KR20150030102A - A method of manufacturing separator for electrochemical device and separator for electrochemical device manufactured thereby - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a manufacturing method of a separation membrane for an electrochemical device and the separation membrane for an electrochemical device manufactured by the method. The present invention has improved heat shrinkage and improved peel strength by: applying coating slurry after extracting a plasticizer from a drawn polyolefin film; and then performing a heat setting process in succession.

Description

전기화학소자용 분리막의 제조방법 및 그로부터 제조된 전기화학소자용 분리막{A method of manufacturing separator for electrochemical device and separator for electrochemical device manufactured thereby}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a separator for electrochemical devices and a separator for electrochemical devices manufactured therefrom,

본 발명은 전기화학소자용 분리막의 제조방법 및 그로부터 제조된 전기화학소자용 분리막에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 연신된 폴리올레핀 필름으로부터 가소제를 추출한 후에 코팅 슬러리를 적용하고, 이어서 열고정 공정을 순차적으로 실시함으로써 보다 향상된 열수축률 및 박리강도를 갖게 되는 전기화학소자용 분리막의 제조방법 및 그로부터 제조된 전기화학소자용 분리막에 관한 것이다.
The present invention relates to a process for producing a separator for an electrochemical device and a separator for an electrochemical device produced therefrom. More specifically, the process comprises applying a coating slurry after extracting a plasticizer from a stretched polyolefin film, And a separator for an electrochemical device produced from the separator. The present invention also relates to a separator for electrochemical devices.

최근 에너지 저장 기술에 대한 관심이 갈수록 높아지고 있다. 휴대폰, 캠코더 및 노트북 PC, 나아가서는 전기 자동차의 에너지까지 적용분야가 확대되면서 전기화학소자의 연구와 개발에 대한 노력이 점점 구체화되고 있다.Recently, interest in energy storage technology is increasing. As the application fields of cell phones, camcorders, notebook PCs and even electric vehicles are expanding, efforts for research and development of electrochemical devices are becoming more and more specified.

전기화학소자는 이러한 측면에서 가장 주목받고 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.Electrochemical devices have attracted the greatest attention in this respect, among which the development of rechargeable secondary batteries has become a focus of attention. In recent years, in order to improve the capacity density and specific energy in developing such batteries, And research and development on the design of the battery.

이러한 전기화학소자에 있어서 안전성의 평가 및 확보는 매우 중요하다. 가장 중요한 고려 사항은 전기화학소자가 오작동시 사용자에게 상해를 입혀서는 안 된다는 것이며, 이러한 목적으로 안전규격은 전기화학소자 내의 발화 및 발연 등을 엄격히 규제하고 있다. 전기화학소자의 안전성 특성에 있어서, 전기화학소자가 과열되어 열폭주가 일어나거나 분리막이 관통될 경우에는 폭발을 일으키게 될 우려가 크다. 특히, 전기화학소자의 분리막으로서 통상적으로 사용되는 폴리올레핀 다공성 기재는 재료적 특성과 연신을 포함하는 제조공정 상의 특성으로 인하여 150℃ 이상의 온도에서 극심한 열수축 거동을 보임으로서, 양극과 음극 사이의 단락을 일으키는 문제점이 있다.It is very important to evaluate and secure safety in such an electrochemical device. The most important consideration is that the electrochemical device should not injure the user in case of malfunction. For this purpose, the safety standard strictly regulates the ignition and fuming in the electrochemical device. In the safety characteristics of the electrochemical device, there is a high possibility that the electrochemical device will be overheated to cause thermal runaway or explosion if the separator is penetrated. Particularly, a polyolefin porous substrate, which is typically used as a separator of an electrochemical device, exhibits extreme thermal shrinkage behavior at a temperature of 150 캜 or more due to characteristics of the manufacturing process including material properties and elongation, There is a problem.

이를 해결하기 위해, 다수의 기공을 갖는 폴리올레핀 다공성 기재의 적어도 일면에 무기물 입자/유기물 입자와 바인더 고분자를 포함하는 슬러리가 코팅되어 있는, 다공성 코팅층을 포함하는 복합 분리막이 제안되었다. 이러한 복합 분리막에서는 폴리올레핀 다공성 기재에 코팅된 코팅층 내의 무기물/유기물 입자들이 코팅층의 물리적 형태를 유지할 수 있는 지지대 역할을 하여서, 리튬이온전지 과열시 폴리올레핀 다공성 기재가 열수축되는 것을 억제하게 된다. 또한, 무기물 입자들 사이 또는 유기물 입자들 사이에는 빈 공간(interstitial volume)이 존재하여 미세 기공이 형성되어 있다.In order to solve this problem, a composite membrane including a porous coating layer on which a slurry containing inorganic particles / organic particles and a binder polymer is coated on at least one surface of a polyolefin porous substrate having a plurality of pores has been proposed. In such a composite separator, the inorganic / organic particles in the coating layer coated on the polyolefin porous substrate serve as a support for maintaining the physical form of the coating layer, thereby suppressing the heat shrinkage of the polyolefin porous substrate when the lithium ion battery is overheated. In addition, micropores are formed between the inorganic particles or between the organic particles because of interstitial volume.

즉, 기존의 분리막 제조 공정은, 도 1에서 나타낸 바와 같이, 폴리올레핀 수지 조성물을 압출/캐스팅, 연신, 추출한 후에 열고정을 거쳐서 다공성 폴리올레핀 필름으로 제조하고, 이어서 상기 다공성 폴리올레핀 필름에 코팅 슬러리를 적용하고 건조시켜 제조되므로, 상기 열고정 공정은 폴리올레핀 필름이 용융되지 않을 정도의 온도에서 이루어져야 하는 제한이 있고, 다공성 기재 상에 코팅 슬러리를 코팅하여 건조한 후에는 구조적 안정화가 파괴되는 것을 방지하기 위해 추가적으로 열고정시키기 어려운 문제점이 있었다.
That is, in the conventional separation membrane production process, as shown in FIG. 1, the polyolefin resin composition is subjected to extrusion / casting, stretching, and extraction after heat setting to prepare a porous polyolefin film, and then a coating slurry is applied to the porous polyolefin film There is a limitation that the heat fixation process should be performed at a temperature at which the polyolefin film is not melted. After the coating slurry is coated on the porous substrate and dried, to further prevent destruction of the structural stabilization, There was a problem that was difficult to make.

