KR20190049604A - Porous separating film and electrochemical device containing the same - Google Patents

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KR20190049604A
KR20190049604A KR1020180132499A KR20180132499A KR20190049604A KR 20190049604 A KR20190049604 A KR 20190049604A KR 1020180132499 A KR1020180132499 A KR 1020180132499A KR 20180132499 A KR20180132499 A KR 20180132499A KR 20190049604 A KR20190049604 A KR 20190049604A
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김민지
남관우
김영복
이제안
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주식회사 엘지화학
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Abstract

Proposed are a porous separating film and an electrochemical device including the same. According to the present invention, the porous separating film comprises: a plurality of inorganic particles; and a binder polymer located on a part or on all of a surface of the inorganic particles, and connecting the inorganic particles to each other, wherein the binder polymer has a weight average molecular weight of 1,200,000 to 1,600,000 gram per mol and the weight of the binder polymer relative to the total weight of the porous separating film is 17 to 25 wt%.

Description

다공성 분리막 및 이를 포함하는 전기화학소자{POROUS SEPARATING FILM AND ELECTROCHEMICAL DEVICE CONTAINING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a porous separator and an electrochemical device including the porous separator. [0002] POROUS SEPARATING FILM AND ELECTROCHEMICAL DEVICE CONTAINING THE SAME [

본 발명은 다공성 분리막 및 이를 포함하는 전기화학소자에 관한 것으로서, 기계적 물성이 향상되고, 전해액 내 치수 변화가 억제되는 다공성 분리막 및 이를 포함하는 전기화학소자에 관한 것이다.The present invention relates to a porous separator and an electrochemical device including the same, and more particularly, to a porous separator having improved mechanical properties and suppressed dimensional change in an electrolyte, and an electrochemical device including 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. 전기화학소자는 이러한 측면에서 가장 주목 받고 있는 분야이고 그 중에서도 충방전이 가능한 이차전지의 개발은 관심의 초점이 되고 있으며, 최근에는 이러한 전지를 개발함에 있어서 용량 밀도 및 비에너지를 향상시키기 위하여 새로운 전극과 전지의 설계에 대한 연구개발로 진행되고 있다.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. Electrochemical devices have attracted the greatest attention in this respect, among which the development of rechargeable secondary batteries has become a focus of attention. In recent years, in order to improve the capacity density and specific energy in developing such batteries, And research and development on the design of the battery.

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. 그러나 이러한 리튬 이온 전지는 유기 전해액을 사용하는 데 따르는 발화 및 폭발 등의 안전 문제가 존재하고, 제조가 까다로운 단점이 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 . However, such a lithium ion battery has safety problems such as ignition and explosion when using an organic electrolytic solution, and it is disadvantageous in that it is difficult to manufacture.

최근의 리튬 이온 고분자 전지는 이러한 리튬 이온 전지의 약점을 개선하여 차세대 전지의 하나로 꼽히고 있으나 아직까지 전지의 용량이 리튬 이온 전지와 비교하여 상대적으로 낮고, 특히 저온에서의 방전 용량이 불충분하여 이에 대한 개선이 시급히 요구되고 있다.Recently, the lithium ion polymer battery is considered to be one of the next generation batteries by improving the weak point of the lithium ion battery. However, since the capacity of the battery is still relatively low as compared with the lithium ion battery, Is urgently required.

상기와 같은 전기화학소자는 많은 회사에서 생산되고 있으나 그들의 안전성 특성은 각각 다른 양상을 보인다. 이러한 전기화학소자의 안전성 평가 및 안전성 확보는 매우 중요하다. 가장 중요한 고려사항은 전기화학소자가 오작동시 사용자에게 상해를 입혀서는 안 된다는 것이며, 이러한 목적으로 안전규격은 전기화학소자 내의 발화 및 발연 등을 엄격히 규제하고 있다. 전기화학소자의 안전성 특성에 있어서, 전기화학소자가 과열되어 열폭주가 일어나거나 분리막이 관통될 경우에는 폭발을 일으키게 될 우려가 크다. 특히, 전기화학소자의 분리막으로서 통상적으로 사용되는 폴리올레핀계 다공성 기재는 재료적 특성과 연신을 포함하는 제조공정상의 특성으로 인하여 100℃ 이상의 온도에서 극심한 열 수축 거동을 보임으로서, 캐소드와 애노드 사이의 단락을 일으켰다. Such electrochemical devices are produced in many companies, but their safety characteristics are different. It is very important to evaluate the safety and safety of such an electrochemical device. The most important consideration is that the electrochemical device should not injure the user in case of malfunction. For this purpose, the safety standard strictly regulates the ignition and fuming in the electrochemical device. In the safety characteristics of the electrochemical device, there is a high possibility that the electrochemical device will be overheated to cause thermal runaway or explosion if the separator is penetrated. Particularly, a polyolefin-based porous substrate commonly used as a separator of an electrochemical device exhibits extreme heat shrinkage behavior at a temperature of 100 ° C or higher due to the normal characteristics of the manufacturing process including material properties and elongation, .

이와 같은 전기화학소자의 안전성 문제를 해결하기 위하여, 다수의 기공을 갖는 폴리올레핀계 다공성 기재의 적어도 일면에, 과량의 무기물 입자와 바인더 고분자의 혼합물을 코팅하여 다공성 유기-무기 코팅층을 형성한 세퍼레이터가 제안되었다.In order to solve the safety problem of such an electrochemical device, a separator in which a porous organic-inorganic coating layer is formed by coating a mixture of an excess of inorganic particles and a binder polymer on at least one surface of a polyolefin-based porous substrate having a plurality of pores is proposed .

하지만, 이때 상기 다공층은 제조 공정 중, 예를 들어 건조 과정에서 발생하는 크랙에 의해 표면에서의 코팅 결함(defect)이 발생할 수 있다. 이로 인해 이차전지 조립시 또는 전지 사용시 상기 유/무기 복합 다공층이 쉽게 탈리가 될 수 있으며, 이것은 전지의 안전성이 저하로 이어진다. 또한, 상기 다공층을 형성하기 위해 폴리올레핀계 다공성 기재에 도포된 다공층 형성용 슬러리는 건조 중 입자의 밀집도가 증가하여 고밀도로 팩킹(packing)되는 부분이 발생하게 되어 통기도 특성이 저하되는 문제점이 있다.However, at this time, the porous layer may cause coating defects on the surface due to cracks generated during the manufacturing process, for example, drying process. As a result, the organic / inorganic composite porous layer can easily be desorbed when the secondary battery is assembled or when the battery is used, which leads to a decrease in the safety of the battery. In addition, the porous layer-forming slurry applied to the polyolefin-based porous substrate for forming the porous layer has a problem that packing density is increased due to increased density of particles during drying, resulting in lowered air permeability characteristics .

따라서, 폴리올레핀계 다공성 기재를 구비함에 따른 통기도 특성 저하의 문제의 해결에 대한 요구가 여전히 존재한다.Therefore, there is still a demand for solving the problem of the decrease in the air permeability characteristic due to the provision of the polyolefin-based porous substrate.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 인장강도 및 연신율이 향상되고, 전해액 내 치수 변화율이 감소되는 다공성 분리막을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a porous separator having improved tensile strength and elongation, and reduced rate of dimensional change in an electrolyte.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 상기 세퍼레이터를 구비하는 전기화학소자를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an electrochemical device comprising the separator.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 하기 구현예들의 세퍼레이터가 제공된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a separator of the following embodiments.

제1 구현예는,In a first embodiment,

다수의 무기물 입자, 및 상기 무기물 입자의 표면의 일부 또는 전부에 위치하여 상기 무기물 입자 사이를 연결 및 고정시키는 바인더 고분자를 포함하고, A plurality of inorganic particles, and a binder polymer disposed on at least a part of the surface of the inorganic particles to connect and fix the inorganic particles,

상기 바인더 고분자의 중량평균분자량이 1,200,000g/mol 내지 1,600,000g/mol 이고,Wherein the binder polymer has a weight average molecular weight of 1,200,000 g / mol to 1,600,000 g / mol,

상기 다공성 분리막의 전체 중량에 대한 바인더 고분자의 중량이 17 내지 25 중량%인 다공성 분리막에 관한 것이다.And a binder polymer in an amount of 17 to 25% by weight based on the total weight of the porous separation membrane.

