KR20170101451A - Secondary Battery Comprising Separator Having Fine Pores - Google Patents

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    • Y02E60/122

Abstract

The present invention relates to a secondary battery in which an electrode assembly including an electrode and a membrane is sealed in a battery case with an electrolyte. The membrane includes pores having a diameter of 0.1 to 1.0 micrometer so as to prevent a short circuit due to contact between an anode and a cathode while preventing pores from being closed due to byproducts generated during a charging process.

Description

미세 기공들의 분리막을 포함하는 이차전지 {Secondary Battery Comprising Separator Having Fine Pores}Technical Field [0001] The present invention relates to a secondary battery including a separator of fine pores,

본 발명은 미세 기공들의 분리막을 포함하는 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery comprising a membrane of micropores.

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

특히, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.Particularly, as technology development and demand for mobile devices are increasing, the demand for batteries as energy sources is rapidly increasing, and accordingly, a lot of researches on batteries that can meet various demands have been conducted.

대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.Typically, in terms of the shape of a battery, there is a high demand for a prismatic secondary battery and a pouch-type secondary battery which can be applied to products such as mobile phones with a small thickness, and has advantages such as high energy density, discharge voltage, There is a high demand for lithium secondary batteries such as lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries.

또한, 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.The secondary battery includes a cylindrical battery and a prismatic battery in which the electrode assembly is housed in a cylindrical or rectangular metal can according to the shape of the battery case, and a pouch type battery in which the electrode assembly is housed in a pouch-shaped case of an aluminum laminate sheet .

또한, 이차전지는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막이 적층된 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤형(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체 등을 들 수 있으며, 최근에는, 상기 젤리-롤형 전극조립체 및 스택형 전극조립체가 갖는 문제점을 해결하기 위해, 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극조립체로서, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 단위셀들을 분리필름 상에 위치시킨 상태에서 순차적으로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체가 개발되었다.Also, the secondary battery is classified according to the structure of the electrode assembly having the positive electrode, the negative electrode, and the separator interposed between the positive electrode and the negative electrode. Typically, the long battery- A stacked (stacked) electrode assembly in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes cut in a predetermined size unit are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, the jelly-roll type (wound type) electrode assembly having a structure in which a separator is interposed; In recent years, in order to solve the problems of the jelly-roll type electrode assembly and the stack type electrode assembly, an electrode assembly having an advanced structure, which is a combination of the jelly-roll type and the stack type, A stack / folding type electrode having a structure in which unit cells stacked with a separator interposed between an anode and a cathode are sequentially wound while being placed on a separation film Developed body lip.

특히, 최근에는 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조비, 작은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 많은 관심을 모으고 있고 또한 그것의 사용량이 점차적으로 증가하고 있다.In particular, in recent years, a pouch-shaped battery having a structure in which a stacked or stacked / folded electrode assembly is embedded in a pouch-shaped battery case of an aluminum laminate sheet has attracted much attention due to low manufacturing cost, small weight, And its usage is gradually increasing.

일반적으로, 이러한 이차전지를 구성하는 전극조립체의 분리막은 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.In general, a separator of an electrode assembly constituting such a secondary battery uses an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength. Such separation membranes include, for example, olefinic polymers such as polypropylene, which are chemically resistant and hydrophobic; A sheet or nonwoven fabric made of glass fiber, polyethylene or the like is used. When a solid electrolyte such as a polymer is used as an electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separation membrane.

한편, 이러한 이차전지는 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스 내에 밀봉된 상태로 구성되며, 이에 따라 이차전지의 충전 과정에서 발생하는 전극 활물질 구성성분의 용출, 표면 반응, 또는 이차전지의 전위가 전해액의 산화전위에 도달함으로써 발생하는 전해액의 산화와 같은 다양한 요인으로 인해, 부산물이 발생할 수 있다.Meanwhile, the secondary battery is configured such that the electrode assembly is sealed in the battery case together with the electrolyte, so that elution of the electrode active material component, surface reaction, or dislocation of the secondary battery, which occurs in the charging process of the secondary battery, By-products may occur due to various factors such as oxidation of the electrolyte resulting from reaching the oxidation potential.

이때, 상기 전극조립체를 구성하는 분리막의 기공 직경은 일반적으로, 0.1 ㎛ 이하로 이루어져 있으며, 이에 따라 상기 부산물로 인해 기공이 폐쇄될 수 있으며, 이는 전지 성능을 감소시키고, 저항을 증가시켜, 결과적으로 전지의 안전성을 저하시키는 문제점을 유발할 수 있다.At this time, the pore diameter of the separator constituting the electrode assembly is generally 0.1 m or less, and thus the pore can be closed due to the by-product, which reduces the battery performance and increases the resistance, Thereby causing a problem of lowering the safety of the battery.

특히, 최근에는 이러한 이차전지가 고용량 및 고에너지화되면서, 이러한 성능을 효과적으로 발휘하기 위해, 높은 C-레이트의 조건으로 고속 충전이 가능하도록 설계 및 제작되고 있는 바, 상기 문제점은 이러한 고속 충전 조건 하에서 더욱 심각하게 발생하는 문제점이 있다.Particularly, in recent years, such a secondary battery has been designed and manufactured so that high-speed charging can be performed under a high C-rate condition in order to effectively exhibit such a high capacity and high energy, There is a problem that it occurs more seriously.

따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technique capable of fundamentally solving such problems.

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

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 이차전지의 분리막이 0.1 마이크로미터 내지 1.0 마이크로미터의 직경을 갖는 기공들을 포함하도록 구성함으로써, 1.5C 이상의 조건으로 상기 이차전지를 고속 충전함에도 불구하고, 상기 이차전지의 충전 과정에서 발생하는 부산물에 의해 기공이 폐쇄되는 현상을 방지할 수 있으며, 이에 따라, 상기 이차전지의 성능 저하 및 안전성 저하를 방지할 수 있으며, 종래의 분리막과 상이한 소재 및 제조 방법을 사용하여 분리막을 제조함으로써, 보다 용이하게 상기 분리막 기공의 직경을 조절할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application have conducted intensive research and various experiments and have succeeded in various experiments so that the separator of the secondary battery includes pores having a diameter of 0.1 micrometer to 1.0 micrometer, It is possible to prevent the pores from being closed due to the byproducts generated in the charging process of the secondary battery even though the secondary battery is charged at a high rate, , It has been found that the diameter of the separation membrane pores can be more easily controlled by manufacturing the separation membrane using a material and a manufacturing method different from those of the conventional separation membrane, and thus completed the present invention.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지는,According to an aspect of the present invention, there is provided a secondary battery comprising:

전극과 분리막을 포함하는 전극조립체가 전해액과 함께 전지 케이스에 밀봉되어 있는 이차전지로서,A secondary battery in which an electrode assembly including an electrode and a separator is sealed in a battery case together with an electrolyte,

상기 분리막은 충전 과정에서 발생하는 부산물에 의한 기공의 폐쇄를 방지하면서 양극과 음극 간의 접촉에 의한 단락을 방지할 수 있도록, 직경이 0.1 마이크로미터 내지 1.0 마이크로미터인 기공들을 포함하고 있는 구조로 이루어질 수 있다.The separator may have pores having a diameter of 0.1 to 1.0 micrometer so as to prevent a short circuit due to contact between the positive electrode and the negative electrode while preventing the pore from being closed due to by- have.

