KR20160049492A - Polyethylene Microporous Membrane, Preparation Method Thereof and Lithium-Ion Battery - Google Patents

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KR20160049492A
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홍퀸 송
지큉 한
용생 장
창푸 퀴안
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럭키 필름 컴퍼니 리미티드
차이나 럭키 그룹 코포레이션
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Abstract

The present invention provides a polyethylene microporous membrane, a preparation method thereof, and a lithium-ion battery. The polyethylene microporous membrane has a front surface and a rear surface, wherein an average porous size on the front surface is from 100 to 200 nm; an average porous size on the rear surface is from 50 to 100 nm; a ratio of the average porous size on the front surface to the average porous size on the rear surface (A:B) is (1.1-4.0):1; and porous size distribution of each of the front and rear surface is 30% or less. The polyethylene microporous membrane is used in a lithium-ion battery, wherein the front surface is close to an anode of the lithium-ion battery, and the rear surface is close to a cathode of the lithium-ion battery. The lithium-ion battery using the polyethylene microporous membrane manufactured according to the present invention can provide excellent self-discharge performance as well as excellent high-efficiency discharge performance.

Description

폴리에틸렌 미세 다공막, 이의 제조방법 및 리튬-이온 전지 {Polyethylene Microporous Membrane, Preparation Method Thereof and Lithium-Ion Battery}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a microporous polyethylene membrane, a method of manufacturing the same, and a lithium-ion battery,

본 발명은 리튬-이온 전지의 기술 분야, 특히 폴리에틸렌 미세 다공막, 이의 제조 방법 및 상기 폴리에틸렌 미세 다공막을 사용한 리튬-이온 전지에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the field of lithium ion batteries, particularly to a polyethylene microporous membrane, a method for producing the same, and a lithium ion battery using the polyethylene microporous membrane.

폴리에틸렌 미세 다공막은 양면 상에 미세 기공 구조를 가지는 다공막이다. 폴리에틸렌 미세 다공막이 리튬-이온 전지의 분리기로서 사용될 때, 상기 분리기에 대한 주요한 요구사항은 그것이 전지의 전기화학적 특성을 저하시키지 않아야 한다는 것이다. 1 미크론 미만 크기의 분리기에서 적절한 기공 지름은 전지에 대한 충전 및 방전 성능, 안전 성능, 사이클 성능 등과 같은 다양한 요구를 만족시키는데 중요한 요인 중 하나이다.The polyethylene microporous membrane is a porous membrane having a microporous structure on both surfaces. When a polyethylene microporous membrane is used as a separator for a lithium-ion battery, a major requirement for the separator is that it should not degrade the electrochemical properties of the cell. In a separator of less than 1 micron in size, proper pore diameter is one of the important factors to satisfy various requirements such as charging and discharging performance, safety performance, cycle performance and the like for a battery.

전지의 임의의 적용을 위해, 1 미크론 미만 크기에서 기공 지름은 리튬-이온 전지 내부의 양극과 음극 사이에 합선 (short circuit)을 방지하는데 중요하다. 그러한 특징은 전지 제조자에 의해 전지의 용량을 높이기 위한 더 얇은 분리기의 선정과 함께 더욱더 중요해진다. 기공 크기는 전지의 특성에 직접적으로 영향을 미친다. 상기 분리기의 미세 기공이 큰 미세 기공 크기를 가질 때, 상기 전지는 낮은 저항, 우수한 사이클 성능 및 고율 (high rate)에서 방전될 때 고 용량 보유율 (capacity retention rate)을 가진다. 그러나, 미세 기공의 기공 크기가 너무 크다면, 활성 물질은 서로 접촉하고 반응할 것이고, 이는 상기 용량을 감소시키고 전지의 자기-방전 공정을 가속화한다. 또한, 양극 및 음극은 서로 직접 접촉하거나 리튬 덴드라이트 (lithium dendrite)에 의해 천공되는 경향이 있고, 이에 의해 합선을 야기한다. 만약 상기 분리기의 기공 크기가 매우 작다면, 상기 전지는 높은 전기 저항 및 나쁜 사이클 성능을 가질 것이고, 고율에서 방전될 때 용량 보유율은 낮을 것이다. 장점은 자기-방전 공정이 느리고, 천공 강도가 높고, 리튬 덴드라이트에 의한 천공으로 인한 합선은 방지될 수 있고, 따라서 전지의 안전 성능은 향상된다는 것이다. 게다가, 상기 분리기의 미세 기공의 기공 크기 분포의 균일성 (uniformity)은 또한 전지의 특성에 직접적으로 영향을 미친다. 만약 미세 기공의 기공 크기 분포가 균일하지 않다면, 작동 중에 전지의 특성에 영향을 미칠 큰 국부전류 (local current)가 존재할 것이다. 그러므로, 기공 크기를 엄격하게 제어하고 가능한 한 균일 기공을 형성하는 것이 중요하다.For any application of the battery, pore diameters at sub-micron dimensions are important to prevent short circuits between the positive and negative electrodes inside the lithium-ion cell. Such a feature becomes even more important with the selection of a thinner separator to increase the capacity of the battery by the battery manufacturer. The pore size directly affects the properties of the cell. When the micropores of the separator have a large micropore size, the cell has a high capacity retention rate when discharged at low resistance, good cycle performance and high rate. However, if the pore size of the micropores is too large, the active materials will contact and react with one another, which reduces the capacity and accelerates the self-discharge process of the cell. In addition, the positive electrode and the negative electrode tend to be in direct contact with each other or perforated by lithium dendrite, thereby causing a short circuit. If the pore size of the separator is very small, the cell will have high electrical resistance and poor cycle performance, and capacity retention will be low when discharged at high rates. The advantage is that the self-discharging process is slow, the puncture strength is high, the short circuit due to the puncturing by the lithium dendrite can be prevented, and thus the safety performance of the battery is improved. In addition, the uniformity of the pore size distribution of the micropores of the separator also directly affects the properties of the cell. If the pore size distribution of the micropores is not uniform, there will be a large local current that will affect the characteristics of the cell during operation. Therefore, it is important to strictly control the pore size and to form as uniform pores as possible.

분리기의 배치를 고려하여, 기공 크기는 분리기의 공기 투과도 (air permeability)에 직접적으로 영향을 미치고, 이는 Gurley 값에 의해 나타난다. 동일한 분리기에 대해, 이의 Gurley 값은 내부 저항을 잘 반영할 수 있다. 분리기의 기공 크기가 더 클수록 기공도 (porosity)이 더 크고 보이드의 트위스팅의 정도가 더 낮고, 그러므로 Gurley 값이 더 작고, 분리기의 저항은 더 낮다. 반면에, 상기 분리기의 기공 크기가 더 작을수록, Gurley 값이 더 크고, 내부 저항이 더 크다. 우수한 전기적 특성을 가진 분리기는 일반적으로 비교적 낮은 공기 투과도를 가진다.Considering the arrangement of the separator, the pore size directly affects the air permeability of the separator, which is indicated by the Gurley value. For the same separator, its Gurley value can well reflect the internal resistance. The larger the pore size of the separator, the greater the porosity and the lower the degree of twisting of the voids, hence the lower the Gurley value and the lower the separator resistance. On the other hand, the smaller the pore size of the separator, the larger the Gurley value and the larger the internal resistance. Separators with good electrical properties generally have a relatively low air permeability.

게다가, 상기 분리기의 기공 크기는 또한 이의 기계적 특성에도 직접적으로 영향을 미친다. 전지 조립, 및 일상의 충전 및 방전 사이클 공정의 요구사항을 만족시키기 위해, 상기 분리기는 우수한 기계적 특성을 가져야 한다. 전지 조립, 충전 및 방전 사이클 공정 동안 전극의 거친 표면 (coarse surface)이 분리기에 의해 천공될 수 있고, 이는 전지에서 합선을 이끌고 전지의 안전성에 대한 문제를 가져올 수 있기 때문에 천공 강도는 보통 전지에서 합선의 발생 가능성을 평가하는데 사용된다. 일반적으로, 더 큰 기공 크기를 가지는 미세 다공막 (분리기)는 더 낮은 천공 강도 및 더 낮은 안전성을 가진다. 반면에, 더 작은 기공 크기를 가지는 상기 분리기는 더 큰 천공 강도 및 더 좋은 안전성을 가진다.In addition, the pore size of the separator also directly affects its mechanical properties. In order to meet the requirements of battery assembly and routine charge and discharge cycle processes, the separator should have good mechanical properties. Since the coarse surface of the electrode can be punctured by the separator during the cell assembly, charge and discharge cycle processes, which can lead to short circuits in the cell and cause problems with the safety of the cell, Is used to evaluate the likelihood of the occurrence. In general, a microporous membrane (separator) having a larger pore size has lower piercing strength and lower safety. On the other hand, the separator having a smaller pore size has greater puncture strength and better safety.

현재, 기존의 폴리올레핀 미세 다공막은 전면 및 후면 모두 동일한 기공 크기의 미세 기공을 가진다. 그러나, 그러한 미세 다공막이 리튬-이온 전지에 사용될 때, 다음과 같은 문제점이 있다: 기공 크기가 클 때, 예를 들면, 평균 기공 크기가 150nm 보다 클 때, 내부 저항은 낮고, 공기 투과도 및 사이클 성능은 우수하지만, 천공 강도 및 안전 성능은 낮고 자기-방전 비율은 더 커진다; 기공 크기가 작을 때, 예를 들면, 평균 기공 크기가 70nm 보다 작을 때, 천공 강도 및 안전 성능은 우수하고 자기-방전 비율은 낮지만, 큰 내부 저항 때문에 공기 투과도 및 사이클 성능은 나쁘다.At present, conventional polyolefin microporous membranes have micropores of the same pore size on both the front and rear sides. However, when such a microporous membrane is used in a lithium-ion battery, there are the following problems: when the pore size is large, for example, when the average pore size is larger than 150 nm, the internal resistance is low, Performance is good, but the puncture strength and safety performance are low and the self-discharge ratio is larger; When the pore size is small, for example, when the average pore size is smaller than 70 nm, the pore strength and safety performance are excellent and the self-discharge ratio is low, but the air permeability and cycle performance are bad due to the large internal resistance.

본 발명은 탁월한 공기 투과도 및 탁월한 기계적 특성을 나타내는 새로운 폴리에틸렌 미세 다공막을 제공하고, 상기 폴리에틸렌 미세 다공막을 제조하는 방법을 제공하며, 우수한 고율 방전 성능뿐만 아니라 우수한 자기-방전 성능을 가지는 폴리에틸렌 미세 다공막을 사용한 리튬-이온 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides a novel polyethylene microporous membrane exhibiting excellent air permeability and excellent mechanical properties, and a method for producing the microporous polyethylene membrane. The present invention provides a method of producing a polyethylene microporous membrane using a polyethylene microporous membrane having excellent self- It is an object of the present invention to provide a lithium-ion battery.

상술한 결함을 극복하기 위해, 본 발명의 일 관점은 탁월한 공기 투과도 및 탁월한 기계적 특성을 나타내는 새로운 폴리에틸렌 미세 다공막을 제공하는 것이다.In order to overcome the aforementioned deficiencies, one aspect of the present invention is to provide a novel polyethylene microporous membrane exhibiting excellent air permeability and excellent mechanical properties.

본 발명의 다른 관점은 폴리에틸렌 미세 다공막을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a method for producing a polyethylene microporous membrane.

본 발명의 또 다른 관점은 본 발명에 따른 폴리에틸렌 미세 다공막을 사용한 리튬-이온 전지를 제공하는 것이고, 여기서 상기 폴리에틸렌 미세 다공막을 사용한 전지는 우수한 고율 방전 성능뿐만 아니라 우수한 자기-방전 성능을 가진다.Another aspect of the present invention is to provide a lithium-ion battery using the polyethylene microporous membrane according to the present invention, wherein the battery using the polyethylene microporous membrane has excellent self-discharge performance as well as excellent high rate discharge performance.

상기 폴리에틸렌 미세 다공막은 전면 (front side) 및 후면 (back side)을 가지고, 상기 미세 다공막의 전면 상에 미세 기공은 상기 미세 다공막의 후면 상의 미세 기공과 다른 평균 기공 크기를 가지며, 여기서 상기 전면 상에 미세 기공의 평균 기공 크기는 100-200nm; 상기 후면 상에 미세 기공의 평균 기공 크기는 50-100nm; 상기 전면 상에 미세 기공의 평균 기공 크기 대 상기 후면 상에 미세 기공의 평균 기공 크기의 비는 (1.1-4.0):1; 및 각각의 전면 및 후면 상에 기공 크기 분포는 30% 미만이다.Wherein the polyethylene microporous membrane has a front side and a back side and the micropores on the front surface of the microporous membrane have an average pore size different from the micropores on the back surface of the microporous membrane, The average pore size of the micropores on the front surface is 100-200 nm; The average pore size of the micropores on the back surface is 50-100 nm; Wherein the ratio of the average pore size of the micropores on the front surface to the average pore size of the micropores on the back surface is (1.1-4.0): 1; And a pore size distribution on each of the front and back surfaces is less than 30%.

바람직한 구체예에서, 상기 전면 상에 미세 기공의 평균 기공 크기는 120-180nm; 상기 후면 상에 미세 기공의 평균 기공 크기는 60-80nm; 상기 전면 상에 미세 기공의 평균 기공 크기 대 상기 후면 상에 미세 기공의 평균 기공 크기의 비는 (1.5-3.0):1; 및 각각의 전면 및 후면 상에 기공 크기 분포는 20% 미만이다.In a preferred embodiment, the average pore size of the micropores on the surface is 120-180 nm; The average pore size of the micropores on the back surface is 60-80 nm; The ratio of the average pore size of the micropores on the front surface to the average pore size of the micropores on the back surface is (1.5-3.0): 1; And a pore size distribution on each of the front and back surfaces is less than 20%.