본 발명에서는 다공성 코팅층이 형성된 복합 분리막의 열수축률을 개선시키고, 다공성 코팅층의 박리 강도를 향상시키는 방안을 제공하고자 한다. The present invention provides a method for improving the heat shrinkage ratio of the composite separator having the porous coating layer and improving the peel strength of the porous coating layer.

또한, 본 발명에서는 다공성 코팅층이 형성된 복합 분리막이 구조적으로 보다 안정화되도록 하는 방안을 제공하고자 한다.
In addition, the present invention provides a method of structurally stabilizing a composite separator having a porous coating layer.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양태에서는 폴리올레핀과 가소제를 함유하는 수지 조성물을 압출 및 연신하여 시트상의 폴리올레핀 필름을 수득하는 단계, 상기 폴리올레핀 필름으로부터 가소제를 추출하여 다공성 폴리올레핀 필름을 수득하는 단계, 다공성 코팅층을 형성하기 위한 슬러리를 상기 다공성 폴리올레핀 필름의 적어도 일면에 코팅하는 단계, 및 열고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법이 제공된다.According to one aspect of the present invention, there is provided a method for producing a polyolefin film, comprising the steps of extruding and stretching a resin composition containing a polyolefin and a plasticizer to obtain a sheet-shaped polyolefin film; extracting a plasticizer from the polyolefin film to obtain a porous polyolefin film A step of coating a slurry for forming a porous coating layer on at least one surface of the porous polyolefin film, and a step of heat setting.

상기 열고정은 128~135℃에서 실시될 수 있다.The heat setting may be carried out at 128 to 135 占 폚.

상기 슬러리는 무기물 입자와 바인더 고분자를 포함할 수 있다.The slurry may include inorganic particles and a binder polymer.

상기 슬러리는 유기물 입자와 바인더 고분자를 포함할 수 있다.The slurry may include organic particles and a binder polymer.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 전술한 바와 같이 전기화학소자용 분리막이 제공된다. According to another aspect of the present invention, a separation membrane for an electrochemical device is provided as described above.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재된 분리막을 포함하는 전기화학소자에 있어서, 상기 분리막이 전술한 전기화학소자용 분리막인 것을 특징으로 하는 전기화학소자가 제공된다.According to still another aspect of the present invention, there is provided an electrochemical device including a positive electrode, a negative electrode, and a separation membrane interposed between an anode and a cathode, wherein the separation membrane is the separation membrane for an electrochemical device, / RTI >

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

본 발명에 따라, 폴리올레핀 필름에서 가소제를 추출한 후에 코팅 슬러리를 적용하고, 이어서 열고정을 수행하여 다공성 코팅층이 형성된 복합 분리막을 제조한다. According to the present invention, a composite slurry is prepared by applying a coating slurry after extracting a plasticizer in a polyolefin film, followed by heat setting to form a porous coating layer.

이에 따르면, 열고정 공정에서 가해진 열이 다공성 코팅층을 거쳐 폴리올레핀 필름에 전달되므로 높은 온도에서의 열처리가 가능하게 되어, 폴리올레핀 필름의 fibrilar 구조에 대한 코팅 슬러리의 젖음성이 향상된다. According to this, since the heat applied in the heat fixing process is transferred to the polyolefin film through the porous coating layer, heat treatment at a high temperature becomes possible, and the wettability of the coating slurry to the fibrilar structure of the polyolefin film is improved.

또한, 열고정 공정에서 가해진 열이 다공성 코팅층을 거쳐 폴리올레핀 필름에 전달되므로 폴리올레핀 필름이 보다 얇은 직경의 피브릴(fibril)을 갖게 되어 단위면적당 fibrilar number density가 증가하게 되고, 다공성 코팅층을 형성하는 코팅 슬러리와의 계면접촉면적이 증가하게 된다. Further, since the heat applied in the heat fixing process is transferred to the polyolefin film through the porous coating layer, the polyolefin film has a fibril having a smaller diameter, thereby increasing the fibrilar number density per unit area, and the coating slurry Is increased.

그 결과, 폴리올레핀 필름의 물리적 형태의 유지가 보다 용이해져서 복합 분리막의 열수축률이 개선되고, 또한, 코팅층의 박리 강도가 향상된다.
As a result, the maintenance of the physical form of the polyolefin film becomes easier, the heat shrinkage ratio of the composite separator is improved, and the peel strength of the coating layer is improved.

도 1은 기존의 분리막 제조 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 분리막 제조 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 무기물 입자를 포함하는 다공성 코팅층이 다공성 기재에 형성되어 있는 기존의 전기화학소자용 분리막 표면을 확대 촬영한 이미지이다.
도 4는 무기물 입자를 포함하는 다공성 코팅층이 다공성 기재에 형성되어 있는 본 발명에 따른 전기화학소자용 분리막 표면을 확대 촬영한 이미지이다.
도 5는 유기물 입자를 포함하는 다공성 코팅층이 다공성 기재에 형성되어 있는 종래의 전기화학소자용 분리막 표면을 확대 촬영한 이미지이다.
도 6은 유기물 입자를 포함하는 다공성 코팅층이 다공성 기재에 형성되어 있는 본 발명에 따른 전기화학소자용 분리막 표면을 확대 촬영한 이미지이다.
1 schematically shows a conventional separation membrane production method.
2 schematically shows a separation membrane manufacturing method according to the present invention.
FIG. 3 is an enlarged photomicrograph of the surface of a conventional separation membrane for an electrochemical device in which a porous coating layer containing inorganic particles is formed on a porous substrate.
4 is an enlarged photograph of the surface of the separation membrane for an electrochemical device according to the present invention in which a porous coating layer containing inorganic particles is formed on a porous substrate.
FIG. 5 is an enlarged photomicrograph of the surface of a conventional separation membrane for an electrochemical device in which a porous coating layer containing organic particles is formed on a porous substrate.
6 is an enlarged photograph of the surface of a separation membrane for an electrochemical device according to the present invention in which a porous coating layer containing organic particles is formed on a porous substrate.

