KR20180061017A - Separator with patterned binder layer, electrochemical device comprising the same and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a separator having a binder pattern layer, and more particularly, to a separator having a binder pattern layer formed by opening an electrolyte impregnation part, an electrochemical device including the same, and a manufacturing method thereof. The electrochemical device including the separator having the binder pattern layer according to the present invention can delay a separator shrinkage time due to temperature rise and thus improve the stability of a battery. Compared with the conventional technique in which a binder is processed only at the outermost periphery of the separator to be bonded to an electrode, the center portion of the separator is bonded so that the wrinkles of the electrode can be prevented and the center portion is safe against an impact. Further, since the binder pattern layer is formed to leave an electrolyte impregnation portion, the electrolyte impregnability of the separator is improved.

Description

바인더 패턴층이 형성된 분리막, 이를 포함하는 전기화학소자 및 이의 제조방법{Separator with patterned binder layer, electrochemical device comprising the same and manufacturing method thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a separator having a binder pattern layer, an electrochemical device including the same, and a separator with patterned binder layer,

본 발명은 바인더 패턴층이 형성된 분리막에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전해액 함침부를 개방하여 형성되는 바인더 패턴층이 형성된 분리막, 이를 포함하는 전기화학소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a separation membrane having a binder pattern layer, and more particularly, to a separation membrane having a binder pattern layer formed by opening an electrolyte impregnation unit, an electrochemical device including the same, and a method of manufacturing the same.

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

전기화학소자는 이러한 측면에서 가장 주목을 받고 있는 분야이고 그 중에서도 충·방전이 가능한 이차전지의 개발은 관심의 초점이 되고 있으며, 최근에는 이러한 전지를 개발함에 있어서 용량 밀도 및 에너지 효율을 향상시키기 위하여 새로운 전극과 전지의 설계에 대한 연구개발로 진행되고 있다.Electrochemical devices have attracted the most attention in this respect. Among them, the development of a rechargeable secondary battery capable of being charged and discharged has been a focus of attention. In recent years, in order to improve capacity density and energy efficiency in developing such batteries Research and development on the design of new electrodes and batteries are underway.

현재 적용되고 있는 이차전지 중에서 1990년대 초에 개발된 리튬 이차전지는 수용액 전해액을 사용하는 Ni-MH, Ni-Cd, 황산-납 전지 등의 재래식 전지에 비해서 작동 전압이 높고 에너지 밀도가 월등히 크다는 장점으로 각광을 받고 있다.Among the currently applied secondary batteries, the lithium secondary battery developed in the early 1990s has advantages such as higher operating voltage and higher energy density than conventional batteries such as Ni-MH, Ni-Cd and sulfuric acid-lead batteries using an aqueous electrolyte solution .

일반적으로, 리튬 이차전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재된 분리막을 포함하는 전극 조립체가 적층 또는 권취된 구조로 전지케이스에 내장되며, 그 내부에 비수 전해액이 주입됨으로써 구성된다. 음극으로서 리튬 전극은 평면상의 집전체 상에 리튬 호일을 부착시켜 사용한다.Generally, a lithium secondary battery includes a positive electrode, a negative electrode, and an electrode assembly including a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, and the nonaqueous electrolyte is injected into the battery case. The lithium electrode as the cathode is used by attaching a lithium foil on a planar current collector.

상기와 같은 전기화학소자는 다양한 업체에서 생산되고 있으나, 그들의 안전성 특성은 각각 다른 양상을 보인다. 이러한 전기화학소자의 안전성 평가 및 안전성 확보를 위해 안전규격은 전기화학소자 내의 발화 및 발연 등을 엄격히 규제하고 있다. 전기화학소자의 안전성에 있어서, 전기화학소자가 과열되어 열폭주가 일어나거나 분리막이 관통될 경우에는 폭발을 일으키게 될 우려가 크다. 특히, 전기화학소자의 분리막으로서 통상적으로 사용되는 폴리올레핀계 다공성 기재는 재료적 특성과 연신을 포함하는 제조 공정상의 특성으로 인하여 100℃ 이상의 온도에서 극심한 열 수축 거동을 보임으로써, 양극과 음극 사이의 단락을 일으키는 문제점이 있다.Such electrochemical devices are produced by various companies, but their safety characteristics are different from each other. To ensure the safety evaluation and safety of such electrochemical devices, safety standards strictly regulate ignition and fuming in electrochemical devices. In the safety of the electrochemical device, there is a high possibility that the electrochemical device is overheated, causing thermal runaway or explosion when the separator is penetrated. Particularly, polyolefin-based porous substrates that are commonly used as separation membranes for electrochemical devices exhibit extreme heat shrinkage behavior at temperatures of 100 ° C or higher owing to their manufacturing characteristics including material properties and elongation, . ≪ / RTI >

이러한 전기화학소자의 안전성 문제를 해결하기 위하여, 대한민국 특허공개공보 제10-2007-0000231호에는 다수의 기공을 갖는 다공성 기재의 적어도 일면에, 무기물 입자와 바인더 고분자의 혼합물을 코팅하여 형성한 다공성 유기-무기 코팅층을 구비하는 분리막이 제안되었다. 그러나, 이러한 다공성 유기-무기 코팅층을 구비하는 분리막은 전해액에 대한 친화성이 높지 않아서, 전해액이 분리막에 함침되는데 많은 시간이 걸리게 되며, 특히 대용량 전기화학소자에서는 전해액의 함침에 장시간이 소요되어 제조공정상 어려움이 따른다. 따라서, 분리막의 전해액에 대한 함침성의 개선이 시급히 요구되고 있다. In order to solve the safety problem of such an electrochemical device, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2007-0000231 discloses a porous organic material formed by coating a mixture of inorganic particles and a binder polymer on at least one surface of a porous substrate having a plurality of pores, A separator having an inorganic coating layer has been proposed. However, since the separation membrane having such a porous organic-inorganic coating layer is not highly affinity for an electrolyte solution, it takes a long time to impregnate the separation membrane with the electrolyte solution. In particular, in a large-capacity electrochemical device, There are difficulties. Therefore, it is urgently required to improve the impregnation property of the electrolyte of the separator.