바람직한 구체예에서, 상기 미세 다공막은 5-30μm의 두께, 35-60%의 기공도 (porosity), 50-350s/100ml의 공기 투과도 (air permeability) 및 4-10N/20μm의 천공 강도 (puncture strength)를 가진다. In a preferred embodiment, the microporous membrane has a thickness of 5-30 μm, a porosity of 35-60%, an air permeability of 50-350 s / 100 ml and a puncture strength of 4-10 N / strength.

폴리에틸렌 미세 다공막의 제조 방법은,A method for producing a polyethylene microporous membrane includes:

(1) 폴리에틸렌 수지 및 기공-형성제를 이축 압출기 (twin screw extruder)에 첨가하여 용융 혼련 (melt kneading)을 수행하고, 다이 헤드 (die head)를 통해 압출하고, 또한 급속 냉각하여 두꺼운 시트를 주조하는 시트 주조 단계 (sheet casting);(1) A polyethylene resin and a pore-forming agent are added to a twin screw extruder to perform melt kneading, extrusion through a die head, and rapid cooling to produce a thick sheet by casting Sheet casting;

(2) 상기 두꺼운 시트를 스트레쳐 (stretcher)에 도입하여 동기 (synchronous) 또는 비동기 (asynchronous) 2축 스트레칭을 수행하는 도입 단계 및 상기 스트레쳐의 상부 및 하부 챔버의 스트레칭 온도를 제어하여, 오일-함유 박막을 제조하기 위해 스트레쳐의 상부 및 하부 챔버 사이에 온도 차이를 1-10℃로 유지하는 제어 단계;(2) introducing the thick sheet into a stretcher to effect synchronous or asynchronous biaxial stretching, and controlling the stretching temperature of the upper and lower chambers of the stretcher to form an oil- Maintaining a temperature difference between the upper and lower chambers of the stretcher at 1-10 占 폚 to produce the thin film containing the thin film;

(3) 상기 오일-함유 박막을 용매로 추출하여, 흰색 미세 다공막을 형성하기 위해 기공-형성제를 제거하는 추출 단계; 및(3) an extraction step of extracting the oil-containing thin film with a solvent to remove the pore-forming agent to form a white microporous membrane; And

(4) 상기 흰색 미세 다공막을 열 세팅 처리 (heat setting treatment)에 도입하여, 폴리에틸렌 미세 다공막의 전면 및 후면 상에 다른 평균 기공 크기를 가지는 폴리에틸렌 미세 다공막을 얻는 열 세팅 처리 단계를 포함한다.(4) introducing the white microporous membrane into a heat setting treatment to obtain a polyethylene microporous membrane having different average pore sizes on the front and back surfaces of the polyethylene microporous membrane.

리튬-이온 전지는 본 발명에 따른 폴리에틸렌 미세 다공막을 포함하고, 여기서 상기 미세 다공막의 전면은 전지의 양극에 가깝고, 상기 미세 다공막의 후면은 상기 전지의 음극에 가깝다.The lithium-ion battery includes the polyethylene microporous membrane according to the present invention, wherein the front surface of the microporous membrane is close to the anode of the battery, and the rear surface of the microporous membrane is close to the cathode of the battery.

리튬-이온 전지는 상기 폴리에틸렌 미세 다공막을 포함하고, 여기서 상기 미세 다공막의 전면은 전지의 양극에 가깝고, 상기 미세 다공막의 후면은 상기 전지의 음극에 가깝다.The lithium-ion battery includes the polyethylene microporous membrane, wherein the front surface of the microporous membrane is close to the anode of the battery, and the rear surface of the microporous membrane is close to the cathode of the battery.

리튬-이온 전지는 3C 비율 (rate)로 방전될 때 용량 보유율이 80% 보다 크고, 30일의 자기-방전 (self-discharge) 후 잔여 용량이 90% 보다 크다.Lithium-ion batteries have a capacity retention rate greater than 80% when discharged at a 3C rate and greater than 90% after 30 days of self-discharge.

본 발명은 종래 기술과 비교하여 하기의 장점을 가진다:The present invention has the following advantages over the prior art:

1. 본 발명에 따른 폴리에틸렌 미세 다공막은 그것의 전면과 후면 상에 다른 평균 기공 크기를 가지고, 이는 상기 미세 다공막이 우수한 공기 투과도 및 우수한 기계적 특성을 나타내는 것을 보장한다.1. The polyethylene microporous membrane according to the present invention has different mean pore sizes on its front and back sides, which ensures that the microporous membrane exhibits good air permeability and good mechanical properties.

2. 본 발명에 따른 폴리올레핀 미세 다공막을 제조하는 방법은 추가적인 장비 없이 단지 공정의 제어 파라미터를 변경하는 것을 통해 자격을 갖춘 생산물이 얻어질 수 있으므로, 실행이 간단하고 쉽다.2. The process for producing the polyolefin microporous membrane according to the invention is simple and easy to carry out, since the qualified product can be obtained by only changing the control parameters of the process without additional equipment.

3. 본 발명에 따른 폴리올레핀 미세 다공막을 포함하는 리튬-이온 전지에서, 상기 미세 다공막의 전면은 상기 전지의 양극에 가깝고, 상기 막의 후면은 전지의 음극에 가깝다. 상기 전면 상에 기공 크기가 더 크기 때문에, 내부 저항이 낮고 사이클 성능이 우수하고, 그 결과 고율 방전에서 상기 전지의 용량 보유율이 높다. 한편, 후면 상에 기공 크기는 더 작기 때문에, 전지의 자기-방전 성능이 우수고 분리기의 천공 저항이 향상되고, 그에 의해 리튬 덴드라이트의 천공으로 인한 합선이 효율적으로 방지되고 따라서 안전 성능이 높아진다.3. In a lithium-ion battery including a polyolefin microporous membrane according to the present invention, the front surface of the microporous membrane is close to the anode of the battery, and the rear surface of the membrane is close to the cathode of the battery. Since the pore size is larger on the front surface, the internal resistance is low and the cycle performance is excellent. As a result, the capacity retention ratio of the battery in the high rate discharge is high. On the other hand, since the pore size on the rear surface is smaller, the self-discharging performance of the battery is excellent and the puncture resistance of the separator is improved, whereby the short circuit due to the puncturing of the lithium dendrite is efficiently prevented and thus the safety performance is improved.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 상기 폴리에틸렌 미세 다공막의 전면의 미세 구조를 나타내는 주사전자현미경 (scanning electron microscopic)의 사진이다;
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 상기 폴리에틸렌 미세 다공막의 후면의 미세 구조를 나타내는 주사전자현미경의 사진이다;
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 상기 폴리에틸렌 미세 다공막의 전면의 미세 구조를 나타내는 주사전자현미경의 사진이다;
도 4은 본 발명의 실시예 2에 따른 상기 폴리에틸렌 미세 다공막의 후면의 미세 구조를 나타내는 주사전자현미경의 사진이다;
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 상기 폴리에틸렌 미세 다공막의 전면의 평균 기공 크기의 테스트 결과를 나타내는 그래프이다; 및
도 6는 본 발명의 실시예 1에 따른 상기 폴리에틸렌 미세 다공막의 후면의 평균 기공 크기의 테스트 결과를 나타내는 그래프이다
1 is a photograph of a scanning electron microscope showing the microstructure of the entire surface of the polyethylene microporous membrane according to Example 1 of the present invention;
2 is a photograph of a scanning electron microscope showing the microstructure of the rear surface of the polyethylene microporous membrane according to Example 1 of the present invention;
3 is a photograph of a scanning electron microscope showing the microstructure of the entire surface of the polyethylene microporous membrane according to Example 2 of the present invention;
4 is a photograph of a scanning electron microscope showing the microstructure of the rear surface of the polyethylene microporous membrane according to Example 2 of the present invention;
5 is a graph showing a test result of the average pore size of the front surface of the polyethylene microporous membrane according to Example 1 of the present invention; And
6 is a graph showing the test results of the average pore size of the rear surface of the polyethylene microporous membrane according to Example 1 of the present invention

이하에서, 본 발명이 상세하게 기재될 것이다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

1. 본 발명의 비대칭 구조를 가진 폴리에틸렌 미세 다공막1. Polyethylene microporous membrane having asymmetric structure of the present invention

본 발명의 폴리에틸렌 미세 다공막은 비대칭 구조를 가진다. 특히, 상기 막의 전면은 미세한 스케일에서 중요한 백본 구조 (backbone structures)를 가지고, 여기서 상기 백본은 더 미세한 섬유를 통해 서로 연결되고, 분리기에서 우수한 공기 투과도를 부여하는, 상기 섬유 중에서 서로 연결된 다수의 비교적 큰 미세 기공이 존재한다. 그와 달리, 상기 막의 후면은 미세한 스케일에서 균일한 섬유 구조를 가지고, 여기서 기공 크기는 비교적 작고, 이에 의해 충분한 기계적 특성을 가진 분리기를 만든다. 결과적으로, 본 발명의 미세 다공막의 그러한 비대칭 구조는 상기 분리기가 우수한 기계적 특성 및 우수한 공기 투과도 모두를 소유하는 것을 보장한다. 상술한 미세 다공막이 리튬-이온 전지에서 사용될 때, 미세 다공막의 전면은 상기 전지의 양극에 가깝다. 전면 상에 기공 크기가 더 크기 때문에, 상기 전지의 내부 저항은 낮고, 저항력은 작고, 이는 우수한 이온 투과도 및 고율 방전에서 고 용량 보유율을 이끈다. 한편, 상기 막의 더 작은 기공 크기를 가지는 후면은 상기 전극의 음극에 가깝다. 더 작은 기공 크기 때문에, 상기 내부 저항은 더 크고, 자기-방전 공정 동안 Li-이온 이동 속도 (migration rate)는 느리다. 이것은 상기 전지가 우수한 자기-방전 성능을 가지고, 상기 분리기의 천공 저항을 향상시키게 만들고, 이에 의해 리튬 덴드라이트의 천공으로 인한 합선은 효율적으로 방지되고 따라서 전지의 안전 성능이 높아진다.The polyethylene microporous membrane of the present invention has an asymmetric structure. In particular, the front side of the membrane has important backbone structures on a microscopic scale, where the backbone is interconnected through finer fibers and has a number of relatively large There are micropores. Alternatively, the backside of the membrane has a uniform fiber structure at a fine scale, where the pore size is relatively small, thereby producing a separator with sufficient mechanical properties. As a result, such an asymmetric structure of the microporous membrane of the present invention ensures that the separator possesses both good mechanical properties and good air permeability. When the above-mentioned microporous membrane is used in a lithium-ion battery, the front surface of the microporous membrane is close to the anode of the battery. Because of the larger pore size on the front side, the internal resistance of the cell is low and the resistivity is small, which leads to high ion retention and high capacity retention in high rate discharges. On the other hand, the back surface having a smaller pore size of the membrane is close to the cathode of the electrode. Because of the smaller pore size, the internal resistance is larger and the Li-ion migration rate during the self-discharge process is slower. This makes the battery excellent in self-discharging performance, which improves the puncture resistance of the separator, whereby the short circuit due to the puncturing of the lithium dendrite is effectively prevented and thus the safety performance of the battery is enhanced.

본 발명의 미세 다공막은 전면 상에 더 큰 기공 크기를 가지고, 이는 평균 100-200nm 일 수 있다. 그러한 평균 기공 크기는 우수한 공기 투과도를 보장한다. 만약 상기 평균 기공 크기가 200nm 보다 크다면, 미세 다공막의 기계적 강도는 크게 감소되고, 리튬 덴드라이트에 의해 쉽게 천공되어 합선을 야기하고 상기 전지에 안전 문제를 가져올 것이다. 이와 반대로, 상기 미세 다공막의 후면 상에 기공 크기는 더 작고, 이는 평균 50-99nm 일 수 있다. 그것은 우수한 기계적 특성을 보장하고 리튬 덴드라이트의 천공으로 인한 합선을 방지하며, 이에 의해 상기 전지의 안전 성능은 향상된다. 한편, 상술한 더 작은 기공 크기는 또한 자기-방전 속도를 느리게 만들고, 우수한 자기-방전 성능을 가져온다. 상기 후면 상에 평균 기공 크기가 50nm보다 작으면, 미세 다공막의 공기 투과도는 크게 감소하고 내부 저항은 증가할 것이고, 이는 상기 전지의 사이클 성능을 하락시키고, 상기 전지의 서비스 성능을 크게 저하시키는 결과를 이끈다.The microporous membrane of the present invention has a larger pore size on the front side, which can be on average 100-200 nm. Such an average pore size ensures excellent air permeability. If the average pore size is larger than 200 nm, the mechanical strength of the microporous membrane is greatly reduced, and it is easily punctured by the lithium dendrite to cause a short circuit and cause a safety problem in the battery. On the contrary, the pore size on the back surface of the microporous membrane is smaller, which can be on average 50-99 nm. It ensures excellent mechanical properties and prevents short circuits due to perforation of the lithium dendrite, thereby improving the safety performance of the battery. On the other hand, the above-mentioned smaller pore size also slows the self-discharge rate and leads to excellent self-discharge performance. If the average pore size on the back surface is smaller than 50 nm, the air permeability of the microporous membrane will be greatly reduced and the internal resistance will be increased, which results in a deterioration of the cycle performance of the battery, .