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

본 발명의 전기화학소자용 분리막의 제조 방법은, 도 2에도 개략적으로 나타난 바와 같이, 폴리올레핀과 가소제를 압출/캐스팅하여 시트상의 물질을 수득하는 공정, 수득된 시트를 연신하는 공정, 연신된 폴리올레핀 필름으로부터 가소제를 추출하는 공정, 가소제가 추출된 폴리올레핀 필름의 적어도 일면에, 다공성 코팅층 형성을 위한 슬러리를 코팅하는 단계, 및 상기 슬러리가 코팅되어 있는 폴리올레핀 필름을 열고정하는 단계를 포함한다.As shown schematically in Fig. 2, the method for producing an isolation membrane for an electrochemical device of the present invention comprises the steps of extruding / casting a polyolefin and a plasticizer to obtain a sheet-like material, a step of stretching the obtained sheet, a step of stretching the stretched polyolefin film , A step of coating a slurry for forming a porous coating layer on at least one side of the polyolefin film from which the plasticizer has been extracted, and a step of heat setting the polyolefin film coated with the slurry.

본 발명에서 폴리올레핀은 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 폴리올레핀의 구체적인 예로는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트 (polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 폴리페닐렌설파이드로 (polyphenylenesulfidro), 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene) 또는 이들의 혼합체 및 공중합체 등을 들 수 있으나 이에 제한되지 않는다.The polyolefin in the present invention is not particularly limited as long as it is commonly used in the art. Specific examples of the polyolefin include high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (LLDPE), ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE), polypropylene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate polybutylene terephthalate, polyester, polyacetal, polyamide, polycarbonate, polyimide, polyetheretherketone, polyethersulfone, polyphenylsulfone, But are not limited to, polyphenylene oxide, polyphenylenesulfroid, polyethylenenaphthalene, and mixtures and copolymers thereof.

본 발명에서 가소제는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 가소제의 비제한적인 예로는 데칼린, 크실렌, 디옥틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 스테아릴 알코올, 올레일 알코올, 데실 알코올, 노닐 알코올, 디페닐에테르, n-데칸, n-도데칸, 파라핀유 등을 들 수 있다. The plasticizer in the present invention is not particularly limited as long as it is commonly used in the art. Non-limiting examples of plasticizers include decalin, xylenes, dioctyl phthalate, dibutyl phthalate, stearyl alcohol, oleyl alcohol, decyl alcohol, nonyl alcohol, diphenyl ether, n-decane, n-dodecane, .

가소제 함량은 특별히 제한되지 않지만, 목적하는 다공성 필름의 기공률 측면에서 20 질량% 이상이고, 점도 측면에서 90 질량% 이하일 수 있다. 바람직하게는 50 질량% 이상 70 질량% 이하일 수 있다.The plasticizer content is not particularly limited, but may be 20 mass% or more in terms of the porosity of the intended porous film, and 90 mass% or less in terms of viscosity. And preferably not less than 50 mass% and not more than 70 mass%.

본 발명에서 복합 분리막을 제조하기 위해, 먼저, 재료의 일부 또는 전부를 헨셀 믹서, 리본 블렌더, 텀블러 블렌더 등을 이용하여 혼합한다. 이어서, 일축 압출기, 이축 압출기 등의 스크류 압출기, 혼련기, 믹서 등에 의해 용융 혼련하고, T형 다이나 환상 다이 등으로부터 압출된다. 혼련/압출된 용융물은 압축 냉각에 의해 고화시킬 수 있으며, 냉각 방법으로는 냉풍이나 냉각수 등의 냉각 매체에 직접 접촉시키는 방법, 냉매로 냉각한 롤이나 프레스기에 접촉시키는 방법 등을 들 수 있다.In order to produce the composite membrane in the present invention, first, a part or the whole of the material is mixed using a Henschel mixer, a ribbon blender, a tumbler blender, or the like. Then, it is melted and kneaded by a screw extruder such as a single screw extruder, a twin screw extruder, a kneader or a mixer, and extruded from a T-die or a ring-shaped die. The kneaded / extruded melt can be solidified by compression cooling. Examples of the cooling method include direct contact with a cooling medium such as cold wind or cooling water, contact with a roll or a press cooled with a coolant, and the like.

이어서, 압출된 용융물을 필름 형태로 연신한다. 연신 방법은 당업계에 알려진 통상적인 방법으로 실시될 수 있으며, 비제한적인 예로는 롤 연신기에 의한 MD 일축 연신, 텐터에 의한 TD 일축 연신, 롤 연신기와 텐터, 또는 텐터와 텐터와의 조합에 의한 축차 이축 연신, 동시 이축 텐터나 인플레이션 성형에 의한 동시 이축 연신 등을 들 수 있다. 연신 배율은 합계 면 배율로, 원하는 인장 강도, 인장 신도를 고려하여 예컨대, 7배 이상으로 할 수 있다. The extruded melt is then stretched in film form. The stretching method may be carried out by a conventional method known in the art. Non-limiting examples include MD uniaxial stretching by a roll stretcher, TD uniaxial stretching by a tenter, roll stretching by a tenter, or a combination of a tenter and a tenter Simultaneous biaxial stretching by simultaneous biaxial stretching, simultaneous biaxial stretching by inflation molding, and the like. The stretching magnification is a total area magnification, and can be set to, for example, 7 times or more in consideration of the desired tensile strength and tensile elongation.