제2 구현예는, 제1 구현예에 있어서,The second embodiment, in the first embodiment,

상기 바인더 고분자의 중량평균분자량이 1,300,000g/mol 내지 1,500,000g/mol인 다공성 분리막에 관한 것이다.Wherein the binder polymer has a weight average molecular weight of 1,300,000 g / mol to 1,500,000 g / mol.

제3 구현예는, 제1 구현예 또는 제2 구현예에 있어서,The third embodiment is, in the first embodiment or the second embodiment,

상기 다공성 분리막의 전체 중량에 대한 바인더 고분자의 중량이 18 내지 22 중량%인 다공성 분리막에 관한 것이다.And a binder polymer in an amount of 18 to 22% by weight based on the total weight of the porous separation membrane.

제4 구현예는, 제1 구현예 내지 제3 구현예 중 어느 한 구현예에 있어서,The fourth embodiment is, in any one of the first to third embodiments,

상기 무기물 입자는 유전율 상수가 5 이상인 무기물 입자, 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자 또는 이들의 혼합물인 다공성 분리막에 관한 것이다.The inorganic particles are inorganic particles having a dielectric constant of 5 or more, inorganic particles having lithium ion transporting ability, or mixtures thereof.

제5 구현예는, 제1 구현예 내지 제4 구현예 중 어느 한 구현예에 있어서,The fifth embodiment is, in any one of the first through fourth embodiments,

상기 바인더 고분자가 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌 (polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate), 폴리부틸아크릴레이트 (polybutylacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드 (polyethylene oxide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 셀룰로오스 아세테이트 (cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸플루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜 (cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스 (cyanoethylsucrose), 플루란 (pullulan) 및 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 다공성 분리막에 관한 것이다.Wherein the binder polymer is selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride-co-trichlorethylene, polymethylmethacrylate, Polybutylene terephthalate, polybutyl acrylate, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinylacetate, polyethylene-co-vinyl acetate, polyethylene oxide (polyethylene) oxide, polyarylate, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethylpullulan, cyanoethylpyrrolidone, Polyvinyl alcohol (cyanoethylpolyviny a mixture of two or more kinds selected from the group consisting of lanolin, lanolin, lanolin, lanolin, cyanoethylcellulose, cyanoethylsucrose, pullulan, and carboxyl methyl cellulose. Separator.

제6 구현예는, 제1 구현예 내지 제5 구현예 중 어느 한 구현예에 있어서,The sixth embodiment is, in any one of the first through fifth embodiments,

상기 다공성 분리막에서는 상기 무기물 입자들은 충전되어 서로 접촉된 상태에서 상기 바인더 고분자에 의해 서로 결착되고, 이로 인해 상기 무기물 입자들 사이에 인터스티셜 볼륨(interstitial volume)이 형성되고, 상기 무기물 입자 사이의 인터스티셜 볼륨(Interstitial Volume)은 빈 공간이 되어 기공을 형성하는 다공성 분리막In the porous separation membrane, the inorganic particles are charged and bound to each other by the binder polymer in contact with each other, thereby forming an interstitial volume between the inorganic particles, The interstitial volume is an empty space,

본 발명의 다른 측면에 따르면, 하기 구현예들의 전기화학소자가 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided an electrochemical device of the following embodiments.

제7 구현예는, 캐소드, 애노드, 상기 캐소드 및 애노드 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전기화학소자에 있어서, 상기 세퍼레이터가 제1 구현예 내지 제6 구현예 중 어느 한 구현예의 다공성 분리막인 전기화학소자에 관한 것이다.A seventh embodiment is an electrochemical device including a cathode, an anode, a separator interposed between the cathode and the anode, wherein the separator is a porous separator of any one of the first to sixth embodiments, Device.

제8 구현예는, 제7 구현예에 있어서, The eighth embodiment is, in the seventh embodiment,

상기 전기화학소자가 리튬 이차전지인 전기화학소자에 관한 것이다.And the electrochemical device is a lithium secondary battery.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 하기 구현예들의 다공성 분리막의 제조방법 이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a process for producing a porous separator of the following embodiments.

제9 구현예는, 무기물 입자 및 바인더 고분자를 구비하는, 다공성 분리막 형성용 조성물을 준비하는 단계, 및 상기 조성물을 이형성 기재의 일면에 도포하고, 이를 건조한 후 상기 이형성 기재를 제거하는 단계를 포함하거나, 또는 The ninth embodiment includes the steps of preparing a composition for forming a porous separation membrane comprising inorganic particles and a binder polymer, and applying the composition to one surface of the releasable substrate, drying the same, and then removing the releasable substrate , or

무기물 입자 및 바인더 고분자를 구비하는, 다공성 분리막 형성용 조성물을 준비하는 단계, 및 상기 다공성 분리막 형성용 조성물을 직접 캐소드 및 애노드 중 1종 이상의 전극층의 일면에 도포하고, 이를 건조함으로써 바로 전극층에 결합된 전극-다공성 분리막의 복합체를 제조하는 단계를 포함하는,Preparing a composition for forming a porous separator, which comprises inorganic particles and a binder polymer; and applying the composition for forming a porous separator to one surface of at least one electrode layer of the cathode and the anode, Comprising the steps of: preparing a composite of an electrode and a porous separator;

제1 구현예 내지 제6 구현예 중 어느 한 구현예의 다공성 분리막의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a porous separator according to any one of the first to sixth embodiments.

제10 구현예는, 제9 구현예에 있어서,The tenth embodiment is, in the ninth embodiment,

상기 다공성 분리막 형성용 조성물을 상기 이형성 기재 또는 전극층에 도포하는 방법은 슬랏 코팅 또는 딥 코팅 방법인 다공성 분리막의 제조방법에 관한 것이다. The method for applying the composition for forming a porous separation membrane to the releasable base material or the electrode layer is a method for manufacturing a porous separation membrane which is a method of a slurry coating or a dip coating method.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 바인더 고분자의 중량평균분자량과 함량 모두를 최적의 범위로 조절한 결과, 인장강도 및 연신율이 향상되고, 전해액 내 치수 변화율이 감소되며, 절연저항을 확보하는 상승 효과를 발휘하는 다공성 분리막을 제공할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, both the weight average molecular weight and the content of the binder polymer are adjusted to an optimum range. As a result, the tensile strength and the elongation are improved, the rate of change of the dimension in the electrolyte is decreased, Can be provided.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 분리막은 다공성 고분자 기재를 구비하지 않음으로써, 가격 절감의 효과가 있으며, 분리막 전체의 기공 크기 및 기공도를 제어하여 균일한 다공성 분리막을 구현할 수 있으며, 분리막의 두께를 얇게 할 수 있어 중량을 줄일 수 있다. 또한 120℃ 이상의 고온 노출 시에도 열수축과 같은 현상이 없어 안전성을 개선할 수 있는 장점이 있다.In addition, since the porous separator according to an embodiment of the present invention does not have a porous polymer substrate, it is possible to reduce the cost and control the pore size and porosity of the entire separator membrane to achieve a uniform porous separator. So that the weight can be reduced. In addition, there is no phenomenon such as heat shrinkage even when exposed to a high temperature of 120 DEG C or more, and safety can be improved.

도 1은 실시예 1, 비교예 1 내지 3에서 제조된 다공성 분리막의 인장강도를 나타낸 그래프이다.
도 2는 실시예 1, 비교예 1 내지 3에서 제조된 다공성 분리막의 연신율을 나타낸 그래프이다.
도 3은 실시예 1, 비교예 1 내지 3에서 제조된 다공성 분리막의 전해액 함침시 치수변화율 나타낸 그래프이다.
도 4는 실시예 1, 비교예 1 내지 3에서 제조된 리튬 이차전지의 절연저항을 나타낸 그래프이다.
1 is a graph showing tensile strengths of the porous separator prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3. FIG.
2 is a graph showing elongation ratios of the porous separation membranes prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3. FIG.
3 is a graph showing the dimensional change rate of the porous separator prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 upon impregnation with an electrolyte.
4 is a graph showing the insulation resistance of the lithium secondary battery manufactured in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3. FIG.