대한민국 공개특허공보 제2013-0134566호 "이차전지와 그의 제조방법"Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0134566 "Secondary Battery and Manufacturing Method Thereof"

따라서 본 발명의 목적은 분리막과 전극 사이에 접착력을 높게 유지하면서도, 전해액 함침성이 향상된 분리막 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a separator having improved electrolyte impregnability while maintaining a high adhesive force between the separator and the electrode, and a method for producing the same.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다공성 기재; 및 상기 다공성 기재의 적어도 일면에 형성되는 바인더 패턴층;을 포함하는 분리막에 있어서, 상기 바인더 패턴층은 다공성 기재의 중앙 지점에 대응하는 중앙부, 이와 소정 거리 이격하여 형성하되, 다공성 기재의 양측 말단에 대응하는 제1 최외곽부 및 제3 최외곽부를 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 분리막을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a porous substrate, And a binder pattern layer formed on at least one surface of the porous substrate, wherein the binder pattern layer is formed at a central portion corresponding to a central point of the porous substrate and spaced apart from the central portion by a predetermined distance, The first outermost portion and the third outermost portion corresponding to each other.

또한 본 발명은 i) 다공성 기재를 준비하는 단계; ii) 상기 다공성 기재의 적어도 일면에 제1 최외곽부, 제3 최외곽부 및 중앙부를 포함하여 바인더 패턴층을 형성하는 단계; 및 iii) 상기 바인더 패턴층에 전극을 접하여 코로나 방전 처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막 제조방법을 제공한다.The present invention also relates to a method of preparing a porous substrate, comprising the steps of: i) preparing a porous substrate; ii) forming a binder pattern layer on at least one side of the porous substrate, the first pattern including a first outermost portion, a third outermost portion and a center portion; And iii) subjecting the binder pattern layer to contact with an electrode to perform a corona discharge treatment.

또한 본 발명은 상기 분리막을 포함하는 전기화학소자를 제공한다.The present invention also provides an electrochemical device including the separator.

본 발명에 따른 바인더 패턴층이 형성된 분리막을 포함하는 전기화학소자는 온도가 높아짐에 따른 분리막 수축 시점을 늦출 수 있어 전지의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 종래의 분리막 최외곽에만 바인더를 처리하여 전극에 접착한 기술에 비하여, 중앙부의 접착이 가능하여 전극의 주름을 방지할 수 있으며, 중앙부 충격시 안전한 효과가 있다. 또한 이러한 바인더 패턴층은 전해액 함침부를 남기고 형성되므로, 분리막의 전해액 함침성(wetting)이 향상된다.The electrochemical device including the separator having the binder pattern layer according to the present invention can delay the shrinkage time of the separator as the temperature rises and improve the stability of the battery. In the conventional separator, Compared with the pasted technique, the center portion can be adhered to prevent wrinkling of the electrode, and there is a safe effect when the center portion is impacted. Further, since such a binder pattern layer is formed leaving the electrolyte impregnated portion, wettability of electrolyte in the separator is improved.

도 1은 본 발명에 따른 바인더 패턴층이 형성된 분리막의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 바인더 패턴층이 형성된 분리막의 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 바인더 패턴층이 형성된 분리막 제조방법의 모식도이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예 1의 분리막을 나타내는 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 비교예 1의 분리막을 나타내는 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른 비교예 2의 분리막을 나타내는 사진이다.1 is a perspective view of a separation membrane having a binder pattern layer according to the present invention.
2 is a plan view of a separation membrane having a binder pattern layer according to the present invention.
3 is a schematic view of a separation membrane production method in which a binder pattern layer according to the present invention is formed.
4 is a photograph showing the separation membrane of Example 1 according to the present invention.
5 is a photograph showing the separator of Comparative Example 1 according to the present invention.
6 is a photograph showing the separator of Comparative Example 2 according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다. 이러한 도면은 본 발명을 설명하기 위한 일 구현예에 속하며 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에 한정되지 않는다. 이때 도면에서는 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분을 생략하였고, 명세서 전체를 통해 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 사용하였다. 또한 도면에서 표시된 구성요소의 크기 및 상대적인 크기는 실제 축척과는 무관하며, 설명의 명료성을 위해 축소되거나 과장된 것일 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. These drawings belong to one embodiment for explaining the present invention and can be implemented in various different forms, and are not limited to the present invention. In the drawings, parts not relating to the description are omitted for clarifying the present invention, and similar reference numerals are used for similar parts throughout the specification. Also, the size and relative size of the components shown in the figures are independent of the actual scale and may be reduced or exaggerated for clarity of description.

본 발명에서 제1 내지 제4 최외곽부는 사각형의 분리막에서 임의적으로 어느 한 변을 제1 최외각부로 지정했을 때, 시계 또는 반시계 방향으로 제2 최외각부, 제3 최외각부, 제4 최외각부가 순차적으로 지정되는 것이므로, 각각 특정 부분을 지칭하는 것은 아니다.In the present invention, the first to fourth outermost portions are defined as a second outermost portion, a third outermost portion, and a fourth outermost portion in a clockwise or counterclockwise direction, respectively, when arbitrary one side is designated as a first outermost portion, Since the outermost face portion is designated sequentially, it does not refer to a specific portion.

본 발명은 바인더 패턴층이 형성된 분리막에 관한 것이다. 도 1과 도 2는 본 발명에 따른 분리막(100)의 사시도 및 평면도이다. 도 1과 도 2를 참고하면, 다공성 기재(10); 및 상기 다공성 기재(10)의 적어도 일면에 형성되는 바인더 패턴층(20);을 포함하는 분리막(100)에 있어서, 상기 바인더 패턴층(20)은 상기 다공성 기재(10)의 중앙 지점에 대응하는 중앙부(15), 이와 소정 거리 이격하여 형성하되, 다공성 기재의 양측 말단에 대응하는 제1 최외곽부(11) 및 제3 최외곽부(13)를 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 분리막(100)을 제공한다.The present invention relates to a separation membrane in which a binder pattern layer is formed. 1 and 2 are a perspective view and a plan view of a separation membrane 100 according to the present invention. Referring to Figures 1 and 2, a porous substrate 10; And a binder pattern layer (20) formed on at least one surface of the porous substrate (10), wherein the binder pattern layer (20) has a thickness corresponding to the center point of the porous substrate The separator (100) according to any one of the preceding claims, wherein the separator (100) comprises a central portion (15) and a first outermost portion (11) and a third outermost portion (13) .

바람직하기로는 다공성 기재(10)의 제1 최외곽부(11) 및 제3 최외곽부(13)에 형성되는 바인더 패턴층(20)과 중앙부(15)에 형성되는 바인더 패턴층(20)은 소정 폭을 갖는 벨트 형상으로 형성될 수 있으며, 이들은 서로 평행 배치될 수 있다.The binder pattern layer 20 formed on the first outermost portion 11 and the third outermost portion 13 of the porous substrate 10 and the binder pattern layer 20 formed on the central portion 15 They may be formed in a belt shape having a predetermined width, and they may be arranged parallel to each other.