따라서, 상기 특정한 범위의 직경을 갖는 기공들을 포함하는 분리막에 의해, 상기 이차전지를 고속 충전함에도 불구하고, 상기 이차전지의 충전 과정에서 발생하는 부산물에 의해 기공이 폐쇄되는 현상을 방지할 수 있으며, 이에 따라, 상기 이차전지의 성능 저하 및 안전성 저하를 방지할 수 있다.Therefore, it is possible to prevent the phenomenon that the pores are closed by the byproducts generated in the charging process of the secondary battery even though the secondary battery is charged at a high speed by the separation membrane including the pores having the specific range of the diameter, Accordingly, performance degradation and safety degradation of the secondary battery can be prevented.

이러한 경우에, 상기 분리막 기공의 직경이 0.1 마이크로미터 미만일 경우에는, 종래의 분리막과 마찬가지로, 부산물에 의해 분리막의 기공이 폐쇄됨으로써 발생할 수 있는 이차전지의 성능 저하 및 안전성 저하를 방지할 수 없으며, 이와 반대로, 상기 분리막 기공의 직경이 1.0 마이크로미터를 초과할 경우에는, 오히려 상기 분리막의 직경이 지나치게 커져, 상기 분리막을 사이에 두고 대면해 있는 양극과 음극이 접촉함으로써, 단락이 발생할 수 있는 문제점이 있다.In this case, when the diameter of the separation membrane pores is less than 0.1 micrometers, it is impossible to prevent deterioration of the performance and safety of the secondary battery, which may be caused by the pores of the separation membrane being closed by the by- On the contrary, when the diameter of the separator pores is more than 1.0 micrometer, the diameter of the separator becomes too large, and the positive electrode and the negative electrode facing each other with the separator interposed therebetween may cause a short circuit .

보다 상세하게는, 상기 분리막은 직경이 0.5 마이크로미터 내지 1.0 마이크로미터인 기공들을 포함하고 있는 구조일 수 있으며, 이에 따라, 상기 효과를 보다 용이하게 발휘할 수 있다.More specifically, the separation membrane may have a structure including pores having a diameter of 0.5 micrometer to 1.0 micrometer, so that the above effect can be more easily exhibited.

하나의 구체적인 예에서, 상기 부산물은 이차전지의 고속 충전 과정에서 발생할 수 있다.In one specific example, the by-product may occur during the fast charging process of the secondary battery.

앞서 설명한 바와 마찬가지로, 상기 이차전지는 충전 과정에서 발생하는 전극 활물질 구성성분의 용출, 표면 반응, 또는 이차전지의 작동 전위가 전해액의 산화전위에 도달함으로써 발생하는 전해액의 산화로 인해, 부산물이 발생할 수 있으며, 이러한 부산물의 발생은 최근 보편화되고 있는 이차전지의 고속 충전 과정에서 더욱 심화될 수 있다.As described above, the secondary battery can cause by-products to be generated due to the elution of the constituent components of the electrode active material generated during the charging process, the surface reaction, or the oxidation of the electrolyte generated when the working potential of the secondary battery reaches the oxidation potential of the electrolyte And the generation of such by-products can be further intensified in the fast charging process of a secondary battery, which has become popular in recent years.

이에 따라, 본 발명에 따른 이차전지는 분리막이 0.1 마이크로미터 내지 1.0 마이크로미터의 직경을 갖는 기공들을 포함하고 있어, 종래의 분리막을 포함하는 이차전지와 달리, 상기 부산물의 발생이 급격하게 증가하는 고속 충전에도 불구하고, 상기 부산물에 의한 분리막 기공의 폐쇄를 방지해, 이차전지의 성능 저하 및 안전성 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.Accordingly, in the secondary battery according to the present invention, since the separation membrane includes pores having a diameter of 0.1 micrometer to 1.0 micrometer, unlike the secondary battery including the conventional separation membrane, the generation of the by- It is possible to prevent clogging of the membrane pores due to the by-products, and to effectively prevent degradation of performance and safety of the secondary battery.

여기서, 상기 고속 충전은 1.5C 내지 7.0C 레이트로 이차전지를 충전하는 것을 의미할 수 있으며, 보다 상세하게는, 2.0C 레이트 이상으로 이차전지를 충전하는 것을 의미할 수 있다.Here, the fast charging may mean charging the secondary battery at a rate of 1.5 to 7.0C, and more specifically, charging the secondary battery at 2.0C or more.

만일, 상기 고속 충전이 1.5C 레이트 미만으로 수행될 경우에, 상기 충전 전위는 종래의 이차전지에 대한 충전 범위에 해당하므로, 고속 충전에 비해 심각한 문제를 발생시키지 않으며, 이에 따라, 상기 분리막의 기공이 특정한 범위의 직경을 가짐으로써 발휘하고자 하는 효과가 크지 않을 수 있다.If the fast charge is performed at less than 1.5 C rate, since the charge potential corresponds to the charge range for the conventional secondary battery, it does not cause a serious problem as compared with the fast charge, The effect to be exerted by having the diameter of this specific range may not be large.

이와 반대로, 상기 고속 충전이 7.0C 레이트를 초과하는 범위로 수행될 경우에는, 상기 충전 전위가 지나치게 높아, 오히려 이차전지를 구성하는 양극, 음극 및 전해액의 전기화학적 성능에 문제를 유발할 수 있다.On the contrary, when the fast charge is performed in a range exceeding the 7.0C rate, the charge potential is excessively high, and the electrochemical performance of the anode, the cathode, and the electrolyte constituting the secondary battery may be problematic.

또한, 상기 분리막에 형성되어 있는 전체 기공들 중의 50% 내지 100%가 직경이 0.1 마이크로미터 내지 1.0 마이크로미터의 기공들일 수 있다.In addition, 50% to 100% of the total pores formed in the separation membrane may be pores having a diameter of 0.1 to 1.0 micrometer.

더욱 구체적으로, 본원발명에 따른 이차전지는 분리막의 기공들이 특정한 범위의 직경을 가짐으로써, 소망하는 효과를 발휘할 수 있다.More specifically, the secondary battery according to the present invention can exhibit a desired effect by having the pores of the separation membrane have a specific range of diameters.

이러한 경우에, 상기 특정한 범위의 직경을 갖는 기공들은 분리막에 형성되어 있는 전체 기공들 중의 50% 내지 100%를 구성함으로써, 상기 효과를 최대로 발휘할 수 있다.In this case, the pores having the diameter of the specific range constitute 50% to 100% of the total pores formed in the separation membrane, so that the above effect can be maximized.

만일, 상기 직경이 0.1 마이크로미터 내지 1.0 마이크로미터의 기공들이 분리막에 형성되어 있는 전체 기공들 중의 50% 미만일 경우에는, 상기 특정한 범위의 직경을 갖는 기공들의 양이 충분하지 않아, 부산물에 의한 기공의 폐쇄 및 이로 인한 이차전지의 성능 저하와 안전성 저하를 효과적으로 방지할 수 없을 수 있다.If the pores having a diameter of 0.1 micrometer to 1.0 micrometer are less than 50% of the total pores formed in the separator, the amount of the pores having a diameter of the specific range is not sufficient, It is impossible to effectively prevent the secondary battery from being shut down and deteriorating in performance and safety.