이어서, 연신된 필름에서 가소제를 추출한다. 추출 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예컨대, 폴리올레핀 필름을 추출 용매에 침지 또는 샤워함으로써 가소제를 추출할 수 있다. 추출 온도는 상기 수용성 고분자가 추출될 수 있는 모든 온도에서 가능하며, 예컨대, 상온 내지 약 100℃에서 실시할 수 있다. 추출 온도를 상온 이하로 하면 추출 속도가 빠르지 않게 되고, 추출 온도를 100℃ 보다 높게 하면 정제수가 기화되기 시작한다. 가소제의 추출에 이용되는 추출 용매로는 폴리올레핀에 대하여 빈용매이고 가소제에 대해서는 양용매이면서, 비점이 폴리올레핀의 융점보다 낮은 것이 바람직하다. 이러한 추출 용매의 비제한적인 예로는 n-헥산이나 시클로헥산 등의 탄화수소류, 염화메틸렌이나 1,1,1-트리클로로에탄, 플루오로카본계 등 할로겐화 탄화수소류, 에탄올이나 이소프로판올 등의 알코올류, 아세톤이나 2-부타논 등의 케톤류를 들 수 있다. Then, the plasticizer is extracted from the stretched film. The extraction method is not particularly limited. For example, the plasticizer can be extracted by immersing or showering the polyolefin film in an extraction solvent. The extraction temperature may be any temperature at which the water-soluble polymer can be extracted, for example, from room temperature to about 100 캜. When the extraction temperature is lower than room temperature, the extraction speed is not fast. When the extraction temperature is higher than 100 ° C, the purified water starts to vaporize. As the extraction solvent used for the extraction of the plasticizer, it is preferable that the extraction solvent is a poor solvent for the polyolefin and is a good solvent for the plasticizer and has a boiling point lower than the melting point of the polyolefin. Nonlimiting examples of such an extraction solvent include hydrocarbons such as n-hexane and cyclohexane, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,1,1-trichloroethane, and fluorocarbon, alcohols such as ethanol and isopropanol, And ketones such as acetone and 2-butanone.

상기에서 수득된 다공성 폴리올레핀 필름의 두께는 특별히 제한되지 않으나, 5 내지 50 ㎛가 바람직하고, 다공성 기재에 존재하는 기공 크기 및 기공도 역시 특별히 제한되지 않으나 각각 0.001 내지 50 ㎛ 및 10 내지 99%인 것이 바람직하다.The thickness of the porous polyolefin film obtained above is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 to 50 占 퐉, and the pore size and porosity present in the porous substrate are also not particularly limited, but 0.001 to 50 占 퐉 and 10 to 99% desirable.

이어서, 다공성 폴리올레핀 필름의 적어도 일면에, 다공성 코팅층 형성을 위한 슬러리를 코팅한다. 이를 위해, 다공성 코팅층 형성을 위한 슬러리를 먼저 준비해야 하는데, 상기 슬러리는 용매에 무기물 입자 또는 유기물 입자와 함께 바인더 고분자를 분산시켜 준비한다. Then, at least one surface of the porous polyolefin film is coated with a slurry for forming a porous coating layer. To this end, a slurry for forming a porous coating layer must first be prepared. The slurry is prepared by dispersing a binder polymer together with inorganic particles or organic particles in a solvent.

상기 무기물 입자는 전기화학적으로 안정하기만 하면 특별히 제한되지 않는다. 즉, 본 발명에서 사용할 수 있는 무기물 입자는 적용되는 전기화학소자의 작동 전압 범위(예컨대, Li/Li+ 기준으로 0~5V)에서 산화 및/또는 환원 반응이 일어나지 않는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 특히, 이온 전달 능력이 있는 무기물 입자를 사용하는 경우 전기화학소자 내의 이온 전도도를 높여 성능 향상을 도모할 수 있다. 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. The inorganic particles are not particularly limited as long as they are electrochemically stable. That is, the inorganic particles usable in the present invention are not particularly limited as long as oxidation and / or reduction reaction does not occur in the operating voltage range of the applied electrochemical device (for example, 0 to 5 V based on Li / Li + ). Particularly, when inorganic particles having ion transfer ability are used, the ion conductivity in the electrochemical device can be increased to improve the performance. When inorganic particles having a high dielectric constant are used as the inorganic particles, dissociation of an electrolyte salt, for example, a lithium salt, in the liquid electrolyte is also increased, and ion conductivity of the electrolyte can be improved.

무기물 입자의 비제한적인 예로는 유전율 상수가 5 이상, 바람직하게는 10 이상인 고유전율 무기물 입자, 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자 또는 이들의 혼합체를 들 수 있다. Non-limiting examples of the inorganic particles include high-permittivity inorganic particles having a dielectric constant of 5 or more, preferably 10 or more, inorganic particles having lithium ion-transporting ability, or a mixture thereof.

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 혼합체 등이 있다. Non-limiting examples of inorganic particles greater than a dielectric constant of 5 is BaTiO 3, Pb (Zr, Ti ) O 3 (PZT), Pb 1 - x La x Zr 1 - y Ti y O 3 (PLZT), PB (Mg 3 Nb 2/3) O 3 -PbTiO 3 (PMN-PT), hafnia (HfO 2), SrTiO 3, SnO 2, CeO 2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO 2, Y 2 O 3, Al 2 O 3 , TiO 2, SiC Or a mixture thereof.