본 발명에서 상기 다공성 기재(10)의 일면 또는 양면에서 상기 바인더 패턴층(20)이 형성되지 않아 전해액이 상기 다공성 기재(10)로 스며들기에 용이한 부분을 전해액 함침부(16)로 지칭한다. 이러한 전해액 함침부(16)는 전해액이 다공성 기재(10)로 원활하게 함침되기 위하여, 상기 다공성 기재(10)의 제2 최외곽부(12)부터 제4 최외곽부(14)까지 연속적으로 형성되는 것이 바람직하다.In the present invention, the portion of the porous substrate 10 on which the binder pattern layer 20 is not formed on one side or both sides and the electrolyte easily permeates into the porous substrate 10 is referred to as an electrolyte solution impregnating portion 16 . The electrolyte impregnated portion 16 is continuously formed from the second outermost portion 12 to the fourth outermost portion 14 of the porous substrate 10 so that the electrolyte solution can be impregnated into the porous substrate 10 smoothly. .

본 발명에 따른 바인더 패턴층(20)은 상술한 제1 최외곽부(11), 제3 최외곽부(13) 및 중앙부(15)를 반드시 포함하여 형성되고, 전해액이 스며들기 위한 전해액 함침부(16)가 확보된다면, 그 패턴의 형상에는 제한이 없으며, 본 발명의 목적을 달성하기에 적합하도록 변형된 어떠한 형태인 것도 가능하다. 예컨대, 제1 최외곽부(11), 제3 최외곽부(13) 및 중앙부(15)에 사이에 바인더 패턴을 더욱 추가하여 접착력을 향상시키는 것도 가능하다. 상기 바인더 패턴의 형상은 연속적 또는 불연속적일 수 있으며, 또한 규칙적 또는 불규칙적으로 배치된 형상일 수도 있다. 단 이때에도, 전술한 전해액 함침부(16)가 확보되어야 하며, 따라서 제2 최외곽부(12)의 적어도 일부와 제4 최외곽부(14)의 적어도 일부는 막힘없이 연속적으로 개방되어야 한다.The binder pattern layer 20 according to the present invention includes the first outermost portion 11, the third outermost portion 13 and the central portion 15 described above and includes an electrolyte infiltrating portion The shape of the pattern is not limited, and any shape modified to suit the purpose of the present invention is possible. For example, a binder pattern may be further added between the first outermost portion 11, the third outermost portion 13, and the central portion 15 to improve the adhesive strength. The shape of the binder pattern may be continuous or discontinuous, and may be regular or irregularly arranged. At this time, the above-described electrolyte infiltration portion 16 must be secured, so that at least a part of the second outermost portion 12 and at least a part of the fourth outermost portion 14 should be continuously opened without clogging.

본 발명의 구체적인 일 구현예에 있어서 상기 바인더 패턴층(20)은 다공성 기재(10)의 표면적 대비 10 내지 50%, 더욱 바람직하게는 10 내지 30% 이하의 면적에 형성되는 것이 바람직하다. 상기 범위를 지나치게 초과하여 바인더 패턴층(20)이 형성되는 경우에는 다공성 기재(10)에 도포된 고분자 수지에 의해 분리막(100)에 형성된 기공이 막혀 이온 전도도 및 전해액 함침성이 저하될 수 있으며 이로 인해 출력특성 및 계면 저항 특성이 나빠진다.In one embodiment of the present invention, the binder pattern layer 20 is preferably formed in an area of 10 to 50%, more preferably 10 to 30% of the surface area of the porous substrate 10. When the binder pattern layer 20 is formed in excess of the above range, the pores formed in the separation membrane 100 may be clogged by the polymer resin applied to the porous base material 10, and the ion conductivity and electrolyte impregnability may be deteriorated. The output characteristics and the interface resistance characteristics are deteriorated.

본 발명에 따른 중앙부(15)에 형성된 바인더 패턴층(20)의 폭은 10 내지 100 mm, 바람직하게는 10 내지 80 mm, 더욱 바람직하게는 10 내지 50 mm이다. 상기 범위의 폭은 중앙부(15)의 접착력을 지탱하고, 전극에 주름이 지는 현상을 방지하는데 바람직하다.The width of the binder pattern layer 20 formed in the central part 15 according to the present invention is 10 to 100 mm, preferably 10 to 80 mm, more preferably 10 to 50 mm. The width of the above range is preferable for supporting the adhesive force of the center portion 15 and preventing wrinkles on the electrodes.

또한 제1 최외곽부(11), 제3 최외곽부(13)에 형성된 바인더 패턴층(20)의 폭은 5 내지 100 mm, 바람직하게는 5 내지 60 mm, 더욱 바람직하게는 5 내지 50 mm이다. 상기 범위의 폭은 전극과 분리막(100)의 접착력을 유지하는데 바람직하다.The width of the binder pattern layer 20 formed on the first outermost portion 11 and the third outermost portion 13 is 5 to 100 mm, preferably 5 to 60 mm, more preferably 5 to 50 mm to be. The width of the above range is preferable to maintain the adhesive force between the electrode and the separator 100.

상기 바인더 패턴층(20)은 다공성 기재(10)의 양측 또는 일측 표면에 형성되며 점착 특성이 있는 점착성 고분자 수지를 포함하며, 이러한 점착성 고분자는 분리막에 적층되는 전극과의 결합력과, 후술되는 바인더 고분자 혼합물 중의 무기물 필러 간의 결합력을 발휘하면서, 전해액에 의해 쉽게 용해되는 않는 성분이라면 특별히 제한되지 않는다.The binder pattern layer 20 is formed on both sides or one side of the porous substrate 10 and includes a sticky polymer resin having an adhesive property. The sticky polymer binds to the electrode stacked on the separator, And is not particularly limited as far as it is a component that exhibits the bonding force between the inorganic fillers in the mixture and does not easily dissolve in the electrolyte solution.