본 발명에서, 기공 크기 분포는 표준 GB/T21650.1-2008/ISO15901-1:2006에 따른 수은 압입 방법 (mercury intrusion method)을 사용하여 측정된다. 최대 기공 크기 및 최소 기공 크기는 데이터 처리에 의해 시뮬레이션된 관련 도표를 통해 얻어질 수 있다. 본 명세서에서 사용된 기공 크기 분포는 최대 기공 크기 또는 최소 기공 크기와 평균 기공 크기 사이에 차이를 평균 기공 크기로 나누어 얻어진 백분율 값이고, 이는 하기의 식에 의해 계산된다:In the present invention, the pore size distribution is measured using the mercury intrusion method according to the standard GB / T21650.1-2008 / ISO15901-1: 2006. The maximum pore size and the minimum pore size can be obtained through a related plot simulated by data processing. The pore size distribution used herein is the percentage value obtained by dividing the difference between the maximum pore size or the minimum pore size and the average pore size by the average pore size, which is calculated by the following equation:

기공 크기 분포 = (최대 기공 크기 - 평균 기공 크기)/평균 기공 크기 ×100%, 또는Pore size distribution = (maximum pore size - average pore size) / average pore size x 100%, or

기공 크기 분포 = (평균 기공 크기 - 최소 기공 크기)/평균 기공 크기 ×100%.Pore size distribution = (average pore size - minimum pore size) / average pore size x 100%.

본 발명의 미세 다공막의 전면 및 후면 각각은 30% 미만, 바람직하게는 20% 미만, 가장 바람직하게는 10% 미만의 기공 크기 분포를 가진다. 상기 미세 다공막은 균일한 기공 크기 분포를 가지기 때문에, 전지의 작동에서 전류 일관성 (current consistency)이 우수하고, 이는 우수한 전지 특성을 유지하는데 도움이 된다. 기공 크기 분포가 30% 초과 또는 훨씬 더 클 때, 상기 전지에서 매우 큰 국부 전류가 존재할 것이고 따라서 전지의 안전 성능 및 사이클 성능에 영향을 미칠 것이다.The front and back sides of the microporous membrane of the present invention each have a pore size distribution of less than 30%, preferably less than 20%, and most preferably less than 10%. Since the microporous membrane has a uniform pore size distribution, the current consistency in the operation of the battery is excellent, which helps to maintain good battery characteristics. When the pore size distribution is greater than or greater than 30%, there will be a very high local current in the cell and thus will affect the safety performance and cycle performance of the cell.

본 발명의 미세 다공막은 (1.1-4.0):1의 전면 상에 평균 기공 크기 대 후면 상에 평균 기공 크기의 비를 가지고, 이는 상기 막에 충분한 기계적 강도 및 우수한 공기 투과도 모두를 부여한다. 만약 두 면 사이에 평균 기공 크기의 비가 1.1:1 미만이면, 그것들 사이에 기공 크기 차이가 본 발명의 우수한 성능을 위한 요구사항을 만족하기에 충분하지 않다. 그러나, 두 면 사이에 평균 기공 크기의 비가 4.0:1 초과이면, 그것들 사이에 기공 크기 차이가 너무 커서, 미세 다공막의 열 저항의 불균형 및 하락을 야기하고, 본 발명의 목적이 달성되지 못할 수 있다.The microporous membrane of the present invention has a ratio of mean pore size on the front side to (1.1-4.0): 1 versus average pore size on the back side, which imparts both sufficient mechanical strength and good air permeability to the membrane. If the ratio of the average pore size between the two faces is less than 1.1: 1, the pore size difference between them is not sufficient to satisfy the requirements for the excellent performance of the present invention. However, if the ratio of the average pore size between the two faces is more than 4.0: 1, the pore size difference between them is too large to cause imbalance and drop in the thermal resistance of the microporous membrane and the object of the present invention may not be achieved have.

본 발명의 폴리에틸렌 미세 다공막은 5-30μm의 두께를 가진다. 만약 상기 막 두께가 5μm 미만이면, 상기 전지의 안전성은 전지의 제조에서 외부 응력에 나쁜 저항뿐만 아니라 상기 전지의 충전 및 방전 공정 동안 형성된 덴트리 결정체 (dentritic crystal)에 의한 분리기의 잠재적 천공 때문에 보장되지 않을 수 있다. 그러나, 만약 막 두께가 30μm 초과이면, 상기 막의 투과도는 감소될 것이며, 상기 전지의 두께 및 중량은 증가할 것이다.The polyethylene microporous membrane of the present invention has a thickness of 5-30 탆. If the film thickness is less than 5 占 퐉, the safety of the battery is not guaranteed due to the poor resistance to external stress in the production of the battery as well as the potential puncturing of the separator by the dentritic crystal formed during the charging and discharging process of the battery . However, if the membrane thickness exceeds 30 占 퐉, the permeability of the membrane will decrease, and the thickness and weight of the cell will increase.

본 발명의 폴리에틸렌 미세 다공막은 35-60%의 기공도를 가진다. 만약 상기 기공도가 35% 미만이면, 상기 막의 기공도는 나쁠 것이고, 내부 저항은 올라갈 것이며, 따라서 상기 전지 특성은 저하될 것이다. 그러나, 만약 기공도가 60% 초과이면, 상기 기공은 너무 크다. 그러므로, 막의 기계적 강도는 감소할 것이고, 합선 발생의 위험이 올라갈 수 있으며, 그리고 상기 전지의 안정성 및 안전 성능은 보장될 수 없다.The polyethylene microporous membrane of the present invention has a porosity of 35-60%. If the porosity is less than 35%, the porosity of the membrane will be bad, the internal resistance will increase, and the cell characteristics will be degraded. However, if the porosity exceeds 60%, the pores are too large. Therefore, the mechanical strength of the membrane will decrease, the risk of short-circuiting may increase, and the safety and safety performance of the battery can not be guaranteed.

본 발명의 폴리에틸렌 미세 다공막은 50-350s/100ml의 공기 투과도를 가진다. 만약 상기 공기 투과도가 350s/100ml 초과이면, 투과도는 우수하지 않고, 상기 막의 전기적 특성은 저하될 것이다. 그러나, 만약 상기 공기 투과도가 50 s/100ml 미만이면, 상기 막의 너무 큰 기공으로 인해 합선이 발생할 수 있기 때문에 상기 전지의 안전 성능은 보장될 수 없다. The polyethylene microporous membrane of the present invention has an air permeability of 50-350 s / 100 ml. If the air permeability exceeds 350 s / 100 ml, the permeability is not excellent and the electrical characteristics of the membrane will be lowered. However, if the air permeability is less than 50 s / 100 ml, the safety performance of the battery can not be guaranteed because a short circuit may occur due to too large pores of the membrane.

본 발명의 폴리에틸렌 미세 다공막은 상기 전지가 상기 전지의 제조 및 사용 동안 발생할 수 있는 외부 충격에 높은 저항성을 가지는 것을 보장하기 위해 4-10N/20μm의 천공 강도를 가지고, 이에 의해 전지의 안전 성능이 보장된다.The polyethylene microporous membrane of the present invention has a puncture strength of 4-10 N / 20 μm to ensure that the battery has high resistance to external impacts that may occur during the manufacture and use of the battery, .

요약하면, 본 발명에 따른 폴리에틸렌 미세 다공막은 전면 및 후면 상에 비대칭 구조를 가지고, 여기서: 상기 전면 상에 기공은 100-200nm의 평균 기공 크기로 더 크고, 반면에 상기 후면 상에 기공은 50-100nm의 평균 기공 크기로 더 작다. 상기 전면 및 상기 후면 사이에 평균 기공 크기 비 A:B는 (1.1-4.0):1 이고, 각각의 전면 및 후면 상에 기공 크기 분포는 30% 미만이다. 상기 미세 다공막은 5-30μm의 두께, 35-60%의 기공도, 50-350s/100ml의 공기 투과도 및 4-10N/20μm의 천공 강도를 가진다.Briefly, the polyethylene microporous membrane according to the present invention has an asymmetric structure on the front and back surfaces, wherein: the pores on the front surface are larger with an average pore size of 100-200 nm, while the pores on the back surface are 50 It is smaller with an average pore size of -100 nm. The average pore size ratio A: B between (1.1-4.0): 1 between the front and back surfaces, and the pore size distribution on each of the front and back surfaces is less than 30%. The microporous membrane has a thickness of 5-30 μm, a porosity of 35-60%, an air permeability of 50-350 s / 100 ml, and a piercing strength of 4-10 N / 20 μm.

2. 폴리에틸렌 미세 다공막을 제조하는 방법2. Method for producing polyethylene microporous membrane

2.1 원료 물질 및 공정 파라미터의 설명2.1 Description of raw materials and process parameters

본 발명에서 사용되는 폴리에틸렌 수지는 특별히 한정되지 않는다. 단일 수지가 전형적으로 사용되고 2 이상의 수지는 조합하여 사용될 수 있다.The polyethylene resin used in the present invention is not particularly limited. A single resin is typically used and two or more resins may be used in combination.

본 발명에서 사용되는 폴리에틸렌 수지의 중량 평균 분자량은 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로 10,000-5,000,000, 바람직하기는 100,000-3,000,000, 더욱 바람직하게는 300,000-2,000,000 이다.The weight average molecular weight of the polyethylene resin used in the present invention is not particularly limited, but is generally from 10,000 to 5,000,000, preferably from 100,000 to 3,000,000, more preferably from 300,000 to 2,000,000.

본 발명에서 사용되는 기공-형성제는 특별히 한정되지 않지만, 전형적으로 폴리올레핀 수지 상에 기공을 형성할 수 있는 액체 파라핀, 고체 파라핀, 디옥틸 프탈레이트 (dioctyl phthalate), 디부틸 프탈레이트 (dibutyl phthalate) 등과 같은 용매이다. 상기 기공-형성제는 단독으로 사용되거나 이들의 2 이상의 타입을 조합하여 사용될 수 있다. 액체 파라핀 및 디옥틸 프탈레이트가 바람직할 수 있다. The pore-forming agent used in the present invention is not particularly limited, but typically includes liquid paraffin, solid paraffin, dioctyl phthalate, dibutyl phthalate and the like which can form pores on the polyolefin resin. Solvent. The pore-forming agents may be used alone or in combination of two or more types thereof. Liquid paraffin and dioctyl phthalate may be preferred.

본 발명에서 사용된 추출용매는 특별히 한정되지 않지만, 전형적으로 디클로로메탄, n-헵탄, n-데칸 또는 에탄올이다. 그것들 중 디클로로메탄이 바람직할 수 있다.The extraction solvent used in the present invention is not particularly limited, but is typically dichloromethane, n-heptane, n-decane or ethanol. Of these, dichloromethane may be preferred.

항산화제 (antioxidant), 가교제, 조핵제 (nucleating agent), 열 안정제, 윤활제 등과 같은 첨가제는 본 발명에서 특별히 한정되지 않고, 종래에 사용된 첨가제가 사용될 수 있다.Additives such as antioxidants, crosslinking agents, nucleating agents, heat stabilizers, lubricants and the like are not particularly limited in the present invention, and conventionally used additives may be used.

본 발명에서 사용되는 2축 스트레칭 공정은 특별히 한정되지 않지만, 동기 2축 스트레칭 또는 비동기 2축 스트레칭일 수 있다.The biaxial stretching process used in the present invention is not particularly limited, but may be synchronous biaxial stretching or asynchronous biaxial stretching.

본 발명의 폴리에틸렌 미세 다공막의 제조에 적용되는 공정 파라미터는 특별히 한정되지 않는다. 폴리에틸렌 미세 다공막의 습식 제조 공정의 요구 사항을 만족하는, 용융 온도, 압출 온도 (extrusion temperature), 냉각 롤 온도 (cooling roll temperature), 스트레칭 온도, 스트레칭 스피드, 추출 온도, 추출 스피드, 열 세팅 온도, 열 세팅 스피드, 공기 온도, 공기 흐름 및 공기 압력 등의 종래의 파라미터가 사용될 수 있다.The process parameters applied to the production of the polyethylene microporous membrane of the present invention are not particularly limited. The extrusion temperature, the cooling roll temperature, the stretching temperature, the stretching speed, the extraction temperature, the extraction speed, the heat setting temperature, the temperature and the like, which satisfy the requirements of the wet process of the polyethylene microporous membrane, Conventional parameters such as heat setting speed, air temperature, air flow and air pressure can be used.

2.2 폴리에틸렌 미세 다공막을 제조하는 방법2.2 Method for producing polyethylene microporous membrane

폴리에틸렌 미세 다공막은 습식 공정에 의해 제조되고, 이는 실질적으로 다음의 4가지 단계를 포함한다: 시트 주조 단계, 스트레칭 단계, 추출 단계 및 열 세팅 단계. 여기서 상기 스트레칭 단계는 폴리에틸렌 분자 사슬의 방향 (orientation)을 위해 가장 중요한 단계이고, 미세 다공막의 생산의 핵심 단계이다. 이러한 단계에서, 두꺼운 시트는 외부 힘의 방향에 따라 방향을 정해지기 때문에 그것들 위에 적용된 외부 힘에 의해 용융점 아래 및 유리 전이 온도 위에서 고탄성 상태로 스트레칭된다. 그에 의해, 생산물의 적용 성능은 변경되고 향상된다. 스트레칭된 오일-함유 박막의 분자 사슬은 세로 및 가로 방향 모두에서 방향이 정해지고, 기공-형성제는 특정 수분-오일 혼합 구조를 형성하기 위해 방향이 정해진 분자 사슬 사이에 균일하게 분포된다.The polyethylene microporous membrane is produced by a wet process, which involves substantially the following four steps: a sheet casting step, a stretching step, an extraction step and a heat setting step. Here, the stretching step is the most important step for the orientation of the polyethylene molecular chain and is a key step in the production of the microporous membrane. At this stage, the thick sheet is stretched to a high elastic state below the melting point and above the glass transition temperature by an external force applied thereon, since it is oriented according to the direction of the external force. Thereby, the application performance of the product is changed and improved. The molecular chains of the stretched oil-containing thin film are oriented in both the longitudinal and transverse directions, and the pore-former is uniformly distributed among the oriented molecular chains to form a specific water-oil mixed structure.