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

본 발명의 일 측면에 따른 다공성 분리막은, 다수의 무기물 입자, 및 상기 무기물 입자의 표면의 일부 또는 전부에 위치하여 상기 무기물 입자 사이를 연결 및 고정시키는 바인더 고분자를 포함하고, 상기 바인더 고분자의 중량평균분자량이 1,200,000g/mol 내지 1,600,000g/mol이고, 상기 다공성 분리막의 전체 중량에 대한 바인더 고분자의 중량이 17 내지 25 중량%이다. The porous separator according to one aspect of the present invention comprises a plurality of inorganic particles and a binder polymer which is located on a part or the whole of the surface of the inorganic particles to connect and fix the inorganic particles, The molecular weight is 1,200,000 g / mol to 1,600,000 g / mol, and the weight of the binder polymer based on the total weight of the porous separator is 17 to 25% by weight.

본 발명의 다공성 분리막은 후술 하는 바와 같이 캐소드와 애노드 사이에 개재되어 세퍼레이터의 역할을 할 수 있으므로, 상기 다공성 분리막은 다공성 분리층(separating layer)에 해당될 수 있고, 또한 구성하는 성분 면에서 유기물질과 무기물질이 혼합되어 있는 바, 유기-무기 복합체에 해당될 수도 있다.Since the porous separation membrane of the present invention is interposed between the cathode and the anode to serve as a separator as described later, the porous separation membrane may correspond to a porous separation layer, And an inorganic material, which may be an organic-inorganic complex.

이러한 유기-무기 복합체는 폴리올레핀과 같은 다공성 고분자 기재 없이 무기물과 바인더 고분자로만 구성되어 있으므로, 고분자 기재에 비하여 인장 강도 및 연신율이 낮기 때문에 양산 조립시 분리막이 찢기거나 내부 미세 단락이 일어날 확률이 높은 문제가 있다. 또한, 유기-무기 복합체는 무기물 입자와 바인더 고분자로만 이루어져 있어 전해액 내에 함침시 부푸는 스웰링 현상으로 인해 이차전지 적용시 외관 불량이 발생할 수 있다. Since the organic-inorganic composite is composed only of an inorganic material and a binder polymer without a porous polymer substrate such as a polyolefin, a tensile strength and an elongation are lower than those of a polymer substrate, and therefore there is a problem in that a separation membrane is torn or an internal micro- have. Also, since the organic-inorganic composite is composed only of inorganic particles and a binder polymer, appearance failure may occur when the secondary battery is applied due to the swelling phenomenon during impregnation into the electrolyte solution.

본 발명에서는 다공성 분리막의 인장 강도, 연신율을 증가시키면서, 동시에 전해액 함침시 스웰링 현상을 억제하기 위하여 바인더 고분자의 물성, 특히 중량평균분자량을 1,200,000g/mol 내지 1,600,000g/mol으로 제어하고, 동시에 상기 다공성 분리막의 전체 중량에 대한 바인더 고분자의 중량을 17 내지 25 중량%로 제어하여 상기 문제점을 해결하게 되었다.In the present invention, in order to increase the tensile strength and elongation of the porous separator and simultaneously suppress the swelling phenomenon upon electrolyte impregnation, the physical properties of the binder polymer, in particular, the weight average molecular weight is controlled to 1,200,000 g / mol to 1,600,000 g / mol, The weight of the binder polymer with respect to the total weight of the porous separator was controlled to be 17 to 25 wt%, thereby solving the above problem.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 바인더 고분자의 중량평균분자량은 1,200,000g/mol 내지 1,600,000g/mol이고, 또는 1,300,000g/mol 내지 1,500,000g/mol, 또는 1,350,000g/mol 내지 1,450,000g/mol, 또는 1,350,000g/mol 내지 1,430,000g/mol, 1,430,000g/mol 내지 1,600,000g/mol, 1,200,000g/mol 내지 1,430,000g/mol일 수 있다. 상기 바인더 고분자의 중량평균분자량이 1,200,000g/mol 미만인 경우에는 분리막의 강도가 매우 낮거나, 지지체가 되는 다공성 기재가 없는 형태의 막(free standing film)을 구현할 할 수 없고, 1,600,000g/mol 초과인 경우에는 점도가 매우 높아 다공성 분리막의 제조 공정에 있어 불리하며, 다공성 분리막의 제조 후에도 바인더 고분자가 무기물 입자와 충분히 접촉할 수 있는 비율이 낮아지기 때문에 인장강도가 약해질 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the weight average molecular weight of the binder polymer is 1,200,000 to 1,600,000 g / mol, or 1,300,000 to 1,500,000 g / mol, or 1,350,000 to 1,450,000 g / mol, Or from 1,350,000 g / mol to 1,430,000 g / mol, 1,430,000 g / mol to 1,600,000 g / mol, 1,200,000 g / mol to 1,430,000 g / mol. When the weight average molecular weight of the binder polymer is less than 1,200,000 g / mol, the strength of the separator is very low or a free standing film having no porous substrate can not be realized. When the weight average molecular weight of the binder polymer is more than 1,600,000 g / mol , The viscosity is very high, which is disadvantageous in the production process of the porous separator. Even after the production of the porous separator, the tensile strength can be weakened because the ratio of the binder polymer capable of sufficiently contacting the inorganic particles is low.

상기 바인더 고분자의 중량평균 분자량(Mw)은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)로 측정한 폴리스티렌 환산 중량평균 분자량(Mw)이다.The weight average molecular weight (Mw) of the binder polymer is a polystyrene reduced weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography (GPC).

본 발명의 일 측면에 따른 다공성 분리막에 있어서, 사용되는 바인더 고분자로는 유리 전이 온도(glass transition temperature, Tg)가 -200 내지 200℃인 고분자를 사용할 수 있는데, 이는 최종적으로 형성되는 다공성 분리막의 유연성 및 탄성 등과 같은 기계적 물성을 향상시킬 수 있기 때문이다. 이러한 바인더 고분자는 무기물 입자들 사이를 연결 및 안정하게 고정시켜주는 바인더 역할을 충실히 수행함으로써, 다공성 분리막의 기계적 물성 저하 방지에 기여한다.In the porous separator according to one aspect of the present invention, a polymer having a glass transition temperature (T g ) of -200 to 200 ° C may be used as the binder polymer, Mechanical properties such as flexibility and elasticity can be improved. Such a binder polymer faithfully performs a binder function to connect and stably fix inorganic particles, thereby contributing to prevention of degradation of mechanical properties of the porous separator.

또한, 상기 바인더 고분자는 이온 전도 능력을 반드시 가질 필요는 없으나, 이온 전도 능력을 갖는 고분자를 사용할 경우 전기화학소자의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 따라서, 상기 바인더 고분자는 가능한 유전율 상수가 높은 것을 사용할 수 있다. 실제로 전해액에서 염의 해리도는 전해액 용매의 유전율 상수에 의존하기 때문에, 상기 바인더 고분자의 유전율 상수가 높을수록 전해질에서의 염 해리도를 향상시킬 수 있다. 이러한 바인더 고분자의 유전율 상수는 1.0 내지 100 (측정 주파수 = 1 kHz) 범위가 사용 가능하며, 특히 10 이상일 수 있다.In addition, although the binder polymer does not necessarily have ion conductivity, the performance of the electrochemical device can be further improved by using a polymer having ion conductivity. Therefore, the binder polymer having a high permittivity constant can be used. Actually, the dissociation degree of the salt in the electrolytic solution depends on the permittivity constant of the solvent of the electrolyte. Therefore, the higher the permittivity constant of the binder polymer, the better the salt dissociation degree in the electrolyte. The permittivity constant of the binder polymer may be in the range of 1.0 to 100 (measurement frequency = 1 kHz), and may be 10 or more.