상기 점착성 고분자의 비제한적인 예로, 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride: PVdF), 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로 프로필렌(polyvinylidene fluoride-co-hexafluoro propylene: PVDF-HFP), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로 에틸렌(polyvinylidene fluoride-cotrichloro ethylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-클로로트리플루오로 에틸렌(polyvinylidene fluoride-cochlorotrifluoro ethylene), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate), 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체(polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide), 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트(cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate), 시아노에틸 풀루란(cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜(cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸 셀룰로오스(cyanoethyl cellulose), 시아노에틸 수크로오스(cyanoethyl sucrose), 풀루란(pullulan), 카르복실 메틸 셀룰로오스(carboxyl methyl cellulose: CMC), 아크릴로니트릴-스티렌-부타디엔 공중합체(acrylonitrile-styrenebutadiene copolymer), 폴리이미드(polyimide), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 및 스티렌 부타디엔 고무(styrene butadiene rubber: SBR)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 PVdF 또는 PVdF-HFP 일 수 있다.Non-limiting examples of the adhesive polymer include polyvinylidenefluoride (PVdF), polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene (PVDF-HFP), polyvinylidene fluoride- But are not limited to, polyvinylidene fluoride-cotrichloroethylene, polyvinylidene fluoride-cochlorotrifluoroethylene, polymethyl methacrylate, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride- But are not limited to, polyvinylpyrrolidone, polyvinylacetate, polyethylene-co-vinyl acetate, polyethylene oxide, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, ), Cellulose acetate propionate But are not limited to, cellulose acetate propionate, cyanoethylpullulan, cyanoethylpolyvinylalcohol, cyanoethyl cellulose, cyanoethyl sucrose, pullulan, But are not limited to, carboxyl methyl cellulose (CMC), acrylonitrile-styrenebutadiene copolymer, polyimide, polyacrylonitrile, and styrene butadiene rubber. SBR), and may be at least one selected from the group consisting of PVdF and PVdF-HFP.

또한 상기 바인더 패턴층(20)은 상기 점착성 고분자에 추가적으로 다공성 무기물 필러를 첨가하여 분리막의 기계적 강도를 높임으로써, 외력 등에 의한 전지의 안전성을 담보할 수 있다. 이러한 분리막은 다공성 기재(10)상의 바인더 고분자로 인해 무기물 필러 사이가 연결 및 고정되고, 무기물 필러 사이의 빈 공간(interstitial volume)으로 인해 내열성 기공 구조를 형성함으로써, 전지의 전기 화학적 안전성 및 성능 향상을 동시에 도모할 수 있다.In addition, the binder pattern layer 20 may further enhance the mechanical strength of the separation membrane by adding a porous inorganic filler to the adhesive polymer, thereby securing the safety of the battery due to an external force or the like. Such a separation membrane is formed by the binder polymer on the porous substrate 10, and the inorganic filler is connected and fixed between the inorganic filler and the interstitial volume between the inorganic fillers to form the heat resistant pore structure, thereby improving the electrochemical safety and performance of the battery. At the same time, it can be planned.

구체적으로, 상기 무기물 필러의 성분은 전지의 작동 전압 범위(예컨대, Li/Li+ 기준으로 0 ~ 5V)에서 양극 또는 음극 집전체와 산화 및/또는 환원 반응 즉, 전기 화학적 반응을 일으키지 않고, 통전성을 해하지 않는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), Pb1 - xLaxZr1 - yTiyO3 (PLZT), PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT), hafnia (HfO2) SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2,Y2O3, Al2O3, TiO2, Mg(OH)2 및 AlOOH로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다.Specifically, the component of the inorganic filler is oxidized and / or reduced with an anode or an anode current collector in an operating voltage range of the battery (for example, 0 to 5 V based on Li / Li + ), For example, BaTiO 3 , Pb (Zr, Ti) O 3 (PZT), Pb 1 - x La x Zr 1 - y TiO 3 (PLZT), PB (Mg 3 Nb 2/3 ) O 3 -PbTiO 3 (PMN-PT), hafnia (HfO 2 ) SrTiO 3 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO 2 , Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , TiO 2 , Mg (OH) 2 and AlOOH.

상기 무기물 필러의 농도는 바인더 패턴층(20)의 총 중량을 기준으로 60 ~ 90 중량%인 것이 바람직한 바, 무기물 필러의 농도가 너무 낮으면, 소망하는 정도의 기계적 강도를 유지할 수 없고, 반대로 무기물 필러의 농도가 너무 높으면 과량의 무기 성분으로 인해 분리막의 다공성이 확보될 수 없어 이온 전도도가 저하될 수 있으므로 내부 저항이 증가되는 문제가 있다.The concentration of the inorganic filler is preferably 60 to 90% by weight based on the total weight of the binder pattern layer 20. If the concentration of the inorganic filler is too low, a desired degree of mechanical strength can not be maintained, If the concentration of the filler is too high, the porosity of the separation membrane can not be secured due to excessive inorganic components, and the ion conductivity may be lowered, thereby increasing the internal resistance.

본 발명에 따른 바인더 패턴층이 형성된 분리막(100)은 하기 단계를 수행하여 제조 가능하다. 이하 도 3을 참조하여 단계별로 설명한다.The separation membrane 100 having the binder pattern layer according to the present invention can be manufactured by performing the following steps. Hereinafter, step-by-step will be described with reference to FIG.

먼저 i) 다공성 기재(10)를 준비한다.First, i) a porous substrate 10 is prepared.

상기 다공성 기재(10)는 통상의 방법을 통하여 전술된 기재로부터 우수한 통기성 및 공극률을 확보하기 위해 다수의 기공을 형성함으로써 제조될 수 있다.The porous substrate 10 can be produced by forming a plurality of pores in order to ensure excellent air permeability and porosity from the above-described substrate by a conventional method.

본 발명에 따른 다공성 기재(10)는 그 종류의 제한은 없으나, 예컨대 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리아릴에테르케톤(polyaryletherketone), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리아미드이미드(polyamideimide), 폴리벤지미다졸(polybenzimidazole), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 사이클릭 올레핀 고폴리머(cyclic olefin copolymer), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylenesulfide) 및 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 고분자막, 이들의 다중막, 직포 또는 부직포 등을 사용할 수 있다.The porous substrate 10 according to the present invention is not limited in its kind, and examples thereof include polyethylene, polypropylene, polyethyleneterephthalate, polybutyleneterephthalate, polyester, Polyacetal, polyamide, polycarbonate, polyimide, polyetheretherketone, polyaryletherketone, polyetherimide, polyamide, polyetherketone, polyetherketone, polyetherketone, Polyamideimide, polybenzimidazole, polyethersulfone, polyphenylene oxide, cyclic olefin copolymer, polyphenylenesulfide, and polyethylene naphthalene (also referred to as " polyethylenenaphthalene), and at least one polymer selected from the group consisting of It can be used those of a multi-film, a woven or nonwoven fabric.

상기 다공성 기재(10)의 두께는 3㎛ 내지 50 ㎛, 또는 3㎛ 내지 30㎛일 수 있다. 다공성 기재(10)의 범위가 특별히 전술한 범위로 한정되는 것은 아니지만, 두께가 전술한 하한보다 지나치게 얇은 경우에는 기계적 물성이 저하되어 전지 사용 중 분리막(100)이 쉽게 손상될 수 있다. 한편, 다공성 기재(10)에 존재하는 기공 크기 및 기공도 역시 특별히 제한되지 않으나 각각 0.1㎛ 내지 10㎛ 및 25% 내지 85%일 수 있다.The thickness of the porous substrate 10 may be from 3 탆 to 50 탆, or from 3 탆 to 30 탆. Although the range of the porous substrate 10 is not particularly limited to the above range, if the thickness is too thin than the lower limit described above, the mechanical properties are deteriorated and the separator 100 may be easily damaged during use of the battery. On the other hand, the pore size and porosity present in the porous substrate 10 are also not particularly limited, but may be 0.1 탆 to 10 탆 and 25% to 85%, respectively.

