KR20160025079A - Heat-resistant, nonflammable, coated separator and battery - Google Patents

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Abstract

An embodiment of the present invention provides a separator including a polyolefin-based base film and a heat-resistant porous layer including a binder formed on one surface or both surfaces of the base film. The binder includes a polymer composed of a repeating unit containing a first component and a second component. The first component includes at least one between tetraphosphate and phosphonate. The second component includes nitrogen. The purpose of the present invention is to provide the separator with high thermal resistance, flame resistance, an excellent adhesive strength to the base film, and excellent oxidation resistance and including inorganic particles of the heat-resistant porous layer with improved dispersibility and to provide an electrochemical cell using the separator.

Description

고내열성 및 난연성 분리막 및 전기 화학 전지{Heat-resistant, nonflammable, coated separator and battery}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a heat-resistant and flame-resistant separator and an electrochemical cell,

본 발명은 고내열성 및 난연성의 분리막 및 이를 포함하는 전기 화학 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a separator having high heat resistance and flame resistance and an electrochemical cell including the same.

전기 화학 전지용 분리막(separator)은 전지 내에서 양극과 음극을 서로 격리시키면서 이온 전도도를 지속적으로 유지시켜 주어 전지의 충전과 방전을 가능하게 하는 중간막을 의미한다.A separator for an electrochemical cell means an interlayer capable of charging and discharging the battery by keeping the ion conductivity constant while isolating the positive electrode and the negative electrode from each other in the battery.

최근 전자 기기의 휴대성을 높이기 위한 전기 화학 전지의 경량화 및 소형화 추세와 더불어, 전기 자동차 등에의 사용을 위한 고출력 대용량 전지를 필요로 하는 경향이 있다. 상기 고출력 대용량 용도를 위한 중대형 전지 팩의 단위전지(배터리 셀)로 용량 대비 고출력을 제공하는 리튬 이차전지가 많이 연구되고 있다.In recent years, electrochemical cells for increasing the portability of electronic devices have become more lightweight and miniaturized, and there is a tendency to require high-output large capacity batteries for use in electric vehicles and the like. [0003] Lithium secondary batteries that provide a high output relative to a capacity as a unit battery (battery cell) of a middle- or large-sized battery pack for high-output large-capacity applications have been studied extensively.

리튬 이차전지는 상기와 같은 다양한 장점으로 인해 중대형 전지 팩의 단위전지로서 유력한 후보이지만, 충방전시 전지 내부 온도가 상승하고 전해액의 분해반응에 의한 가연성 가스, 전해액과 전극의 반응에 따른 가연성 가스, 양극의 분해에 의한 산소의 발생 등에 의해 폭발하거나 화재가 발생하는 문제점이 있다. 또한, 이차전지의 분리막의 기재 필름으로 폴리올레핀계를 사용할 경우, 비교적 낮은 온도에서 필름이 멜트 다운되는 문제가 있다(대한민국 등록특허 제10-0775310호).The lithium secondary battery is a candidate for a unit cell of a middle- or large-sized battery pack due to various advantages as described above. However, when the temperature of the battery rises during charging and discharging, a combustible gas due to the decomposition reaction of the electrolyte, There is a problem that explosion or fire occurs due to generation of oxygen due to decomposition of the anode. In addition, when a polyolefin-based material is used as the base film of the separation membrane of the secondary battery, there is a problem that the film is melted down at a relatively low temperature (Korean Patent Registration No. 10-0775310).

따라서, 전기 화학 전지, 특히 중대형 용량의 전지에서 발화를 예방하거나 억제하고 내열성이 개선되면서도, 전지 본연의 성능이 개선되거나 유지되는 새로운 분리막을 제공할 필요가 있다.Accordingly, there is a need to provide a new separator that prevents or suppresses ignition and improves heat resistance in an electrochemical cell, particularly a medium to large capacity cell, while maintaining or improving the original performance of the cell.

대한민국 등록특허 제10-0775310호Korean Patent No. 10-0775310

본 발명은 난연성 및 고내열성을 가지며, 기재 필름과의 접착력과 내산화성이 우수하고, 내열 다공층의 무기입자의 분산성이 개선된 분리막 및 이를 이용한 전기 화학 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a separator having flame retardancy and high heat resistance, excellent adhesion to base film and oxidation resistance, and improved dispersibility of inorganic particles in heat resistant porous layer, and an electrochemical cell using the same.

본 발명의 일 실시예에서, 폴리올레핀계 기재 필름 및 상기 기재 필름의 일면 혹은 양면에 형성된 내열 다공층을 포함하고, 상기 내열 다공층은 제1 성분과 제2 성분을 포함하는 반복 단위로 이루어진 고분자 수지를 포함하며, 상기 제1 성분은 포스페이트 혹은 포스포네이트를 함유하고, 상기 제2 성분은 질소를 함유하는 분리막이 제공된다.In one embodiment of the present invention, the heat resistant porous layer includes a polyolefin based film and a heat resistant porous layer formed on one surface or both surfaces of the substrate film, wherein the heat resistant porous layer comprises a polymeric resin comprising a repeating unit containing a first component and a second component Wherein the first component contains phosphate or phosphonate and the second component comprises nitrogen.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예는 상기 일 양태에 따른 분리막으로부터 형성된 전기 화학 전지를 제공한다.Yet another embodiment of the present invention provides an electrochemical cell formed from the separator according to the above embodiment.

본 발명의 일 실시예들에 따른 분리막 및 이를 이용한 전기 화학 전지는 난연성 및 고내열성을 가지며, 기재 필름과 내열 다공층의 접착력이 우수하고, 무기 입자의 분산성이 개선되고, 내산화성이 우수한 특성을 나타낸다.The separator according to one embodiment of the present invention and the electrochemical cell using the same have flame retardancy and high heat resistance. They have excellent adhesion between the base film and the heat resistant porous layer, improved dispersibility of inorganic particles and excellent oxidation resistance .

도 1은 일 구현예에 따른 전기 화학 전지의 분해 사시도이다. 전기 화학 전지(100)는 양극(10)과 음극(20) 사이에 분리막(30)을 개재하여 귄취된 전극 조립체(40)와, 상기 전극 조립체(40)가 내장되는 케이스(50)를 포함한다. 상기 양극(10), 상기 음극(20) 및 상기 분리막(30)은 전해액(미도시)에 함침된다.1 is an exploded perspective view of an electrochemical cell according to one embodiment. The electrochemical cell 100 includes an electrode assembly 40 wound around a separator 30 between an anode 10 and a cathode 20 and a case 50 in which the electrode assembly 40 is embedded . The anode 10, the cathode 20 and the separator 30 are impregnated with an electrolyte (not shown).

본 발명의 일 실시예에 따르면, 폴리올레핀계 기재 필름 및 상기 기재 필름의 일면 혹은 양면에 형성된 내열 다공층을 포함하고, 상기 내열 다공층은 제1 성분과 제2 성분을 포함하는 반복 단위로 이루어진 고분자 수지를 포함하며, 상기 제1 성분은 포스페이트 혹은 포스포네이트를 함유하고, 상기 제2 성분은 질소를 함유하는 분리막이 제공된다. According to one embodiment of the present invention, there is provided a polyolefin-based substrate film and a heat-resistant porous layer formed on one or both surfaces of the substrate film, wherein the heat-resistant porous layer comprises a polymer comprising a repeating unit including a first component and a second component Wherein the first component contains a phosphate or a phosphonate, and the second component comprises a nitrogen-containing separation membrane.

본 발명의 일 실시예에서 내열 다공층은 내열 다공층 조성물로 형성될 수 있으며, 상기 내열 다공층 조성물은 포스페이트 또는 포스포네이트를 함유하는 제1 성분과 질소를 함유하는 제2 성분의 반복 단위로 이루어진 고분자 수지 및 용매를 포함할 수 있다. 구체적으로, 다른 예에서 상기 내열 다공층 조성물은 무기 입자를 추가로 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 예에 따르면, 포스페이트 또는 포스포네이트를 함유하는 제1 성분과 질소를 함유하는 제2 성분의 반복 단위로 이루어진 고분자 수지와 용매, 임의로 무기 입자를 포함하는 분리막 내열 다공층 조성물이 제공된다.
In one embodiment of the present invention, the heat resistant porous layer may be formed of a heat resistant porous layer composition, wherein the heat resistant porous layer composition comprises a first component containing a phosphate or a phosphonate and a second component containing a nitrogen And a solvent. Specifically, in another example, the heat-resistant porous layer composition may further include inorganic particles. Thus, according to an embodiment of the present invention, there is provided a separation membrane heat resistant porous layer composition comprising a polymer resin composed of a first component containing a phosphate or a phosphonate and a second component containing a nitrogen component and a solvent, / RTI >

상기 폴리올레핀계 기재 필름은 폴리올레핀계 수지를 포함한다. 상기 폴리올레핀계 수지의 비제한적인 예로는 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리부틸렌(Polybutylene, PB), 또는 폴리-4-메틸-1-펜텐(Poly-4-methyl-1-pentene, PMP) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 2 종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다. 즉, 상기 폴리올레핀계 수지를 단독으로 사용하거나 이들의 공중합체 또는 혼합물 등을 사용할 수 있다.The polyolefin-based film includes a polyolefin-based resin. Non-limiting examples of the polyolefin-based resin include polyethylene (PE), polypropylene (PP), polybutylene (PB), and poly-4-methyl -1-pentene, PMP). These may be used alone or in combination of two or more. That is, the polyolefin-based resin may be used alone, or a copolymer or a mixture thereof may be used.