전술한 기능 이외에, 상기 바인더 고분자는 액체 전해액 함침시 겔화됨으로써 높은 전해액 팽윤도(degree of swelling)를 나타낼 수 있는 특징을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 바인더 고분자의 용해도 지수, 즉 힐더브랜드 용해도 지수(Hildebrand solubility parameter)는 15 내지 45 MPa1/2 또는 15 내지 25 MPa1/2 및 30 내지 45 MPa1/2 범위이다. 따라서, 폴리올레핀류와 같은 소수성 고분자들보다는 극성기를 많이 갖는 친수성 고분자들이 더 사용될 수 있다. 상기 용해도 지수가 15 MPa1/2 미만 및 45 MPa1/2를 초과할 경우, 통상적인 전지용 액체 전해액에 의해 팽윤(swelling)되기 어려울 수 있기 때문이다.In addition to the above-mentioned functions, the binder polymer may have a characteristic of exhibiting a high degree of swelling of the electrolyte due to gelation upon impregnation with a liquid electrolyte. Accordingly, the solubility index of the binder polymer, that is, the Hildebrand solubility parameter is in the range of 15 to 45 MPa 1/2 or 15 to 25 MPa 1/2 and 30 to 45 MPa 1/2 . Therefore, hydrophilic polymers having many polar groups can be used more than hydrophobic polymers such as polyolefins. If the solubility index exceeds 15 MPa 1/2 and exceeds 45 MPa 1/2 , it may be difficult to swell by a conventional liquid electrolyte for a battery.

상기 다공성 분리막에서는 무기물 입자들은 충전되어 서로 접촉된 상태에서 상기 바인더 고분자에 의해 서로 결착되고, 이로 인해 무기물 입자들 사이에 인터스티셜 볼륨(interstitial volume)이 형성되고, 상기 무기물 입자 사이의 인터스티셜 볼륨(Interstitial Volume)은 빈 공간이 되어 기공을 형성한다. In the porous separation membrane, the inorganic particles are charged and bound to each other by the binder polymer in contact with each other, thereby forming an interstitial volume between the inorganic particles, The volume (Interstitial Volume) becomes empty space to form pores.

즉, 바인더 고분자는 무기물 입자들이 서로 결착된 상태를 유지할 수 있도록 이들을 서로 부착, 예를 들어, 바인더 고분자가 무기물 입자 사이를 연결 및 고정시키고 있다. 또한, 상기 다공성 분리막의 기공은 무기물 입자들 간의 인터스티셜 볼륨(interstitial volume)이 빈 공간이 되어 형성된 기공이고, 이는 무기물 입자들에 의한 충진 구조(closed packed or densely packed)에서 실질적으로 면접하는 무기물 입자들에 의해 한정되는 공간이다.That is, the binder polymer attaches the inorganic particles to each other so that the inorganic particles can remain bonded to each other, for example, the binder polymer connects and fixes the inorganic particles. In addition, the pores of the porous separation membrane are pores formed by the interstitial volume between the inorganic particles as void spaces, which is an inorganic matter that is substantially interviewed in a closed packed or densely packed structure It is the space defined by the particles.

이러한 바인더 고분자로는 전술한 중량평균분자량을 만족하고, 당해 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면 제한 없이 적용이 가능하면, 그 일 예로는 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌 (polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate), 폴리부틸아크릴레이트 (polybutylacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드 (polyethylene oxide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 셀룰로오스 아세테이트 (cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸플루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜 (cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스 (cyanoethylsucrose), 플루란 (pullulan) 및 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose)등을 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of such a binder polymer include polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride-polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride-co-trichlorethylene, polymethylmethacrylate, polybutylacrylate, polyacrylonitrile ), Polyvinylpyrrolidone, polyvinylacetate, polyethylene-co-vinyl acetate, polyethylene oxide, polyarylate, cellulose (cellulose acetate) acetate), cellulose acetate butylate but are not limited to, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethylpullulan, cyanoethylpolyvinylalcohol, cyanoethylcellulose, cyanoethylsucrose, ), Pullulan, and carboxyl methyl cellulose, but the present invention is not limited thereto.

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

상기 유전율 상수가 5 이상인 무기물 입자의 비제한적인 예로는 BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3(PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT), PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT), 하프니아(HfO2), SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, Al2O3, TiO2, SiC , AlO(OH), Al2O3·H2O 또는 이들의 혼합물 등이 있다. Nonlimiting examples of the inorganic particles having a dielectric constant of 5 or more include BaTiO 3 , Pb (Zr, Ti) O 3 (PZT), Pb 1 -x La x Zr 1 -y Ti y O 3 (PLZT) 3 Nb 2/3 ) O 3 -PbTiO 3 (PMN-PT), hafnia (HfO 2 ), SrTiO 3 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO 2 , Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , TiO 2, SiC , AlO (OH) 2 , Al 2 O 3 .H 2 O, or a mixture thereof.

또한, 상기 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자는 리튬 원소를 함유하되 리튬을 저장하지 아니하고 리튬 이온을 이동시키는 기능을 갖는 무기물 입자를 지칭하는 것으로서, 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자의 비제한적인 예로는 리튬포스페이트(Li3PO4), 리튬티타늄포스페이트(LixTiy(PO4)3,0<x<2, 0<y<3), 리튬알루미늄티타늄포스페이트(LixAlyTiz(PO4)3, 0 <x<2, 0<y<1, 0<z<3), 14Li2O-9Al2O3-38TiO2-39P2O5 등과 같은 (LiAlTiP)xOy 계열 글래스(glass) (0<x<4, 0<y<13), 리튬란탄티타네이트(LixLayTiO3, 0<x<2, 0<y<3), Li3.25Ge0.25P0.75S4 등과 같은 리튬게르마니움티오포스페이트(LixGeyPzSw, 0<x<4, 0<y<1, 0<z<1, 0<w<5), Li3N 등과 같은 리튬나이트라이드(LixNy, 0<x<4, 0<y<2), Li3PO4-Li2S-SiS2 등과 같은 SiS2 계열 glass(LixSiySz, 0<x<3, 0<y<2, 0<z<4), LiI-Li2S-P2S5 등과 같은 P2S5 계열 glass(LixPySz, 0<x<3, 0<y<3, 0<z<7) 또는 이들의 혼합물 등이 있다. The inorganic particles having lithium ion-transferring ability refer to inorganic particles containing a lithium element but not lithium and having a function of transferring lithium ions. Examples of inorganic particles having lithium ion transferring ability include, but are not limited to, It is a lithium phosphate (Li 3 PO 4), lithium titanium phosphate (Li x Ti y (PO 4 ) 3, 0 <x <2, 0 <y <3), lithium aluminum titanium phosphate (LixAl y Ti z (PO 4 ) (LiAlTiP) x O y series glass such as LiNiO 3 , 0 <x <2, 0 <y <1, 0 <z <3), 14Li 2 O-9Al 2 O 3 -38TiO 2 -39P 2 O 5 , Lithium such as lithium lanthanum titanate (Li x La y TiO 3 , 0 <x <2, 0 <y <3), Li 3.25 Ge 0.25 P 0.75 S 4 , germanium Mani help thiophosphate (Li x Ge y P z S w, 0 <x <4, 0 <y <1, 0 <z <1, 0 <w <5), Li 3 N lithium nitride (Li, such as x N y , 0 <x <4, 0 <y <2), Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 SiS 2 family, such as glass (Li x Si y S z , 0 <x <3, 0 <y <2, 0 <z <4), LiI-Li 2 SP 2 S 5 There is P 2 S 5 based glass (Li x P y S z , 0 <x <3, 0 <y <3, 0 <z <7) or a mixture thereof as such.

또한, 상기 다공성 분리막의 전체 중량에 대한 바인더 고분자의 중량은 17 내지 25 중량% 이고, 상세하게는 18 내지 22 중량%일 수 있다. 이를 상기 다공성 분리막의 전체 체적에 대한 바인더 고분자의 체적으로 하면, 27 내지 40 체적%, 또는 28 내지 33 체적%일 수 있다. 상기 바인더 고분자의 중량이 이러한 범위를 만족하는 경우, 형성되는 다공성 분리막의 기공에 과량의 바인더 고분자가 존재함에 따라서 기공 크기 및 기공도가 감소되는 문제를 방지할 수 있고, 다공성 분리막의 제조 단계 또는 이러한 다공성 분리막을 구비한 전기화학소자의 보관이나 작동 중에 무기물 입자가 탈리되지 않고 바인더 고분자에 의해 안정적으로 고정될 수 있다. In addition, the weight of the binder polymer relative to the total weight of the porous separation membrane may be 17 to 25 wt%, and more specifically, 18 to 22 wt%. The volume of the binder polymer with respect to the total volume of the porous separation membrane may be 27 to 40% by volume, or 28 to 33% by volume. When the weight of the binder polymer satisfies the above range, it is possible to prevent the decrease of the pore size and porosity due to the presence of excessive binder polymer in the pores of the formed porous separation membrane, The inorganic particles can be stably fixed by the binder polymer without being separated during storage or operation of the electrochemical device having the porous separation membrane.