그 다음으로 ii) 상기 다공성 기재(10)의 적어도 일면에 제1 최외곽부(11), 제3 최외곽부(13) 및 중앙부(15)를 포함하여 바인더 패턴층(20)을 형성한다.Next, ii) a binder pattern layer 20 is formed on at least one surface of the porous substrate 10, including the first outermost portion 11, the third outermost portion 13, and the central portion 15.

상기 다공성 기재(10)의 적어도 일면에 바인더, 필요하다면 용매를 추가하여 통상의 방법을 통하여 바인더 패턴층(20)을 형성시킬 수 있다. 이러한 용매는 바인더 수지를 균일하게 분산할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으나, 바람직하기로는 사용하는 바인더와 용해도 지수가 유사하고 끓는점이 낮은 것이 바람직하다.The binder pattern layer 20 can be formed by a conventional method by adding a binder and, if necessary, a solvent to at least one side of the porous substrate 10. Such a solvent is not particularly limited so long as it can uniformly disperse the binder resin, but it is preferable that the solvent has a similar solubility index and a low boiling point to the binder to be used.

예컨대, 상기 용매는 시클로펜탄, 시클로헥산 등의 고리형 지방족 탄화수소류；톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠 등의 방향족 탄화수소류；아세톤, 에틸메틸케톤, 디이소프로필케톤, 시클로헥사논, 메틸시클로헥산, 에틸시클로헥산 등의 케톤류；메틸렌클로라이드, 클로로포름, 사염화탄소 등 염소계 지방족 탄화수소；아세트산에틸, 아세트산부틸, γ-부티로락톤, ε-카프로락톤 등의 에스테르류；아세토니트릴, 프로피오니트릴 등의 아실로니트릴류；테트라하이드로푸란, 에틸렌글리콜디에틸에테르 등의 에테르류：메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르 등의 알코올류；N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드 등의 아미드류를 들 수 있다.Examples of the solvent include cyclic aliphatic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclohexane; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene and ethylbenzene; aromatic hydrocarbons such as acetone, ethyl methyl ketone, diisopropyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexane, Ethylcyclohexane and the like; chlorinated aliphatic hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform and carbon tetrachloride; esters such as ethyl acetate, butyl acetate,? -Butyrolactone and? -Caprolactone; acylonitrile such as acetonitrile and propionitrile Ethers such as tetrahydrofuran and ethylene glycol diethyl ether; alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol and ethylene glycol monomethyl ether; and alcohols such as N-methylpyrrolidone and N, N-dimethylformamide Amides of the formula

이들 용매는 단독으로 사용해도 되고, 이들을 2 종 이상 혼합하여 혼합 용매로서 사용해도 된다. 이들 중에서도 특히, 비점이 낮고 휘발성이 높은 용매를, 단시간에 또한 저온에서 제거할 수 있으므로 바람직하다. 구체적으로는, 아세톤, 톨루엔, 시클로헥사논, 시클로펜탄, 테트라하이드로푸란, 시클로헥산, 자일렌, 혹은 N-메틸피롤리돈, 또는 이들의 혼합 용매가 바람직하다.These solvents may be used alone, or two or more of them may be mixed and used as a mixed solvent. Among them, a solvent having a low boiling point and a high volatility can be preferably removed at a low temperature in a short period of time. Concretely, acetone, toluene, cyclohexanone, cyclopentane, tetrahydrofuran, cyclohexane, xylene, N-methylpyrrolidone or a mixed solvent thereof is preferable.

상기 바인더를 도포하는 방법으로는 그 제한이 없으며, 예컨대, 닥터 블레이드 코팅(Doctor blade coating), 딥 코팅(Dip coating), 그라비어 코팅(Gravure coating), 슬릿 다이 코팅(Slit die coating), 스핀 코팅(Spin coating), 콤마 코팅(Comma coating), 바 코팅(Bar coating), 리버스 롤 코팅(Reverse roll coating), 스크린 코팅(Screen coating), 캡 코팅(Cap coating) 방법 등을 수행하여 제조할 수 있다.There is no limitation on the method of applying the binder, and examples thereof include doctor blade coating, dip coating, gravure coating, slit die coating, spin coating Spin coating, comma coating, bar coating, reverse roll coating, screen coating, cap coating and the like.

마지막으로 iii) 상기 바인더 패턴층(20)에 전극(30)을 접하여 코로나 방전 처리한다.Finally, iii) the electrode pattern 30 is brought into contact with the binder pattern layer 20 and subjected to a corona discharge treatment.

상기 코로나 방전 처리는 50/60Hz의 교류 전원을 직류로 변환하여 고주파 발전기에서 고주파, 고전압을 발생시켜 공기가 절연파괴를 일으켜 이온화되고 전극(30) 사이에서 코로나 방전을 일으키는 것이다. 이렇게 코로나 방전이 발생한 두 전극(30) 사이의 분리막(100)은 이때 흐르는 다량의 전자가 표면의 고분자와 반응하게 된다. The corona discharge treatment converts a 50/60 Hz AC power source into a DC power source, generates a high frequency and a high voltage in the high frequency generator, and causes air to break down to ionize and cause a corona discharge between the electrodes 30. The separation membrane 100 between the two electrodes 30 in which the corona discharge has occurred causes a large amount of electrons flowing at this time to react with the polymer on the surface.

이러한 코로나 방전 처리는 분리막(100)의 표면을 개질하는 효과도 있다. 분리막의 표면이 개질되어 극성 관능기를 갖게 되고 전극(30)에 대한 접착력이 향상된다. 특히 전극 합제가 수성 분산매를 이용하는 수계 바인더를 포함하는 경우 상기 수계 방식으로 형성된 전극층에 대한 표면 접착력이 향상되어 결착력이 향상된다.Such a corona discharge treatment also has the effect of modifying the surface of the separation membrane 100. The surface of the separation membrane is modified to have a polar functional group and the adhesion to the electrode 30 is improved. Particularly, when the electrode mixture contains an aqueous binder using an aqueous dispersion medium, the surface adhesion to the electrode layer formed by the aqueous system is improved and the binding force is improved.