다른 예에서, 상기 폴리올레핀계 기재 필름은 상기 폴리올레핀 수지 외에 기타 다른 수지를 포함할 수 있다. 기타 다른 수지의 예로는 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드이미드, 폴리아세탈 등을 들 수 있다. 기타 다른 수지를 포함하는 경우, 폴리올레핀 수지와 기타 다른 수지를 적절한 용매 중 블렌딩하여 폴리올레핀계 수지 조성물을 제조할 수 있다. In another example, the polyolefin-based film may contain other resins besides the polyolefin resin. Examples of other resins include polyimide, polyester, polyamide, polyetherimide, polyamideimide, and polyacetal. When other resins are included, the polyolefin resin composition may be prepared by blending the polyolefin resin and other resins in an appropriate solvent.

또 다른 예에서, 폴리올레핀계 수지는 올레핀과 비올레핀 모노머의 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 폴리올레핀계 기재 필름의 두께는 1 내지 40 ㎛일 수 있고, 보다 구체적으로는 5 내지 15 ㎛일 수 있다. 상기 두께 범위 내의 기재 필름을 사용하는 경우, 전지의 양극과 음극의 단락을 방지할 수 있을 만큼 충분히 두꺼우면서도 전지의 내부 저항을 증가시킬 만큼 두껍지는 않은, 적절한 두께를 갖는 분리막을 제조할 수 있다.
In another example, the polyolefin-based resin may comprise a copolymer of an olefin and a non-olefin monomer. The thickness of the polyolefin-based film may be 1 to 40 탆, more specifically 5 to 15 탆. When a base film within the above-mentioned thickness range is used, it is possible to produce a separator having an appropriate thickness which is thick enough to prevent a short circuit between the positive and negative electrodes of the battery, but not thick enough to increase the internal resistance of the battery.

본 발명의 일 실시예의 분리막은 기재 필름의 일면 혹은 양면에 형성된 내열 다공층에 포스페이트 또는 포스포네이트를 함유하는 제1 성분과 질소를 함유하는 제2 성분을 포함하는 반복 단위로 이루어진 고분자 수지를 포함할 수 있다. The separation membrane of one embodiment of the present invention includes a polymer resin composed of a repeating unit containing a first component containing a phosphate or a phosphonate and a second component containing nitrogen in a heat-resistant porous layer formed on one surface or both surfaces of a base film can do.

상기 고분자 수지는 포스페이트 또는 포스포네이트를 함유함으로써 양극의 분해에 의한 산소의 발생 등에 의해 전지가 폭발하거나 화재가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 또한, 질소를 함유함으로써 폴리올레핀계 기재 필름과의 접착력을 개선할 수 있으며, 또한, 내열 다공층이 무기 입자를 포함하는 경우에 있어서, 상기 무기 입자의 분산성을 개선시킬 수 있다. 특정 이론에 얽매이는 것은 아니지만, 분리막 내의 인산기를 포함하는 포스페이트 또는 포스포네이트 구조는 열분해에 의해 폴리메타인산을 생성할 수 있다. 생성된 폴리메타인산은 분리막 상에 보호층을 형성하거나, 폴리메타인산의 생성 과정에서 탈수작용이 동반되어 발생하는 탄소 피막이 산소를 차단하게 되어 난연성이 나타나게 될 수 있다. 또한, 특정 이론에 얽매이는 것은 아니지만, 질소를 함유 시 질소의 비공유전자쌍 제공에 의해 폴리올레핀계 기재 필름과의 접착력 및 무기입자의 분산성이 개선되는 것으로 추측된다.
Since the polymer resin contains phosphate or phosphonate, it is possible to prevent the battery from exploding or generating a fire due to the generation of oxygen due to decomposition of the anode, and further, by containing nitrogen, the adhesive strength to the polyolefin- In addition, when the heat resistant porous layer contains inorganic particles, the dispersibility of the inorganic particles can be improved. While not wishing to be bound by any particular theory, a phosphate or phosphonate structure containing a phosphate group in the separator can produce a polymetaphosphate by pyrolysis. The resulting polymetaphosphoric acid may form a protective layer on the separation membrane, or the carbon film generated by dehydration accompanied by the polymetaphosphoric acid production may block oxygen, resulting in flame retardance. Further, although it is not bound to a particular theory, it is presumed that the provision of a pair of non-covalent electrons of nitrogen when containing nitrogen improves the adhesion to the polyolefin-based film and the dispersibility of the inorganic particles.

본 발명의 일 실시예에 따른 분리막은 위와 같이 내열 다공층에 포스페이트 또는 포스포네이트를 함유한 제1 성분과 질소를 함유한 제2 성분을 포함하는 반복 단위로 이루어진 고분자 수지를 사용함으로써 별도의 바인더, 별도의 난연제 혹은 별도의 무기입자 없이도 분리막 기재와의 충분한 접착력, 발화 억제 및 내열성을 동시에 확보할 수 있다는 점에서 이점이 있다.
The separation membrane according to an embodiment of the present invention may be formed by using a polymer resin composed of a repeating unit including a first component containing a phosphate or a phosphonate and a second component containing nitrogen in the heat resistant porous layer, , It is advantageous in that sufficient adhesion to the separator substrate, ignition suppression, and heat resistance can be ensured at the same time without any additional flame retardant or separate inorganic particles.

본 발명의 일 실시예의 고분자 수지에서 포스페이트 또는 포스포네이트를 함유하는 상기 제1 성분의 예는 다음과 같다.Examples of the first component containing a phosphate or phosphonate in the polymer resin of an embodiment of the present invention are as follows.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

[화학식 2](2)

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 1 및 화학식 2에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소이거나; 치환되거나 비치환된, C1-6의 알킬, C2-6의 알케닐, C2-6의 알키닐, C3-20의 시클로알킬, 및 C6-30의 아릴로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 일 예에서, 상기 화학식 1 및 화학식 2에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소이거나; 비치환되거나, 할로겐, OH, C1-6 알킬, 알콕시, 니트로, 시아노, 카보닐, 티올로 1회 이상 치환된, C1-6의 알킬, C6-30 아릴 또는 C3-10의 시클로알킬일 수 있다. 구체예에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소이거나; 비치환되거나, 할로겐, OH, 또는 C1-6 알킬로 1회 이상 치환된 페닐, 나프틸, 시클로프로필, 시클로부틸, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 등일 수 있다.
In Formula 1 and Formula 2, R 1 and R 2 are each independently hydrogen; Substituted or unsubstituted C 1-6 alkyl, C 2-6 alkenyl, C 2-6 alkynyl, C 3-20 cycloalkyl, and C 6-30 aryl. . In one embodiment, in Formula 1 and Formula 2, R 1 and R 2 are each independently hydrogen; C 1-6 alkyl, C 6-30 aryl or C 3-10 alkyl, which is unsubstituted or substituted one or more times by halogen, OH, C 1-6 alkyl, alkoxy, nitro, cyano, Lt; / RTI > In embodiments, R 1 and R 2 are each independently hydrogen; Naphthyl, cyclopropyl, cyclobutyl, methyl, ethyl, propyl, butyl, etc., which are unsubstituted or substituted one or more times by halogen, OH, or C 1-6 alkyl.

본 발명의 일 실시예의 고분자 수지에서 질소를 함유한 제2 성분은 이미드 혹은 아미드 함유 구조일 수 있다. 제2 성분이 이미드 또는 아미드 함유 구조인 경우, 분자 간의 이미드 결합 혹은 아미드 결합에 의해 결합력이 강하기 때문에 비교적 높은 온도에서도 기재 필름이 멜트 다운되지 않을 수 있는 고내열성을 가질 수 있다. In the polymer resin of one embodiment of the present invention, the nitrogen-containing second component may be an imide- or amide-containing structure. When the second component is an imide- or amide-containing structure, the bonding strength between the molecules is high due to imide bond or amide bond between them, so that the substrate film can have high heat resistance that can not be melted down even at a relatively high temperature.

구체예에서, 상기 제2 성분은 프탈이미드 함유 구조로, 탄소수 1 내지 10의 알킬 아미드 함유 잔기, 알케닐아미드 함유 잔기 또는 아릴아미드 함유 잔기일 수 있다. 특히, 상기 제2 성분은 프탈이미드 함유 구조일 수 있으며, 프탈이미드 함유 구조인 경우, 아민기의 수소수가 작아, 보다 넓은 전위창을 가질 수 있어서 고전압에서도 안정하기 때문에 쉽게 분해되지 않는 이점이 있다.In an embodiment, the second component is a phthalimide-containing structure, which may be an alkylamide containing residue having 1 to 10 carbon atoms, an alkenylamide containing residue or an arylamide containing residue. Particularly, the second component may be a phthalimide-containing structure. In the case of a phthalimide-containing structure, since the number of hydrogen atoms in the amine group is small, the compound can have a wider dislocation window and is stable at high voltage, have.

질소를 함유하는 제2 성분의 다른 구체예는 다음과 같다.Another embodiment of the second component containing nitrogen is as follows.

[화학식 3](3)

Figure pat00003
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상기 화학식 3에서, R3은 수소이거나; 치환 또는 비치환된, C1-6의 알킬, C2-6의 알케닐, C2-6의 알키닐, C3-10의 시클로알킬, 및 C6-30의 아릴로 이루어진 군에서 선택된다. 일 예에서, 상기 화학식 3에서, R3은 수소이거나; 비치환되거나, 할로겐, OH, C1-6 알킬, C2-6 알케닐, 알콕시, 니트로, 시아노, 카보닐, 티올 또는 C2-6 알키닐로 1회 이상 치환된, C1-6의 알킬, C6-30 아릴 또는 C3-10의 시클로알킬일 수 있다. 구체예에서, R3은 수소이거나; 비치환되거나, 할로겐, OH, C1-6 알킬 또는 C2-6 알케닐로 1회 이상 치환된, 페닐, 나프틸, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 에테닐, 프로페닐, 헵테닐 혹은 부테닐일 수 있다.In Formula 3, R 3 is hydrogen; Substituted or unsubstituted C 1-6 alkyl, C 2-6 alkenyl, C 2-6 alkynyl, C 3-10 cycloalkyl, and C 6-30 aryl . In one example, in Formula 3, R 3 is hydrogen; An unsubstituted, halogen, OH, C 1-6 alkyl, one or more times with C 2-6 alkenyl, alkoxy, nitro, cyano, carbonyl, thiol or substituted C 2-6 alkynyl, C 1-6 Lt; / RTI > alkyl, C 6-30 aryl or C 3-10 cycloalkyl. In embodiments, R < 3 > is hydrogen; Naphthyl, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, methyl, ethyl, propyl, butyl, or phenyl which is unsubstituted or substituted one or more times by halogen, OH, C 1-6 alkyl or C 2-6 alkenyl. Decyl, propenyl, heptenyl or butenyl.