따라서, 본 발명에 따른 이차전지는, 상기 분리막에 형성되어 있는 전체 기공들 중의 50% 내지 100%가 직경이 0.1 마이크로미터 내지 1.0 마이크로미터의 기공들일 수 있으며, 보다 상세하게는, 상기 분리막에 형성되어 있는 모든 기공들은 직경이 0.1 마이크로미터 내지 1.0 마이크로미터의 기공들로 구성됨으로써, 상기 효과를 최대로 발휘할 수 있다.Accordingly, in the secondary battery according to the present invention, 50% to 100% of the total pores formed in the separation membrane may be pores having a diameter of 0.1 to 1.0 micrometer, and more specifically, All of the pores formed are composed of pores having a diameter of 0.1 micrometer to 1.0 micrometer, so that the above effect can be exhibited to the maximum.

한편, 상기 기공들은 분리막 내에서 규칙적인 배열 구조 또는 불규칙적인 배열 구조로 형성되어 있는 구조일 수 있다.On the other hand, the pores may have a regular arrangement structure or an irregular arrangement structure in the separation membrane.

즉, 상기 기공들은 그 배열 구조가 크게 제한되는 것은 아니며, 보다 상세하게는, 상기 기공들은 분리막 내에서 규칙적인 배열 구조로 형성됨으로써, 부산물에 의해 분리막의 기공들이 국부적으로 폐쇄되는 현상을 방지할 수 있으며, 이와 반대로, 상기 기공들은 분리막 제작 용이성을 고려하였을 때, 분리막 내에서 불규칙적인 배열 구조로 형성되어 있는 구조일 수 있다.That is, the arrangement of the pores is not limited, and more specifically, the pores are formed in a regular array structure in the separation membrane, thereby preventing the pores of the separation membrane from being locally closed by the by- On the contrary, the pores may have a structure in which the pores are formed in an irregular arrangement structure in the separation membrane, considering ease of membrane production.

하나의 구체적인 예에서, 상기 분리막은 기공들을 형성하면서 집합체를 이루고 있는 나노파이버들로 이루어진 구조일 수 있다.In one specific example, the separation membrane may be a structure composed of aggregated nanofibers while forming pores.

즉, 상기 분리막은 종래의 분리막과 마찬가지로, 나노파이버들이 집합체를 이루는 구조로서, 상기 나노파이버들이 집합체를 이루는 과정에서, 기공들이 자연스럽게 형성될 수 있으며, 상기 나노파이버들의 양을 조절함으로써, 기공들의 직경 및 분포를 보다 용이하게 조절할 수 있다.That is, like the conventional separation membrane, the separation membrane is a structure in which the nanofibers are formed as an aggregate. In the process of forming the aggregates of the nanofibers, the pores can be formed naturally. By controlling the amount of the nanofibers, And the distribution can be more easily adjusted.

이때, 상기 나노파이버들의 평균 직경은 10 나노미터 내지 1,000 나노미터일 수 있다.The average diameter of the nanofibers may be between 10 nanometers and 1,000 nanometers.

만일, 상기 나노파이버들의 평균 직경이 10 나노미터 미만일 경우에는, 상기 나노파이버들의 평균 직경이 자니치게 작아져, 분리막을 제작하는데 소요되는 비용 및 시간이 증가할 수 있으며, 이와 반대로, 상기 나노파이버들의 평균 직경이 1,000 나노미터를 초과할 경우에는, 상기 나노파이버들이 집합체를 이루는 과정에서 형성되는 기공들의 직경 및 분포를 조절하기가 용이하지 않을 수 있다.If the average diameter of the nanofibers is less than 10 nanometers, the average diameter of the nanofibers may be too small to increase the cost and time required to fabricate the separator. On the contrary, When the average diameter exceeds 1,000 nanometers, it may not be easy to control the diameter and distribution of the pores formed in the aggregation process of the nanofibers.

또한, 상기 분리막은 전기 방사에 의해 형성되는 구조일 수 있다.Further, the separation membrane may be a structure formed by electrospinning.

더욱 구체적으로, 상기 전기 방사는 섬유 형성용 고분자를 용매에 혼합하여 방사 용액을 제조하고, 낮은 점도의 방사 용액을 하전된 금속판(foil 또는 wafer 등) 상에 섬유 내지 파이버 형태로 방사한 후, 건조하거나 고체화 시킴으로써 고분자 섬유를 얻는 방법으로, 다양한 고분자 재료를 사용할 수 있고, 완성된 섬유 내지 파이버의 형상 조절이 비교적 간편한 이점이 있다.More specifically, the electrospinning is carried out by preparing a spinning solution by mixing a fiber-forming polymer in a solvent, spinning a low-viscosity spinning solution onto a charged metal plate (foil or wafer) in the form of fiber or fiber, Or solidifying the polymeric fibers to obtain polymeric fibers. Various polymeric materials can be used, and the shape of the finished fibers or fibers can be relatively easily adjusted.

이에 따라, 본 발명에 따른 이차전지의 분리막은 전기 방사에 의해 형성됨으로써, 보다 다양한 고분자 재료를 분리막의 소재로 사용할 수 있고, 완성된 섬유 내지 파이버의 형상이 보다 용이하게 조절될 수 있다.Accordingly, since the separation membrane of the secondary battery according to the present invention is formed by electrospinning, a variety of polymer materials can be used as the material of the separation membrane, and the shape of the finished fiber or fiber can be more easily controlled.

한편, 상기 분리막은 고내열성의 엔지니어링 플라스틱 수지로 이루어질 수 있다.On the other hand, the separation membrane may be made of an engineering plastic resin having high heat resistance.

더욱 구체적으로, 상기 분리막은 양극과 음극을 절연시키면서 리튬 이온 통로 역할을 하여야 하므로, 소정의 공극을 포함하면서 양산에 필요한 기계적 안전성을 확보해야 하고, 최근에는 전지가 고용량 및 고에너지화되면서 충방전 과정에서 전지셀 내에 열이 축적되는 바, 높은 열적 안정성이 요구된다.More specifically, since the separation membrane is required to function as a lithium ion passage while insulating the positive electrode and the negative electrode, it is necessary to secure mechanical stability necessary for mass production including a predetermined gap, and in recent years, Heat is accumulated in the battery cells, and high thermal stability is required.

이에, 종래 폴리올레핀계 고분자로 이루어진 분리막을 사용하던 것과는 달리, 최근에는 내열성이 우수한 고분자를 이용한 섬유 내지 파이버로 이루어진 부직포를 분리막으로 사용하는 기술이 개발되었다.Unlike the conventional separator made of a polyolefin polymer, a technique of using a nonwoven fabric made of fibers or fibers using a polymer having excellent heat resistance as a separator has been developed.

이에 따라, 본 발명에 따른 이차전지의 분리막 역시, 고내열성의 엔지니어링 플라스틱 수지로 이루어짐으로써, 고용량 및 고에너지화된 이차전지의 고속 충전에도 불구하고, 전지셀의 성능 저하 및 안전성 저하를 보다 효과적으로 방지할 수 있다.Accordingly, the separation membrane of the secondary battery according to the present invention is also made of the high-temperature-resistant engineering plastic resin, so that the performance degradation and the safety deterioration of the battery cell can be prevented more effectively can do.