스트레칭 공정에 영향을 미치는 주요한 요인은 스트레칭 비, 스트레칭 스피드 및 스트레칭 온도 등을 포함한다. 동일한 장비에 대하여, 스트레칭 공정 동안 스트레칭 비 및 스트레칭 스피드가 일정한 조건에서, 더 높은 스트레칭 온도가 오일-함유 박막 상에 형성되는 더 큰 기공을 이끌고, 추출 후에 기공 크기는 더 크게 생성되어 상기 막의 공기 투과도는 우수할 것이다. 반면에, 스트레칭 온도가 상대적으로 낮을 때, 오일 막 상에 형성된 기공은 더 작고, 추출 후에 기공 크기는 더 작아 상기 막의 기계적 특성이 우수할 것이다. 스트레쳐 (stretcher) 내부에서, 실제로 챔버는 경계선으로서 오일-함유 박막에 의해 두 부분, 즉 상부 챔버와 하부 챔버로 나눠진다. 상기 두 부분이 동일한 온도를 가질 때, 기공 형성 조건이 동일하기 때문에 균일한 미세 구조를 가지는 미세 다공막이 형성될 것이다. 만약 두 부분의 온도가 다르게 제어된다면, 즉, 두 부분 사이에 온도 차이가 존재한다면, 기공 형성 조건이 다르기 때문에, 다른 미세 구조를 가진 미세 다공막이 형성될 것이다.The main factors affecting the stretching process include the stretching ratio, the stretching speed, and the stretching temperature. For the same equipment, under conditions where the stretching ratio and the stretching speed are constant during the stretching process, a higher stretching temperature leads to larger pores formed on the oil-containing thin film, resulting in a larger pore size after extraction, Will be excellent. On the other hand, when the stretching temperature is relatively low, the pores formed on the oil film are smaller and the pore size is smaller after extraction, so that the mechanical properties of the membrane will be excellent. Inside the stretcher, the chamber is actually divided into two parts, namely an upper chamber and a lower chamber, by the oil-containing thin film as a boundary line. When the two portions have the same temperature, the microporous membrane having a uniform microstructure will be formed because the pore forming conditions are the same. If the temperature of the two parts is controlled differently, that is, if there is a temperature difference between the two parts, the microporous membrane with different microstructure will be formed because the pore forming conditions are different.

본 발명에서, 상부 챔버의 스트레칭 온도는 117-127℃, 바람직하게는 120-125℃일 수 있고, 하부 챔버의 스트레칭 온도는 110-120℃, 바람직하게는 115-119℃일 수 있다. 상기 상부 챔버와 상기 하부 챔버 사이에 온도 차이는 두 면 상에서 다른 미세 구조를 가진 미세 다공막을 얻기 위해 1-10℃로 제어될 수 있다. 온도 차이가 1℃ 미만일 때, 미세 다공막의 두 면 상에 미세 구조는 상기 기공 형성 조건이 유사하기 때문에 서로 덜 다르며, 본 발명의 목적은 달성될 수 없다. 반면에, 온도 차이가 10℃ 초과일 때, 두 면 상에 미세 구조는 기공 형성 조건이 매우 다르기 때문에 동일한 스트레칭 비 및 스트레칭 스피드에서 서로 상당히 다르고, 상기 미세 다공막의 열 저항의 불균형 및 하락을 야기할 수 있고, 본 발명의 목적은 또한 달성될 수 없다. 탁월한 전반적인 성능을 나타내는 폴리에틸렌 미세 다공막을 얻기 위해서, 본 발명에서 온도 차이는 바람직하게는 2-8℃, 가장 바람직하게는 3-5℃이다.In the present invention, the stretching temperature of the upper chamber may be 117-127 占 폚, preferably 120-125 占 폚, and the stretching temperature of the lower chamber may be 110-120 占 폚, preferably 115-119 占 폚. The temperature difference between the upper chamber and the lower chamber can be controlled at 1-10 占 폚 to obtain a microporous membrane having different microstructures on two surfaces. When the temperature difference is less than 1 占 폚, the microstructure on both sides of the microporous membrane is less different from each other because the pore forming conditions are similar, and the object of the present invention can not be achieved. On the other hand, when the temperature difference is higher than 10 DEG C, the microstructure on the two surfaces is significantly different from each other at the same stretch ratio and stretching speed because the pore-forming conditions are very different and causes the imbalance and drop in the thermal resistance of the microporous membrane And the object of the present invention can not also be achieved. In order to obtain a polyethylene microporous membrane exhibiting excellent overall performance, the temperature difference in the present invention is preferably 2-8 占 폚, most preferably 3-5 占 폚.

본 발명에서, 스트레칭 비는 10-50, 바람직하게는 20-40일 수 있다.In the present invention, the stretching ratio may be 10-50, preferably 20-40.

본 발명에 따른 제조방법에 의해 얻어진 폴리에틸렌 미세 다공막은 전면 및 후면 상에 비대칭 구조를 가지고, 여기서: 상기 전면 상에 기공은 100-200nm의 평균 기공 크기로 더 크고, 반면에 상기 후면 상에 기공은 50-100nm의 평균 기공 크기로 더 작다. 상기 전면 및 상기 후면 사이에 평균 기공 크기 비 A:B는 (1.1-4.0):1 이고, 각각의 전면 및 후면 상에 기공 크기 분포는 30% 미만이다. 상기 미세 다공막은 5-30μm의 두께, 35-60%의 기공도, 50-350s/100ml의 공기 투과도 및 4-10N/20μm의 천공 강도를 가진다.The polyethylene microporous membrane obtained by the method of the present invention has an asymmetric structure on the front and back surfaces, wherein: the pores on the front surface are larger with an average pore size of 100-200 nm, Is smaller with an average pore size of 50-100 nm. The average pore size ratio A: B between (1.1-4.0): 1 between the front and back surfaces, and the pore size distribution on each of the front and back surfaces is less than 30%. The microporous membrane has a thickness of 5-30 μm, a porosity of 35-60%, an air permeability of 50-350 s / 100 ml, and a piercing strength of 4-10 N / 20 μm.

3. 리튬-이온 전지의 제조방법3. Manufacturing Method of Lithium-ion Battery

위에서 제조되듯이 폴리에틸렌 미세 다공막은 전지 크기의 요구 사항에 따라 커팅되고 그 후 리튬 철 포스페이트/흑연 전지 (lithium ferrous phosphate /graphite battery)를 생산하기 위해 조립되고, 여기서 상기 미세 다공막의 전면은 상기 전지의 양극에 가깝고, 후면은 상기 전지의 음극에 가깝다.As prepared above, the polyethylene microporous membrane is cut according to the requirements of the cell size and then assembled to produce a lithium ferrous phosphate / graphite battery, wherein the front surface of the microporous membrane comprises Close to the anode of the battery, and close to the cathode of the battery.

상술한 미세 다공막이 리튬-이온 전지에 사용될 때, 미세 다공막의 전면은 상기 전지의 양극에 가깝다. 상기 전면 상에 기공 크기가 더 크기 때문에, 상기 전지의 내부 저항은 더 낮고 저항력은 작고, 이는 우수한 이온 투과도, 월등한 전지 사이클 성능 및 고율 방전시 고 용량 보유율을 이끈다. 한편, 상기 막의 후면은 상기 전지의 음극에 가깝다. 더 작은 기공 크기 때문에, 내부 저항은 더 크고 자기-방전 공정 동안 Li-이온 이동 속도는 느리다. 이는 상기 전지가 우수한 자기-방전 성능을 가지도록 만들고, 분리기의 천공 저항을 향상시키고, 이에 의해 리튬 덴드라이트에 의한 합선이 방지된다.When the above-described microporous membrane is used for a lithium-ion battery, the front surface of the microporous membrane is close to the anode of the battery. Because of the larger pore size on the surface, the internal resistance of the cell is lower and the resistivity is lower, leading to superior ion permeability, superior battery cycle performance and high capacity retention at high rate discharges. On the other hand, the rear surface of the membrane is close to the cathode of the battery. Because of the smaller pore size, the internal resistance is larger and the Li-ion migration rate during the self-discharge process is slower. This makes the battery have excellent self-discharge performance and improves the puncture resistance of the separator, thereby preventing short-circuit by lithium dendrites.

본 발명에 따라 제조된 미세 다공막을 사용한 리튬-이온 전지는 우수한 고율 방전 성능뿐만 아니라 우수한 자기-방전 성능을 가진다.The lithium ion battery using the microporous membrane manufactured according to the present invention has excellent self discharge performance as well as excellent high rate discharge performance.

실시예Example

이하에서, 본 발명은 실시예에 관하여 추가로 상세히 기재될 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in further detail with reference to examples.

실시예 1Example 1

(1) 주조 시트 압출 단계: 폴리에틸렌 수지 및 액체 파라핀은 이축 압출기 (twin screw extruder) 속으로 주입되었고, 상기 이축 압출기에서 균질의 용융물로 용융 혼련되었다 (melting kneaded). 그 후 상기 용융물은 다이 헤드 (die head)를 통해 연속적으로 압출되었고 냉각 롤에 의해 몰딩되도록 (molding) 급속 냉각되었다. 두꺼운 시트가 얻어졌고, 여기서 폴리에틸렌 수지의 중량 평균 분자량은 500,000이었고, 액체 파라핀의 점도 등급은 40 이었고, 폴리에틸렌 수지 대 액체 파라핀의 질량 비는 1:3 이었고, 용융 온도는 200℃ 이었고, 그리고 냉각 롤의 온도는 30℃ 이었다.(1) Casting sheet extrusion step: Polyethylene resin and liquid paraffin were injected into a twin screw extruder and were melted and kneaded with a homogeneous melt in the biaxial extruder. The melt was then extruded continuously through a die head and rapidly cooled to be molded by a chill roll. Wherein the weight average molecular weight of the polyethylene resin was 500,000, the viscosity grade of the liquid paraffin was 40, the mass ratio of polyethylene resin to liquid paraffin was 1: 3, the melting temperature was 200 ° C, Was 30 < 0 > C.

(2) 2축 스트레칭 단계: 상기 두꺼운 시트는 오일-함유 박막을 얻기 위해 예비-가열한 후에 스트레쳐에서 스트레칭 되었다; 여기서 상부 챔버의 스트레칭 온도는 120℃ 이었고, 하부 챔버의 스트레칭 온도는 115℃ 이었고, 그리고 상기 상부와 하부 챔버 사이에 온도 차이는 5℃ 이었다.(2) biaxial stretching step: the thick sheet was stretched in a stretcher after pre-heating to obtain an oil-containing thin film; Where the stretching temperature of the upper chamber was 120 ° C, the stretching temperature of the lower chamber was 115 ° C, and the temperature difference between the upper and lower chambers was 5 ° C.

(3) 추출 단계: 액체 파라핀은 미세 다공 구조를 가진 흰색 박막을 형성하기 위해 오일-함유 박막으로부터 디클로로메탄으로 추출되었다.(3) Extraction step: Liquid paraffin was extracted with dichloromethane from the oil-containing thin film to form a white thin film having a microporous structure.

(4) 열 세팅 단계: 흰색 미세 다공막은 비대칭 구조를 가진 폴리에틸렌 미세 다공막을 얻기 위해 2분 동안 125℃에서 열-세팅 처리되었다.(4) Heat setting step: The white microporous membrane was heat-set at 125 占 폚 for 2 minutes to obtain a polyethylene microporous membrane having an asymmetric structure.

비대칭 구조를 가지는 폴리에틸렌 미세 다공막은 위의 방법에 따라 제조되었고, 이들의 물리적 및 화학적 특성이 테스트 되었다. 테스트 결과는 표 1에서 나타난다.Polyethylene microporous membranes having an asymmetric structure were prepared according to the above method and their physical and chemical properties were tested. The test results are shown in Table 1.

(5) 위에서 제조되듯이 상기 폴리에틸렌 미세 다공막은 전지 크기의 요구 사항에 따라 커팅되었고, 그 후 조립되었고, 여기서 상기 미세 다공막의 전면은 상기 전지의 양극에 가까웠고, 후면은 상기 전지의 음극에 가까웠다. 상기 전지의 전기적 특성이 테스트되었고, 테스트 결과는 표 1에서 나타난다.(5) As prepared above, the polyethylene microporous membrane was cut according to cell size requirements and then assembled, wherein the front surface of the microporous membrane was close to the anode of the cell, and the rear surface was attached to the cathode of the cell It was close. The electrical characteristics of the cell were tested and the test results are shown in Table 1.