질소를 함유하는 제2 성분의 또 다른 예로서 질소 함유 헤테로방향족 탄화수소 고리 함유 구조를 들 수 있다. 본원에서 "질소 함유 헤테로방향족 탄화수소 고리"란 방향족 탄화수소 고리 화합물의 1개 이상의 탄소가 질소로 치환된 헤테로방향족 탄화수소 고리를 말한다. 상기 방향족 탄화수소 고리 화합물은 1환, 2환 또는 3환 구조일 수 있다. 그 예로, 2개 이상의, 질소 함유 헤테로방향족 탄화수소 고리들이 직접 결합되거나; 1개 이상의, 질소 함유 헤테로방향족 탄화수소 고리 및 1개 이상의, 방향족 탄화수소 고리 화합물이 메틸기의 수소 대신 치환된 구조를 들 수 있다. 구체예에서, 다환방향족탄화수소(poly-aromatic hydrocarbons)에서 적어도 하나의 방향족 탄화수소 고리의 적어도 하나의 탄소가 질소로 치환된 구조를 들 수 있다. As another example of the nitrogen-containing second component, there may be mentioned a nitrogen-containing heteroaromatic hydrocarbon ring-containing structure. As used herein, the term "nitrogen-containing heteroaromatic hydrocarbon ring" refers to a heteroaromatic hydrocarbon ring in which at least one carbon of the aromatic hydrocarbon ring compound is substituted with nitrogen. The aromatic hydrocarbon ring compound may be a monocyclic, bicyclic or tricyclic ring structure. As an example, two or more nitrogen-containing heteroaromatic hydrocarbon rings are directly bonded; A structure in which at least one nitrogen-containing heteroaromatic hydrocarbon ring and at least one aromatic hydrocarbon ring compound are substituted for hydrogen in the methyl group can be exemplified. In embodiments, poly-aromatic hydrocarbons include structures wherein at least one carbon of at least one aromatic hydrocarbon ring is substituted with nitrogen.

보다 구체적인 예에서, 질소를 함유하는 제2 성분은 다음 중에서 선택될 수 있다:In a more specific example, the nitrogen-containing second component may be selected from:

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상기 고분자 수지는 일 예에서, 화학식 4 또는 화학식 5의 반복 단위를 포함할 수 있다.In one example, the polymer resin may include a repeating unit represented by the formula (4) or (5).

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure pat00037
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[화학식 5][Chemical Formula 5]

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상기 화학식 4 및 5에서, R1, R2 및 R3 치환기의 정의는 상기 화학식 1 내지 3에서의 R1, R2 및 R3 치환기의 정의와 동일하다.
In Formula 4 and 5, R 1, R 2 and the definition of the R 3 substituents are the same as R 1, R 2 and the definition of the R 3 substituent in Formula 1-3.

상기 고분자 수지는 유리전이온도가 180 내지 300℃일 수 있으며, 구체적으로 200 내지 280℃, 보다 구체적으로 220 내지 250℃일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 고분자 수지를 내열 다공층에 포함하는 분리막의 경우, 상대적으로 높은 온도도 멜트 다운이 되지 않으므로, 고내열 특성을 가질 수 있다. The polymer resin may have a glass transition temperature of 180 to 300 캜, specifically 200 to 280 캜, more specifically 220 to 250 캜. In the case of the separation membrane containing the polymer resin satisfying the above range in the heat resistant porous layer, the relatively high temperature is not melted down, so that it can have high heat resistance characteristics.

상기 고분자 수지의 중량평균분자량은 5,000 내지 350,000 g/mol의 범위일 수 있으며, 상기 범위이면 접착력 및 내열성의 측면에서 유리할 수 있다. The weight average molecular weight of the polymer resin may be in the range of 5,000 to 350,000 g / mol, and if it is within the above range, it may be advantageous in terms of adhesion and heat resistance.

상기 고분자 수지는 분리막 내열 다공층 조성물의 고형 총 중량을 기준으로, 2 내지 100 중량%, 예를 들어, 2 내지 70 중량%로 함유될 수 있다. 보다 구체적인 예에서, 5 내지 30 중량%로 함유될 수 있다.
The polymer resin may be contained in an amount of from 2 to 100% by weight, for example, from 2 to 70% by weight, based on the total solid weight of the separable membrane heat resistant porous layer composition. In a more specific example, it may be contained in an amount of 5 to 30% by weight.

본 발명의 또 다른 실시예에서 포스페이트 또는 포스포네이트를 함유하는 제1 성분과 질소를 함유하는 제2 성분을 포함하는 반복 단위로 이루어진 고분자 수지 외에 추가의 바인더 성분을 포함할 수 있으며, 그 예로, 폴리비닐리덴 플루오라이드(Polyvinylidene fluoride, PVdF) 호모폴리머, 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머 (Polyvinylidene fluoride-Hexafluoropropylene copolymer, PVdF-HFP), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 셀룰로오스 아세테이트 (cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트(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), 및 아크릴로니트릴스티렌부타디엔 공중합체 (acrylonitrilestyrene-butadiene copolymer)로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
In another embodiment of the present invention, in addition to the polymeric resin comprising a repeating unit comprising a first component containing a phosphate or a phosphonate and a second component containing a nitrogen, an additional binder component may be included, Polyvinylidene fluoride (PVdF) homopolymer, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVdF-HFP), polymethylmethacrylate, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride But are not limited to, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinylacetate, polyethylene oxide, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate (cellulose acetate propionate), cyano But are not limited to, cyanoethylpullulan, cyanoethylpolyvinylalcohol, cyanoethylcellulose, cyanoethylsucrose, pullulan, carboxyl methyl cellulose, and the like. Acrylonitrile-butadiene copolymer, or a mixture thereof. These acrylonitrile-butadiene copolymers may be used alone or in combination.

본 발명의 또 다른 실시예에서 상기 내열 다공층 조성물은 무기 입자를 추가로 함유할 수 있다. 상기 내열 다공층에 함유되는 무기입자의 종류는 특별히 제한되지 아니하며 당해 분야에서 통상적으로 사용하는 무기입자를 사용할 수 있다. 상기 무기 입자의 비제한적인 예로는 Al2O3, SiO2, B2O3, Ga2O3, TiO2 또는 SnO2 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 2종 이상을 혼합하여 사용될 수 있으며, 예를 들어, Al2O3(알루미나)를 사용할 수 있다. 상기 내열 다공층 내의 무기입자들은 내열 다공층의 물리적 형태를 유지할 수 있는 일종의 스페이서(spacer) 역할을 한다. 이에 따라 전지 등의 조립 과정에서 내열 다공층 내의 무기입자가 탈리되는 문제를 방지하여 형태 안정성을 확보할 수 있으며, 내열 다공층과 필름 사이에 충분한 접착력을 부여하여 열에 의한 필름의 수축을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 전극의 단락을 방지할 수 있고 고온 안전성이 우수한 이점이 있다.In another embodiment of the present invention, the heat resistant porous layer composition may further contain inorganic particles. The kind of the inorganic particles contained in the heat resistant porous layer is not particularly limited, and inorganic particles commonly used in the art can be used. Non-limiting examples of the inorganic particles include Al 2 O 3 , SiO 2 , B 2 O 3 , Ga 2 O 3 , TiO 2, and SnO 2 . These may be used alone or in combination of two or more. For example, Al 2 O 3 (alumina) may be used. The inorganic particles in the heat resistant porous layer serve as a kind of spacer capable of maintaining the physical shape of the heat resistant porous layer. As a result, it is possible to prevent the problem that the inorganic particles in the heat resistant porous layer are removed during the assembly process of the battery or the like, thereby securing the form stability, and by giving sufficient adhesion force between the heat resistant porous layer and the film, There is an advantage of being able to prevent the short circuit of the electrode and to have high temperature safety.

상기 무기 입자의 크기는 특별히 제한되지 아니하나, 평균 입경이 100 nm 내지 1000 nm일 수 있고, 구체적으로 300 nm 내지 600 nm일 수 있다. 상기 크기 범위의 무기입자를 사용하는 경우, 내열 다공층 조성액 내에서의 무기 입자의 분산성 및 코팅 공정성이 저하되는 것을 방지할 수 있고 내열 다공층의 두께를 적절히 조절할 수 있다.The size of the inorganic particles is not particularly limited, but may be an average particle diameter of 100 nm to 1000 nm, specifically 300 nm to 600 nm. When the inorganic particles having the above-mentioned size range are used, the dispersibility of the inorganic particles in the heat-resistant porous layer composition liquid and the coating processability can be prevented from being lowered, and the thickness of the heat-resistant porous layer can be appropriately controlled.

상기 무기입자는 내열 다공층 내에서 70 내지 98 중량%로 함유될 수 있으며, 구체적으로 85 내지 95 중량%로 함유될 수 있다. 상기 범위 내에서 분리막의 형태 안정성을 확보할 수 있으며, 내열 다공층과 필름 사이에 충분한 접착력을 부여하여 열에 의한 필름의 수축을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 전극의 단락을 효과적으로 방지할 수 있다.
The inorganic particles may be contained in the heat resistant porous layer in an amount of 70 to 98% by weight, specifically 85 to 95% by weight. Within the above range, the shape stability of the separator can be ensured and a sufficient adhesive force can be given between the heat resistant porous layer and the film to suppress shrinkage of the film due to heat as well as short-circuiting of the electrode effectively.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 포스페이트 혹은 포스포네이트를 함유하는 제1 성분과 질소를 함유하는 제2 성분을 포함하는 반복 단위로 이루어진 고분자 수지 및 용매를 함유하는 내열 다공층 조성물을 제조하고, 폴리올레핀의 일면 혹은 양면에 상기 내열 다공층 조성물로 내열 다공층을 형성하는 것을 포함하는 분리막의 제조방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, a heat resistant porous layer composition containing a solvent and a polymer resin comprising a repeating unit containing a first component containing a phosphate or a phosphonate and a second component containing a nitrogen is prepared And forming a heat resistant porous layer with the heat resistant porous layer composition on one side or both sides of the polyolefin.