후술하는 실시예 및 비교예의 평가 결과에서도 알 수 있듯이, 본 발명의 다공성 분리막에서 발휘되는 효과는, 상기 다공성 분리막의 전체 중량에 대한 바인더 고분자의 중량 범위나 바인더 고분자의 중량평균분자량 중 한가지 만을 만족한다고 달성되는 것은 아니고, 중량평균분자량이 1,200,000g/mol 내지 1,600,000g/mol이고, 상기 다공성 분리막의 전체 중량에 대한 중량이 17 내지 25 중량%인 바인더 고분자를 적용하는 경우에만 구현될 수 있다.As can be seen from the evaluation results of Examples and Comparative Examples described later, the effect exhibited by the porous separator of the present invention satisfies only one of the weight range of the binder polymer and the weight average molecular weight of the binder polymer with respect to the total weight of the porous separator But can be realized only when a binder polymer having a weight average molecular weight of 1,200,000 g / mol to 1,600,000 g / mol and a weight of 17 to 25% by weight based on the total weight of the porous separator is applied.

본 발명의 일 측면에 따른 다공성 분리막은 전술한 무기물 입자 및 바인더 고분자 이외에, 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.The porous separator according to an aspect of the present invention may further include other additives in addition to the inorganic particles and the binder polymer.

본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 분리막은, 무기물 입자 및 바인더 고분자를 구비하는, 다공성 분리막 형성용 조성물을 준비하고, 이러한 조성물을 이형성 기재의 일면에 도포하고, 이를 건조한 후 상기 이형성 기재를 제거하여 제조될 수 있다. 또는 상기 다공성 분리막 형성용 조성물을 직접 캐소드 및 애노드 중 1종 이상의 전극층의 일면에 도포하고, 이를 건조함으로써 바로 전극층에 결합된 전극-다공성 분리막의 복합체로 제조될 수 있다. The porous separation membrane according to an embodiment of the present invention may be prepared by preparing a composition for forming a porous separation membrane comprising inorganic particles and a binder polymer, applying the composition to one surface of a releasable substrate, drying the same, . Alternatively, the composition for forming a porous separation membrane may be directly applied to one surface of one or more electrode layers of the cathode and the anode, and dried to form a composite of the electrode-porous separation membrane bonded directly to the electrode layer.

먼저, 다공성 분리막 형성용 조성물은, 바인더 고분자를 용매에 용해시킨 다음 무기물 입자를 첨가하고 이를 분산시켜 제조할 수 있다. 무기물 입자들은 미리 소정의 평균입경을 갖도록 파쇄된 상태에서 첨가할 수 있으며, 또는 바인더 고분자의 용액에 무기물 입자를 첨가한 후 무기물 입자를 볼밀법 등을 이용하여 소정의 평균입경을 갖도록 제어하면서 파쇄하여 분산시킬 수도 있다.First, the composition for forming a porous separation membrane can be prepared by dissolving a binder polymer in a solvent, and then adding and dispersing inorganic particles. The inorganic particles may be added in a state of being crushed to have a predetermined average particle diameter or inorganic particles may be added to the solution of the binder polymer and then crushed while controlling the inorganic particles to have a predetermined average particle diameter by using a ball mill method or the like Dispersed.

상기 다공성 분리막 형성용 조성물을 상기 이형성 기재 또는 전극층에 코팅(도포)하는 방법은 특별히 한정되지는 않지만, 슬랏 코팅이나 딥 코팅 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 슬랏 코팅은 슬랏 다이를 통해 공급된 조성물이 기재의 전면에 도포되는 방식으로 정량 펌프에서 공급되는 유량에 따라 코팅층 두께의 조절이 가능하다. 또한 딥 코팅은 조성물이 들어있는 탱크에 기재를 침지하여 코팅하는 방법으로, 조성물의 농도 및 조성물 탱크에서 기재를 꺼내는 속도에 따라 코팅층 두께의 조절이 가능하며 보다 정확한 코팅 두께 제어를 위해 침지 후 메이어바 등을 통해 후계량할 수 있다.The method for coating (coating) the composition for forming a porous separation membrane on the releasable base material or the electrode layer is not particularly limited, but it is preferable to use a slip coating method or a dip coating method. The slurry coating is capable of adjusting the thickness of the coating layer according to the flow rate supplied from the metering pump in such a manner that the composition supplied through the slat die is applied to the entire surface of the substrate. The dip coating method is a method of coating a substrate by immersing the substrate in a tank containing the composition. The thickness of the coating layer can be adjusted according to the concentration of the composition and the speed at which the substrate is taken out from the composition tank. And the like.

이렇게 다공성 분리막 형성용 조성물이 코팅된 이형성 기재를 오븐과 같은 건조기를 이용하여 건조하고, 이후 이형성 기재를 제거함으로써 다공성 분리막을 제조하게 된다. 이러한 이형성 기재로는 유리판, 폴리에틸렌계 필름, 폴리에스테르계 필름 등을 사용할 수 있으며, 여기에 제한되지는 않는다.The porous substrate coated with the composition for forming a porous membrane is dried using a drier such as an oven, and then the porous substrate is removed by removing the substrate. As such a releasable substrate, a glass plate, a polyethylene film, a polyester film, or the like can be used, but the present invention is not limited thereto.

또는 다공성 분리막 형성용 조성물을 전극층에 직접 코팅한 경우에는 이를 동일한 방법으로 건조하여 전극층에 결합된 전극-다공성 분리막의 복합체로 제조될 수 있다. Or a composition for forming a porous separator may be directly coated on the electrode layer, it may be dried in the same manner to form a composite of the electrode-porous separator bonded to the electrode layer.

본 발명의 일 측면에 따른 전기화학소자는 캐소드, 애노드, 상기 캐소드 및 애노드 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하고, 상기 세퍼레이터가 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 분리막이다. An electrochemical device according to an aspect of the present invention includes a cathode, an anode, a separator interposed between the cathode and the anode, and the separator is a porous separator according to an embodiment of the present invention described above.

이러한 전기화학소자는 전기 화학 반응을 하는 모든 소자를 포함하며, 구체적인 예를 들면, 모든 종류의 1차, 이차 전지, 연료 전지, 태양 전지 또는 수퍼 캐패시터 소자와 같은 캐퍼시터(capacitor) 등이 있다. 특히, 상기 2차 전지 중 리튬 금속 이차 전지, 리튬 이온 이차 전지, 리튬 폴리머 이차 전지 또는 리튬 이온 폴리머 이차 전지 등을 포함하는 리튬 이차전지가 바람직하다. Such an electrochemical device includes all devices that perform an electrochemical reaction, and specific examples thereof include capacitors such as all kinds of primary, secondary cells, fuel cells, solar cells, or super capacitor devices. Particularly, a lithium secondary battery including a lithium metal secondary battery, a lithium ion secondary battery, a lithium polymer secondary battery, or a lithium ion polymer secondary battery is preferable.

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

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

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

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 안 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.

중량평균분자량(Mw)의 측정Measurement of weight average molecular weight (Mw)

중량평균분자량은 GPC(Gel permeation chromatography)를 사용하여 측정하였으며, 조건은 하기와 같다.The weight average molecular weight was measured by gel permeation chromatography (GPC), and the conditions were as follows.