본원 명세서에서 '리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자'는 리튬 원소를 함유하되 리튬을 저장하지 아니하고 리튬 이온을 이동시키는 기능을 갖는 무기물 입자를 지칭하는 것으로서, 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 글래스(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. The term "inorganic particle having lithium ion-transferring ability" as used herein refers to an inorganic particle containing a lithium element but not having lithium stored therein and having a function of moving lithium ions. The inorganic particle has a lithium ion- examples include lithium phosphate (Li 3 PO 4), lithium titanium phosphate (Li x Ti y (PO 4 ) 3, 0 <x <2, 0 <y <3), lithium aluminum titanium phosphate (Li x Al y Ti z (LiAlTiP) x O y series such as (PO 4 ) 3 , 0 <x <2, 0 <y <1, 0 <z <3), 14Li 2 O-9Al 2 O 3 -38TiO 2 -39P 2 O 5 (0 <x <4, 0 <y <13), lithium lanthanum titanate (Li x La y TiO 3 , 0 <x <2, 0 <y <3), Li 3 .25 Ge 0 . 25 P 0 .75 S 4 Lithium, such as germanium Mani help thiophosphate lithium nitro, such as (Li x Ge y P z S w, 0 <x <4, 0 <y <1, 0 <z <1, 0 <w <5), Li 3 N (Li x N y , 0 <x <4, 0 <y <2), Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 SiS 2 family, such as glass (Li x Si y S z , 0 <x <3, 0 <y <2, 0 <z <4), LiI-Li 2 SP 2 S 5 There is P 2 S 5 based glass (Li x P y S z , 0 <x <3, 0 <y <3, 0 <z <7) or a mixture thereof as such.

상기 코팅 슬러리는 무기물 입자 대신에 또는 무기물 입자와 함께 유기물 입자를 포함할 수 있다. 유기물 입자는 통기성, 열수축성, 박리 강도 측면에서 유리하고, 바인더 고분자와의 결착성이 우수하다. The coating slurry may contain organic particles in place of or in combination with the inorganic particles. Organic particles are advantageous in terms of air permeability, heat shrinkability and peel strength, and are excellent in binding property with a binder polymer.

다공성 코팅층 형성을 위한 슬러리에 사용될 수 있는 유기물 입자의 비제한적인 예로는 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리이미드, 멜라민계 수지, 페놀계 수지, 셀룰로오스, 셀룰로오스 변성체 (카르복시메틸셀룰로오스 등), 폴리프로필렌, 폴리에스테르 (폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등), 폴리페닐렌설파이드, 폴리아라미드, 폴리아미드이미드, 폴리이미드 등 각종 고분자로 이루어지는 입자 등을 들 수 있다. 유기 입자는 2 종 이상의 고분자로 이루어질 수도 있다.Nonlimiting examples of organic particles that can be used in the slurry for forming the porous coating layer include polystyrene, polyethylene, polyimide, melamine resin, phenol resin, cellulose, modified cellulose (such as carboxymethylcellulose), polypropylene, polyester (Polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene terephthalate and the like), polyphenylene sulfide, polyaramid, polyamideimide, and polyimide. The organic particles may be composed of two or more kinds of polymers.

상기 무기물 입자 또는 유기물 입자의 크기는 제한이 없으나, 균일한 두께의 코팅층을 형성하고 적절한 공극률을 갖도록 하는 측면에서 0.001 내지 10㎛ 범위일 수 있다. The size of the inorganic particles or organic particles is not limited, but may be in the range of 0.001 to 10 탆 in terms of forming a coating layer of uniform thickness and having an appropriate porosity.

다공성 코팅층 형성을 위한 슬러리에 사용되는 바인더 고분자는 무기물 입자 또는 유기물 입자 사이를 연결하여 안정하게 고정시켜 주는 기능을 수행할 수 있다면 특별히 제한되지 않으며, 비제한적인 예로 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌(polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드 (polyethylene oxide), 셀룰로오스 아세테이트 (cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸풀루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜 (cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스 (cyanoethylsucrose), 풀루란 (pullulan), 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose), 아크릴로니트릴스티렌부타디엔 공중합체 (acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer), 폴리이미드(polyimide) 등을 들 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 이들 중 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.The binder polymer used in the slurry for forming the porous coating layer is not particularly limited as long as it can function as a link between inorganic particles or organic particles and stably fix them. Non-limiting examples of the binder polymer include polyvinylidene fluoride-hexafluoro Polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride-co-trichlorethylene, polymethylmethacrylate, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone polyvinylpyrrolidone, polyvinylacetate, polyethylene-co-vinyl acetate, polyethylene oxide, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate But are not limited to, cellulose acetate propionate, cyanoethylpullulan, cyanoethylpolyvinylalcohol, cyanoethylcellulose, cyanoethylsucrose, pullulan, Carboxyl methyl cellulose, acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer, and polyimide. These resins may be used alone or in combination of two or more thereof. Can be used.

다공성 코팅층 형성을 위한 슬러리 중의 무기물 입자/유기물 입자와 바인더 고분자의 조성비는 예를 들어 중량 기준으로 50:50 내지 99:1 범위일 수 있고 또는 70:30 내지 95:5일 수 있다. 바인더 고분자 대비 무기물 입자/유기물 입자의 함량이 지나치게 적으면 분리막의 열적 안전성 개선이 저하될 수 있고, 무기물 입자/유기물 입자들 사이에 형성되는 빈 공간이 충분히 형성되지 못해 기공 크기 및 기공도가 감소되어 최종 전지 성능 저하가 야기될 수 있다. 반면, 바인더 고분자 대비 무기물 입자/유기물 입자가 지나치게 많이 함유되면 다공성 코팅층의 내필링성이 약화될 수 있다. The composition ratio of the inorganic particles / organic particles and the binder polymer in the slurry for forming the porous coating layer may be, for example, in the range of 50:50 to 99: 1 by weight or 70:30 to 95: 5. If the content of the inorganic particles / organic particles relative to the binder polymer is too small, the improvement of the thermal stability of the separation membrane may be deteriorated and the void space formed between the inorganic particles / organic particles may not be sufficiently formed to decrease the pore size and porosity Resulting in deterioration of final cell performance. On the other hand, if the amount of the inorganic particles / organic particles relative to the binder polymer is too large, the peeling property of the porous coating layer may be weakened.