구체적으로, 상기 분리막은 폴리올레핀계 필름 상에 내열 다공층 조성물을 도포한 후, 이를 건조시켜 형성될 수 있다. 상기 폴리올레핀계 필름은 다공성일 수 있으며, 상기 다공성 필름은 일반적으로 알려진 제조방법에 의해 형성될 수 있다. 비제한적인 예로, 건식법과 습식법이 알려져 있으며, 구체적으로, 상기 다공성 필름은 기재 필름용 조성물을 압출하고 연신하여 필름에 미세 포어를 형성하여 제조될 수 있다.Specifically, the separation membrane may be formed by applying a heat resistant porous layer composition on a polyolefin film and then drying the composition. The polyolefin-based film may be porous, and the porous film may be formed by a generally known production method. As a non-limiting example, a dry method and a wet method are known. Specifically, the porous film can be produced by extruding and stretching a composition for a base film to form fine pores in the film.

분리막의 내열 다공층을 형성하기 위한 내열 다공층 조성물은 선술한 고분자 수지 및 용매를 포함할 수 있으며, 다른 예에서 상기 조성에 무기입자를 추가로 포함할 수 있다. 내열 다공층 조성물을 제조하는 방법에 특별한 제한은 없으나, 고분자 수지를 용매에 용해시킨 고분자 용액을 내열 다공층 조성물로 사용하거나, 상기 고분자 용액에 무기 입자를 분산시키고 이를 내열 다공층 조성물로 사용하거나, 상기 고분자 용액과, 무기 입자를 분산시킨 무기 입자 분산액을 각각 제조한 다음, 이들을 적절한 용매와 함께 혼합하는 방식으로 내열 다공층 조성물을 제조할 수 있다. 내열 다공층 조성물을 제조하는 일 방법은 본원에 개시된 고분자 수지 및 용매, 혹은 여기에 무기입자를 추가로 혼합하고 10 내지 40℃에서 30분 내지 5시간 동안 교반하는 것을 포함할 수 있다. The heat-resistant porous layer composition for forming the heat-resistant porous layer of the separator may include the above-mentioned polymer resin and solvent, and in another example, the composition may further include inorganic particles. There is no particular limitation on the method for producing the heat resistant porous layer composition, but it is also possible to use a polymer solution in which a polymer resin is dissolved in a solvent as a heat resistant porous layer composition, or to disperse inorganic particles in the polymer solution and use it as a heat resistant porous layer composition, The heat resistant porous layer composition may be prepared by preparing each of the polymer solution and the inorganic particle dispersion in which the inorganic particles are dispersed and then mixing them together with an appropriate solvent. One method for preparing the heat resistant porous layer composition may include further mixing the polymeric resin and the solvent disclosed herein or inorganic particles thereto and stirring at 10 to 40 DEG C for 30 minutes to 5 hours.

상기 고분자 용액 및 무기 입자 분산액 제조에 사용되는 용매는 고분자 수지를 용해시킬 수 있고, 무기 입자를 충분히 분산시킬 수 있는 용매라면 특별히 제한되지 아니한다. 본 발명에서 사용 가능한 상기 용매의 비제한적인 예로는 디메틸포름아미드(Dimethyl formamide), 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide), 디메틸아세트아미드(Dimethyl acetamide), 디메틸카보네이트(Dimethyl carbonate) 또는 N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolydone) 등을 들 수 있다. 내열 다공층 조성물의 중량을 기준으로 용매의 함량은 20 내지 99 중량%일 수 있고, 구체적으로 50 내지 95 중량%일 수 있으며, 보다 구체적으로 70 내지 95 중량%일 수 있다. 상기 범위의 용매를 함유하는 경우 내열 다공층 조성물의 제조가 용이해지며 내열 다공층의 건조 공정이 원활히 수행될 수 있다.The polymer solution and the solvent used for preparing the dispersion of the inorganic particles are not particularly limited as far as they are capable of dissolving the polymer resin and capable of sufficiently dispersing the inorganic particles. Non-limiting examples of the solvent usable in the present invention include dimethyl formamide, dimethyl sulfoxide, dimethylacetamide, dimethyl carbonate or N-methylpyrrolidone (N-methylpyrrolidone). The content of the solvent based on the weight of the heat resistant porous layer composition may be 20 to 99% by weight, specifically 50 to 95% by weight, and more specifically 70 to 95% by weight. When the solvent is contained in the above range, the production of the heat resistant porous layer composition is facilitated and the heat resistant porous layer can be smoothly dried.

상기 고분자 용액 및 무기 입자 분산액에 추가적으로 용매를 혼합한 후 볼 밀(Ball mill), 비즈 밀(Beads mill) 또는 스크류 믹서(Screw mixer) 등을 이용하여 충분히 교반하는 공정을 거쳐 혼합물 형태의 내열 다공층 조성액을 제조할 수 있다.The polymer solution and the inorganic particle dispersion are further mixed with a solvent and then sufficiently stirred using a ball mill, a beads mill, a screw mixer or the like to obtain a heat-resistant porous layer A composition liquid can be prepared.

상기 폴리올레핀계 기재 필름에 내열 다공층을 형성시키는 방법은 특별히 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법, 예를 들어 코팅법, 라미네이션(lamination), 공압출(coextrusion) 등을 사용할 수 있다. 상기 코팅 방법의 비제한적인 예로는, 딥(Dip) 코팅법, 다이(Die) 코팅법, 롤(Roll) 코팅법 또는 콤마(Comma) 코팅법 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2 가지 이상의 방법을 혼합하여 적용될 수 있다. 본 발명의 분리막의 내열 다공층은 예를 들어 딥 코팅법에 의해 형성된 것일 수 있다.The method of forming the heat resistant porous layer on the polyolefin based film is not particularly limited and a method commonly used in the technical field of the present invention such as a coating method, lamination, coextrusion and the like can be used . Non-limiting examples of the coating method include a dip coating method, a die coating method, a roll coating method, and a comma coating method. These may be applied alone or in combination of two or more methods. The heat-resistant porous layer of the separator of the present invention may be formed by, for example, a dip coating method.

본 발명의 실시예들에 따른 내열 다공층의 두께는 0.01 내지 20 ㎛일 수 있으며, 구체적으로 1 내지 15 ㎛일 수 있다. 상기 두께 범위 내에서, 적절한 두께의 내열 다공층을 형성하여 우수한 열적 안정성 및 접착력을 얻을 수 있으며, 전체 분리막의 두께가 지나치게 두꺼워지는 것을 방지하여 전지의 내부 저항이 증가하는 것을 억제할 수 있다.The thickness of the heat-resistant porous layer according to the embodiments of the present invention may be 0.01 to 20 탆, specifically 1 to 15 탆. The heat resistant porous layer having an appropriate thickness can be formed within the above-mentioned thickness range to obtain excellent thermal stability and adhesion, and the thickness of the entire separation membrane can be prevented from becoming excessively thick, and the increase in the internal resistance of the battery can be suppressed.

본 발명의 실시예들에서 내열 다공층을 건조하는 것은 온풍, 열풍, 저습풍에 의한 건조나 진공 건조 또는 원적외선이나 전자선 등을 조사하는 방법을 사용할 수 있다. 그리고 건조 온도는 용매의 종류에 따라 차이가 있으나 대체로 60 내지 120℃의 온도에서 건조할 수 있다. 건조 시간 역시 용매의 종류에 따라 차이가 있으나 대체로 1분 내지 1시간 건조할 수 있다. 구체예에서, 90 내지 120 ℃의 온도에서 1분 내지 30분, 또는 1분 내지 10분 건조할 수 있다. In the embodiments of the present invention, drying of the heat resistant porous layer may be carried out by drying, vacuum drying or irradiating far infrared ray or electron beam by hot wind, hot wind, low humidity wind or the like. The drying temperature may vary depending on the kind of the solvent, but it can be generally dried at a temperature of 60 to 120 ° C. Drying time may vary depending on the type of solvent but can be generally 1 minute to 1 hour. In embodiments, it may be dried at a temperature of 90 to 120 DEG C for 1 to 30 minutes, or for 1 to 10 minutes.

본 발명의 실시예들에 기재된 내열 다공층을 포함하는 분리막을 200℃에서 30분 동안 방치한 후의 기계 방향(Machine Direction, MD) 또는 직각 방향(Transverse Direction, TD)으로의 열수축률은, 각각 10% 이하, 구체적으로 5% 이하, 보다 구체적으로는 3% 이하일 수 있다. 상기 범위 내에서, 전극의 단락을 효과적으로 방지하여 전지의 안전성을 향상시키는 이점이 있다.The heat shrinkage rate in the machine direction (MD) or in the transverse direction (TD) after leaving the separation membrane containing the heat resistant porous layer according to the present invention at 200 占 폚 for 30 minutes is 10 Or less, specifically 5% or less, more specifically, 3% or less. Within the above range, there is an advantage that the short circuit of the electrode is effectively prevented and the safety of the battery is improved.

상기 분리막의 열수축률을 측정하는 방법은 특별히 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법을 사용할 수 있다.The method of measuring the heat shrinkage percentage of the separation membrane is not particularly limited, and a method commonly used in the technical field of the present invention can be used.