실시예 2Example 2

(1) 주조 시트 압출 단계: 폴리에틸렌 수지 및 액체 파라핀은 이축 압출기 속으로 주입되었고, 상기 이축 압출기에서 균질의 용융물로 용융 혼련되었다. 그 후 상기 용융물은 다이 헤드를 통해 연속적으로 압출되었고 냉각 롤에 의해 몰딩되도록 급속 냉각되었다. 두꺼운 시트가 얻어졌고, 여기서 폴리에틸렌 수지의 중량 평균 분자량은 1,000,000이었고, 액체 파라핀의 점도 등급은 50 이었고, 폴리에틸렌 수지 대 액체 파라핀의 질량 비는 1:4 이었고, 용융 온도는 200℃ 이었고, 그리고 냉각 롤의 온도는 30℃ 이었다.(1) Casting sheet extrusion step: Polyethylene resin and liquid paraffin were injected into a twin-screw extruder and melt-kneaded with a homogeneous melt in the twin-screw extruder. The melt was then continuously extruded through a die head and rapidly cooled to be molded by a chill roll. A thick sheet was obtained in which the weight average molecular weight of the polyethylene resin was 1,000,000, the viscosity grade of the liquid paraffin was 50, the mass ratio of the polyethylene resin to liquid paraffin was 1: 4, the melting temperature was 200 ° C, Was 30 < 0 > C.

(2) 2축 스트레칭 단계: 상기 두꺼운 시트는 오일-함유 박막을 얻기 위해 예비-가열한 후에 스트레쳐에서 스트레칭 되었다; 여기서 상부 챔버의 스트레칭 온도는 125℃ 이었고, 하부 챔버의 스트레칭 온도는 115℃ 이었고, 그리고 상기 상부와 하부 챔버 사이에 온도 차이는 10℃ 이었다.(2) biaxial stretching step: the thick sheet was stretched in a stretcher after pre-heating to obtain an oil-containing thin film; Where the stretching temperature of the upper chamber was 125 占 폚, the stretching temperature of the lower chamber was 115 占 폚, and the temperature difference between the upper and lower chambers was 10 占 폚.

(3) 추출 단계: 액체 파라핀은 미세 다공 구조를 가진 흰색 박막을 형성하기 위해 오일-함유 박막으로부터 디클로로메탄으로 추출되었다.(3) Extraction step: Liquid paraffin was extracted with dichloromethane from the oil-containing thin film to form a white thin film having a microporous structure.

(4) 열 세팅 단계: 흰색 미세 다공막은 비대칭 구조를 가진 폴리에틸렌 미세 다공막을 얻기 위해 2분 동안 128℃에서 열-세팅 처리되었다.(4) Heat setting step: White microporous membrane was heat-set at 128 占 폚 for 2 minutes to obtain a polyethylene microporous membrane having an asymmetric structure.

비대칭 구조를 가지는 폴리에틸렌 미세 다공막은 위의 방법에 따라 제조되었고, 이들의 물리적 및 화학적 특성이 테스트 되었다. 테스트 결과는 표 1에서 나타난다.Polyethylene microporous membranes having an asymmetric structure were prepared according to the above method and their physical and chemical properties were tested. The test results are shown in Table 1.

(5) 위에서 제조되듯이 상기 폴리에틸렌 미세 다공막은 전지 크기의 요구 사항에 따라 커팅되었고, 그 후 조립되었고, 여기서 상기 미세 다공막의 전면은 상기 전지의 양극에 가까웠고, 후면은 상기 전지의 음극에 가까웠다. 상기 전지의 전기적 특성이 테스트되었고, 테스트 결과는 표 1에서 나타난다.(5) As prepared above, the polyethylene microporous membrane was cut according to cell size requirements and then assembled, wherein the front surface of the microporous membrane was close to the anode of the cell, and the rear surface was attached to the cathode of the cell It was close. The electrical characteristics of the cell were tested and the test results are shown in Table 1.

실시예 3Example 3

(1) 주조 시트 압출 단계: 폴리에틸렌 수지 및 액체 파라핀은 이축 압출기 속으로 주입되었고, 상기 이축 압출기에서 균질의 용융물로 용융 혼련되었다. 그 후 상기 용융물은 다이 헤드를 통해 연속적으로 압출되었고 냉각 롤에 의해 몰딩되도록 급속 냉각되었다. 두꺼운 시트가 얻어졌고, 여기서 폴리에틸렌 수지의 중량 평균 분자량은 500,000이었고, 액체 파라핀의 점도 등급은 40 이었고, 폴리에틸렌 수지 대 액체 파라핀의 질량 비는 1:3 이었고, 용융 온도는 210℃ 이었고, 그리고 냉각 롤의 온도는 30℃ 이었다.(1) Casting sheet extrusion step: Polyethylene resin and liquid paraffin were injected into a twin-screw extruder and melt-kneaded with a homogeneous melt in the twin-screw extruder. The melt was then continuously extruded through a die head and rapidly cooled to be molded by a chill roll. Wherein the weight average molecular weight of the polyethylene resin was 500,000, the viscosity grade of the liquid paraffin was 40, the mass ratio of the polyethylene resin to the liquid paraffin was 1: 3, the melting temperature was 210 ° C, Was 30 < 0 > C.

(2) 2축 스트레칭 단계: 상기 두꺼운 시트는 오일-함유 박막을 얻기 위해 예비-가열한 후에 스트레쳐에서 스트레칭 되었다; 여기서 상부 챔버의 스트레칭 온도는 120℃ 이었고, 하부 챔버의 스트레칭 온도는 119℃ 이었고, 그리고 상기 상부와 하부 챔버 사이에 온도 차이는 1℃ 이었다.(2) biaxial stretching step: the thick sheet was stretched in a stretcher after pre-heating to obtain an oil-containing thin film; Where the stretching temperature of the upper chamber was 120 占 폚, the stretching temperature of the lower chamber was 119 占 폚, and the temperature difference between the upper and lower chambers was 1 占 폚.

(3) 추출 단계: 액체 파라핀은 미세 다공 구조를 가진 흰색 박막을 형성하기 위해 오일-함유 박막으로부터 디클로로메탄으로 추출되었다.(3) Extraction step: Liquid paraffin was extracted with dichloromethane from the oil-containing thin film to form a white thin film having a microporous structure.

(4) 열 세팅 단계: 흰색 미세 다공막은 비대칭 구조를 가진 폴리에틸렌 미세 다공막을 얻기 위해 2분 동안 125℃에서 열-세팅 처리되었다.(4) Heat setting step: The white microporous membrane was heat-set at 125 占 폚 for 2 minutes to obtain a polyethylene microporous membrane having an asymmetric structure.

비대칭 구조를 가지는 폴리에틸렌 미세 다공막은 위의 방법에 따라 제조되었고, 이들의 물리적 및 화학적 특성이 테스트 되었다. 테스트 결과는 표 1에서 나타난다.Polyethylene microporous membranes having an asymmetric structure were prepared according to the above method and their physical and chemical properties were tested. The test results are shown in Table 1.

(5) 위에서 제조되듯이 상기 폴리에틸렌 미세 다공막은 전지 크기의 요구 사항에 따라 커팅되었고, 그 후 조립되었고, 여기서 상기 미세 다공막의 전면은 상기 전지의 양극에 가까웠고, 후면은 상기 전지의 음극에 가까웠다. 상기 전지의 전기적 특성이 테스트되었고, 테스트 결과는 표 1에서 나타난다.(5) As prepared above, the polyethylene microporous membrane was cut according to cell size requirements and then assembled, wherein the front surface of the microporous membrane was close to the anode of the cell, and the rear surface was attached to the cathode of the cell It was close. The electrical characteristics of the cell were tested and the test results are shown in Table 1.

실시예 4Example 4

(1) 주조 시트 압출 단계: 폴리에틸렌 수지 및 액체 파라핀은 이축 압출기 속으로 주입되었고, 상기 이축 압출기에서 균질의 용융물로 용융 혼련되었다. 그 후 상기 용융물은 다이 헤드를 통해 연속적으로 압출되었고 냉각 롤에 의해 몰딩되도록 급속 냉각되었다. 두꺼운 시트가 얻어졌고, 여기서 폴리에틸렌 수지의 중량 평균 분자량은 1,000,000이었고, 액체 파라핀의 점도 등급은 50 이었고, 폴리에틸렌 수지 대 액체 파라핀의 질량 비는 1:3 이었고, 용융 온도는 200℃ 이었고, 그리고 냉각 롤의 온도는 30℃ 이었다.(1) Casting sheet extrusion step: Polyethylene resin and liquid paraffin were injected into a twin-screw extruder and melt-kneaded with a homogeneous melt in the twin-screw extruder. The melt was then continuously extruded through a die head and rapidly cooled to be molded by a chill roll. Wherein the weight average molecular weight of the polyethylene resin was 1,000,000, the viscosity grade of the liquid paraffin was 50, the mass ratio of polyethylene resin to liquid paraffin was 1: 3, the melting temperature was 200 ° C, Was 30 < 0 > C.

(2) 2축 스트레칭 단계: 상기 두꺼운 시트는 오일-함유 박막을 얻기 위해 예비-가열한 후에 스트레쳐에서 스트레칭 되었다; 여기서 상부 챔버의 스트레칭 온도는 122℃ 이었고, 하부 챔버의 스트레칭 온도는 119℃ 이었고, 그리고 상기 상부와 하부 챔버 사이에 온도 차이는 3℃ 이었다.(2) biaxial stretching step: the thick sheet was stretched in a stretcher after pre-heating to obtain an oil-containing thin film; Where the stretching temperature of the upper chamber was 122 占 폚, the stretching temperature of the lower chamber was 119 占 폚, and the temperature difference between the upper and lower chambers was 3 占 폚.

(3) 추출 단계: 액체 파라핀은 미세 다공 구조를 가진 흰색 박막을 형성하기 위해 오일-함유 박막으로부터 디클로로메탄으로 추출되었다.(3) Extraction step: Liquid paraffin was extracted with dichloromethane from the oil-containing thin film to form a white thin film having a microporous structure.

(4) 열 세팅 단계: 흰색 미세 다공막은 비대칭 구조를 가진 폴리에틸렌 미세 다공막을 얻기 위해 2분 동안 128℃에서 열-세팅 처리되었다.(4) Heat setting step: White microporous membrane was heat-set at 128 占 폚 for 2 minutes to obtain a polyethylene microporous membrane having an asymmetric structure.

비대칭 구조를 가지는 폴리에틸렌 미세 다공막은 위의 방법에 따라 제조되었고, 이들의 물리적 및 화학적 특성이 테스트 되었다. 테스트 결과는 표 1에서 나타난다.Polyethylene microporous membranes having an asymmetric structure were prepared according to the above method and their physical and chemical properties were tested. The test results are shown in Table 1.

(5) 위에서 제조되듯이 상기 폴리에틸렌 미세 다공막은 전지 크기의 요구 사항에 따라 커팅되었고, 그 후 조립되었고, 여기서 상기 미세 다공막의 전면은 상기 전지의 양극에 가까웠고, 후면은 상기 전지의 음극에 가까웠다. 상기 전지의 전기적 특성이 테스트되었고, 테스트 결과는 표 1에서 나타난다.(5) As prepared above, the polyethylene microporous membrane was cut according to cell size requirements and then assembled, wherein the front surface of the microporous membrane was close to the anode of the cell, and the rear surface was attached to the cathode of the cell It was close. The electrical characteristics of the cell were tested and the test results are shown in Table 1.

실시예 5Example 5

(1) 주조 시트 압출 단계: 폴리에틸렌 수지 및 액체 파라핀은 이축 압출기 속으로 주입되었고, 상기 이축 압출기에서 균질의 용융물로 용융 혼련되었다. 그 후 상기 용융물은 다이 헤드를 통해 연속적으로 압출되었고 냉각 롤에 의해 몰딩되도록 급속 냉각되었다. 두꺼운 시트가 얻어졌고, 여기서 폴리에틸렌 수지 (1)의 중량 평균 분자량은 2,000,000 이었고, 폴리에틸렌 수지 (2)의 중량 평균 분자량은 500,000 이었고, 상기 폴리에틸렌 수지 (1) 대 폴리에틸렌 수지 (2)의 질량 비는 7:3 이었고; 액체 파라핀의 점도 등급은 70 이었고, 폴리에틸렌 수지의 혼합물 대 액체 파라핀의 질량 비는 1:4 이었고, 용융 온도는 220℃ 이었고, 그리고 냉각 롤의 온도는 30℃ 이었다.(1) Casting sheet extrusion step: Polyethylene resin and liquid paraffin were injected into a twin-screw extruder and melt-kneaded with a homogeneous melt in the twin-screw extruder. The melt was then continuously extruded through a die head and rapidly cooled to be molded by a chill roll. Wherein the weight average molecular weight of the polyethylene resin (1) was 2,000,000, the weight average molecular weight of the polyethylene resin (2) was 500,000 and the mass ratio of the polyethylene resin (1) to the polyethylene resin (2) was 7 : 3; The liquid paraffin had a viscosity grade of 70, the mass ratio of the mixture of polyethylene resin to liquid paraffin was 1: 4, the melting temperature was 220 ° C, and the temperature of the cooling roll was 30 ° C.

(2) 2축 스트레칭 단계: 상기 두꺼운 시트는 오일-함유 박막을 얻기 위해 예비-가열한 후에 스트레쳐에서 스트레칭 되었다; 여기서 상부 챔버의 스트레칭 온도는 123℃ 이었고, 하부 챔버의 스트레칭 온도는 115℃ 이었고, 그리고 상기 상부와 하부 챔버 사이에 온도 차이는 8℃ 이었다.(2) biaxial stretching step: the thick sheet was stretched in a stretcher after pre-heating to obtain an oil-containing thin film; Where the stretching temperature of the upper chamber was 123 占 폚, the stretching temperature of the lower chamber was 115 占 폚, and the temperature difference between the upper and lower chambers was 8 占 폚.