코팅 슬러리의 용매는 무기물 입자/유기물 입자와 바인더 고분자의 분산이 균일하게 이루어질 수 있으며, 이후 용이하게 제거될 수 있는 것이 바람직하다. 사용가능한 용매의 비제한적인 예로는 아세톤(acetone), 테트라하이드로퓨란 (tetrahydrofuran), 메틸렌클로라이드(methylene chloride), 클로로포름 (chloroform), 디메틸포름아미드(dimethylformamide), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone, NMP), 시클로헥산(cyclohexane), 물 또는 이들의 혼합체 등이 있다.The solvent of the coating slurry is preferably such that the dispersion of the inorganic particles / organic particles and the binder polymer can be made uniform and can be easily removed thereafter. Non-limiting examples of usable solvents include acetone, tetrahydrofuran, methylene chloride, chloroform, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone ( N-methyl-2-pyrrolidone, NMP), cyclohexane, water or a mixture thereof.

코팅 슬러리는 다공성 기재의 적어도 일면에 적용하는데, 코팅하는 구체적인 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 혼합The coating slurry is applied to at least one side of the porous substrate. The specific coating method may be a conventional coating method known in the art. For example, a dip coating, a die coating, a roll coating, , Comma coatings or mixtures thereof

방식 등 다양한 방식을 이용할 수 있다. 또한, 다공성 코팅층은 다공성 기재의 양면 모두 또는 일면에만 선택적으로 형성할 수 있다.And the like can be used. Further, the porous coating layer can be selectively formed on both or only one side of the porous substrate.

다공성 코팅층 형성을 위한 슬러리를 다공성 기재의 적어도 일면에 코팅한 후, 이어서 열고정 공정을 수행한다.The slurry for forming the porous coating layer is coated on at least one surface of the porous substrate, and then the heat setting process is performed.

열고정은 필름을 고정시키고 열을 가하여, 수축하려는 필름을 강제로 잡아 주어 잔류응력을 제거하는 공정이다. 열고정 온도가 높을수록 수축률을 감소시키므로 바람직하나, 열고정 온도가 지나치게 높을 경우에는 폴리올레핀 필름이 부분적으로 녹게 되므로 형성된 미세다공이 막혀 투과도가 저하될 수 있다. The hot fix is a process of holding the film and applying heat to force the film to be shrunk to remove the residual stress. If the heat fixing temperature is higher, the shrinkage rate is decreased. However, if the heat setting temperature is too high, the polyolefin film is partially melted, so that the formed micropores may be clogged and the permeability may be lowered.

본 발명에서는 폴리올레핀 필름으로 연신후 가소제를 추출하고 이어서 다공성 코팅층 형성을 위한 슬러리를 코팅한 후에 열고정을 실시하므로, 종래에 폴리올레핀 필름으로 연신후 가소제를 추출하고 열고정을 실시하였던 종래 공정과는 달리, 폴리올레핀 필름이 아닌 코팅 슬러리에 열고정이 실시되므로 폴리올레핀 필름에 직접적으로 열이 가해지지 않게 된다. 따라서, 종래에 비해 높은 온도에서 열고정을 실시하더라도 폴리올레핀 필름의 용융이 억제될 수 있다. 또한, 폴리올레핀 필름에 직접적으로 가해지는 열량이 작아지므로, 종래 열공정 처리된 폴리올레핀 필름의 피브릴에 비해, 다공성 코팅층에 인접한 폴리에틸렌 기재의 피브릴(fibril) 두께가 보다 얇게 형성된다. 이에 따라, 다공성 코팅층에 인접한 다공성 필름 표면의 단위면적당 fibrilar number density가 증가되므로 코팅 슬러리와의 계면접촉면적이 증가되고, 코팅 슬러리의 유리전이온도(Tg) 혹은 융점(Tm)보다 높은 온도 영역에서 열처리시에 폴리올레핀 다공성 섬유상 구조에 대한 상기 슬러리의 젖음성이 향상될 수 있다. In the present invention, since the plasticizer is extracted after the stretching with the polyolefin film, and then the slurry for coating the porous coating layer is coated and heat-set is performed, unlike the conventional process of extracting the plasticizer after stretching with the polyolefin film and heat- , The coating slurry which is not a polyolefin film is subjected to heat setting, so that heat is not directly applied to the polyolefin film. Therefore, even if heat fixing is performed at a higher temperature than in the prior art, melting of the polyolefin film can be suppressed. In addition, since the amount of heat directly applied to the polyolefin film is small, the fibril thickness of the polyethylene-based adjacent to the porous coating layer is made thinner than that of the conventional heat-treated polyolefin film. As a result, per unit area of the porous film surface adjacent to the porous coating fibrilar number density is increased, because the coating is increased interfacial contact area between the slurry, the high temperature region above the glass transition temperature of the coating slurry (T g) or melting point (T m) The wettability of the slurry with respect to the polyolefin porous fibrous structure can be improved.

본 발명에 따르면, 128 내지 135℃ 의 온도에서 열 공정을 실시하는 경우에 다공성 코팅층과 다공성 기재의 결착력(박리 강도)이 개선되면서 구조적 안정성도 확보될 수 있다. According to the present invention, when a thermal process is performed at a temperature of from 128 to 135 占 폚, the bonding strength (peel strength) between the porous coating layer and the porous substrate is improved, and structural stability can also be secured.