분리막의 열수축률을 측정하는 방법의 비제한적인 예는 다음과 같다: 제조된 분리막을 가로(MD) 약 5 cm × 세로(TD) 약 5 cm 크기로 제단하고, 이를 200℃의 챔버(chamber)에서 30분 동안 보관한 다음, 상기 분리막의 MD 방향 및 TD 방향의 수축 정도를 측정하여 열수축률을 계산하는 방식으로 수행될 수 있다.A method of measuring the heat shrinkage ratio of the separation membrane is as follows: The separation membrane is cut into a size of about 5 cm in length (MD) about 5 cm in length (TD) For 30 minutes, and measuring the degree of shrinkage in the MD and TD directions of the separator to calculate the heat shrinkage ratio.

본 발명의 실시예들에 기재된 내열 다공층을 포함하는 분리막의 난연도가 UL94 VB 난연 규정에 따라 측정하였을 때, V0 이상의 뛰어난 난연 등급일 수 있다. 상기 범위 내에서, 상기 분리막의 연소가 효과적으로 방지되므로 전지의 안전성이 향상될 수 있다. When the flame retardancy of the separator comprising the heat resistant porous layer described in the embodiments of the present invention is measured according to the UL94 VB flame retardant specification, it may be an excellent flame retardancy grade of V0 or more. Within this range, the combustion of the separation membrane is effectively prevented, so that the safety of the battery can be improved.

상기 분리막의 난연도를 측정하는 방법은 특별히 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법을 사용할 수 있다. The method for measuring the flame retardancy of the separation membrane is not particularly limited, and a method commonly used in the technical field of the present invention can be used.

상기 분리막의 난연도를 측정하는 방법의 비제한적인 예는 다음과 같다: 제조된 10cm × 50cm의 분리막을 접어서 10cm × 2cm로 만든 후, 상하부분을 고정하여 시편을 제조하고, UL94 VB에 의거하여 난연 등급은 시편 연소 시간 기준으로 측정한다. A method of measuring the flame retardancy of the separator is as follows: A 10 cm x 50 cm separator is folded to make a size of 10 cm x 2 cm and the upper and lower portions are fixed to prepare a specimen. According to UL94 VB Flammability class is measured based on specimen burning time.

본 발명의 실시예들에 기재된 내열 다공층을 포함하는 분리막의 통기도는 400sec/100cc 이하 일 수 있다. 상기 범위 내에서, 상기 분리막을 포함하는 전지 내부의 이온 및 전자 흐름이 원활하여 전지 성능이 개선될 수 있다. The air permeability of the separation membrane including the heat resistant porous layer described in the embodiments of the present invention may be 400 sec / 100cc or less. Within the above range, ion and electron flow in the cell including the separation membrane can be smooth and battery performance can be improved.

상기 분리막의 통기도를 측정하는 방법은 특별히 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법을 사용할 수 있다. The method for measuring the air permeability of the separation membrane is not particularly limited, and a method commonly used in the technical field of the present invention can be used.

상기 분리막의 통기도를 측정하는 방법의 비제한적인 예는 다음과 같다: 제조된 분리막에 대해 100cc의 공기가 분리막을 통과하는데 걸리는 시간을 측정하는 방식으로 통기도를 구한다. A non-limiting example of the method for measuring the air permeability of the separator is as follows: The air permeability is determined by measuring the time taken for 100 cc of air to pass through the separator to the prepared separator.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본원에 개시된 제1 성분과 제2 성분을 포함하는 반복 단위로 이루어진 고분자 수지를 포함하는 내열 다공층을 포함하는 폴리올레핀계 다공성 분리막 및 양극, 음극을 포함하며 전해질로 채워진 전기 화학 전지를 제공한다.
According to another embodiment of the present invention, there is provided a polyolefin-based porous separator comprising a polyolefin-based porous separator comprising a heat-resistant porous layer comprising a polymer resin composed of a repeating unit including a first component and a second component, To provide an electrochemical cell.

상기 전기 화학 전지의 종류는 특별히 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술 분야에서 알려진 종류의 전지일 수 있다.The type of the electrochemical cell is not particularly limited and may be a battery of a kind known in the technical field of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 전기 화학 전지는 구체적으로는 리튬 금속 이차 전지, 리튬 이온 이차 전지, 리튬 폴리머 이차 전지 또는 리튬 이온 폴리머 이차 전지 등과 같은 리튬 이차 전지일 수 있다. The electrochemical cell according to an embodiment of the present invention may be a lithium secondary battery such as a lithium metal secondary battery, a lithium ion secondary battery, a lithium polymer secondary battery, or a lithium ion polymer secondary battery.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기 화학 전지를 제조하는 방법은 특별히 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법을 사용할 수 있다.The method of manufacturing the electrochemical cell according to an embodiment of the present invention is not particularly limited, and a method commonly used in the technical field of the present invention can be used.

도 1은 일 구현예에 따른 전기 화학 전지의 분해 사시도이다. 일 구현예에 따른 전기 화학 전지는 각형인 것을 예로 설명하지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 리튬 폴리머 전지, 원통형 전지 등 다양한 형태의 전지에 적용될 수 있다.1 is an exploded perspective view of an electrochemical cell according to one embodiment. The electrochemical cell according to one embodiment is explained as an example of square type, but the present invention is not limited thereto, and may be applied to various types of cells such as a lithium polymer battery and a cylindrical battery.

도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 전기 화학 전지(100)는 양극(10)과 음극(20) 사이에 분리막(30)을 개재하여 귄취된 전극 조립체(40)와, 상기 전극 조립체(40)가 내장되는 케이스(50)를 포함한다. 상기 양극(10), 상기 음극(20) 및 상기 분리막(30)은 전해액(미도시)에 함침된다.1, an electrochemical cell 100 according to an embodiment includes an electrode assembly 40 wound around a separator 30 between an anode 10 and a cathode 20, (Not shown). The anode 10, the cathode 20 and the separator 30 are impregnated with an electrolyte (not shown).

상기 분리막(30)은 전술한 바와 같다.The separation membrane 30 is as described above.

상기 양극(10)은 양극 집전체 및 상기 양극 집전체 위에 형성되는 양극 활물질층을 포함할 수 있다. 상기 양극 활물질층은 양극 활물질, 바인더 및 선택적으로 도전재를 포함할 수 있다.The anode 10 may include a cathode current collector and a cathode active material layer formed on the cathode current collector. The cathode active material layer may include a cathode active material, a binder, and optionally a conductive material.

상기 양극 집전체로는 알루미늄(Al), 니켈(Ni) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The cathode current collector may be aluminum (Al), nickel (Ni) or the like, but is not limited thereto.

상기 양극 활물질로는 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물을 사용할 수 있다. 구체적으로 코발트, 망간, 니켈, 알루미늄, 철 또는 이들의 조합의 금속과 리튬과의 복합 산화물 또는 복합 인산화물 중에서 1종 이상을 사용할 수 있다. 더욱 구체적으로, 리튬 코발트 산화물, 리튬 니켈 산화물, 리튬 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물, 리튬 철 인산화물 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다. As the cathode active material, a compound capable of reversible intercalation and deintercalation of lithium may be used. Concretely, at least one of cobalt, manganese, nickel, aluminum, iron or a composite oxide or composite phosphorus of a metal and lithium in combination thereof may be used. More specifically, lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium manganese oxide, lithium nickel cobalt manganese oxide, lithium nickel cobalt aluminum oxide, lithium iron phosphate or a combination thereof may be used.

상기 바인더는 양극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시킬 뿐 아니라 양극 활물질을 양극 집전체에 잘 부착시키는 역할을 하며, 구체적인 예로는 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드 함유 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지, 나일론 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The binder not only adheres the positive electrode active materials to each other well but also adheres the positive electrode active material to the positive electrode current collector. Specific examples thereof include polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, diacetylcellulose, polyvinyl chloride , Carboxylated polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, ethylene oxide containing polymer, polyvinyl pyrrolidone, polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, styrene-butadiene rubber, Acrylated styrene-butadiene rubber, epoxy resin, nylon, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하는 것으로, 그 예로 천연흑연, 인조흑연, 카본블랙, 탄소섬유, 금속 분말, 금속 섬유 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 금속 분말과 상기 금속 섬유는 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속을 사용할 수 있다.The conductive material imparts conductivity to the electrode. Examples of the conductive material include, but are not limited to, natural graphite, artificial graphite, carbon black, carbon fiber, metal powder, and metal fiber. These may be used alone or in combination of two or more. The metal powder and the metal fiber may be made of metals such as copper, nickel, aluminum, and silver.

상기 음극(20)은 음극 집전체 및 상기 음극 집전체 위에 형성되는 음극 활물질층을 포함할 수 있다.The cathode 20 may include a negative electrode collector and a negative electrode active material layer formed on the negative collector.

상기 음극 집전체는 구리(Cu), 금(Au), 니켈(Ni), 구리 합금 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The negative electrode current collector may be copper (Cu), gold (Au), nickel (Ni), copper alloy, or the like, but is not limited thereto.

상기 음극 활물질층은 음극 활물질, 바인더 및 선택적으로 도전재를 포함할 수 있다.The negative electrode active material layer may include a negative electrode active material, a binder, and optionally a conductive material.

상기 음극 활물질로는 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 물질, 리튬 금속, 리튬 금속의 합금, 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질, 전이금속 산화물 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.Examples of the negative electrode active material include a material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium ions, a lithium metal, an alloy of lithium metal, a material capable of doping and dedoping lithium, a transition metal oxide, Can be used.