- 기기: Agilent technologies 사의 1200 series- Appliance: 1200 series from Agilent Technologies

- 컬럼: Polymer laboratories 사의 PLgel mixed B 2개 사용- Column: Using 2 PLgel mixed B from Polymer laboratories

- 용매: THF- Solvent: THF

- 컬럼온도: 40℃- Column temperature: 40 ° C

- 샘플 농도: 1mg/mL, 100L 주입- Sample concentration: 1 mg / mL, 100 L injection

- 표준: 폴리스티렌(Mp: 3900000, 723000, 316500, 52200, 31400, 7200, 3940, 485)Standard: Polystyrene (Mp: 3900000, 723000, 316500, 52200, 31400, 7200, 3940, 485)

실시예 1Example 1

<캐소드 및 애노드의 제조>&Lt; Preparation of cathode and anode >

캐소드 활물질로서 기능하는 LiCoO2를 96.7중량부, 도전제로서 기능하는 그래파이트를 1.3중량부, 결합제로서 기능하는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF)를 2.0 중량부 혼합해서, 캐소드 합제를 조제했다. 얻어진 캐소드 합제를 용매로서 기능하는 1-메틸-2-피롤리돈에 분산시키는 것에 의해, 캐소드 합제 슬러리를 조제했다. 이 슬러리를 두께 20 ㎛의 알루미늄 호일의 양면에 각각 코팅, 건조, 및 압착하여 캐소드를 제조하였다.96.7 parts by weight of LiCoO 2 serving as a cathode active material, 1.3 parts by weight of graphite serving as a conductive agent, and 2.0 parts by weight of polyvinylidene fluoride (PVdF) serving as a binder were mixed to prepare a cathode mixture. The resulting cathode mixture was dispersed in 1-methyl-2-pyrrolidone serving as a solvent to prepare a cathode mixture slurry. The slurry was coated on both sides of an aluminum foil having a thickness of 20 탆, dried, and pressed to prepare a cathode.

애노드 활물질로서 기능하는 그래파이트를 97.6 중량부, 결합제로서 기능하는 스티렌-부타디엔 고무(SBR)를 1.2 중량부, 카르복시메틸 셀룰로스(CMC)를 1.2중량부 혼합해서, 애노드 합제를 조제했다. 이 애노드 합제를 용매로서 기능하는 이온 교환수에 분산시키는 것에 의해, 애노드 합제 슬러리를 조제했다. 이 슬러리를 두께 20 ㎛의 구리 호일의 양면에 코팅, 건조 및 압착하여 애노드를 제조하였다.97.6 parts by weight of graphite serving as an anode active material, 1.2 parts by weight of styrene-butadiene rubber (SBR) serving as a binder, and 1.2 parts by weight of carboxymethyl cellulose (CMC) were mixed to prepare an anode mix. This anode mix was dispersed in ion-exchange water functioning as a solvent to prepare an anode mix slurry. The slurry was coated on both sides of a copper foil having a thickness of 20 탆, dried and pressed to prepare an anode.

<다공성 분리막의 제조>&Lt; Preparation of porous separator &

바인더 고분자로서 중량평균분자량이 1,430,000g/mol인 PVdF(폴리비닐리덴플로라이드) 16 중량부를 아세톤 184 중량부에 고형분 8 중량%의 비율로 첨가하여 50℃에서 약 12시간 이상 용해시켜 바인더 고분자 용액을 준비하였다. 준비된 바인더 고분자 용액에 바인더 고분자와 무기물 입자인 평균입경 500 nm 알루미나(Al2O3)의 중량비가 22:78이 되도록, 알루미나를 첨가하고, 분산하여 다공성 분리막용 슬러리를 제조하였다. 이때, 상기 다공성 분리막의 전체 중량에 대한 바인더 고분자의 중량이 22 중량% (33 체적%에 해당) 이었다.16 parts by weight of PVdF (polyvinylidene fluoride) having a weight average molecular weight of 1,430,000 g / mol as a binder polymer was added to 184 parts by weight of acetone at a ratio of 8% by weight of solid content and dissolved at 50 DEG C for about 12 hours or more to obtain a binder polymer solution Prepared. Alumina was added to the prepared binder polymer solution so that the weight ratio of the binder polymer to the inorganic particles of 500 nm in average alumina (Al 2 O 3 ) was 22:78 and dispersed to prepare a slurry for the porous separator. At this time, the weight of the binder polymer with respect to the total weight of the porous separator was 22 wt% (corresponding to 33 vol%).

이와 같이 제조된 슬러리를 딥(dip) 코팅법으로, 폴리에스테르 필름 기재 상에 코팅하고, 코팅 두께는 약 20㎛ 정도로 조절하여, 150℃의 오븐에서 10분 동안 건조하고, 상기 기재로부터 박리하여 다공성 분리막을 제조하였다. The slurry thus prepared was coated on a polyester film substrate by a dip coating method and dried in an oven at 150 캜 for about 10 minutes by adjusting the coating thickness to about 20 탆, A separator was prepared.

<리튬 이차전지의 제조>&Lt; Production of lithium secondary battery >

에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC) 및 디에틸 카보네이트(DEC)를 3:3:4(부피비)의 조성으로 혼합된 유기 용매에 LiPF6를 1.0M의 농도가 되도록 용해시켜 비수성 전해액을 제조하였다. LiPF 6 was dissolved in an organic solvent mixed with ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC) and diethyl carbonate (DEC) in a composition of 3: 3: 4 (volume ratio) so as to have a concentration of 1.0 M to prepare a nonaqueous electrolytic solution .

상기에서 제조된 캐소드와 애노드 사이에 다공성 분리막이 개재되도록 적층하고 이를 파우치에 수납한 후, 상기 전해액을 주입하여 리튬 이차전지를 제조하였다.The porous separator was laminated between the cathode and the anode, and the electrolyte was injected into the pouch to prepare a lithium secondary battery.

실시예 2Example 2

바인더 고분자와 무기물 입자의 중량비가 18:82인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다공성 분리막, 및 리튬 이차전지를 제조하였다. 이때, 상기 다공성 분리막의 전체 중량에 대한 바인더 고분자의 중량이 18 중량% (28 체적%에 해당) 이었다.A porous separator and a lithium secondary battery were prepared in the same manner as in Example 1, except that the weight ratio of the binder polymer to the inorganic particles was 18:82. At this time, the weight of the binder polymer with respect to the total weight of the porous separator was 18 wt% (corresponding to 28 vol%).

비교예 1Comparative Example 1

바인더 고분자로서 중량평균분자량이 1,100,000g/mol인 PVdF(폴리비닐리덴플로라이드)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다공성 분리막, 및 리튬 이차전지를 제조하였다.A porous separator and a lithium secondary battery were prepared in the same manner as in Example 1, except that PVdF (polyvinylidene fluoride) having a weight average molecular weight of 1,100,000 g / mol was used as the binder polymer.

비교예 2Comparative Example 2

바인더 고분자로서 중량평균분자량이 1,650,000g/mol인 PVdF(폴리비닐리덴플로라이드)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다공성 분리막, 및 리튬 이차전지를 제조하였다.A porous separator and a lithium secondary battery were prepared in the same manner as in Example 1, except that PVdF (polyvinylidene fluoride) having a weight average molecular weight of 1,650,000 g / mol was used as the binder polymer.

비교예 3Comparative Example 3

바인더 고분자로서 중량평균분자량이 2,000,000g/mol인 PVdF(폴리비닐리덴플로라이드)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다공성 분리막, 및 리튬 이차전지를 제조하였다.A porous separator and a lithium secondary battery were prepared in the same manner as in Example 1, except that PVdF (polyvinylidene fluoride) having a weight average molecular weight of 2,000,000 g / mol was used as the binder polymer.

비교예 4Comparative Example 4

바인더 고분자와 무기물 입자의 중량비가 5:95인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다공성 분리막을 제조하고자 하였다. 이때, 상기 다공성 분리막의 전체 중량에 대한 바인더 고분자의 중량이 5 중량%(8 체적%에 해당)가 되도록 하였다. 하지만, 이러한 바인더 고분자의 중량 범위에서는 강도가 약해 다공성 분리막으로 제막이 불가하였다. The porous separator was prepared in the same manner as in Example 1, except that the weight ratio of the binder polymer to the inorganic particles was 5:95. At this time, the weight of the binder polymer with respect to the total weight of the porous separator was 5 wt% (corresponding to 8 vol%). However, since the strength of the binder polymer is low, it is impossible to form the porous separator.