이와 같이 형성된 다공성 코팅층의 두께는 특별한 제한이 없으나 0.01 내지 20㎛ 범위일 수 있고, 기공 크기 및 기공도 역시 특별한 제한이 없으나 기공 크기는 0.001 내지 10㎛ 범위일 수 있고, 기공도는 10 내지 99 % 범위일 수 있다. 기공 크기 및 기공도는 주로 무기물 입자/유기물 입자의 크기에 의존하는데, 예컨대 입경이 1 ㎛ 이하인 무기물 입자/유기물 입자를 사용하는 경우 형성되는 기공 역시 대략 1 ㎛ 이하를 나타내게 된다. 이와 같은 기공 구조는 추후 주액되는 전해액으로 채워지게 되고, 이와 같이 채워진 전해액은 이온 전달 역할을 하게 된다.The thickness of the porous coating layer may be in the range of 0.01 to 20 占 퐉, and the pore size and porosity may be in the range of 0.001 to 10 占 퐉, and the porosity may be in the range of 10 to 99% Lt; / RTI &gt; The pore size and porosity mainly depend on the size of the inorganic particles / organic particles. For example, when inorganic particles / organic particles having a particle size of 1 μm or less are used, pores formed also show about 1 μm or less. Such a pore structure is filled with an electrolyte solution to be injected at a later stage, and the filled electrolyte serves as an ion transfer function.

전기화학소자는 당 기술 분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있으며, 이의 일 실시예를 들면 캐소드와 애노드 사이에 전술한 세퍼레이터를 개재(介在)시켜 조립한 후 전해액을 주입함으로써 제조될 수 있다.The electrochemical device may be manufactured according to a conventional method known in the art, and may be manufactured, for example, by assembling the cathode and the anode with the separator interposed therebetween, and then injecting an electrolyte solution .

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

본 발명의 일 실시예에서 사용될 수 있는 전해액은 A+B-와 같은 구조의 염으로서, A+는 Li+, Na+, K+와 같은 알칼리 금속 양이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하고 B-는 PF6 -, BF4 -, Cl-, Br-, I-, ClO4 -, AsF6 -, CH3CO2 -, CF3SO3 -, N(CF3SO2)2 -, C(CF2SO2)3 -와 같은 음이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하는 염이 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌 카보네이트(EC), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 디프로필카보네이트(DPC), 디메틸설폭사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 테트라하이드로퓨란, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에틸메틸카보네이트(EMC), 감마-부티로락톤 또는 이들의 혼합물로 이루어진 유기 용매에 용해 또는 해리된 것이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The electrolyte solution that can be used in one embodiment of the present invention is a salt having a structure such as A + B - , where A + includes ions consisting of alkali metal cations such as Li + , Na + , K + - it is PF 6 -, BF 4 -, Cl -, Br -, I -, ClO 4 -, AsF 6 -, CH 3 CO 2 -, CF 3 SO 3 -, N (CF 3 SO 2) 2 -, C (CF 2 SO 2) 3 - anion, or a salt containing an ion composed of a combination of propylene carbonate (PC) such as, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), dipropyl (DMP), dimethylsulfoxide, acetonitrile, dimethoxyethane, diethoxyethane, tetrahydrofuran, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), ethylmethyl carbonate (EMC), gamma-butyrolactone Or an organic solvent composed of a mixture thereof, but the present invention is not limited thereto.

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

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

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

실시예Example 1 One

폴리올레핀으로 중량평균분자량이 500,000인 고밀도폴리에틸렌과 동점도가 68.00 cSt인 액체 파라핀을 35:65의 중량비로 사용하여, 210℃의 온도에서 압출하였다. 연신 온도는 115℃로 하였고, 연신비는 종방향 횡방향으로 각각 7배 연신하였다. 이어서, 가소제 추출 후 다공성 폴리올레핀 필름을 수득하였다.High-density polyethylene having a weight average molecular weight of 500,000 as polyolefin and liquid paraffin having a kinematic viscosity of 68.00 cSt were extruded at a temperature of 210 DEG C at a weight ratio of 35:65. The stretching temperature was set to 115 캜, and the stretching ratio was elongated seven times in the longitudinal direction. Then, after the plasticizer extraction, a porous polyolefin film was obtained.

이어서, 다공성 코팅층 형성을 위한 슬러리를 제조하기 위해, Al2O3 입자/시아노알코올/PVDF-HFP/아세톤 13.5/0.225/1.275/85의 중량 조성비를 갖는 슬러리를 준비하였다.Then, in order to prepare a slurry for forming the porous coating layer, a slurry having a weight composition ratio of Al 2 O 3 particles / cyano alcohol / PVDF-HFP / acetone 13.5 / 0.225 / 1.275 / 85 was prepared.

상기 추출 공정까지 진행된 다공성 폴리올레핀 필름의 일면에 상기 코팅 슬러리를 3.5㎛ 두께로 코팅하고, 이어서 130℃에서 5m/min으로 열고정하였다.
The coating slurry was coated on one side of the porous polyolefin film to the extraction step to a thickness of 3.5 탆 and then heat-set at 130 캜 at 5 m / min.

실시예Example 2 2

코팅 슬러리로 유기입자 슬러리(아크릴레이트/물 = 20/80)를 사용하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 전기화학소자용 분리막을 제조하였다.
A separator for an electrochemical device was prepared in the same manner as in Example 1, except that an organic particle slurry (acrylate / water = 20/80) was used as the coating slurry.

비교예Comparative Example 1 One

폴리올레핀 필름에서 가소제를 추출하는 공정까지는 실시예 1과 동일하게, 폴리올레핀으로 중량평균분자량이 500,000인 고밀도폴리에틸렌과 동점도가 68.00 cSt인 액체 파라핀을 35:65의 중량비로 사용하여, 210℃의 온도에서 압출하였다. 연신 온도는 115℃로 하였고, 연신비는 종방향 횡방향으로 각각 7배 연신하였다. 이어서 가소제를 추출 후, 130℃ 에서 5m/min으로 열고정하여 다공성 폴리올레핀 필름을 제조하였다.
High-density polyethylene having a weight average molecular weight of 500,000 and liquid paraffin having a kinematic viscosity of 68.00 cSt at a weight ratio of 35:65 were extruded at a temperature of 210 占 폚 in the same manner as in Example 1 except for the step of extracting the plasticizer from the polyolefin film Respectively. The stretching temperature was 115 캜, and the stretching ratio was elongated seven times in the longitudinal direction. Subsequently, the plasticizer was extracted and then heat-set at 130 ° C at 5 m / min to prepare a porous polyolefin film.