(3) 추출 단계: 액체 파라핀은 미세 다공 구조를 가진 흰색 박막을 형성하기 위해 오일-함유 박막으로부터 디클로로메탄으로 추출되었다.(3) Extraction step: Liquid paraffin was extracted with dichloromethane from the oil-containing thin film to form a white thin film having a microporous structure.

(4) 열 세팅 단계: 흰색 미세 다공막은 비대칭 구조를 가진 폴리에틸렌 미세 다공막을 얻기 위해 2분 동안 130℃에서 열-세팅 처리되었다.(4) Heat setting step: White microporous membrane was heat-set at 130 占 폚 for 2 minutes to obtain a polyethylene microporous membrane having an asymmetric structure.

비대칭 구조를 가지는 폴리에틸렌 미세 다공막은 위의 방법에 따라 제조되었고, 이들의 물리적 및 화학적 특성이 테스트 되었다. 테스트 결과는 표 1에서 나타난다.Polyethylene microporous membranes having an asymmetric structure were prepared according to the above method and their physical and chemical properties were tested. The test results are shown in Table 1.

(5) 위에서 제조되듯이 상기 폴리에틸렌 미세 다공막은 전지 크기의 요구 사항에 따라 커팅되었고, 그 후 조립되었고, 여기서 상기 미세 다공막의 전면은 상기 전지의 양극에 가까웠고, 후면은 상기 전지의 음극에 가까웠다. 상기 전지의 전기적 특성이 테스트되었고, 테스트 결과는 표 1에서 나타난다.(5) As prepared above, the polyethylene microporous membrane was cut according to cell size requirements and then assembled, wherein the front surface of the microporous membrane was close to the anode of the cell, and the rear surface was attached to the cathode of the cell It was close. The electrical characteristics of the cell were tested and the test results are shown in Table 1.

비교 실시예 1Comparative Example 1

(1) 주조 시트 압출 단계: 폴리에틸렌 수지 및 액체 파라핀은 이축 압출기 속으로 주입되었고, 상기 이축 압출기에서 균질의 용융물로 용융 혼련되었다. 그 후 상기 용융물은 다이 헤드를 통해 연속적으로 압출되었고 냉각 롤에 의해 몰딩되도록 급속 냉각되었다. 두꺼운 시트가 얻어졌고, 여기서 폴리에틸렌 수지의 중량 평균 분자량은 500,000이었고, 액체 파라핀의 점도 등급은 40 이었고, 폴리에틸렌 수지 대 액체 파라핀의 질량 비는 1:3 이었고, 용융 온도는 200℃ 이었고, 그리고 냉각 롤의 온도는 30℃ 이었다.(1) Casting sheet extrusion step: Polyethylene resin and liquid paraffin were injected into a twin-screw extruder and melt-kneaded with a homogeneous melt in the twin-screw extruder. The melt was then continuously extruded through a die head and rapidly cooled to be molded by a chill roll. Wherein the weight average molecular weight of the polyethylene resin was 500,000, the viscosity grade of the liquid paraffin was 40, the mass ratio of polyethylene resin to liquid paraffin was 1: 3, the melting temperature was 200 ° C, Was 30 < 0 > C.

(2) 2축 스트레칭 단계: 상기 두꺼운 시트는 오일-함유 박막을 얻기 위해 예비-가열한 후에 스트레쳐에서 스트레칭 되었다; 여기서 상부 챔버의 스트레칭 온도는 120℃ 이었고, 하부 챔버의 스트레칭 온도는 120℃ 이었고, 그리고 상기 상부와 하부 챔버 사이에 온도 차이는 0℃ 이었다.(2) biaxial stretching step: the thick sheet was stretched in a stretcher after pre-heating to obtain an oil-containing thin film; Where the stretching temperature of the upper chamber was 120 占 폚, the stretching temperature of the lower chamber was 120 占 폚, and the temperature difference between the upper and lower chambers was 0 占 폚.

(3) 추출 단계: 액체 파라핀은 미세 다공 구조를 가진 흰색 박막을 형성하기 위해 오일-함유 박막으로부터 디클로로메탄으로 추출되었다.(3) Extraction step: Liquid paraffin was extracted with dichloromethane from the oil-containing thin film to form a white thin film having a microporous structure.

(4) 열 세팅 단계: 흰색 미세 다공막은 비대칭 구조를 가진 폴리에틸렌 미세 다공막을 얻기 위해 2분 동안 125℃에서 열-세팅 처리되었다.(4) Heat setting step: The white microporous membrane was heat-set at 125 占 폚 for 2 minutes to obtain a polyethylene microporous membrane having an asymmetric structure.

비대칭 구조를 가지는 폴리에틸렌 미세 다공막은 위의 방법에 따라 제조되었고, 이들의 물리적 및 화학적 특성이 테스트 되었다. 테스트 결과는 표 2에서 나타난다.Polyethylene microporous membranes having an asymmetric structure were prepared according to the above method and their physical and chemical properties were tested. The test results are shown in Table 2.

(5) 위에서 제조되듯이 상기 폴리에틸렌 미세 다공막은 전지 크기의 요구 사항에 따라 커팅되었고, 그 후 조립되었고, 여기서 상기 미세 다공막의 전면은 상기 전지의 양극에 가까웠고, 후면은 상기 전지의 음극에 가까웠다. 상기 전지의 전기적 특성이 테스트되었고, 테스트 결과는 표 2에서 나타난다.(5) As prepared above, the polyethylene microporous membrane was cut according to cell size requirements and then assembled, wherein the front surface of the microporous membrane was close to the anode of the cell, and the rear surface was attached to the cathode of the cell It was close. The electrical characteristics of the battery were tested, and the test results are shown in Table 2.

비교 실시예 2Comparative Example 2

(1) 주조 시트 압출 단계: 폴리에틸렌 수지 및 액체 파라핀은 이축 압출기 속으로 주입되었고, 상기 이축 압출기에서 균질의 용융물로 용융 혼련되었다. 그 후 상기 용융물은 다이 헤드를 통해 연속적으로 압출되었고 냉각 롤에 의해 몰딩되도록 급속 냉각되었다. 두꺼운 시트가 얻어졌고, 여기서 폴리에틸렌 수지의 중량 평균 분자량은 1,000,000이었고, 액체 파라핀의 점도 등급은 50 이었고, 폴리에틸렌 수지 대 액체 파라핀의 질량 비는 1:4 이었고, 용융 온도는 210℃ 이었고, 그리고 냉각 롤의 온도는 30℃ 이었다.(1) Casting sheet extrusion step: Polyethylene resin and liquid paraffin were injected into a twin-screw extruder and melt-kneaded with a homogeneous melt in the twin-screw extruder. The melt was then continuously extruded through a die head and rapidly cooled to be molded by a chill roll. A thick sheet was obtained in which the weight average molecular weight of the polyethylene resin was 1,000,000, the viscosity grade of the liquid paraffin was 50, the mass ratio of the polyethylene resin to liquid paraffin was 1: 4, the melting temperature was 210 ° C, Was 30 < 0 > C.

(2) 2축 스트레칭 단계: 상기 두꺼운 시트는 오일-함유 박막을 얻기 위해 예비-가열한 후에 스트레쳐에서 스트레칭 되었다; 여기서 상부 챔버의 스트레칭 온도는 125℃ 이었고, 하부 챔버의 스트레칭 온도는 125℃ 이었고, 그리고 상기 상부와 하부 챔버 사이에 온도 차이는 0℃ 이었다.(2) biaxial stretching step: the thick sheet was stretched in a stretcher after pre-heating to obtain an oil-containing thin film; Where the stretching temperature of the upper chamber was 125 占 폚, the stretching temperature of the lower chamber was 125 占 폚, and the temperature difference between the upper and lower chambers was 0 占 폚.

(3) 추출 단계: 액체 파라핀은 미세 다공 구조를 가진 흰색 박막을 형성하기 위해 오일-함유 박막으로부터 디클로로메탄으로 추출되었다.(3) Extraction step: Liquid paraffin was extracted with dichloromethane from the oil-containing thin film to form a white thin film having a microporous structure.

(4) 열 세팅 단계: 흰색 미세 다공막은 비대칭 구조를 가진 폴리에틸렌 미세 다공막을 얻기 위해 2분 동안 128℃에서 열-세팅 처리되었다.(4) Heat setting step: White microporous membrane was heat-set at 128 占 폚 for 2 minutes to obtain a polyethylene microporous membrane having an asymmetric structure.

비대칭 구조를 가지는 폴리에틸렌 미세 다공막은 위의 방법에 따라 제조되었고, 이들의 물리적 및 화학적 특성이 테스트 되었다. 테스트 결과는 표 2에서 나타난다.Polyethylene microporous membranes having an asymmetric structure were prepared according to the above method and their physical and chemical properties were tested. The test results are shown in Table 2.

(5) 위에서 제조되듯이 상기 폴리에틸렌 미세 다공막은 전지 크기의 요구 사항에 따라 커팅되었고, 그 후 조립되었고, 여기서 상기 미세 다공막의 전면은 상기 전지의 양극에 가까웠고, 후면은 상기 전지의 음극에 가까웠다. 상기 전지의 전기적 특성이 테스트되었고, 테스트 결과는 표 2에서 나타난다.(5) As prepared above, the polyethylene microporous membrane was cut according to cell size requirements and then assembled, wherein the front surface of the microporous membrane was close to the anode of the cell, and the rear surface was attached to the cathode of the cell It was close. The electrical characteristics of the battery were tested, and the test results are shown in Table 2.

비교 실시예 3Comparative Example 3

(1) 주조 시트 압출 단계: 폴리에틸렌 수지 및 액체 파라핀은 이축 압출기 속으로 주입되었고, 상기 이축 압출기에서 균질의 용융물로 용융 혼련되었다. 그 후 상기 용융물은 다이 헤드를 통해 연속적으로 압출되었고 냉각 롤에 의해 몰딩되도록 급속 냉각되었다. 두꺼운 시트가 얻어졌고, 여기서 폴리에틸렌 수지의 중량 평균 분자량은 500,000이었고, 액체 파라핀의 점도 등급은 40 이었고, 폴리에틸렌 수지 대 액체 파라핀의 질량 비는 1:2 이었고, 용융 온도는 200℃ 이었고, 그리고 냉각 롤의 온도는 30℃ 이었다.(1) Casting sheet extrusion step: Polyethylene resin and liquid paraffin were injected into a twin-screw extruder and melt-kneaded with a homogeneous melt in the twin-screw extruder. The melt was then continuously extruded through a die head and rapidly cooled to be molded by a chill roll. A thick sheet was obtained in which the weight average molecular weight of the polyethylene resin was 500,000, the viscosity grade of the liquid paraffin was 40, the mass ratio of the polyethylene resin to liquid paraffin was 1: 2, the melting temperature was 200 ° C, Was 30 < 0 > C.

(2) 2축 스트레칭 단계: 상기 두꺼운 시트는 오일-함유 박막을 얻기 위해 예비-가열한 후에 스트레쳐에서 스트레칭 되었다; 여기서 상부 챔버의 스트레칭 온도는 115℃ 이었고, 하부 챔버의 스트레칭 온도는 115℃ 이었고, 그리고 상기 상부와 하부 챔버 사이에 온도 차이는 0℃ 이었다.(2) biaxial stretching step: the thick sheet was stretched in a stretcher after pre-heating to obtain an oil-containing thin film; Where the stretching temperature of the upper chamber was 115 ° C, the stretching temperature of the lower chamber was 115 ° C, and the temperature difference between the upper and lower chambers was 0 ° C.

(3) 추출 단계: 액체 파라핀은 미세 다공 구조를 가진 흰색 박막을 형성하기 위해 오일-함유 박막으로부터 디클로로메탄으로 추출되었다.(3) Extraction step: Liquid paraffin was extracted with dichloromethane from the oil-containing thin film to form a white thin film having a microporous structure.

(4) 열 세팅 단계: 흰색 미세 다공막은 비대칭 구조를 가진 폴리에틸렌 미세 다공막을 얻기 위해 2분 동안 125℃에서 열-세팅 처리되었다.(4) Heat setting step: The white microporous membrane was heat-set at 125 占 폚 for 2 minutes to obtain a polyethylene microporous membrane having an asymmetric structure.

비대칭 구조를 가지는 폴리에틸렌 미세 다공막은 위의 방법에 따라 제조되었고, 이들의 물리적 및 화학적 특성이 테스트 되었다. 테스트 결과는 표 2에서 나타난다.Polyethylene microporous membranes having an asymmetric structure were prepared according to the above method and their physical and chemical properties were tested. The test results are shown in Table 2.

(5) 위에서 제조되듯이 상기 폴리에틸렌 미세 다공막은 전지 크기의 요구 사항에 따라 커팅되었고, 그 후 조립되었고, 여기서 상기 미세 다공막의 전면은 상기 전지의 양극에 가까웠고, 후면은 상기 전지의 음극에 가까웠다. 상기 전지의 전기적 특성이 테스트되었고, 테스트 결과는 표 2에서 나타난다.(5) As prepared above, the polyethylene microporous membrane was cut according to cell size requirements and then assembled, wherein the front surface of the microporous membrane was close to the anode of the cell, and the rear surface was attached to the cathode of the cell It was close. The electrical characteristics of the battery were tested, and the test results are shown in Table 2.