이러한 코로나 방전 처리는 분리막(100)의 표면적 대비 10 내지 50%, 더욱 바람직하게는 10 내지 30% 이하의 면적에 형성되는 것이 바람직하다. 상기 범위를 지나치게 초과하여 표면 개질 처리부를 형성하는 경우에는 전극(30)과 분리막(100)이 과도하게 밀착되어 전해액의 이동이 원활하게 이루어지지 않아 전해액 젖음성이 저하되며 이로 인해 출력특성 및 계면 저항 특성이 나빠진다.The corona discharge treatment is desirably formed in an area of 10 to 50%, more preferably 10 to 30% or less of the surface area of the separator 100. When the surface modification treatment portion is formed excessively in the above range, the electrode 30 and the separator 100 are excessively brought into close contact with each other, the electrolyte solution is not smoothly moved, and the wettability of the electrolyte solution deteriorates. As a result, Is bad.

이러한 코로나 방전 처리는 상기 바인터 패턴층(20)의 패턴과 동일하게 처리할 수 있다. 즉 바인더 패턴층(20)을 전술한 패턴으로 형성한 후 패턴화된 바인더층 상층부를 코로나 방전 처리하여 표면 개질할 수 있다.Such a corona discharge treatment can be performed in the same manner as the pattern of the bar inter-pattern layer 20 described above. That is, after the binder pattern layer 20 is formed in the above-described pattern, the upper layer of the patterned binder layer can be subjected to corona discharge treatment for surface modification.

이와 같이 제조된 본 발명의 분리막(100)은 전기화학소자의 분리막으로 이용될 수 있다. 상기 전기화학소자는 전기화학 반응을 하는 모든 소자를 포함하며, 구체적인 예를 들면, 모든 종류의 1차, 2차 전지, 연료 전지, 태양 전지 또는 캐퍼시터(capacitor) 등이 있다. 특히, 상기 2차 전지 중 리튬 금속 이차전지, 리튬 이온 이차전지, 리튬-황 이차전지, 리튬 폴리머 이차전지 또는 리튬 이온 폴리머 이차전지 등을 포함하는 리튬 이차전지가 바람직하다.The thus-prepared separator 100 of the present invention can be used as a separator of an electrochemical device. The electrochemical device includes all devices that perform an electrochemical reaction, and specific examples thereof include all kinds of primary, secondary, fuel cell, solar cell, and capacitor. Particularly, a lithium secondary battery including a lithium metal secondary battery, a lithium ion secondary battery, a lithium-sulfur secondary battery, a lithium polymer secondary battery, or a lithium ion polymer secondary battery is preferable among the secondary batteries.

전술된 분리막 이외의 양극, 음극 및 전해액은 또한 상업적으로 제공 가능하거나, 또는 당해 분야에 공지되어 있는 공정 및 방법에 의해 용이하게 제조될 수 있으며, 본 발명에서는 이를 제한하지 않는다.The positive electrode, negative electrode and electrolyte other than the above-described separator are also commercially available or can be easily produced by processes and methods known in the art, and the present invention is not limited thereto.

본 발명에 따른 구체적인 일 구현예에 있어서, 리튬 이차전지는 당 기술 분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있다. 일례로 양극과 음극 사이에 전술한 분리막을 개재시켜 전극 조립체를 준비하고 이를 전지 케이스에 수납한 후 전해액을 주입함으로써 이차전지를 제조할 수 있다.In a specific embodiment according to the present invention, the lithium secondary battery can be manufactured according to a conventional method known in the art. For example, an electrode assembly may be prepared between the positive electrode and the negative electrode to interpose the separation membrane therebetween, and the electrode assembly may be stored in a battery case, followed by injecting an electrolyte solution.

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

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

LCO (Umicore社, XD20A)와 인조 흑연 (Shanshan Technology社, LC1)을 사용하여 양극과 음극을 제작하였다. 분리막은 7㎛ 폴리에틸렌 (PE, Asahi-Kasei E-materials社, ND307B) 기재 위에 알루미나 (Al2O3, Sumitomo社, AES11)와 PVdF-HFP (Arkema社, LBG)로 구성된 코팅액을 도 1 및 도 2에 도시된 패턴으로 두께 1.5㎛씩 20mm의 폭으로 양면 코팅하였다. 이렇게 준비된 폴리에틸렌 기재에 상기 패턴을 따라 코로나 방전하여 표면 처리한 후 스택 앤 폴딩(stack & folding) 방식으로 조립하였다.Anodes and cathodes were fabricated using LCO (Umicore, XD20A) and artificial graphite (Shanshan Technology, LC1). The separation membrane was formed by coating a coating solution composed of alumina (Al 2 O 3 , Sumitomo, AES11) and PVdF-HFP (Arkema, LBG) on 7 μm polyethylene (PE, Asahi-Kasei E-materials, ND307B) 2 with a width of 20 mm by 1.5 [micro] m in thickness. The prepared polyethylene substrate was corona discharge-treated by surface patterning, followed by stacking and folding.

<실시예 2>&Lt; Example 2 >

코팅의 두께를 1.0㎛로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 진행하였다.The procedure of Example 1 was repeated, except that the thickness of the coating was changed to 1.0 탆.

<실시예 3>&Lt; Example 3 >

코팅의 폭을 30 mm로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 진행하였다.The procedure of Example 1 was repeated except that the coating width was changed to 30 mm.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

코팅액을 패턴화하지 않고 폴리에틸렌 기재의 전면에 코팅한 후, 전면을 코로나 방전하였으며, 실시예 1과 동일한 방법으로 조립하였다.The coating liquid was coated on the entire surface of the polyethylene substrate without being patterned, and then the entire surface was corona discharged, and assembled in the same manner as in Example 1.