이때, 상기 엔지니어링 플라스틱 수지는 상기 고용량 및 고에너지화된 이차전지의 고속 충전에도 불구하고, 전지셀의 성능 저하 및 안전성 저하 방지의 효과를 용이하게 발휘할 수 있는 것이라면, 그 소재가 크게 제한되는 것은 아니며, 상세하게는, 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리이미드(polyimide), 및 아라미드(aramid)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다.At this time, if the engineering plastic resin is capable of easily exhibiting the effect of preventing deterioration of performance and safety of the battery cell despite the high-speed charging of the high-capacity secondary battery and the high-energy secondary battery, And more specifically, it may be made of at least one selected from the group consisting of polyacrylonitrile, polyimide, and aramid.

한편, 상기 분리막은 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride) 수지로 이루어질 수 있다.Meanwhile, the separation membrane may be made of polyvinylidene fluoride resin.

더욱 구체적으로, 상기 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지는 내후성, 내화학성, 내열성, 강도 등이 우수한 특성을 포함하고 있다.More specifically, the polyvinylidene fluoride resin has excellent properties such as weather resistance, chemical resistance, heat resistance and strength.

즉, 본 발명에 따른 분리막 역시, 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지로 이루어짐으로써, 상기 내후성, 내화학성, 내열성, 강도 등이 우수한 특성을 갖도록 제작될 수 있다.That is, the separator according to the present invention is also made of polyvinylidene fluoride resin, so that it can be manufactured to have excellent properties such as weather resistance, chemical resistance, heat resistance and strength.

일반적으로, 이러한 고내열성의 엔지니어링 플라스틱 수지 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지의 섬유 내지 파이버로 이루어진 분리막은 불규칙적인 조직에 의해 전극 조립 공정에 필요한 기계적 물성이 확보되기 어렵고, 상대적으로 기공의 직경이 커지며, 인장강도가 낮아지는 동시에, 균일한 두께 조절이 어려워 공정성이 저하되며, 공정이 복잡해지는 바, 공정 비용이 증가하는 문제점이 있었다.In general, the separator made of fibers or fibers of such a high heat-resistant engineering plastic resin or polyvinylidene fluoride resin is difficult to secure the mechanical properties required for the electrode assembly process due to irregular structure, and the diameter of the pores becomes relatively large, The tensile strength is lowered, the uniformity of the thickness is difficult to control, the processability is lowered, and the process becomes complicated, thereby increasing the process cost.

그러나, 본 발명에 따른 이차전지의 분리막은, 앞서 설명한 바와 마찬가지로, 상기 전기 방사에 의해 형성될 수 있으며, 이에 따라, 상기 분리막을 형성하기 위한 소재에 대한 제약을 없앨 수 있어, 우수한 물리적 특성을 발휘하는 고내열성의 엔지니어링 플라스틱 수지 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지를 분리막의 소재로 사용할 수 있으며, 완성된 섬유 내지 파이버의 형상 조절이 용이해, 나노파이버들의 직경 및 상기 나노파이버들이 집합체를 이루는 과정에서 형성되는 기공들의 직경을 보다 용이하게 조절할 수 있고, 이에 따라, 상기 인장강도 역시 소망하는 범위로 조절되어, 우수한 기계적 성능을 발휘할 수 있다.However, the separation membrane of the secondary battery according to the present invention may be formed by the electrospinning as described above, thereby eliminating the restriction on the material for forming the separation membrane and exhibiting excellent physical properties Heat-resistant engineering plastic resin or polyvinylidene fluoride resin can be used as the material of the separation membrane, and it is easy to control the shape of the finished fiber or fiber, and the diameter of the nanofibers and the shape of the nanofibers It is possible to more easily adjust the diameter of the pores to be formed, and accordingly, the tensile strength can be adjusted to a desired range, thereby exhibiting excellent mechanical performance.

하나의 구체적인 예에서, 상기 분리막은 100 kgf/mm2 내지 800 kgf/mm2의 인장강도를 가지는 구조일 수 있다.In one specific example, the separator may be a structure having a tensile strength of 100 kgf / mm 2 to 800 kgf / mm 2 .

일반적으로, 이차전지의 운용 중, 상기 이차전지의 온도가 상승하는 경우, 높은 온도로 인해 분리막이 열 수축을 일으킬 수 있으며, 이로 인해 상기 분리막을 사이에 두고 있는 양극과 음극이 직접 접촉함으로써, 내부단락이 발생할 수 있는 문제점이 있다. In general, when the temperature of the secondary battery rises during the operation of the secondary battery, the separator may cause heat shrinkage due to the high temperature, so that the anode and the cathode having the separator therebetween are in direct contact with each other, There is a problem that a short circuit may occur.

여기서, 이러한 분리막의 열 수축은 물리적인 특성으로서, 상기 분리막의 인장강도와 높은 연관성을 가질 수 있으며, 상세하게는, 상기 분리막의 인장강도가 낮을 경우, 이는 분리막의 연신율이 낮다는 것을 의미하며, 이에 따라, 상기 분리막의 열 수축성이 낮아져, 이차전지의 온도 상승에도 불구하고, 열 수축을 일으키지 않거나, 상대적으로 적게 일으킴으로써, 이차전지의 안전성을 확보할 수 있다.Here, the heat shrinkage of the separator may have a high physical property and a high correlation with the tensile strength of the separator. Specifically, when the tensile strength of the separator is low, it means that the elongation of the separator is low. As a result, the heat shrinkability of the separator is lowered and the heat shrinkage does not occur or relatively less occurs despite the temperature rise of the secondary battery, thereby securing the safety of the secondary battery.

이와 반대로, 상기 분리막의 인장강도가 높을 경우, 이는 분리막의 연신율이 높다는 것을 의미하며, 이에 따라, 상기 분리막의 열 수축성이 높아져, 이차전지의 온도 상승시에, 열 수축을 일으킴으로써, 이차전지의 안전성이 저하될 수 있다.On the contrary, when the tensile strength of the separator is high, it means that the elongation of the separator is high. Accordingly, the heat shrinkability of the separator is increased and heat shrinkage occurs at the time of temperature rise of the secondary battery, Can be lowered.

이에 따라, 본원발명에 따른 이차전지의 분리막은 100 kgf/mm2 내지 800 kgf/mm2의 인장강도를 가짐으로써, 상대적으로 낮은 열 수축성을 발휘할 수 있으며, 이로 인해 안전성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the separator of the secondary battery according to the present invention has a tensile strength of 100 kgf / mm 2 to 800 kgf / mm 2 , so that it can exhibit relatively low heat shrinkage, thereby improving safety.

더욱 구체적으로, 상기 분리막이 100 kgf/mm2 미만의 인장강도를 가질 경우에는, 상기 인장강도가 지나치게 약해, 이차전지의 충방전 과정에서 발생하는 양극과 음극의 반복적인 수축 및 팽창, 또는 외부로부터 인가되는 물리적 충격과 같은 자극에 의해 쉽게 손상될 수 있으며, 이에 따라, 오히려 이차전지의 안전성이 저하될 수 있다.More specifically, when the separator has a tensile strength of less than 100 kgf / mm < 2 >, the tensile strength is too weak to cause repeated shrinkage and expansion of the positive electrode and the negative electrode occurring during charging and discharging of the secondary battery, It may be easily damaged by a stimulus such as an applied physical impact, so that the safety of the secondary battery may be deteriorated.