비교 실시예 4Comparative Example 4

(1) 주조 시트 압출 단계: 폴리에틸렌 수지 및 액체 파라핀은 이축 압출기 속으로 주입되었고, 상기 이축 압출기에서 균질의 용융물로 용융 혼련되었다. 그 후 상기 용융물은 다이 헤드를 통해 연속적으로 압출되었고 냉각 롤에 의해 몰딩되도록 급속 냉각되었다. 두꺼운 시트가 얻어졌고, 여기서 폴리에틸렌 수지의 중량 평균 분자량은 1,000,000 이었고, 액체 파라핀의 점도 등급은 50 이었고, 폴리에틸렌 수지 대 액체 파라핀의 질량 비는 1:3 이었고, 용융 온도는 210℃ 이었고, 그리고 냉각 롤의 온도는 30℃ 이었다.(1) Casting sheet extrusion step: Polyethylene resin and liquid paraffin were injected into a twin-screw extruder and melt-kneaded with a homogeneous melt in the twin-screw extruder. The melt was then continuously extruded through a die head and rapidly cooled to be molded by a chill roll. A thick sheet was obtained in which the weight average molecular weight of the polyethylene resin was 1,000,000, the viscosity grade of the liquid paraffin was 50, the mass ratio of the polyethylene resin to liquid paraffin was 1: 3, the melting temperature was 210 ° C, Was 30 < 0 > C.

(2) 2축 스트레칭 단계: 상기 두꺼운 시트는 오일-함유 박막을 얻기 위해 예비-가열한 후에 스트레쳐에서 스트레칭 되었다; 여기서 상부 챔버의 스트레칭 온도는 122℃ 이었고, 하부 챔버의 스트레칭 온도는 122℃ 이었고, 그리고 상기 상부와 하부 챔버 사이에 온도 차이는 0℃ 이었다.(2) biaxial stretching step: the thick sheet was stretched in a stretcher after pre-heating to obtain an oil-containing thin film; Where the stretching temperature of the upper chamber was 122 占 폚, the stretching temperature of the lower chamber was 122 占 폚, and the temperature difference between the upper and lower chambers was 0 占 폚.

(3) 추출 단계: 액체 파라핀은 미세 다공 구조를 가진 흰색 박막을 형성하기 위해 오일-함유 박막으로부터 디클로로메탄으로 추출되었다.(3) Extraction step: Liquid paraffin was extracted with dichloromethane from the oil-containing thin film to form a white thin film having a microporous structure.

(4) 열 세팅 단계: 흰색 미세 다공막은 비대칭 구조를 가진 폴리에틸렌 미세 다공막을 얻기 위해 2분 동안 128℃에서 열-세팅 처리되었다.(4) Heat setting step: White microporous membrane was heat-set at 128 占 폚 for 2 minutes to obtain a polyethylene microporous membrane having an asymmetric structure.

비대칭 구조를 가지는 폴리에틸렌 미세 다공막은 위의 방법에 따라 제조되었고, 이들의 물리적 및 화학적 특성이 테스트 되었다. 테스트 결과는 표 2에서 나타난다.Polyethylene microporous membranes having an asymmetric structure were prepared according to the above method and their physical and chemical properties were tested. The test results are shown in Table 2.

(5) 위에서 제조되듯이 상기 폴리에틸렌 미세 다공막은 전지 크기의 요구 사항에 따라 커팅되었고, 그 후 조립되었고, 여기서 상기 미세 다공막의 전면은 상기 전지의 양극에 가까웠고, 후면은 상기 전지의 음극에 가까웠다. 상기 전지의 전기적 특성이 테스트되었고, 테스트 결과는 표 2에서 나타난다.(5) As prepared above, the polyethylene microporous membrane was cut according to cell size requirements and then assembled, wherein the front surface of the microporous membrane was close to the anode of the cell, and the rear surface was attached to the cathode of the cell It was close. The electrical characteristics of the battery were tested, and the test results are shown in Table 2.

비교 실시예 5Comparative Example 5

(1) 주조 시트 압출 단계: 폴리에틸렌 수지 및 액체 파라핀은 이축 압출기 속으로 주입되었고, 상기 이축 압출기에서 균질의 용융물로 용융 혼련되었다. 그 후 상기 용융물은 다이 헤드를 통해 연속적으로 압출되었고 냉각 롤에 의해 몰딩되도록 급속 냉각되었다. 두꺼운 시트가 얻어졌고, 여기서 폴리에틸렌 수지 (1)의 중량 평균 분자량은 2,000,000 이었고, 폴리에틸렌 수지 (2)의 중량 평균 분자량은 500,000 이었고, 상기 폴리에틸렌 수지 (1) 대 폴리에틸렌 수지 (2)의 질량 비는 7:3 이었고; 액체 파라핀의 점도 등급은 70 이었고, 폴리에틸렌 수지의 혼합물 대 액체 파라핀의 질량 비는 1:4 이었고, 용융 온도는 220℃ 이었고, 그리고 냉각 롤의 온도는 30℃ 이었다.(1) Casting sheet extrusion step: Polyethylene resin and liquid paraffin were injected into a twin-screw extruder and melt-kneaded with a homogeneous melt in the twin-screw extruder. The melt was then continuously extruded through a die head and rapidly cooled to be molded by a chill roll. Wherein the weight average molecular weight of the polyethylene resin (1) was 2,000,000, the weight average molecular weight of the polyethylene resin (2) was 500,000 and the mass ratio of the polyethylene resin (1) to the polyethylene resin (2) was 7 : 3; The liquid paraffin had a viscosity grade of 70, the mass ratio of the mixture of polyethylene resin to liquid paraffin was 1: 4, the melting temperature was 220 ° C, and the temperature of the cooling roll was 30 ° C.

(2) 2축 스트레칭 단계: 상기 두꺼운 시트는 오일-함유 박막을 얻기 위해 예비-가열한 후에 스트레쳐에서 스트레칭 되었다; 여기서 상부 챔버의 스트레칭 온도는 123℃ 이었고, 하부 챔버의 스트레칭 온도는 123℃ 이었고, 그리고 상기 상부와 하부 챔버 사이에 온도 차이는 0℃ 이었다.(2) biaxial stretching step: the thick sheet was stretched in a stretcher after pre-heating to obtain an oil-containing thin film; Where the stretching temperature of the upper chamber was 123 ° C, the stretching temperature of the lower chamber was 123 ° C, and the temperature difference between the upper and lower chambers was 0 ° C.

(3) 추출 단계: 액체 파라핀은 미세 다공 구조를 가진 흰색 박막을 형성하기 위해 오일-함유 박막으로부터 디클로로메탄으로 추출되었다.(3) Extraction step: Liquid paraffin was extracted with dichloromethane from the oil-containing thin film to form a white thin film having a microporous structure.

(4) 열 세팅 단계: 흰색 미세 다공막은 비대칭 구조를 가진 폴리에틸렌 미세 다공막을 얻기 위해 2분 동안 130℃에서 열-세팅 처리되었다.(4) Heat setting step: White microporous membrane was heat-set at 130 占 폚 for 2 minutes to obtain a polyethylene microporous membrane having an asymmetric structure.

비대칭 구조를 가지는 폴리에틸렌 미세 다공막은 위의 방법에 따라 제조되었고, 이들의 물리적 및 화학적 특성이 테스트 되었다. 테스트 결과는 표 2에서 나타난다.Polyethylene microporous membranes having an asymmetric structure were prepared according to the above method and their physical and chemical properties were tested. The test results are shown in Table 2.

(5) 위에서 제조되듯이 상기 폴리에틸렌 미세 다공막은 전지 크기의 요구 사항에 따라 커팅되었고, 그 후 조립되었고, 여기서 상기 미세 다공막의 전면은 상기 전지의 양극에 가까웠고, 후면은 상기 전지의 음극에 가까웠다. 상기 전지의 전기적 특성이 테스트되었고, 테스트 결과는 표 2에서 나타난다.(5) As prepared above, the polyethylene microporous membrane was cut according to cell size requirements and then assembled, wherein the front surface of the microporous membrane was close to the anode of the cell, and the rear surface was attached to the cathode of the cell It was close. The electrical characteristics of the battery were tested, and the test results are shown in Table 2.

비록 본 발명의 바람직한 구체예는 설명의 목적을 위해 개시되었지만, 해당 기술 분야에서 통상의 기술자는 다양한 변경, 첨가 및 치환은 첨부된 청구항에 의해 개시된 것과 같은 범위 및 사상으로부터 벗어남이 없이 이용할 수 있는 것으로 이해해야 한다.Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those of ordinary skill in the art will recognize that various changes, additions and substitutions can be made without departing from the scope and spirit of what is disclosed by the appended claims I have to understand.

본 발명에서, 분리기의 특성의 측정 방법은 하기와 같다:In the present invention, the method of measuring the characteristics of the separator is as follows:

1. 평균 기공 크기: 표준 GB/T21650.1-2008/ISO15901-1:2006에 따라 수은 압입 방법을 사용하여 측정되었다. 상기 수은은 진공 조건 하에 샘플 튜브에 주입되었고, 227.5MPa의 최대 압력으로 고압 스테이션 (station)에서 분석되었다. 상기 수은 압입 공정 동안, 수은은 압력의 증가와 함께 샘플의 기공 속으로 가압되었다. 생산된 전기 신호는 데이터 처리를 위해 센서를 통해 컴퓨터로 입력되었고 이에 의해 관련 도표가 시뮬레이션 되었고, 그 결과 기공 크기의 데이터가 계산되었다. 그 후 평균 기공 크기는 데이터 처리를 평균화함으로써 얻어졌다.1. Average pore size: Measured using the mercury indentation method according to standard GB / T21650.1-2008 / ISO15901-1: 2006. The mercury was injected into the sample tube under vacuum conditions and analyzed at a high pressure station at a maximum pressure of 227.5 MPa. During the mercury intrusion process, mercury was pressurized into the pores of the sample with increasing pressure. The generated electrical signal was input to the computer via a sensor for data processing, whereby the relevant plot was simulated and the data of the pore size were calculated. The average pore size was then obtained by averaging the data processing.

2. 기공 크기 분포: 표준 GB/T21650.1-2008/ISO15901-1:2006에 따른 수은 압입 방법을 사용함으로써 측정되었다. 최대 기공 크기 및 최소 기공 크기는 데이터 처리에 의해 시뮬레이션된 관련 도표를 통해 얻어질 수 있다. 본 명세서에서 사용된 기공 크기 분포는 최대 기공 크기 또는 최소 기공 크기와 평균 기공 크기 사이에 차이를 평균 기공 크기로 나누어 얻어진 백분율 값이고, 이는 하기의 식에 의해 계산된다:2. Pore size distribution: Measured by using the mercury indentation method according to standard GB / T21650.1-2008 / ISO15901-1: 2006. The maximum pore size and the minimum pore size can be obtained through a related plot simulated by data processing. The pore size distribution used herein is the percentage value obtained by dividing the difference between the maximum pore size or the minimum pore size and the average pore size by the average pore size, which is calculated by the following equation:

기공 크기 분포 = (최대 기공 크기 - 평균 기공 크기)/평균 기공 크기 ×100%, 또는Pore size distribution = (maximum pore size - average pore size) / average pore size x 100%, or

기공 크기 분포 = (평균 기공 크기 - 최소 기공 크기)/평균 기공 크기 ×100%.Pore size distribution = (average pore size - minimum pore size) / average pore size x 100%.

3. 두께: 각각의 MD 방향 및 TD 방향에서 얻어진 10 이상의 위치의 두께는 1/1000 mm 데스크 타입 두께 게이지를 사용함으로써 개별적으로 측정되었고, 이들의 평균 값은 막의 두께를 표현하기 위해 계산되었다.3. Thickness: Thicknesses of 10 or more positions obtained in the respective MD and TD directions were individually measured by using a 1/1000 mm desk type thickness gauge and their average values were calculated to represent the thickness of the film.

4. 기공도: 100mm×100mm의 정사각형 샘플은 미세 다공막으로부터 커팅되었고, 그것의 실제 질량 W1이 측정되었다. 그 후 상기 기공도가 0%인 샘플의 질량 W0은 수지 조성물의 밀도 및 두께를 기초로 하여 계산되었고, 그 결과 상기 기공도는 다음의 표현에 의해 결정되었다: 기공도 = (W0- W1)/ W0×100.4. Porosity: A square sample of 100 mm x 100 mm was cut from the microporous membrane and its actual mass W 1 was measured. Then, the mass W 0 of the sample having the porosity of 0% was calculated on the basis of the density and the thickness of the resin composition, and as a result, the porosity was determined by the following expression: porosity = (W 0 - W 1 ) / W 0 x 100.

5. 공기 투과도: Gurley 공기 투과도 게이지는 표준 JIS P8117에 따른 25℃, 공기 분위기에서 공기 투과도를 측정하는데 사용되었다.5. Air permeability: The Gurley air permeability gauge was used to measure air permeability at 25 ° C in an air atmosphere according to standard JIS P8117.

6. 천공 강도: 1.0mm의 지름 및 0.5mm의 곡률 반경 (curvature radius)을 가지는 니들 팁 (needle tip)은 유니버셜 인장 기계 상에 끼워지고, 상기 니들 팁이 120mm/min의 속도로 그것을 관통했을 때, 분리기의 천공 강도는 23℃에서 측정되었다.6. Perforation Strength: A needle tip having a diameter of 1.0 mm and a curvature radius of 0.5 mm was fitted on a universal tensile machine and when the needle tip penetrated it at a speed of 120 mm / min , And the puncture strength of the separator was measured at 23 ° C.

7. 미세 구조: 막을 관찰하고 미세 구조 사진을 찍기 위해 주사 전자 현미경을 사용하였다.7. Microstructure: Scanning electron microscopy was used to observe the film and take microstructural photographs.