비교예 5Comparative Example 5

바인더 고분자와 무기물 입자의 중량비가 11:89인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다공성 분리막, 및 리튬 이차전지를 제조하였다. 이때, 상기 다공성 분리막의 전체 중량에 대한 바인더 고분자의 중량이 11 중량%(18 체적%에 해당)이었다.A porous separator and a lithium secondary battery were prepared in the same manner as in Example 1 except that the weight ratio of the binder polymer to the inorganic particles was 11:89. At this time, the weight of the binder polymer with respect to the total weight of the porous separator was 11% by weight (corresponding to 18% by volume).

비교예 6Comparative Example 6

바인더 고분자와 무기물 입자의 중량비가 15:85인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다공성 분리막, 및 리튬 이차전지를 제조하였다. 이때, 상기 다공성 분리막의 전체 중량에 대한 바인더 고분자의 중량이 15 중량%(24 체적%에 해당)이었다.A porous separator and a lithium secondary battery were prepared in the same manner as in Example 1, except that the weight ratio of the binder polymer to the inorganic particles was 15:85. At this time, the weight of the binder polymer with respect to the total weight of the porous separator was 15 wt% (corresponding to 24 vol%).

비교예 7Comparative Example 7

바인더 고분자와 무기물 입자의 중량비가 30:70인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다공성 분리막, 및 리튬 이차전지를 제조하였다. 이때, 상기 다공성 분리막의 전체 중량에 대한 바인더 고분자의 중량이 30 중량%(43 체적%에 해당)이었다.A porous separator and a lithium secondary battery were prepared in the same manner as in Example 1 except that the weight ratio of the binder polymer to the inorganic particles was 30:70. At this time, the weight of the binder polymer based on the total weight of the porous separator was 30 wt% (corresponding to 43% by volume).

물성 평가Property evaluation

인장강도 평가Tensile Strength Evaluation

실시예 1, 비교예 1 내지 3에서 제조된 다공성 분리막의 인장강도를 하기 방법으로 측정하고, 그 결과를 도 1에 나타내었다. 실시예 1, 실시예 2, 및 비교예 5 내지 7에서 제조된 다공성 분리막의 인장강도를 하기 방법으로 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.The tensile strengths of the porous membranes prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 were measured by the following methods, and the results are shown in FIG. The tensile strengths of the porous separators prepared in Examples 1, 2 and Comparative Examples 5 to 7 were measured by the following methods, and the results are shown in Table 1.

<인장강도 측정 방법><Tensile Strength Measurement Method>

다공성 분리막을 20x20mm 크기로 6장을 준비하여 인스트론(Instron) 장비를 통해서 상온에서 500mm/min으로 당겨서 파단 할 때까지의 강도를 측정하였다. 6장의 다공성 분리막에 대한 평균값을 인장강도로 정하였다.Six pieces of the porous separator were prepared with a size of 20x20 mm, and the strength was measured by pulling at 500 mm / min from the room temperature through an Instron equipment until fracture. The average value of the six porous membranes was determined as the tensile strength.

연신율 평가Elongation evaluation

실시예 1, 비교예 1 내지 3에서 제조된 다공성 분리막의 연신율을 하기 방법으로 측정하고, 그 결과를 도 2에 나타내었다. 실시예 1, 실시예 2, 및 비교예 5 내지 7에서 제조된 다공성 분리막의 연신율을 하기 방법으로 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.The elongation percentage of the porous separator prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 was measured by the following method, and the results are shown in FIG. The elongation of the porous separator prepared in Examples 1, 2, and 5 to 7 was measured by the following method, and the results are shown in Table 1.

<연신율 측정 방법><Estimation method of elongation>

다공성 분리막을 20x20mm 크기로 6장을 준비하여 인스트론(Instron) 장비를 통해서 상온에서 500mm/min으로 당겨서 파단 할 때까지의 분리막의 늘어난 길이를 측정하고, 초기 다공성 분리막 길이 대비 증가한 비율을 계산하였다. 6장의 다공성 분리막에 대한 평균값을 연신율로 정하였다.Six porous membranes were prepared with a size of 20x20 mm. The elongated length of the membranes was measured by pulling them at a rate of 500 mm / min from the room temperature through an Instron instrument, and the ratio of the increased porosity to the initial porous membrane length was calculated. The average value of the six porous membranes was determined by elongation.

치수변화율 평가Evaluation of dimensional change rate

실시예 1, 비교예 1 내지 3에서 제조된 다공성 분리막의 전해액 함침시 치수변화율을 하기 방법으로 측정하고, 그 결과를 도 3에 나타내었다. 실시예 1, 실시예 2, 및 비교예 5 내지 7에서 제조된 다공성 분리막의 치수변화율을 하기 방법으로 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.The dimensional change rate of the porous separator prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 upon impregnation with the electrolyte was measured by the following method, and the results are shown in FIG. The dimensional change rates of the porous separator membranes prepared in Examples 1, 2 and Comparative Examples 5 to 7 were measured by the following methods, and the results are shown in Table 1.

<치수변화율 측정 방법>&Lt; Measurement method of dimensional change rate &

다공성 분리막을 100x100mm 크기로 2장을 준비하고, 전해액이 20ml 들어있는 500ml Nalgen bottle에 함침한 후 1시간 뒤의 분리막을 PET 필름 위에 올려놓고, 초기 대비 늘어난 길이를 가로/세로 측정하였다. 2장의 다공성 분리막에 대한 평균값을 치수변화율로 정하였다.The porous separator was prepared in a size of 100x100 mm, impregnated in a 500 ml Nalgen bottle containing 20 ml of electrolyte, placed on the PET film for 1 hour, and the length was measured in transverse length from the initial value. The average value of the two porous membranes was defined as the rate of dimensional change.

절연저항 평가Insulation resistance evaluation

실시예 1, 비교예 1 내지 3에서 제조된 리튬 이차전지의 절연저항을 하기 방법으로 측정하고, 그 결과를 도 4에 나타내었다. 실시예 1, 실시예 2, 및 비교예 5 내지 7에서 제조된 다공성 분리막의 절연저항을 하기 방법으로 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.The insulation resistance of the lithium secondary battery manufactured in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 was measured by the following method, and the results are shown in FIG. The insulation resistance of the porous separator prepared in Examples 1, 2, and 5 to 7 was measured by the following method, and the results are shown in Table 1.

<절연저항 측정 방법><Method of measuring insulation resistance>

제조된 다공성 분리막을 100x100mm 크기로 2장을 준비하여 Hioki사의 절연저항 측정장비(Super Megohm meter SM7120)를 이용하여 전압 100V을 인가하여 3초 후 분리막의 체적저항(Rv)을 측정하고, 아래의 식을 이용하여 절연저항(체적 절연저항)을 구하였다. 2장의 다공성 분리막에 대한 평균값을 치수변화율로 정하였다.Two pieces of the prepared porous separator were prepared in size of 100x100 mm, and the volume resistance (Rv) of the separator was measured after 3 seconds by applying a voltage of 100V using a Hioki insulation resistance measuring device (Super Megohm meter SM7120) To obtain an insulation resistance (volume insulation resistance). The average value of the two porous membranes was defined as the rate of dimensional change.

ρ((체적)절연저항, Ω·cm) = [(측정 장비의 전극 면적(19.6cm2))X Rv(측정된 체적저항값)]/[다공성 분리막의 두께(cm)]ρ ((volume) insulation resistance, Ω · cm) = (electrode area of measuring equipment (19.6 cm 2 )) X Rv (measured volume resistivity value) / [thickness of porous separator

비교예 4Comparative Example 4 비교예 5Comparative Example 5 비교예 6Comparative Example 6 실시예 2Example 2 실시예 1Example 1 비교예 7Comparative Example 7 바인더 고분자의 함량
(중량%)
Content of binder polymer
(weight%)
55 1111 1515 1818 2222 3030
바인더 고분자의 함량 (체적%)Content of binder polymer (% by volume) 88 1818 2424 2828 3333 4343 인장강도(kgf/cm2)Tensile strength (kgf / cm 2 ) 강도가 약해 제막 불가No strength 7070 9090 130130 151151 200200 연신율(%)Elongation (%) 1414 1717 1818 2525 3030 절연저항(TΩ·cm)Insulation resistance (TΩ · cm) 4040 6565 7070 8484 100100 치수변화율(%)Dimensional change ratio (%) 2.42.4 3.03.0 3.43.4 3.83.8 6.56.5