이와 반대로, 상기 분리막이 800 kgf/mm2를 초과하는 인장강도를 가질 경우에는, 상기 지나치게 높은 인장강도에 따른 연신율 및 열 수축성 역시, 지나치게 높아질 수 있고, 이로 인해, 이차전지의 안전성이 저하될 수 있다.On the contrary, when the separator has a tensile strength exceeding 800 kgf / mm 2 , the elongation and heat shrinkage due to the excessively high tensile strength may be excessively high, and the safety of the secondary battery may be deteriorated have.

또한, 상기 분리막은 전극에 접착되어 있는 구조일 수 있다.The separation membrane may be bonded to the electrode.

앞서 설명한 바와 마찬가지로, 상기 분리막은 이차전지의 충전 과정에서 발생하는 부산물에 의한 기공의 폐쇄를 방지할 수 있도록, 기공들이 특정한 범위의 직경을 가질 수 있다.As described above, the separator may have a specific range of pores so as to prevent the pore from being closed due to by-products generated during the charging process of the secondary battery.

따라서, 상기 분리막은 부산물이 보다 높은 확률로 발생할 수 있는 전극에 접착되어 있는 경우, 보다 우수한 효과를 발휘할 수 있다.Therefore, the separation membrane can exhibit a more excellent effect when the by-products are bonded to the electrode which can occur with a higher probability.

이때, 상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재된 상태로 접착되어 있거나, 최외곽에 위치하는 양극 또는 음극의 일면에 접착되어 있는 구조일 수 있다.At this time, the separator may be interposed between the anode and the cathode, or may be bonded to one side of the anode or the cathode located at the outermost periphery.

한편, 상기 이차전지는 그것의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적인 예로서, 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지일 수 있다.The secondary battery may be a lithium secondary battery such as a lithium ion battery or a lithium ion polymer battery having advantages such as high energy density, discharge voltage, and output stability, although the secondary battery is not particularly limited in its kind .

일반적으로, 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막, 및 리튬염 함유 비수 전해액으로 구성되어 있다. Generally, a lithium secondary battery is composed of a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt.

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

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

상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture including the cathode active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.

상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component which assists in bonding of the active material and the conductive material and bonding to the current collector, and is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture containing the cathode active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , Polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluorine rubber, various copolymers and the like.

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

상기 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.The negative electrode is manufactured by applying and drying a negative electrode active material on a negative electrode collector, and if necessary, the above-described components may be selectively included.

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

리튬염 함유 비수 전해액은, 극성 유기 전해액과 리튬염으로 이루어져 있다. 전해액으로는 비수계 액상 전해액, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다. The nonaqueous electrolyte solution containing a lithium salt is composed of a polar organic electrolyte and a lithium salt. As the electrolytic solution, a non-aqueous liquid electrolytic solution, an organic solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte and the like are used.

상기 비수계 액상 전해액으로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.Examples of the nonaqueous liquid electrolytic solution include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma -Butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane , Acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, triester phosphate, trimethoxymethane, dioxolane derivatives, sulfolane, methylsulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate Nonionic organic solvents such as tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl pyrophosphate, ethyl propionate and the like can be used.

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

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

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

또한, 비수계 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있다.For the purpose of improving the charge-discharge characteristics and the flame retardancy, the non-aqueous liquid electrolyte may contain, for example, pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, glyme, N, N-substituted imidazolidine, ethylene glycol dialkyl ether, ammonium salt, pyrrole, 2-methoxyethanol, aluminum trichloride, etc. are added It is possible. In some cases, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride or ethylene trifluoride may be further added to impart nonflammability, or a carbon dioxide gas may be further added to improve high-temperature storage characteristics.

본 발명은 또한, 상기 이차전지를 전원으로 포함하는 디바이스를 제공하는 바, 상기 디바이스는 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 파워 툴, 웨어러블 전자기기, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장 장치로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.The present invention also provides a device including the secondary battery as a power source, wherein the device is used in a mobile phone, a tablet computer, a notebook computer, a power tool, a wearable electronic device, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug- , And a power storage device.

상기와 같은 디바이스 내지 장치들은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 구체적인 설명을 생략한다.Such devices or devices are well known in the art, so a detailed description thereof will be omitted herein.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지는, 분리막이 0.1 마이크로미터 내지 1.0 마이크로미터의 직경을 갖는 기공들을 포함하도록 구성함으로써, 상기 이차전지를 고속 충전함에도 불구하고, 상기 이차전지의 충전 과정에서 발생하는 부산물에 의해 기공이 폐쇄되는 현상을 방지할 수 있으며, 이에 따라, 상기 이차전지의 성능 저하 및 안전성 저하를 방지할 수 있으며, 종래의 분리막과 상이한 소재 및 제조 방법을 사용하여 분리막을 제조함으로써, 보다 용이하게 상기 분리막 기공의 직경을 조절할 수 있는 효과가 있다.As described above, the secondary battery according to the present invention is configured such that the separation membrane includes pores having a diameter of 0.1 micrometer to 1.0 micrometer, so that even though the secondary battery is charged at a high rate, It is possible to prevent degradation of the performance and safety of the secondary battery and to prevent the deterioration of the safety of the secondary battery by using a material and a manufacturing method different from those of the conventional separator, Thereby, the diameter of the separation membrane pores can be more easily controlled.

도 1은 본 발명에 따른 실시예 1의 분리막을 분석한 전자현미경(SEM) 사진이다.1 is an electron microscope (SEM) photograph of the separation membrane of Example 1 according to the present invention.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings according to the embodiments of the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.

분리막의 제조Preparation of Membrane

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile; PAN)의 농도가 10 중량%가 되도록 DMF 용매에 첨가하고 교반하여 방사 용액을 제조하였다.The solution was added to DMF solvent so that the concentration of polyacrylonitrile (PAN) was 10% by weight and stirred to prepare a spinning solution.

상기 제조된 방사 용액을 전기 방사 장치의 배럴에 투입하고, 하전된금속판(콜렉터)에 대해, 방사구와 금속판과의 거리를 10 cm로 유지하면서, 펌프를 사용하여 0.1 mL/min의 속도로 방사 용액을 5 시간 동안 토출하였다. 이때, 고전압 발생기를 이용하여 전기 방사 장치의 방사구에 30 kV의 하전을 부여하여 섬유상 박막을 형성하였다.The prepared spinning solution was charged into a barrel of an electrospinning apparatus and the spinning solution was applied to the charged metal plate (collector) at a rate of 0.1 mL / min using a pump while maintaining the distance between the spinneret and the metal plate at 10 cm. Was discharged for 5 hours. At this time, a 30 kV charge was applied to the spinneret of the electrospinning device using a high voltage generator to form a fibrous thin film.

상기 용매를 포함하는 섬유상 박막을 오븐에 넣고 40℃ 조건에서 2 시간 동안 건조 과정으로 용매를 제거하여 경화된 섬유상 분리막을 제조하였다.The fibrous thin film containing the solvent was placed in an oven and the solvent was removed by drying at 40 ° C for 2 hours to prepare a cured fibrous separator.