상기 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 물질로는 탄소계 물질을 들 수 있으며, 그 예로는 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 상기 결정질 탄소의 예로는 무정형, 판상, 인편상(flake), 구형 또는 섬유형의 천연흑연 또는 인조흑연을 들 수 있다. 상기 비정질 탄소의 예로는 소프트 카본(soft carbon) 또는 하드 카본(hard carbon), 메조페이스 피치 탄화물, 소성된 코크스 등을 들 수 있다. 상기 리튬 금속의 합금으로는 리튬과 Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Ra, Ge, Al 및 Sn으로 이루어진 군에서 선택되는 금속의 합금이 사용될 수 있다. 상기 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질로는 Si, SiOx(0<x<2), Si-C 복합체, Si-Y 합금, Sn, SnO2, Sn-C 복합체, Sn-Y 등을 들 수 있고, 또한 이들 중 적어도 하나와 SiO2를 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 원소 Y로는 Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Tc, Re, Bh, Fe, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Tl, Ge, P, As, Sb, Bi, S, Se, Te, Po 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 전이금속 산화물로는 바나듐 산화물, 리튬 바나듐 산화물 등을 들 수 있다. Examples of the material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium ions include carbonaceous materials, and examples thereof include crystalline carbon, amorphous carbon, and combinations thereof. Examples of the crystalline carbon include amorphous, plate-like, flake, spherical or fibrous natural graphite or artificial graphite. Examples of the amorphous carbon include soft carbon or hard carbon, mesophase pitch carbide, fired coke, and the like. As the lithium metal alloy, a lithium-metal alloy may be selected from the group consisting of lithium, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, An alloy of a selected metal may be used. As the material capable of doping and dedoping lithium, Si, SiO x (0 <x <2), Si-C composite, Si-Y alloy, Sn, SnO 2 , Sn-C composite, Sn- And at least one of them may be mixed with SiO 2 . The element Y may be at least one element selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Tl, Ge, P, As, Se, Te, Po, and combinations thereof. Examples of the transition metal oxide include vanadium oxide, lithium vanadium oxide, and the like.

상기 음극에 사용되는 바인더와 도전재의 종류는 전술한 양극에서 사용되는 바인더와 도전재와 같다.The kinds of the binder and the conductive material used for the cathode are the same as those used for the anode and the conductive material.

상기 양극과 음극은 각각의 활물질 및 바인더와 선택적으로 도전재를 용매 중에 혼합하여 각 활물질 조성물을 제조하고, 상기 활물질 조성물을 각각의 집전체에 도포하여 제조할 수 있다. 이때 상기 용매는 N-메틸피롤리돈 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이와 같은 전극 제조 방법은 당해 분야에 널리 알려진 내용이므로 본 명세서에서 상세한 설명은 생략하기로 한다. The positive electrode and the negative electrode may be prepared by mixing each active material and a binder with a conductive material in a solvent to prepare each active material composition and applying the active material composition to each current collector. The solvent may be N-methyl pyrrolidone or the like, but is not limited thereto. The method of manufacturing the electrode is well known in the art, and therefore, a detailed description thereof will be omitted herein.

상기 전해액은 유기용매와 리튬염을 포함한다.The electrolytic solution includes an organic solvent and a lithium salt.

상기 유기용매는 전지의 전기화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 한다. 그 구체적인 예로는, 카보네이트계 용매, 에스테르계 용매, 에테르계 용매, 케톤계 용매, 알코올계 용매 및 비양성자성 용매에서 선택될 수 있다. The organic solvent serves as a medium through which ions involved in the electrochemical reaction of the battery can move. Specific examples thereof may be selected from a carbonate-based solvent, an ester-based solvent, an ether-based solvent, a ketone-based solvent, an alcohol-based solvent and an aprotic solvent.

상기 카보네이트계 용매의 예로는, 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC) 등을 들 수 있다. 구체적으로, 사슬형 카보네이트 화합물과 환형 카보네이트 화합물을 혼합하여 사용하는 경우 유전율을 높이는 동시에 점성이 작은 용매로 제조될 수 있다. 이때 환형 카보네이트 화합물 및 사슬형 카보네이트 화합물은 1:1 내지 1:9의 부피비로 혼합하여 사용할 수 있다. Examples of the carbonate solvent include dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), methyl propyl carbonate (MPC), ethyl propyl carbonate (EPC), ethyl methyl carbonate Carbonate (EC), propylene carbonate (PC), and butylene carbonate (BC). Specifically, when a mixture of a chain carbonate compound and a cyclic carbonate compound is used, it can be prepared from a solvent having a high viscosity and a high dielectric constant. Here, the cyclic carbonate compound and the chain carbonate compound may be mixed in a volume ratio of 1: 1 to 1: 9.

상기 에스테르계 용매의 예로는, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, n-프로필아세테이트, 디메틸아세테이트, 메틸프로피오네이트, 에틸프로피오네이트, γ-부티로락톤, 데카놀라이드(decanolide), 발레로락톤, 메발로노락톤(mevalonolactone), 카프로락톤(caprolactone) 등을 들 수 있다. 상기 에테르계 용매의 예로는, 디부틸에테르, 테트라글라임, 디글라임, 디메톡시에탄, 2-메틸테트라히드로퓨란, 테트라히드로퓨란 등을 들 수 있다. 상기 케톤계 용매로는 시클로헥사논 등을 들 수 있고, 상기 알코올계 용매로는 에틸알코올, 이소프로필 알코올 등을 들 수 있다.Examples of the ester solvent include methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, dimethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate,? -Butyrolactone, decanolide, valerolactone, Mevalonolactone, caprolactone, and the like. Examples of the ether solvent include dibutyl ether, tetraglyme, diglyme, dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydrofuran and the like. Examples of the ketone-based solvent include cyclohexanone, and examples of the alcohol-based solvent include ethyl alcohol, isopropyl alcohol, and the like.

상기 유기용매는 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 2종 이상 혼합하여 사용하는 경우의 혼합 비율은 목적하는 전지 성능에 따라 적절하게 조절할 수 있다.The organic solvents may be used alone or in combination of two or more. When two or more of them are used in combination, the mixing ratio may be appropriately adjusted according to the performance of the desired cell.

상기 리튬염은 유기용매에 용해되어, 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 전기 화학 전지의 작동을 가능하게 하고, 양극과 음극 사이의 리튬 이온의 이동을 촉진시키는 물질이다.The lithium salt is dissolved in an organic solvent to act as a source of lithium ions in the battery to enable the operation of a basic electrochemical cell and to accelerate the movement of lithium ions between the positive electrode and the negative electrode.

상기 리튬염의 예로는, LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiN(SO3C2F5)2, LiN(CF3SO2)2, LiC4F9SO3, LiClO4, LiAlO2, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(x 및 y는 자연수임), LiCl, LiI, LiB(C2O4)2 또는 이들의 조합을 들 수 있다.For example the lithium salt is, LiPF 6, LiBF 4, LiSbF 6, LiAsF 6, LiN (SO 3 C 2 F 5) 2, LiN (CF 3 SO 2) 2, LiC 4 F 9 SO 3, LiClO 4, LiAlO 2 , LiAlCl 4 , LiN (C x F 2x + 1 SO 2 ) (C y F 2y + 1 SO 2 ) where x and y are natural numbers, LiCl, LiI, LiB (C 2 O 4 ) 2, .

상기 리튬염의 농도는 0.1M 내지 2.0M 범위 내에서 사용할 수 있다. 리튬염의 농도가 상기 범위 내인 경우, 전해액이 적절한 전도도 및 점도를 가지므로 우수한 전해액 성능을 나타낼 수 있고, 리튬 이온이 효과적으로 이동할 수 있다.
The concentration of the lithium salt can be used within the range of 0.1M to 2.0M. When the concentration of the lithium salt is within the above range, the electrolytic solution has an appropriate conductivity and viscosity, and thus can exhibit excellent electrolytic solution performance, and lithium ions can effectively move.

이하, 제조예, 실시예, 비교예 및 실험예를 기술함으로써, 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 하기의 제조예, 실시예, 비교예 및 실험예는 본 발명의 일 예시에 불과하며, 본 발명의 내용이 이에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by describing Production Examples, Examples, Comparative Examples and Experimental Examples. However, the following Production Examples, Examples, Comparative Examples and Experimental Examples are merely examples of the present invention, and the present invention should not be construed as being limited thereto.

제조예 1 : 고분자 수지 1의 제조Production Example 1: Preparation of Polymer Resin 1

페놀프탈레인 (100 g, 314 mmol)을 28% 암모니아 수용액에 녹인 후, 보라색을 띄는 용액을 실온에서 20일 동안 교반하였다. 보라색 용액이 거의 투명해졌을 때, 진한 염산과 얼음에 반응용액을 부어 반응을 종료하였다. 결과물을 중성이 되도록 증류수로 세척 후, 에탄올과 물을 이용하여 재결정하여 화학식 3-1의 PI01을 합성하였다. 상기 합성된 화학식 3-1의 화합물 (44.4 g, 140 mmol)과 triethylamine(35.8 g, 350 mmol)을 methylenechloride(210mL)에 첨가한 후, 0 ℃로 냉각시켰다. 28.1 g의 phenylphosphonic dichloride(benzene phosphorus oxydichloride, BPOD)를 methylenechloride(15 mL)에 녹인 용액을 천천히 1시간 동안 첨가한 후, 실온에서 4시간 동안 반응하였다. 반응이 끝난 용액을 희석한 HCl용액과 증류수로 여러차례 세척하였다. 세척된 고분자를 80 ℃ 진공오븐에서 48시간 동안 건조 하여, 중량평균분자량이 125,000 g/mol이고, 유리 전이온도가 248 ℃인 화학식 6의 반복 단위를 갖는 고분자 수지를 수득하였다.Phenolphthalein (100 g, 314 mmol) was dissolved in 28% aqueous ammonia solution and the purplish solution was stirred at room temperature for 20 days. When the purple solution became almost transparent, the reaction solution was poured into concentrated hydrochloric acid and ice to terminate the reaction. The resultant was washed with distilled water to neutralize, and recrystallized from ethanol and water to synthesize PI01 of formula (3-1). The synthesized compound of Formula 3-1 (44.4 g, 140 mmol) and triethylamine (35.8 g, 350 mmol) were added to methylenechloride (210 mL) and then cooled to 0 ° C. A solution of 28.1 g of phenylphosphonic dichloride (BPOD) in methylenechloride (15 mL) was added slowly for 1 hour and then reacted at room temperature for 4 hours. The reaction solution was washed several times with diluted HCl solution and distilled water. The washed polymer was dried in a vacuum oven at 80 캜 for 48 hours to obtain a polymer resin having a repeating unit represented by formula (6) having a weight average molecular weight of 125,000 g / mol and a glass transition temperature of 248 캜.

