an electrode active material, and a conductive material according to claim 1 on an electrode current collector. 제 2 항에 따른 리튬 이차전지용 바인더, 전극 활물질, 도전재를 포함하는 전극 물질을 혼합한 전극 슬러리가 전극 집전체 상에 도포되어 있는 전극.An electrode according to claim 2, wherein an electrode slurry obtained by mixing an electrode material including a binder for a lithium secondary battery, an electrode active material, and a conductive material is applied onto an electrode current collector. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 리튬 이차전지용 바인더의 함량은 전극 물질 전체 중량 대비 1 중량% 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하는 전극. 15. The electrode according to claim 13 or 14, wherein the content of the binder for the lithium secondary battery is 1 wt% to 30 wt% based on the total weight of the electrode material. 제 13 항에 따른 전극 및 분리막을 포함하는 전극조립체가 전해액에 함침되어 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.An electrode assembly comprising an electrode and a separator according to claim 13, wherein the electrode assembly is impregnated with an electrolyte solution and sealed. 제 14 항에 따른 전극 및 분리막을 포함하는 전극조립체가 전해액에 함침되어 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The lithium secondary battery according to claim 14, wherein the electrode assembly including the electrode and the separator is impregnated with the electrolyte solution.
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