<비교예 2>&Lt; Comparative Example 2 &

실시예 1에서 중앙부를 코팅하지 않고 외곽부만 코팅한 후, 코로나 방전하였으며, 실시예 1과 동일한 방법으로 조립하였다.In Example 1, only the outer portion was coated without coating the center portion, and the corona discharge was performed, and then assembled in the same manner as in Example 1. [

<비교예 3>&Lt; Comparative Example 3 &

분리막의 양면 중, 양극과 대면하는 면은 코팅액을 패턴화하지 않고 폴리에틸렌 기재의 전면을 코팅하고, 음극과 대면하는 면은 실시예 1과 동일하게 패턴화하여 코팅한 후, 코로나 방전하였으며, 실시예 1과 동일한 방법으로 조립하였다.On both surfaces of the separator, the surface facing the anode was coated with the surface of the polyethylene substrate without patterning the coating liquid, and the surface facing the cathode was patterned and coated in the same manner as in Example 1, and then corona discharge was performed. 1. &Lt; / RTI &gt;

<비교예 4>&Lt; Comparative Example 4 &

분리막의 양면 중, 음극과 대면하는 면은 코팅액을 패턴화하지 않고 폴리에틸렌 기재의 전면을 코팅하고, 양극과 대면하는 면은 실시예 1과 동일하게 패턴화하여 코팅한 후, 코로나 방전하였으며, 실시예 1과 동일한 방법으로 조립하였다.On both surfaces of the separator, the surface facing the cathode was coated on the entire surface of the polyethylene substrate without patterning the coating liquid, and the surface facing the anode was patterned in the same manner as in Example 1 and coated thereon, 1. &Lt; / RTI &gt;

<비교예 5>&Lt; Comparative Example 5 &

분리막의 양면 중, 양극과 대면하는 면은 실시예 1에서 중앙부를 코팅하지 않고 외곽부만 코팅하였고, 음극과 대면하는 면은 실시예 1과 동일하게 패턴화하여 코팅한 후, 코로나 방전하였으며, 실시예 1과 동일한 방법으로 조립하였다.In both surfaces of the separator, the surface facing the anode was coated with only the outer surface without coating the center in Example 1. The surface facing the cathode was patterned and coated in the same manner as in Example 1, and then the corona was discharged. And assembled in the same manner as in Example 1.

<비교예 6>&Lt; Comparative Example 6 >

분리막의 양면 중, 음극과 대면하는 면은 실시예 1에서 중앙부를 코팅하지 않고 외곽부만 코팅하였고, 양극과 대면하는 면은 실시예 1과 동일하게 패턴화하여 코팅한 후, 코로나 방전하였으며, 실시예 1과 동일한 방법으로 조립하였다.In both surfaces of the separator, the surface facing the cathode in Example 1 was coated only on the outer surface without coating the center, and the surface facing the anode was patterned and coated in the same manner as in Example 1, and then corona discharge was performed. And assembled in the same manner as in Example 1.

<실험예 1> 전해액 함침성 테스트&Lt; Experimental Example 1 >

실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 6의 전지를 전해액 함침 후 4시간 후에 분해하여 분리막 분석을 하였다. Cells of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 6 were decomposed after 4 hours from the electrolyte impregnation and analyzed for separation membranes.

실시예 1과 비교예 2는 도 4 및 도 6에서 보는 바와 같이 패턴화된 형상을 따라 전해액 함침이 일어난 결과 전해액 함침이 완료된 것을 확인할 수 있었고, 실시예 2 및 3, 비교예 5 및 6 역시 폴리에틸렌 기재의 전면을 코팅하지 않아 전해액의 함침성은 우수한 것을 알 수 있었다.4 and 6, it was confirmed that impregnation of the electrolyte solution was completed as a result of the electrolyte impregnation along the patterned shape, and Examples 2 and 3 and Comparative Examples 5 and 6 were also made of polyethylene It was found that the front surface of the substrate was not coated, and the impregnation property of the electrolytic solution was excellent.

이에 비하여, 비교예 1은 도 5에서 보는 바와 같이 전해액 함침이 완료되지 않았고, 비교예 3 및 4는 전해액의 함침이 완료되지 아니한 것을 확인하여 폴리에틸렌 기재의 전면을 코팅할 경우 전해액의 함침성이 좋지 않은 것을 알 수 있었다.On the other hand, in Comparative Example 1, as shown in FIG. 5, impregnation of the electrolyte solution was not completed. In Comparative Examples 3 and 4, impregnation of the electrolyte solution was not completed. .

<실험예 2> 임팩트 테스트&Lt; Experimental Example 2 >

임팩트 테스트(Impact test) 방법에 의거하여 실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 6을 평가하였다. 테스트 전 전지는 4.4V, 1/40C로 CC/CV 방식으로 만충전하였다. Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 6 were evaluated on the basis of an impact test method. Before the test, the battery was fully charged by CC / CV method at 4.4V, 1 / 40C.

결과 실시예 1 내지 3, 비교예 3 및 4의 전지는 평가 후 발화 및 폭발이 없었으나, 비교예 1, 2, 5 및 6의 전지는 발화하는 것을 확인하여 폴리에틸렌 기재의 일부만 패터닝 된 경우 전지의 안정성이 감소되는 것을 확인하였다.Results The batteries of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 3 and 4 were free from ignition and explosion after the evaluation but the batteries of Comparative Examples 1, 2, 5 and 6 were found to ignite. When only a part of the polyethylene base was patterned, And stability was reduced.

결과적으로, 본원 발명에 따라 다공성 기재의 중앙 지점에 대응하는 중앙부 및 다공성 기재의 양측 말단에 대응하는 최외곽부를 패터닝한 바인더층을 코로나 처리하면, 분리막의 전해액 함침성이 높게 유지될 뿐만 아니라, 전극의 접착력이 향상되어 안전성이 향상되는 것을 확인하였다.As a result, the corona treatment of the center portion corresponding to the center point of the porous substrate and the outermost portion corresponding to both ends of the porous substrate according to the present invention corona-treated the cored electrode, It was confirmed that the adhesive strength of the adhesive was improved and the safety was improved.

10. 다공성 기재
11. 제1 최외곽부
12. 제2 최외곽부
13. 제3 최외곽부
14. 제4 최외곽부
15. 중앙부
16. 전해액 함침부
20. 바인더 패턴층
30. 전극
100. 분리막10. Porous substrate
11. The first outermost portion
12. The second outermost portion
13. The third outermost portion
14. The fourth outermost portion
15. Center
16. Electrolyte impregnated portion
20. Binder pattern layer
30. Electrode
100. The membrane

Claims (13)