상기 섬유상 분리막을 분석한 전자현미경(SEM) 사진을 도 1에 나타내었다.An electron microscope (SEM) photograph of the fibrous separation membrane is shown in FIG.

<실시예 2>&Lt; Example 2 >

폴리아크릴로니트릴 대신 폴리이미드(polyimide; PI)가 10 중량%가 되도록 DMF 용매에 첨가하고 교반하여 방사 용액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 분리막을 제조하였다.A separator was prepared in the same manner as in Example 1, except that polyimide (PI) was added to a DMF solvent in an amount of 10 wt% instead of polyacrylonitrile and stirred to prepare a spinning solution.

<실시예 3>&Lt; Example 3 >

폴리아크릴로니트릴 대신 아라미드(aramid)가 10 중량%가 되도록 DMF 용매에 첨가하고 교반하여 방사 용액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 분리막을 제조하였다.A separator was prepared in the same manner as in Example 1, except that aramid instead of polyacrylonitrile was added to the DMF solvent so that the aramid content was 10% by weight and stirred to prepare a spinning solution.

<실시예 4><Example 4>

폴리아크릴로니트릴 대신 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride; PVdF)가 10 중량%가 되도록 NMP 용매에 첨가하고 교반하여 방사 용액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 분리막을 제조하였다.Except that polyvinylidene fluoride (PVdF) was added in an amount of 10% by weight instead of polyacrylonitrile to an NMP solvent and stirred to prepare a spinning solution. The membrane was prepared in the same manner as in Example 1 .

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

폴리아크릴로니트릴 수지를 380℃로 가열하여 용융함으로써, 고분자 용융체를 제조하였다.The polyacrylonitrile resin was heated to 380 캜 and melted to prepare a polymer melt.

상기 제조된 고분자 용융체를 방사 장치의 배럴에 투입하고, 하전되지 않은금속판(콜렉터)에 대해, 방사구와 금속판과의 거리를 10 cm로 유지하면서, 펌프를 사용하여 0.1 mL/min의 속도로 방사 용액을 5 시간 동안 토출하여 섬유상 박막을 형성하였다.The polymer melt thus prepared was charged into a barrel of a spinning apparatus, and a non-charged metal plate (collector) was spin-dried at a rate of 0.1 mL / min using a pump while maintaining the distance between the spinneret and the metal plate at 10 cm. Was discharged for 5 hours to form a fibrous thin film.

상기 섬유상 박막을 오븐에 넣고 40℃ 조건에서 2 시간 동안 건조 과정으로 용매를 제거하여 경화된 섬유상 분리막을 제조하였다.The fibrous thin film was placed in an oven and the solvent was removed by drying at 40 ° C for 2 hours to prepare a cured fibrous separation membrane.

<비교예 2>&Lt; Comparative Example 2 &

폴리아크릴로니트릴 수지 대신 폴리이미드 수지를 용융 방사한 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일한 방법으로 분리막을 제조하였다.A separator was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that polyimide resin was melt-spun instead of polyacrylonitrile resin.

<비교예 3>&Lt; Comparative Example 3 &

폴리아크릴로니트릴 수지 대신 아라미드 수지를 용융 방사한 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일한 방법으로 분리막을 제조하였다.A separator was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that aramid resin was melt-spun instead of polyacrylonitrile resin.

<비교예 4>&Lt; Comparative Example 4 &

폴리아크릴로니트릴 수지 대신 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지를 용융 방사한 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일한 방법으로 분리막을 제조하였다.A separator was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that polyvinylidene fluoride resin was melt-spun instead of polyacrylonitrile resin.

<비교예 5>&Lt; Comparative Example 5 &

폴리아크릴로니트릴 수지 대신 폴리에틸린(polyethylene; PE) 수지를 230℃에서 용융 방사한 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일한 방법으로 분리막을 제조하였다.A separator was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that polyethylen (PE) resin was melt-spun at 230 ° C instead of polyacrylonitrile resin.

<비교예 6>&Lt; Comparative Example 6 >

폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET) 멀티 필라멘트를 일정 길이로 절단하여 폴리에틸렌 테레프탈레이트 단섬유 번들(bundle)을 제조하고, 상기 단섬유 번들을 분리 및 포집장치 내에 투입한 후 공기 기류를 이용하여 폴리에틸렌 테레프탈레이트 단섬유들을 분리 및 포집하였다.A polyethylene terephthalate (PET) multifilament is cut to a predetermined length to produce a bundle of polyethylene terephthalate fibers. The bundle of the short fiber bundle is put into a separating and collecting device, and then a polyethylene terephthalate The phthalate staple fibers were separated and collected.

상기 분리 및 포집단 단섬유들을 물에 분산시켜 단섬유 슬러리를 제조한 후, 제조된 단섬유 슬러리를 습식 적층기에 적층하여 초지화한 다음, 계속해서 건조/압착하여, wet-laid 방법으로 제조된 섬유상 분리막을 제조하였다.The above-described separating and collecting group staple fibers were dispersed in water to prepare a monofilament slurry. The monofilament slurry thus prepared was laminated on a wet lamination machine, followed by papermaking, followed by drying / pressing, Fibrous membranes were prepared.

<비교예 7>&Lt; Comparative Example 7 &

폴리프로필렌(polypropylene; PP)을 250℃ 조건에서, 일축스크류 압출기의 토출구 쪽에 장착된 T-다이를 통하여 박막을 형성하고, 고온에서 결정화를 향상시킨 후, 1축 연신하여 다공성 분리막을 제조하였다.Polypropylene (PP) was formed into a thin film through a T-die attached to the discharge port side of a uniaxial screw extruder at 250 ° C, and after the crystallization was improved at a high temperature, it was uniaxially stretched to prepare a porous separator.

기공의 직경 분포 측정Measurement of pore diameter distribution

<실험예 1><Experimental Example 1>

전자현미경(SEM)을 이용하여, 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 7의 분리막에 형성된 기공의 직경 분포를 관찰하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The diameters of the pores formed in the membranes of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 7 were observed using an electron microscope (SEM), and the results are shown in Table 1 below.

소재Material 분리막 형성방법Method of forming membrane 분리막 기공의 직경 분포(nm)Diameter distribution of membrane pores (nm) 실시예 1Example 1 PANPAN 전기 방사Electric radiation 541541 실시예 2Example 2 PIPI 전기 방사Electric radiation 763763 실시예 3Example 3 아라미드Aramid 전기 방사Electric radiation 590590 실시예 4Example 4 PVdFPVdF 전기 방사Electric radiation 626626 비교예 1Comparative Example 1 PANPAN 용융 방사Melt spinning 2,5642,564 비교예 2Comparative Example 2 PIPI 용융 방사Melt spinning 2,1712,171 비교예 3Comparative Example 3 아라미드Aramid 용융 방사Melt spinning 2,0232,023 비교예 4Comparative Example 4 PVdFPVdF 용융 방사Melt spinning 1, 5771, 577 비교예 5Comparative Example 5 PEPE 용융 방사Melt spinning 1,8261,826 비교예 6Comparative Example 6 PETPET wet-laidwet-laid >10,000> 10,000 비교예 7Comparative Example 7 PPPP 건식 연신Dry stretching 2323