[화학식 3-1][Formula 3-1]

Figure pat00039
Figure pat00039

[화학식 6][Chemical Formula 6]

Figure pat00040
Figure pat00040

제조예 2 : 고분자 수지 2의 제조Production Example 2: Preparation of Polymeric Resin 2

페놀프탈레인 (100 g, 314 mmol)에 40% methylamine 수용액을 첨가하였다. 반응용액을 30℃에서 24시간 동안 반응시킨 후, 진한염산과 얼음에 반응용액을 부어 반응을 종료하였다. 석출된 고체를 필터한 후, 증류수로 세척 후, 에탄올과 물을 이용하여 재결정하여 화학식 3-2의 PI02를 합성하였다. 상기 합성된 화학식 3-2의 화합물(46.4 g, 140 mmol)을 상기 제조예 1에서와 동일한 조건으로 반응을 진행하여 중량평균분자량이 138,000 g/mol이고, 유리 전이온도가 210 ℃인 화학식 7의 반복 단위를 갖는 고분자 수지를 수득하였다.To phenolphthalein (100 g, 314 mmol) was added 40% methylamine aqueous solution. The reaction solution was reacted at 30 ° C. for 24 hours, and then the reaction solution was poured into concentrated hydrochloric acid and ice to terminate the reaction. The precipitated solid was filtered, washed with distilled water, and recrystallized using ethanol and water to synthesize PI02 of formula (3-2). The thus-synthesized compound of Formula 3-2 (46.4 g, 140 mmol) was reacted under the same conditions as in Preparation Example 1 to obtain a compound of Formula 7 having a weight average molecular weight of 138,000 g / mol and a glass transition temperature of 210 ° C. A polymer resin having repeating units was obtained.

[화학식 3-2][Formula 3-2]

Figure pat00041
Figure pat00041

[화학식 7](7)

Figure pat00042
Figure pat00042

제조예 3 : 고분자 수지 3의 제조Production Example 3: Preparation of Polymeric Resin 3

페놀프탈레인 (100 g, 314 mmol)에 aniline(300 mL, 3287 mmol)과 aniline hydrochloride(100 g, 965 mmol)를 첨가하였다. 반응용액을 185도에서 5시간동안 반응 시켰다. 반응이 종료 후, 온도를 내리고, 반응물을 진한염산과 얼음에 반응용액을 부어 반응을 종료하였다. 석출된 고체를 필터한 후. 증류수로 세척 후, 에탄올을 이용하여 재결정하여, 화학식 3-3의 PI03를 합성하였다. 상기 합성된 화학식 3-3의 화합물(55.1 g, 140 mmol)을 상기 제조예 1에서와 동일한 조건으로 반응을 진행하여 중량평균분자량이 148,000 g/mol이고, 유리 전이온도가 202 ℃인 화학식 8의 반복 단위를 갖는 고분자 수지를 수득하였다.Aniline (300 mL, 3287 mmol) and aniline hydrochloride (100 g, 965 mmol) were added to phenolphthalein (100 g, 314 mmol). The reaction solution was reacted at 185 degrees for 5 hours. After completion of the reaction, the temperature was lowered, and the reaction solution was poured into concentrated hydrochloric acid and ice to terminate the reaction. After filtering out the precipitated solids. Washed with distilled water, and then recrystallized using ethanol to synthesize PI03 of Formula 3-3. The synthesized compound of Formula 3-3 (55.1 g, 140 mmol) was reacted under the same conditions as in Preparation Example 1 to obtain a compound of Formula 8 having a weight average molecular weight of 148,000 g / mol and a glass transition temperature of 202 ° C A polymer resin having repeating units was obtained.

[화학식 3-3][Formula 3-3]

Figure pat00043
Figure pat00043

[화학식 8][Chemical Formula 8]

Figure pat00044
Figure pat00044

실시예 1 : 분리막의 제조 (고분자 수지 + 무기입자 함유 분리막)Example 1: Preparation of separation membrane (polymer resin + inorganic particle-containing separation membrane)

상기 제조예 1에서 제조된 고분자 수지 1를 10중량%로 테트라하이드로퓨란(THF)에 용해시켜 폴리머 용액을 제조하였다. 또한 Al2O3(일본경금속社, LS235A)를 아세톤(대정화금社)에 25중량%로 첨가하고, 비즈밀을 이용해 25℃에서 3시간 동안 밀링하여 분산시켜 무기 분산액을 제조하였다. 상기 제조된 고분자 수지 용액 및 무기 분산액과, N,N-디메틸아세트아미드(DMAc) 및 THF의 혼합 용매가 각각 2.5:5:2.5의 중량비가 되도록 혼합하고, 파워믹서로 25℃에서 1시간 교반하여 내열 다공층 조성물을 제조하였다. The polymer resin 1 prepared in Preparation Example 1 was dissolved in tetrahydrofuran (THF) in an amount of 10% by weight to prepare a polymer solution. 25 wt% of Al 2 O 3 (LS235A, manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd.) was added to acetone (manufactured by Daikin Fine Chemicals Co., Ltd.) and milled for 3 hours at 25 ° C using a bead mill to prepare an inorganic dispersion. The prepared polymer resin solution and inorganic dispersion were mixed so that the mixed solvent of N, N-dimethylacetamide (DMAc) and THF was 2.5: 5: 2.5 by weight and stirred at 25 ° C for 1 hour by a power mixer A heat resistant porous layer composition was prepared.

상기 제조된 내열 다공층 조성물을 두께 9㎛의 폴리에틸렌 단일막 기재 필름의 양면에 딥 코팅 방식으로 각각 1.5㎛의 두께로 코팅한 다음, 이를 110℃에서 1분 동안 건조하여 분리막을 제조하였다. The heat resistant porous layer composition was coated on both sides of a 9 μm-thick polyethylene single-film base film to a thickness of 1.5 μm by dip coating method and dried at 110 ° C. for 1 minute to prepare a separator.

실시예2 : 분리막의 제조 (고분자 수지 + 무기입자 함유 분리막)Example 2: Preparation of separation membrane (polymer resin + inorganic particle-containing separation membrane)

상기 실시예 1에서 제조예 1의 고분자 수지 대신 제조예 2의 고분자 수지 2를 사용한 것으로 제외하고는 동일하게 실시하여 총 두께 12㎛의 분리막을 제조하였다.Except that the polymer resin 2 of Production Example 2 was used in place of the polymer resin of Production Example 1 in Example 1, a separation membrane having a total thickness of 12 탆 was produced.

실시예 3:Example 3: 분리막의 제조 (고분자 수지 + 무기입자 함유 분리막)Preparation of separator (polymer resin + separator containing inorganic particles)

상기 실시예 1에서 제조예 1의 고분자 수지 대신 제조예 3의 고분자 수지 3를 사용한 것으로 제외하고는 동일하게 실시하여 총 두께 12㎛의 분리막을 제조하였다.Except that the polymer resin 3 of Production Example 3 was used instead of the polymer resin of Production Example 1 in Example 1, a separation membrane having a total thickness of 12 탆 was produced.

비교예 1 : 분리막의 제조Comparative Example 1: Preparation of separation membrane

분리막제조예 1에서 제조된 고분자 수지 1 대신 폴리(부틸아크릴레이트-co-메틸메타크릴레이트-co-비닐아세테이트)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 분리막을 제조하였다.Membrane membrane A membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that poly (butyl acrylate-co-methyl methacrylate-co-vinyl acetate) was used in place of polymer resin 1 prepared in Preparation Example 1.

실험예Experimental Example

제조예 1 내지 3의 고분자 수지와 비교예 1의 폴리(부틸아크릴레이트-co-메틸메타크릴레이트-co-비닐아세테이트)에 대해 중량평균분자량(Mw) 및 유리전이온도(Tg)와 난연도를 각각 아래 방법으로 측정하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. (Mw), glass transition temperature (Tg), and flame retardancy were measured for the polymer resin of Production Examples 1 to 3 and the poly (butyl acrylate-co-methyl methacrylate-co-vinyl acetate) The results are shown in Table 1 below.

(1) 중량평균분자량(Mw): 겔 투과 크로마토그래피(GPC)로 측정한 폴리스티렌 환산 수치로 나타내었다.(1) Weight average molecular weight (Mw): expressed in terms of polystyrene as measured by gel permeation chromatography (GPC).

(2) 유리전이온도(Tg): 시차주사열량측정법(DSC)으로 측정하였다.(2) Glass transition temperature (Tg): Measured by differential scanning calorimetry (DSC).

(3) 난연도(1/8"): UL94 VB 난연 규정에 따라 측정하였다.(3) Flammability (1/8 "): Measured according to the UL94 VB flame retardant specification.

분리막바인더Separator binder Mw(g/mol)Mw (g / mol) Tg(℃)Tg (占 폚) 고분자 수지의 난연도Flame retardancy of polymer resin 제조예 1의 고분자 수지The polymer resin of Production Example 1 125,000125,000 248248 V0V0 제조예 2의 고분자 수지The polymer resin of Production Example 2 138,000138,000 210210 VOVO 제조예 3의 고분자 수지The polymer resin of Production Example 3 148,000148,000 202202 VOVO 폴리(부틸아크릴레이트-co-메틸메타크릴레이트-co-비닐아세테이트)Poly (butyl acrylate-co-methyl methacrylate-co-vinyl acetate) 450,000450,000 3535 V2V2

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 제조된 분리막에 대해 아래에 개시된 측정 방법으로 난연도, 열수축률, 및 통기도를 측정하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.The flame retardancy, heat shrinkage, and air permeability of the membranes prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were measured by the measurement method described below, and the results are shown in Table 2.