다공성 기재; 및 상기 다공성 기재의 적어도 일면에 형성된 바인더 패턴층;을 포함하는 분리막에 있어서,
상기 바인더 패턴층은 다공성 기재의 중앙 지점에 대응하는 중앙부, 이와 소정 거리 이격하여 형성하되, 다공성 기재의 양측 말단에 대응하는 제1 최외곽부 및 제3 최외곽부를 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 분리막.
A porous substrate; And a binder pattern layer formed on at least one surface of the porous substrate,
Wherein the binder pattern layer is formed to include a central portion corresponding to a central point of the porous substrate and a first outermost portion and a third outermost portion which are spaced apart from each other by a predetermined distance and which correspond to both ends of the porous substrate, .
제1항에 있어서,
상기 중앙부, 제1 최외곽부 및 제3 최외곽부에 형성된 바인더 패턴층은 코로나 처리된 것을 특징으로 하는 분리막.
The method according to claim 1,
Wherein the binder pattern layer formed on the central portion, the first outermost portion and the third outermost portion is corona treated.
제1항에 있어서,
상기 제1 최외곽부 및 제3 최외곽부에 형성된 바인더 패턴층은 상기 다공성 기재의 테두리 부분에 소정 폭을 갖는 벨트 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 분리막.
The method according to claim 1,
Wherein the binder pattern layer formed in the first outermost portion and the third outermost portion is formed in a belt shape having a predetermined width at a rim portion of the porous substrate.
제1항에 있어서,
상기 중앙부에 형성된 바인더 패턴층은 상기 다공성 기재의 중앙부를 가로질러 소정 폭을 갖는 벨트 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 분리막.
The method according to claim 1,
Wherein the binder pattern layer formed at the center portion is formed in a belt shape having a predetermined width across the central portion of the porous substrate.
제1항에 있어서,
상기 제1 최외곽부 및 제3 최외곽부에 형성된 바인더 패턴층과 상기 중앙부에 형성된 바인더 패턴층은 서로 평행하게 형성된 것을 특징으로 하는 분리막.
The method according to claim 1,
Wherein the binder pattern layer formed at the first outermost portion and the third outermost portion and the binder pattern layer formed at the center portion are formed in parallel with each other.
제1항에 있어서,
상기 다공성 기재는 상기 제1 최외곽부 및 제3 최외곽부에 수직하는 양측 말단인 제2 최외곽부부터 제4 최외곽부까지 연속적으로 전해액 함침부가 형성된 것을 특징으로 하는 분리막.
The method according to claim 1,
Wherein the porous substrate is formed with an electrolyte infiltrating portion continuously from the second outermost portion to the fourth outermost portion, which are both ends of the porous body, which are perpendicular to the first outermost portion and the third outermost portion.
제1항에 있어서,
상기 제1 최외곽부, 제3 최외곽부에 형성된 바인더 패턴층의 폭은 5 내지 100 mm인 것을 특징으로 하는 분리막.
The method according to claim 1,
And the width of the binder pattern layer formed on the first outermost portion and the third outermost portion is 5 to 100 mm.
제1항에 있어서,
상기 중앙부에 형성된 바인더 패턴층의 폭은 10 내지 100 mm인 것을 특징으로 하는 분리막.
The method according to claim 1,
And the width of the binder pattern layer formed at the center portion is 10 to 100 mm.
제1항에 있어서,
상기 바인더 패턴층은 다공성 기재의 표면적 대비 10 내지 50%로 형성된 것을 특징으로 하는 분리막.
The method according to claim 1,
Wherein the binder pattern layer is formed at 10 to 50% of the surface area of the porous substrate.
제1항에 있어서,
상기 바인더 패턴층은 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride: PVdF), 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로 프로필렌(polyvinylidene fluoride-co-hexafluoro propylene: PVDF-HFP), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로 에틸렌(polyvinylidene fluoride-cotrichloro ethylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-클로로트리플루오로 에틸렌(polyvinylidene fluoride-cochlorotrifluoro ethylene), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate), 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체(polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide), 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트(cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate), 시아노에틸 풀루란(cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜(cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸 셀룰로오스(cyanoethyl cellulose), 시아노에틸 수크로오스(cyanoethyl sucrose), 풀루란(pullulan), 카르복실 메틸 셀룰로오스(carboxyl methyl cellulose: CMC), 아크릴로니트릴-스티렌-부타디엔 공중합체(acrylonitrile-styrenebutadiene copolymer), 폴리이미드(polyimide), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 및 스티렌 부타디엔 고무(styrene butadiene rubber: SBR)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막.
The method according to claim 1,
The binder pattern layer may be formed of at least one of polyvinylidene fluoride (PVdF), polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene (PVDF-HFP), polyvinylidene fluoride- polyvinylidene fluoride-cotrichloro ethylene, polyvinylidene fluoride-cochlorotrifluoroethylene, polymethyl methacrylate, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone polyvinylpyrrolidone, polyvinylacetate, polyethylene-co-vinyl acetate, polyethylene oxide, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate Propionate (cellulose acetate propionate, cyanoethylpullulan, cyanoethylpolyvinylalcohol, cyanoethyl cellulose, cyanoethyl sucrose, pullulan, carboxymethylcellulose for example, carboxyl methyl cellulose (CMC), acrylonitrile-styrenebutadiene copolymer, polyimide, polyacrylonitrile, and styrene butadiene rubber (SBR). Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 1, &lt; / RTI &gt;
제1항에 있어서,
상기 다공성 기재는 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리아릴에테르케톤(polyaryletherketone), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리아미드이미드(polyamideimide), 폴리벤지미다졸(polybenzimidazole), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 사이클릭 올레핀 고폴리머(cyclic olefin copolymer), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylenesulfide) 및 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 고분자막, 이들의 다중막, 직포 또는 부직포인 것을 특징으로 하는 분리막.
The method according to claim 1,
The porous substrate may be made of a material selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, polyethyleneterephthalate, polybutyleneterephthalate, polyester, polyacetal, polyamide, poly Polyetheretherketone, polyaryletherketone, polyetherimide, polyamideimide, polybenzimidazole, polyetheretherketone, polyetherketone, polyetherketone, polyetherketone, At least one polymer membrane selected from the group consisting of polyethersulfone, polyphenylene oxide, cyclic olefin copolymer, polyphenylenesulfide and polyethylene naphthalene, A multi-layer film, a woven fabric or a nonwoven fabric Membrane according to.
양극; 음극; 그 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 전기화학소자에 있어서,
상기 분리막은 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 분리막인 것을 특징으로 하는 전기화학소자.
anode; cathode; In an electrochemical device including a separator interposed therebetween,
The electrochemical device according to any one of claims 1 to 11, wherein the separator is a separator.
제12항에 있어서,
상기 전기화학소자는 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전기화학소자.13. The method of claim 12,
Wherein the electrochemical device is a lithium secondary battery.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150048082A (en) * 2013-10-25 2015-05-06 주식회사 엘지화학 A method of applying binder for binding on a separator of secondary battery
KR20160126343A (en) * 2015-04-23 2016-11-02 주식회사 엘지화학 A separator with enhanced boding properties and wettability for electrochemical device and a electrochemical device comprising the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130134566A (en) 2012-05-31 2013-12-10 주식회사 엘지화학 Secondary battery and method for preparation thereof
KR20150048082A (en) * 2013-10-25 2015-05-06 주식회사 엘지화학 A method of applying binder for binding on a separator of secondary battery
KR20160126343A (en) * 2015-04-23 2016-11-02 주식회사 엘지화학 A separator with enhanced boding properties and wettability for electrochemical device and a electrochemical device comprising the same

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