표 1을 참조하면, 전기 방사를 사용하여 형성된 실시예 1 내지 4는 100 나노미터 내지 1,000 나노미터 이내의 범위, 상세하게는, 541 나노미터 내지 763 나노미터의 직경을 갖는 기공들이 분포되어 있는 반면에, 비교예 1 내지 7은 100 나노미터 미만의 직경을 갖는 기공들이 분포되어 있거나, 1,000 나노미터를 초과하는 직경을 갖는 기공들이 분포되어 있다. 즉, 전기 방사 이외에, 용융 방사, wet-laid, 또는 건식 연신으로 형성된 비교예 1 내지 7은 나노파이버의 형상 조절이 용이하지 않아, 소망하는 범위를 벗어나는 직경을 갖는 기공들이 분포되어 있다.Referring to Table 1, Examples 1 to 4 formed using electrospinning have pores having diameters ranging from 100 nanometers to 1,000 nanometers, in particular, 541 nanometers to 763 nanometers In Comparative Examples 1 to 7, pores having a diameter of less than 100 nanometers are distributed, or pores having a diameter of more than 1,000 nanometers are distributed. That is, in Comparative Examples 1 to 7 formed by melt spinning, wet-laid, or dry stretching in addition to electrospinning, the shape of the nanofibers is not easily controlled, and pores having a diameter outside the desired range are distributed.

특히, 용융 방사를 사용하여 형성된 비교예 1 내지 4는 전기 방사를 사용하여 형성된 실시예 1 내지 4와 동일한 소재로 이루어짐에도 불구하고, 소망하는 범위의 직경을 갖는 기공들이 분포된 구조로 형성되지 않았음을 알 수 있다.In particular, Comparative Examples 1 to 4 formed using melt spinning were not formed into a structure in which pores having a desired range of diameters were distributed, although they were made of the same material as in Examples 1 to 4 formed using electrospinning You can see the sound.

열 수축률 측정Heat shrinkage measurement

<실험예 2><Experimental Example 2>

상기 실시예와 비교예에서 제조된 분리막(5 cmㅧ2 cm)을 슬라이드 유리 사이에 끼우고, 양끝을 클립으로 고정하여 설정 온도를 섭씨 150로 유지시킨 오븐에 넣고 30 분 동안 유지한 후, 오븐에서 분리막을 꺼내어 실온에서 냉각시킨 이후에 면적 수축률(%)을 측정하여, 하기 표 2에 나타내었다.The separation membrane (5 cm 2 cm) prepared in the above Examples and Comparative Examples was sandwiched between the slide glasses, and both ends were fixed with clips. The resultant was placed in an oven maintained at a set temperature of 150 ° C, held for 30 minutes, And the area shrinkage (%) was measured after cooling at room temperature. The results are shown in Table 2 below.

소재Material 분리막 형성방법Method of forming membrane 면적 수축률(%)Area Shrinkage (%) 실시예 1Example 1 PANPAN 전기 방사Electric radiation 00 실시예 2Example 2 PIPI 전기 방사Electric radiation 00 실시예 3Example 3 아라미드Aramid 전기 방사Electric radiation 00 실시예 4Example 4 PVdFPVdF 전기 방사Electric radiation 00 비교예 1Comparative Example 1 PANPAN 용융 방사Melt spinning 1One 비교예 2Comparative Example 2 PIPI 용융 방사Melt spinning 00 비교예 3Comparative Example 3 아라미드Aramid 용융 방사Melt spinning 00 비교예 4Comparative Example 4 PVdFPVdF 용융 방사Melt spinning 1One 비교예 5Comparative Example 5 PEPE 용융 방사Melt spinning 22 비교예 6Comparative Example 6 PETPET wet-laidwet-laid 1One 비교예 7Comparative Example 7 PPPP 건식 연신Dry stretching 2929

표 1을 참조하면, 종래와 동일한 분리막 소재로서, PE, PET 및 PP를 각각 사용하여 형성된 비교예 5 내지 7은 고내열성의 엔지니어링 플라스틱인 PAN, PI, 및 aramid를 각각 사용하여 형성된 실시예 1 내지 3에 비해, 높은 수축률을 나타내었음을 확인할 수 있다.Referring to Table 1, Comparative Examples 5 to 7 formed by using PE, PET, and PP, respectively, as the conventional separation membrane materials were prepared in the same manner as in Examples 1 to 4, which were formed using PAN, PI, and aramid, which are high- 3 shows a high shrinkage ratio.

즉, 전지의 내부 온도가 상승하는 경우, 비교예 5 내지 7과 같이, 종래의 낮은 내열성을 갖는 소재로 형성된 분리막은 높은 수축률로 형상이 변화함으로써, 양극과 음극의 접촉에 의한 내부 단락, 발화 및 폭발을 일으킬 위험성이 있다.That is, when the internal temperature of the battery rises, as in Comparative Examples 5 to 7, the conventional separator formed of a material having a low heat resistance changes its shape to a high shrinkage ratio, so that the internal short- There is a risk of explosion.

반면에, 내열성이 강한 소재로 형성된 실시예 1 내지 3은 분리막의 열 수축이 상대적으로 적으므로, 전지의 안전성을 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.On the other hand, in Examples 1 to 3 formed of a material having high heat resistance, it is confirmed that the heat shrinkage of the separator is relatively small, thereby improving the safety of the battery.

리튬 이차전지의 제조Manufacture of lithium secondary battery

양극 활물질로 LiCoO2를 사용하였고, LiCoO2 95 중량%, Super-P(도전제) 2.5 중량% 및 PVDF(결합제) 2.5 중량%를 용제인 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)에 첨가하여 양극 혼합물 슬러리를 제조한 후, 알루미늄 집전체 상에 코팅, 건조 및 프레싱하여 양극을 제조하였다.LiCoO 2 was used as the positive electrode active material and 2.5 wt% of LiCoO 2 , 2.5 wt% of Super-P (conductive agent) and 2.5 wt% of PVDF (binder) were added to NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) The mixture slurry was prepared and then coated on an aluminum current collector, dried and pressed to prepare a positive electrode.

음극 활물질로 인조흑연을 사용하였고, 인조흑연 95.5 중량%, Super-P(도전제) 2.5 중량% 및 PVDF(결합제) 2 중량%를 용제인 NMP에 첨가하여 음극 혼합물 슬러리를 제조한 후, 구리 집전체 상에 코팅, 건조 및 프레싱하여 음극을 제조하였다.Artificial graphite was used as an anode active material, and an anode mixture slurry was prepared by adding 95.5 wt% of artificial graphite, 2.5 wt% of Super-P (conductive agent) and 2 wt% of PVDF (binder) to NMP as a solvent, The whole phase was coated, dried and pressed to prepare a negative electrode.

상기 양극, 음극에 실시예 및 비교예에서 제조된 분리막에 개재시키고, 전해액을 주입시켜 리튬 이차전지를 제조하였다. 전해액은 전해액은 EC : DEC : EMC = 4 : 3 : 3(체적비) 혼합용매를 사용하여 LiPF6 전해질을 1M의 농도로 용해시켜 제조하였다.The positive electrode and the negative electrode were interposed in the separator prepared in Examples and Comparative Examples, and an electrolyte solution was injected to prepare a lithium secondary battery. The electrolytic solution was prepared by dissolving LiPF 6 electrolyte at a concentration of 1M using a mixed solvent of EC: DEC: EMC = 4: 3: 3 (volume ratio).