실험예 1 : 난연성 측정Experimental Example 1: Measurement of Flammability

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 제조한 분리막에 대하여 하기와 같은 방법으로 시편을 제조하여 UL94 VB 난연 규정에 따라 난연성을 평가하였다. Specimens were prepared as described below for the membranes prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, and flame retardancy was evaluated according to the UL94 VB flame retardancy specification.

실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 제조한 10cm X 50cm의 분리막을 접어서 10cm X 2cm로 만든 후, 상하부분을 고정하여 시편을 제조하였다. UL94 VB에 의거하여 난연 등급은 시편 연소 시간 기준으로 측정하였다 The 10 cm x 50 cm separation membrane prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 was folded to make 10 cm x 2 cm, and the upper and lower portions were fixed to prepare specimens. Based on UL94 VB, the flame retardancy grade was measured based on specimen burn time

실험예 2 : 열수축률 측정Experimental Example 2: Measurement of Heat Shrinkage

상기 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1에서 제조된 분리막의 열수축률을 측정하기 위하여 하기의 방법을 수행하였다. 상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 분리막 각각을 가로(MD) 5 cm × 세로(TD) 5 cm로 제단하여 총 7개의 시료를 제작하였다. 상기 각 시료를 200 ℃의 챔버에서 각각 30분 동안 보관한 다음, 각 시료의 MD 방향 및 TD 방향의 수축 정도를 측정하여 열수축률을 계산하였다. In order to measure the heat shrinkage of the separator prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, the following methods were performed. Each of the membranes prepared according to the above Examples and Comparative Examples was cut into 5 cm (MD) 5 cm (length) (TD) 5 cm to prepare 7 samples. Each of the samples was stored in a chamber at 200 ° C. for 30 minutes, and the degree of shrinkage in each of the MD and TD directions was measured to calculate the heat shrinkage ratio.

실험예 3 : 통기도 측정Experimental Example 3: Measurement of air permeability

상기 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1에서 제조된 분리막의 통기도를 EG01-55-1MR (Asahi Seiko 사)를 사용하여 100 cc의 공기가 분리막을 통과하는 데에 걸리는 시간을 측정하는 방법으로 측정하였다.The air permeability of the separator prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 was measured by measuring the time taken for 100 cc of air to pass through the separator using EG01-55-1 MR (Asahi Seiko) Respectively.

분리막의 난연도Flame retardancy of membrane 통기도(sec/100cc)Air permeability (sec / 100cc) 수축률(%)Shrinkage (%) 실시예 1Example 1 V0V0 220220 1미만Less than 1 실시예 2Example 2 V0V0 240240 1미만Less than 1 실시예 3Example 3 V0V0 250250 1미만Less than 1 비교예 1Comparative Example 1 V2V2 255255 5555

상기 표 2을 참조하면, 포스포네이트를 함유하는 제1 성분과 질소를 함유하는 제2 성분을 포함하는 고분자 수지를 이용하여 분리막을 제조하는 경우, 난연성이 V0으로 뛰어나다. 또한 열수축률이 1% 미만이며 통기도는 310 sec/100cc 이하인 것으로 확인되었다.
Referring to Table 2, when a separator is manufactured using a polymer resin including a first component containing a phosphonate and a second component containing nitrogen, the flame retardancy is excellent at V0. Also, it was confirmed that the heat shrinkage rate was less than 1% and the air permeability was 310 sec / 100cc or less.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시예일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that such detail is solved by the person skilled in the art without departing from the scope of the invention. will be. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (14)

폴리올레핀계 기재 필름; 및
상기 기재 필름의 일면 혹은 양면에 형성된 내열 다공층을 포함하고,
상기 내열 다공층은 제1 성분과 제2 성분을 포함하는 반복 단위로 이루어진 고분자 수지를 포함하며,
상기 제1 성분은 포스페이트 혹은 포스포네이트를 함유하고,
상기 제2 성분은 질소를 함유하는 분리막.
A polyolefin based film; And
And a heat-resistant porous layer formed on one or both sides of the substrate film,
Wherein the heat resistant porous layer comprises a polymer resin composed of a repeating unit containing a first component and a second component,
Wherein the first component comprises a phosphate or a phosphonate,
Wherein the second component comprises nitrogen.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 성분은 화학식 1 또는 화학식 2를 포함하는 분리막.
[화학식 1]
Figure pat00045

[화학식 2]
Figure pat00046

상기 화학식 1 및 화학식 2에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소이거나; 치환되거나 비치환된, C1-6의 알킬, C2-6의 알케닐, C2-6의 알키닐, C3-20의 시클로알킬, 및 C6-30의 아릴로 이루어진 군에서 선택된다.
The separator according to claim 1, wherein the first component comprises a compound represented by Formula (1) or Formula (2).
[Chemical Formula 1]
Figure pat00045

(2)
Figure pat00046

In Formula 1 and Formula 2, R 1 and R 2 are each independently hydrogen; Substituted or unsubstituted C 1-6 alkyl, C 2-6 alkenyl, C 2-6 alkynyl, C 3-20 cycloalkyl, and C 6-30 aryl .
청구항 1에 있어서, 상기 제2 성분은 이미드 또는 아미드기를 포함하는 분리막.The separator according to claim 1, wherein the second component comprises an imide or amide group. 청구항 3에 있어서, 상기 이미드는 프탈이미드를 포함하는 분리막.4. The separation membrane according to claim 3, wherein the imide comprises phthalimide. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 성분은 화학식 3을 포함하는 분리막.
[화학식 3]
Figure pat00047

상기 화학식 3에서, R3은 수소이거나; 치환 또는 비치환된, C1-6의 알킬, C2-6의 알케닐, C2-6의 알키닐, C3-10의 시클로알킬, 및 C6-30의 아릴로 이루어진 군에서 선택된다.
The separator of claim 1, wherein the second component comprises Formula (3).
(3)
Figure pat00047

In Formula 3, R 3 is hydrogen; Substituted or unsubstituted C 1-6 alkyl, C 2-6 alkenyl, C 2-6 alkynyl, C 3-10 cycloalkyl, and C 6-30 aryl .
청구항 1에 있어서, 상기 반복 단위는 화학식 4 및 화학식 5 중 어느 하나의 반복 단위인 분리막.
[화학식 4]
Figure pat00048

[화학식 5]
Figure pat00049

상기 화학식 4 및 화학식 5에서, R1 내지 R3은 각각 독립적으로, 수소이거나; 치환되거나 비치환된, C1-6의 알킬, C2-6의 알케닐, C2-6의 알키닐, C3-20의 시클로알킬, 및 C6-30의 아릴로 이루어진 군에서 선택된다.
The separation membrane according to claim 1, wherein the repeating unit is a repeating unit of any one of formulas (4) and (5).
[Chemical Formula 4]
Figure pat00048

[Chemical Formula 5]
Figure pat00049

In Formula 4 and Formula 5, R 1 to R 3 are each independently hydrogen; Substituted or unsubstituted C 1-6 alkyl, C 2-6 alkenyl, C 2-6 alkynyl, C 3-20 cycloalkyl, and C 6-30 aryl .
청구항 1에 있어서, 상기 고분자 수지는 유리전이온도가 180 내지 300℃인 분리막.The separator according to claim 1, wherein the polymer resin has a glass transition temperature of 180 to 300 ° C. 청구항 1에 있어서, 상기 내열 다공층은 폴리비닐리덴 플루오라이드를 추가로 포함하는 분리막.The separator according to claim 1, wherein the heat resistant porous layer further comprises polyvinylidene fluoride. 청구항 1에 있어서, 상기 내열 다공층은 무기 입자를 추가로 함유하는 분리막.The separation membrane according to claim 1, wherein the heat resistant porous layer further contains inorganic particles. 청구항 9에 있어서, 상기 무기 입자는 Al2O3, SiO2, B2O3, Ga2O3, TiO2 및 SnO2로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상을 포함하는 분리막.The separation membrane according to claim 9, wherein the inorganic particles comprise at least one selected from the group consisting of Al 2 O 3 , SiO 2 , B 2 O 3 , Ga 2 O 3 , TiO 2 and SnO 2 . 청구항 10에 있어서, 상기 무기 입자의 함량은 상기 내열 다공층 전체 고형분 총 중량에 대해 70 내지 98 중량%인 분리막.[Claim 11] The separation membrane according to claim 10, wherein the content of the inorganic particles is 70 to 98% by weight based on the total solid weight of the heat resistant porous layer. 포스페이트 혹은 포스포네이트를 함유하는 제1 성분과 질소를 함유하는 제2 성분을 포함하는 반복 단위로 이루어진 고분자 수지 및 용매를 함유하는 내열 다공층 조성물을 제조하고,
폴리올레핀의 일면 혹은 양면에 상기 내열 다공층 조성물로 내열 다공층을 형성하는 것을 포함하는 분리막의 제조방법.
A heat resistant porous layer composition comprising a polymer resin composed of a repeating unit containing a first component containing a phosphate or a phosphonate and a second component containing a nitrogen and a solvent,
And forming a heat resistant porous layer with the heat resistant porous layer composition on one surface or both surfaces of the polyolefin.
양극, 음극, 분리막 및 전해질을 포함하는 전기 화학 전지로서, 상기 분리막은 제1항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 기재된 분리막인, 전기 화학 전지.An electrochemical cell comprising an anode, a cathode, a separator, and an electrolyte, wherein the separator is the separator according to any one of claims 1 to 11. 청구항 13에 있어서, 상기 전기 화학 전지는 리튬 이차 전지인, 전기 화학 전지.
14. The electrochemical cell of claim 13, wherein the electrochemical cell is a lithium secondary battery.
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