비교예Comparative Example 2 2

Al2O3 입자/시아노알코올/PVDF-HFP/아세톤 13.5/0.225/1.275/85의 중량 조성비를 갖는, 다공성 코팅층 형성을 위한 슬러리를 준비하였다.A slurry for forming a porous coating layer having a weight composition ratio of Al 2 O 3 particles / cyano alcohol / PVDF-HFP / acetone 13.5 / 0.225 / 1.275 / 85 was prepared.

상기 코팅 슬러리를 비교예 1에서 수득한 다공성 폴리올레핀 필름의 일면에 코팅한 후에 130℃ 에서 5m/min으로 열고정하였다.
The coating slurry was coated on one side of the porous polyolefin film obtained in Comparative Example 1 and then heat-set at 130 占 폚 at 5 m / min.

비교예Comparative Example 3 3

다공성 코팅층 형성을 위한 슬러리에서 Al2O3 입자 대신에 유기물 입자 슬러리(아크릴레이트/물 = 20/80)를 사용한 것을 제외하고, 비교예 2와 동일한 방법으로 전기화학소자용 분리막을 제조하였다.
A separator for an electrochemical device was prepared in the same manner as in Comparative Example 2, except that an organic particle slurry (acrylate / water = 20/80) was used instead of Al 2 O 3 particles in the slurry for forming the porous coating layer.

평가예Evaluation example

전술한 실시예 1~2와 비교예 1~3에서 수득한 전기화학소자용 분리막 각각의 통기 시간, 열 수축율, 박리 강도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.The aeration time, heat shrinkage and peel strength of each of the separators for electrochemical devices obtained in Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 3 were measured, and the results are shown in Table 1 below.

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 분리막 두께 (㎛)Membrane Thickness (㎛) 14.014.0 14.014.0 10.510.5 14.014.0 14.014.0 통기시간 (s/100㎖)Aeration time (s / 100 ml) 210210 185185 155155 203203 197197 공극율 (%)Porosity (%) -- -- 45.545.5 -- -- 박리강도 (gf/15㎜)Peel strength (gf / 15 mm) 5050 >150> 150 -- 3535 7575 열수축률 (%%, MD/TD)Heat shrinkage (%%, MD / TD) 5.5/7.55.5 / 7.5 3/43/4 8/178/17 6/9.86 / 9.8 6/76/7

상기로부터 알 수 있듯이, 다공성 코팅층이 형성되어 있지 않은 비교예 1의 분리막이 열수축률에서 가장 열등한 것으로 나타났다. 또한, 열고정 공정의 순서만을 달리하고 동일한 원료를 사용한 실시예 1과 비교예 2를 비교할 때, 폴리올레핀 필름에서 가소제를 추출한 후에 무기물 입자/유기물 입자를 포함한 슬러리를 코팅한 실시예 1이 비교예 2보다 우수한 박리강도 및 열수축률을 갖는 것으로 나타났다. 마찬가지로, 실시예 2가 비교예 3보다 우수한 박리강도 및 열 수축률을 나타내었다.
As can be seen from the above, the separator of Comparative Example 1 in which the porous coating layer was not formed showed the lowest heat shrinkage rate. In Example 1 and Comparative Example 2 in which the heat fixing process was performed in a different order only and the same raw materials were used, Example 1 in which a slurry containing inorganic particles / organic particles was coated after extraction of a plasticizer from a polyolefin film was compared with Comparative Example 2 And exhibited better peel strength and heat shrinkage. Similarly, Example 2 exhibited superior peel strength and heat shrinkage than Comparative Example 3.

Claims (7)

폴리올레핀과 가소제를 함유하는 수지 조성물을 압출 및 연신하여 시트상의 폴리올레핀 필름을 수득하는 단계,
상기 폴리올레핀 필름으로부터 가소제를 추출하여 다공성 폴리올레핀 필름을 수득하는 단계,
다공성 코팅층을 형성하기 위한 슬러리를 상기 다공성 폴리올레핀 필름의 적어도 일면에 코팅하는 단계, 및
열고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법.
Extruding and stretching a resin composition containing a polyolefin and a plasticizer to obtain a sheet-shaped polyolefin film,
Extracting a plasticizer from the polyolefin film to obtain a porous polyolefin film,
Coating at least one surface of the porous polyolefin film with a slurry for forming a porous coating layer, and
Wherein the step of forming the separator comprises the steps of:
제1항에 있어서,
상기 열고정이 128~135℃에서 실시되는 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the heat setting is performed at a temperature of from 128 to 135 占 폚.
제1항에 있어서,
상기 슬러리가 무기물 입자와 바인더 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the slurry comprises inorganic particles and a binder polymer.
제1항에 있어서,
상기 슬러리가 유기물 입자와 바인더 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the slurry comprises organic particles and a binder polymer.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막.
A separator for an electrochemical device, which is produced by the method of any one of claims 1 to 4.
양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재된 분리막을 포함하는 전기화학소자에 있어서,
상기 분리막이 제5항에 따른 전기화학소자용 분리막인 것을 특징으로 하는 전기화학소자.
An electrochemical device comprising a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode,
The electrochemical device according to claim 5, wherein the separation membrane is the separation membrane for an electrochemical device according to claim 5.
제6항에 있어서,
상기 전기화학소자가 리튬이차전지인 것을 특징으로 하는 전기화학소자.

The method according to claim 6,
Wherein the electrochemical device is a lithium secondary battery.

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KR20160129580A (en) * 2015-04-30 2016-11-09 주식회사 엘지화학 Manufacturing method of separator and separator manufactured by the same method
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KR20160131761A (en) * 2015-05-08 2016-11-16 주식회사 엘지화학 Separator and electrochemical device containing the same

Cited By (5)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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