수명 특성Life characteristics

<실험예 3><Experimental Example 3>

상기 실시예 및 비교예에 따른 분리막을 이용하여 제조된 이차전지를 3 V ~ 4.35 V 구간에서 1.8 C로 100 사이클 동안 충방전을 실시하고, 초기 방전용량 및 방전효율을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The secondary batteries manufactured using the separators according to the above-described examples and comparative examples were charged and discharged at 1.8 C for 100 cycles in the range of 3 V to 4.35 V, and the initial discharge capacity and discharge efficiency were measured. Respectively.

소재Material 분리막 형성방법Method of forming membrane 초기 방전용량
(mah)
Initial discharge capacity
(mah)
CV 구간 도달 SOC (%)CV SOC reach (%) 100 사이클 효율 (%)100 cycle efficiency (%)
실시예 1Example 1 PANPAN 전기 방사Electric radiation 650650 7979 95.595.5 실시예 2Example 2 PIPI 전기 방사Electric radiation 651651 8080 95.695.6 실시예 3Example 3 아라미드Aramid 전기 방사Electric radiation 650650 8080 95.195.1 실시예 4Example 4 PVdFPVdF 전기 방사Electric radiation 649649 8181 95.595.5 비교예 1Comparative Example 1 PANPAN 용융 방사Melt spinning n/an / a n/an / a n/an / a 비교예 2Comparative Example 2 PIPI 용융 방사Melt spinning n/an / a n/an / a n/an / a 비교예 3Comparative Example 3 아라미드Aramid 용융 방사Melt spinning n/an / a n/an / a n/an / a 비교예 4Comparative Example 4 PVdFPVdF 용융 방사Melt spinning n/an / a n/an / a n/an / a 비교예 5Comparative Example 5 PEPE 용융 방사Melt spinning n/an / a n/an / a n/an / a 비교예 6Comparative Example 6 PETPET wet-laidwet-laid n/an / a n/an / a n/an / a 비교예 7Comparative Example 7 PPPP 건식 연신Dry stretching 651651 6565 91.691.6

표 2를 참조하면, 실시예 1 내지 4와 비교예 7의 초기 방전용량은 유사한 수준이나, 1,000 나노미터 미만의 직경을 갖는 기공이 분포되어 있는 비교예 7은 실시예 1 내지 4에 비해, 충전시 CV 도달 SOC 및 100 사이클 효율 현저히 저하되었음을 확인할 수 있다. Referring to Table 2, the initial discharge capacities of Examples 1 to 4 and Comparative Example 7 were similar, but Comparative Example 7 in which pores having diameters of less than 1,000 nanometers were distributed had a higher charge capacity than that of Examples 1 to 4 The CV reaching SOC and the 100 cycle efficiency were remarkably decreased.

한편, 1,000 나노미터를 초과하는 직경을 갖는 기공이 분포되어 있는 비교예 1 내지 6은 이차전지의 활성화 과정에서, 양극과 음극의 접촉에 의한 단락이 발생하였으며, 지나치게 큰 기공의 직경으로 인해 이차전지의 안전성이 오히려 저하되었음을 확인할 수 있다. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 6 in which pores with a diameter exceeding 1,000 nanometers were distributed, short-circuiting occurred due to contact between the positive electrode and the negative electrode during the activation process of the secondary battery, and due to the diameter of the excessively large pore, It is possible to confirm that the safety of the present invention is lowered.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

Claims (17)

전극과 분리막을 포함하는 전극조립체가 전해액과 함께 전지 케이스에 밀봉되어 있는 이차전지로서,
상기 분리막은 충전 과정에서 발생하는 부산물에 의한 기공의 폐쇄를 방지하면서 양극과 음극 간의 접촉에 의한 단락을 방지할 수 있도록, 직경이 0.1 마이크로미터 내지 1.0 마이크로미터인 기공들을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
A secondary battery in which an electrode assembly including an electrode and a separator is sealed in a battery case together with an electrolyte,
Wherein the separation membrane includes pores having a diameter of 0.1 to 1.0 micrometer so as to prevent a short circuit due to contact between the anode and the cathode while preventing the pore from being closed due to byproducts generated during the charging process Secondary battery.
제 1 항에 있어서, 상기 부산물은 이차전지의 고속 충전 과정에서 발생하는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the by-product occurs in a fast charging process of the secondary battery. 제 2 항에 있어서, 상기 고속 충전은 1.5C 내지 7.0C 레이트로 이차전지를 충전하는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 2, wherein the secondary battery is charged at a rate of 1.5C to 7.0C. 제 1 항에 있어서, 상기 분리막은 직경이 0.5 마이크로미터 내지 1.0 마이크로미터인 기공들을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the separator comprises pores having a diameter of 0.5 micrometer to 1.0 micrometer. 제 1 항에 있어서, 상기 분리막에 형성되어 있는 전체 기공들 중의 50% 내지 100%가 직경이 0.1 마이크로미터 내지 1.0 마이크로미터의 기공들인 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein 50% to 100% of the total pores formed in the separation membrane have pores having a diameter of 0.1 to 1.0 micrometer. 제 5 항에 있어서, 상기 분리막에 형성되어 있는 모든 기공들은 직경이 0.1 마이크로미터 내지 1.0 마이크로미터의 기공들인 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 5, wherein all of the pores formed in the separation membrane have pores having a diameter of 0.1 to 1.0 micrometer. 제 1 항에 있어서, 상기 기공들은 분리막 내에서 규칙적인 배열 구조 또는 불규칙적인 배열 구조로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the pores are formed in a regular arrangement or an irregular arrangement in the separator. 제 1 항에 있어서, 상기 분리막은 기공들을 형성하면서 집합체를 이루고 있는 나노파이버들로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the separator comprises nanofibers that are aggregated while forming pores. 제 8 항에 있어서, 상기 나노파이버들의 평균 직경은 10 나노미터 내지 1,000 나노미터인 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 8, wherein the average diameter of the nanofibers is 10 nanometers to 1,000 nanometers. 제 1 항에 있어서, 상기 분리막은 전기 방사에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the separation membrane is formed by electrospinning. 제 1 항에 있어서, 상기 분리막은 고내열성의 엔지니어링 플라스틱 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the separation membrane is made of an engineering plastic resin having high heat resistance. 제 11 항에 있어서, 상기 엔지니어링 플라스틱 수지는 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리이미드(polyimide), 및 아라미드(aramid)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.12. The secondary battery according to claim 11, wherein the engineering plastic resin comprises at least one selected from the group consisting of polyacrylonitrile, polyimide, and aramid. 제 1 항에 있어서, 상기 분리막은 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride) 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the separator is made of a polyvinylidene fluoride resin. 제 1 항에 있어서, 상기 분리막은 100 kgf/mm2 내지 800 kgf/mm2의 인장강도를 가지는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the separation membrane has a tensile strength of 100 kgf / mm 2 to 800 kgf / mm 2 . 제 1 항에 있어서, 상기 분리막은 전극에 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the separation membrane is bonded to an electrode. 제 1 항에 있어서, 상기 이차전지는 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the secondary battery is a lithium secondary battery. 제 16 항에 따른 이차전지를 전원으로 포함하는 디바이스.A device comprising the secondary battery according to claim 16 as a power source.
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