8. 내부 저항: BT-2000 전기 화학 테스트기는 전기적 특성을 테스트하기 위해 사용되었다.8. Internal resistance: The BT-2000 electrochemical tester was used to test the electrical properties.

9. 고율 방전 성능: 표준 대기 조건 (standard ambient condition)에서, 전지는 “General specification for the test of the lithium-ion battery”에서 기재된 방법에 따라, 1.0C의 정전류 (constant current)에서 4.2V까지 충전되었고, 그 후 3.0C의 전류에서 3.0V까지 방전되었다.9. High-rate discharging performance: Under standard ambient conditions, the battery is charged to 4.2 V at a constant current of 1.0 C, according to the method described in "General specification for the lithium-ion battery" And then discharged to 3.0V at a current of 3.0C.

10. 자기-방전 성능: 표준 대기 조건에서, 전지는 “General specification for the test of the lithium-ion battery”에서 기재된 방법에 따라, 1.0C의 전류에서 정전류 및 정전압 (constant voltage)으로 4.2V까지 충전되었고, 그 후 잔여 용량은 정지 상태 배치 (static placement) 30일 후 테스트 되었다. 10. Self-Discharge Performance: Under standard atmospheric conditions, the battery is charged to a constant voltage and constant voltage of 4.2 V at a current of 1.0 C according to the method described in the "General specification for the lithium-ion battery" , After which the remaining capacity was tested 30 days after static placement.

11. 사이클 성능: 표준 대기 조건에서, 전지는 “General specification for the test of the lithium-ion battery”에서 기재된 방법에 따라, 1.0C의 전류에서 정전류 및 정전압으로 4.2V까지 충전되었고, 1.0C의 전류에서 3.0V까지 방전되었다. 상기 단계는 300 번 사이클 되었고, 잔여 용량은 테스트 되었다.11. Cycle performance: Under standard atmospheric conditions, the cell was charged to 4.2 V with a constant current and a constant voltage at a current of 1.0 C according to the method described in " General specification for the test of the lithium-ion battery & To 3.0V. This step was cycled 300 times and the remaining capacity was tested.

축약어Abbreviation

MD: 기계 방향, 세로 (longitudinal)MD: machine direction, longitudinal (longitudinal)

TD: 가로 방향 (transverse direction)TD: transverse direction

실시예의 특성 테스트 결과Characteristic test result of the embodiment 특성characteristic 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 폴리에틸렌 수지의
중량 평균 분자량
Of polyethylene resin
Weight average molecular weight
500,000500,000 1,000,0001,000,000 500,000500,000 1,000,0001,000,000 2,000,000 + 500,0002,000,000 + 500,000
수지 대 기공-형성제의
질량 비
Resin versus pore-forming agent
Mass ratio
1:31: 3 1:41: 4 1:31: 3 1:31: 3 1:41: 4
상부 챔버의
스트레칭 온도 (℃)
The upper chamber
Stretching temperature (캜)
120120 125125 120120 122122 123123
하부 챔버의
스트레칭 온도 (℃)
The lower chamber
Stretching temperature (캜)
115115 115115 119119 119119 115115
상부와 하부 챔버 사이에
온도 차이 (℃)
Between the upper and lower chambers
Temperature difference (℃)
55 1010 1One 33 88
열-세팅 온도 (℃)Heat-setting temperature (℃) 125125 128128 125125 128128 130130 MD×TD 에서
스트레칭 비
In MD × TD
Stretching ratio
5×55 × 5 5×55 × 5 5×55 × 5 5×55 × 5 5×55 × 5
미세 다공막의
평균 두께 (㎛)
Microporous
Average thickness (占 퐉)
3030 1616 1212 55 2020
전면 상에
평균 기공 크기 (nm)
On the front
Average pore size (nm)
100100 200200 110110 150150 180180
후면 상에
평균 기공 크기 (nm)
On the rear
Average pore size (nm)
5050 5050 100100 9090 6060
두 면 사이에
기공 크기 비
Between two sides
Pore size ratio
2.0:12.0: 1 4.0:14.0: 1 1.1:11.1: 1 1.67:11.67: 1 3.0:13.0: 1
기공도 (%)Porosity (%) 5050 4545 3535 6060 4040 공기 투과도 (s/100ml)Air permeability (s / 100ml) 350350 180180 9090 5050 240240 천공 강도 (N/20㎛)Perforation strength (N / 20 탆) 1010 77 5.55.5 44 88 내부 저항 (Ω)Internal resistance (Ω) 4141 3131 2828 2525 3737 3C 비율에서 방전시
용량 보유율 (%)
At discharge at 3C ratio
Capacity retention rate (%)
8080 9191 8585 9393 8888
30일의 자기-방전 후
잔여 용량 (%)
After 30 days self-discharge
Remaining capacity (%)
9696 9393 9090 9595 9292
사이클 성능 (%)Cycle performance (%) 8282 8585 8484 8787 8585

비교 실시예의 특성 테스트 결과Characteristic test result of comparative example 특성characteristic 비교 실시예 1Comparative Example 1 비교 실시예 2Comparative Example 2 비교 실시예 3Comparative Example 3 비교 실시예
4
Comparative Example
4
비교 실시예
5
Comparative Example
5
폴리에틸렌 수지의
중량 평균 분자량
Of polyethylene resin
Weight average molecular weight
500,000500,000 1,000,0001,000,000 500,000500,000 1,000,0001,000,000 2,000,000
+ 500,000
2,000,000
+ 500,000
수지 대 기공-형성제의
질량 비
Resin versus pore-forming agent
Mass ratio
1:31: 3 1:41: 4 1:21: 2 1:31: 3 1:41: 4
상부 챔버의
스트레칭 온도 (℃)
The upper chamber
Stretching temperature (캜)
120120 125125 115115 122122 123123
하부 챔버의
스트레칭 온도 (℃)
The lower chamber
Stretching temperature (캜)
120120 125125 115115 122122 123123
상부와 하부 챔버
사이에 온도 차이 (℃)
The upper and lower chambers
(° C)
00 00 00 00 00
열-세팅 온도 (℃)Heat-setting temperature (℃) 125125 128128 125125 128128 130130 MD×TD 에서
스트레칭 비
In MD × TD
Stretching ratio
5×55 × 5 5×55 × 5 5×55 × 5 5×55 × 5 5×55 × 5
미세 다공막의
평균 두께 (㎛)
Microporous
Average thickness (占 퐉)
3030 1616 1212 55 2020
전면 상에
평균 기공 크기 (nm)
On the front
Average pore size (nm)
100100 200200 5050 150150 180180
후면 상에
평균 기공 크기 (nm)
On the rear
Average pore size (nm)
100100 200200 5050 150150 180180
두 면 사이에
기공 크기 비
Between two sides
Pore size ratio
1.0:11.0: 1 1.0:11.0: 1 1.0:11.0: 1 1.0:11.0: 1 1.0:11.0: 1
기공도 (%)Porosity (%) 5252 7070 3535 6060 6565 공기 투과도 (s/100ml)Air permeability (s / 100ml) 340340 150150 280280 3535 210210 천공 강도 (N/20㎛)Perforation strength (N / 20 탆) 88 55 77 33 66 내부 저항 (Ω)Internal resistance (Ω) 4747 2020 5656 1818 3030 3C 비율에서 방전시
용량 보유율 (%)
At discharge at 3C ratio
Capacity retention rate (%)
7979 8787 7575 9090 8282
30일의 자기-방전 후
잔여 용량 (%)
After 30 days self-discharge
Remaining capacity (%)
9191 7070 9595 8181 7575
사이클 성능 (%)Cycle performance (%) 8080 8787 6969 8282 8585

Claims (6)

폴리에틸렌 미세 다공막으로서, 상기 미세 다공막은 전면 및 후면을 가지고, 상기 미세 다공막의 전면 상에 미세 기공은 상기 미세 다공막의 후면 상의 미세 기공과 다른 평균 기공 크기를 가지며, 상기 전면 상에 미세 기공의 평균 기공 크기는 100-200nm; 상기 후면 상에 미세 기공의 평균 기공 크기는 50-100nm; 상기 전면 상에 미세 기공의 평균 기공 크기 대 상기 후면 상에 미세 기공의 평균 기공 크기의 비는 (1.1-4.0):1; 및 각각의 전면 및 후면 상에 기공 크기 분포는 30% 미만인 폴리에틸렌 미세 다공막.Wherein the microporous membrane has a front surface and a rear surface, the micropores on the front surface of the microporous membrane have an average pore size different from the micropores on the rear surface of the microporous membrane, The average pore size of the pores is 100-200 nm; The average pore size of the micropores on the back surface is 50-100 nm; Wherein the ratio of the average pore size of the micropores on the front surface to the average pore size of the micropores on the back surface is (1.1-4.0): 1; And a pore size distribution on each of the front and back sides of less than 30%. 청구항 1에 있어서,
상기 전면 상에 미세 기공의 평균 기공 크기는 120-180nm; 상기 후면 상에 미세 기공의 평균 기공 크기는 60-80nm; 상기 전면 상에 미세 기공의 평균 기공 크기 대 상기 후면 상에 미세 기공의 평균 기공 크기의 비는 (1.5-3.0):1; 및 각각의 전면 및 후면 상에 기공 크기 분포는 20% 미만인 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 미세 다공막.
The method according to claim 1,
The average pore size of the micropores on the front surface is 120-180 nm; The average pore size of the micropores on the back surface is 60-80 nm; The ratio of the average pore size of the micropores on the front surface to the average pore size of the micropores on the back surface is (1.5-3.0): 1; And a pore size distribution on each of the front and back sides of the microporous membrane is less than 20%.
청구항 1에 있어서,
상기 미세 다공막은 5-30μm의 두께, 35-60%의 기공도 (porosity), 50-350s/100ml의 공기 투과도 (air permeability) 및 4-10N/20μm의 천공 강도 (puncture strength)를 가지는 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 미세 다공막.
The method according to claim 1,
The microporous membrane has a thickness of 5-30 μm, a porosity of 35-60%, an air permeability of 50-350 s / 100 ml and a puncture strength of 4-10 N / 20 μm It is characterized by a polyethylene microporous membrane.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 따른 폴리에틸렌 미세 다공막의 제조 방법으로서,
(1) 폴리에틸렌 수지 및 기공-형성제를 이축 압출기 (twin screw extruder)에 첨가하여 용융 혼련(melt kneading)을 수행하고, 다이 헤드 (die head)를 통해 압출하고, 또한 급속 냉각하여 두꺼운 시트를 주조하는 시트 주조 단계 (sheet casting);
(2) 상기 두꺼운 시트를 스트레쳐 (stretcher)에 도입하여 동기 (synchronous) 또는 비동기 (asynchronous) 2축 스트레칭을 수행하는 도입 단계 및 상기 스트레쳐의 상부 및 하부 챔버의 스트레칭 온도를 제어하여, 오일-함유 박막을 제조하기 위해 상기 스트레쳐의 상부 및 하부 챔버 사이에 온도 차이를 1-10℃로 유지하는 제어 단계;
(3) 상기 오일-함유 박막을 용매로 추출하여, 흰색 미세 다공막을 형성하기 위해 상기 기공-형성제를 제거하는 추출 단계; 및
(4) 상기 흰색 미세 다공막을 열 세팅 처리 (heat setting treatment)에 도입하여, 폴리에틸렌 미세 다공막의 전면 및 후면 상에 다른 평균 기공 크기를 가지는 폴리에틸렌 미세 다공막을 얻는 열 세팅 처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 미세 다공막의 제조 방법.
A process for producing a polyethylene microporous membrane according to any one of claims 1 to 3,
(1) A polyethylene resin and a pore-forming agent are added to a twin screw extruder to perform melt kneading, extrusion through a die head, and rapid cooling to produce a thick sheet by casting Sheet casting;
(2) introducing the thick sheet into a stretcher to effect synchronous or asynchronous biaxial stretching, and controlling the stretching temperature of the upper and lower chambers of the stretcher to form an oil- Maintaining a temperature difference between the upper and lower chambers of the stretcher at 1-10 占 폚 to produce a thin film containing the thin film;
(3) an extraction step of extracting the oil-containing thin film with a solvent to remove the pore-forming agent to form a white microporous membrane; And
(4) a heat setting treatment step of introducing the white microporous membrane into a heat setting treatment to obtain a polyethylene microporous membrane having different average pore sizes on the front and back surfaces of the polyethylene microporous membrane By weight based on the total weight of the polyolefin microporous membrane.
리튬-이온 전지로서, 상기 리튬-이온 전지는 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 따른 폴리에틸렌 미세 다공막을 포함하고, 여기서 상기 미세 다공막의 전면은 전지의 양극에 가깝고, 상기 미세 다공막의 후면은 상기 전지의 음극에 가까운 것을 특징으로 하는 리튬-이온 전지.A lithium-ion battery, wherein the lithium-ion battery includes the polyethylene microporous membrane according to any one of claims 1 to 3, wherein the front surface of the microporous membrane is close to the anode of the battery, Lt; RTI ID = 0.0 > Li-ion < / RTI > 청구항 5에 있어서,
3C 비율 (rate)로 방전될 때 용량 보유율 (capacity retention rate)이 80% 보다 크고, 30일의 자기-방전 (self-discharge) 후 잔여 용량이 90% 보다 큰 것을 특징으로 하는 리튬-이온 전지.
The method of claim 5,
Wherein the capacity retention rate is greater than 80% when discharged at a 3C rate and the remaining capacity is greater than 90% after 30 days of self-discharge.
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