하기 도 1 내지 4와, 상기 표 1을 참조하면, 비교예 1 내지 3과 같이 본 발명의 다공성 분리막의 전체 중량에 대한 바인더 고분자의 중량 범위인 17 내지 25 중량%를 만족하는 경우(22 중량%)에도, 바인더 고분자의 중량평균분자량이 1,200,000g/mol 내지 1,600,000g/mol를 벗어나게 되면, 인장강도, 연신율, 절연저항, 치수변화율에서 실시예 1에 비해서 현저하게 떨어졌다. 또한, 비교예 4 내지 6과 같이 본 발명의 바인더 고분자의 중량평균분자량 범위인 1,200,000g/mol 내지 1,600,000g/mol를 만족하는 경우(1,430,000g/mol)에도 다공성 분리막의 전체 중량에 대한 바인더 고분자의 중량 범위인 17 내지 25 중량%를 벗어나게 되면, 다공성 분리막으로 제막 자체가 되지 않거나, 인장강도, 연신율, 절연저항, 치수변화율에서 실시예 1 및 2에 비해서 현저하게 떨어졌다.Referring to FIGS. 1 to 4 and Table 1, when the weight ratio of the binder polymer to the total weight of the porous separator of the present invention is in the range of 17 to 25 wt% (22 wt% ), The tensile strength, the elongation, the insulation resistance, and the dimensional change rate were remarkably lowered as compared with Example 1 when the weight average molecular weight of the binder polymer deviated from 1,200,000 g / mol to 1,600,000 g / mol. Also, as in Comparative Examples 4 to 6, when the binder polymer of the present invention meets the weight average molecular weight range of 1,200,000 g / mol to 1,600,000 g / mol (1,430,000 g / mol), the binder polymer If the weight of the porous separator was outside the range of 17 to 25% by weight, the membrane would not be formed into a porous separator itself, or the ratio of tensile strength, elongation, insulation resistance and dimensional change would be significantly lower than those of Examples 1 and 2.

이로부터, 인장강도 및 연신율이 향상되고, 전해액 내 치수 변화율이 감소되며, 절연저항을 확보하는 상승 효과를 발휘하는 본 발명의 다공성 분리막은, 상기 다공성 분리막의 전체 중량에 대한 바인더 고분자의 중량 범위나 바인더 고분자의 중량평균분자량 중 한가지 만을 만족한다고 달성되는 것은 아니고, 중량평균분자량을 1,200,000g/mol 내지 1,600,000g/mol이고, 상기 다공성 분리막의 전체 중량에 대한 중량이 17 내지 25 중량%인 바인더 고분자를 적용하는 경우에만 구현될 수 있음을 알 수 있다.From this, it can be seen that the porous separator of the present invention exhibiting a synergistic effect of improving the tensile strength and elongation, reducing the rate of dimensional change in the electrolyte, and securing the insulation resistance is characterized in that the weight ratio of the binder polymer to the total weight of the porous separator Binder polymer having a weight average molecular weight of 1,200,000 g / mol to 1,600,000 g / mol and a weight of 17 to 25% by weight based on the total weight of the porous separator is not achieved, It can be seen that the present invention can be implemented only when it is applied.

Claims (10)

다수의 무기물 입자, 및 상기 무기물 입자의 표면의 일부 또는 전부에 위치하여 상기 무기물 입자 사이를 연결 및 고정시키는 바인더 고분자를 포함하고,
상기 바인더 고분자의 중량평균분자량이 1,200,000g/mol 내지 1,600,000g/mol이고,
상기 다공성 분리막의 전체 중량에 대한 바인더 고분자의 중량이 17 내지 25 중량%인 다공성 분리막.
A plurality of inorganic particles, and a binder polymer disposed on at least a part of the surface of the inorganic particles to connect and fix the inorganic particles,
Wherein the binder polymer has a weight average molecular weight of 1,200,000 g / mol to 1,600,000 g / mol,
Wherein the weight of the binder polymer with respect to the total weight of the porous separator is 17 to 25 wt%.
제1항에 있어서,
상기 바인더 고분자의 중량평균분자량이 1,300,000g/mol 내지 1,500,000g/mol인 다공성 분리막.
The method according to claim 1,
Wherein the binder polymer has a weight average molecular weight of 1,300,000 g / mol to 1,500,000 g / mol.
제1항에 있어서,
상기 다공성 분리막의 전체 중량에 대한 바인더 고분자의 중량이 18 내지 22 중량%인 다공성 분리막.
The method according to claim 1,
Wherein the weight of the binder polymer relative to the total weight of the porous separator is 18 to 22 wt%.
제1항에 있어서,
상기 무기물 입자가 유전율 상수가 5 이상인 무기물 입자, 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자 또는 이들의 혼합물인 다공성 분리막.
The method according to claim 1,
Wherein the inorganic particles are inorganic particles having a dielectric constant of 5 or more, inorganic particles having lithium ion transporting ability, or mixtures thereof.
제1항에 있어서,
상기 바인더 고분자가 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌 (polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate), 폴리부틸아크릴레이트 (polybutylacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드 (polyethylene oxide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 셀룰로오스 아세테이트 (cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸플루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜 (cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스 (cyanoethylsucrose), 플루란 (pullulan) 및 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 다공성 분리막.
The method according to claim 1,
Wherein the binder polymer is selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride-co-trichlorethylene, But are not limited to, polymethylmethacrylate, polybutylacrylate, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinylacetate, polyethylene-co-vinyl acetate ), Polyethylene oxide, polyarylate, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethylpullulan ( cyanoethylpullulan, cyanoethylpullulan, And any one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol (cyanoethylpolyvinylalcohol), cyanoethylcellulose, cyanoethylsucrose, pullulan, and carboxyl methyl cellulose, or two of them By weight of the porous separator.
제1항에 있어서,
상기 다공성 분리막에서는 상기 무기물 입자들은 충전되어 서로 접촉된 상태에서 상기 바인더 고분자에 의해 서로 결착되고, 이로 인해 상기 무기물 입자들 사이에 인터스티셜 볼륨(interstitial volume)이 형성되고, 상기 무기물 입자 사이의 인터스티셜 볼륨(Interstitial Volume)은 빈 공간이 되어 기공을 형성하는 다공성 분리막.
The method according to claim 1,
In the porous separation membrane, the inorganic particles are charged and bound to each other by the binder polymer in contact with each other, thereby forming an interstitial volume between the inorganic particles, The interstitial volume is a porous membrane that forms voids by forming voids.
캐소드, 애노드, 상기 캐소드 및 애노드 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전기화학소자에 있어서, 상기 세퍼레이터가 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 다공성 분리막인 전기화학소자.7. An electrochemical device comprising a cathode, an anode, and a separator interposed between the cathode and the anode, wherein the separator is the porous separator according to any one of claims 1 to 6. 제7항에 있어서,
상기 전기화학소자가 리튬 이차전지인 전기화학소자.
8. The method of claim 7,
Wherein the electrochemical device is a lithium secondary battery.
무기물 입자 및 바인더 고분자를 구비하는, 다공성 분리막 형성용 조성물을 준비하는 단계, 및 상기 조성물을 이형성 기재의 일면에 도포하고, 이를 건조한 후 상기 이형성 기재를 제거하는 단계를 포함하거나, 또는
무기물 입자 및 바인더 고분자를 구비하는, 다공성 분리막 형성용 조성물을 준비하는 단계, 및 상기 다공성 분리막 형성용 조성물을 직접 캐소드 및 애노드 중 1종 이상의 전극층의 일면에 도포하고, 이를 건조함으로써 바로 전극층에 결합된 전극-다공성 분리막의 복합체를 제조하는 단계를 포함하는,
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 다공성 분리막의 제조방법.
Comprising the steps of: preparing a composition for forming a porous separator, which comprises inorganic particles and a binder polymer; and applying the composition to one surface of a releasable substrate, drying the same, and then removing the releasable substrate; or
Preparing a composition for forming a porous separator, which comprises inorganic particles and a binder polymer; and applying the composition for forming a porous separator to one surface of at least one electrode layer of the cathode and the anode, Comprising the steps of: preparing a composite of an electrode and a porous separator;
A method for producing a porous separation membrane according to any one of claims 1 to 6.
제9항에 있어서,
상기 다공성 분리막 형성용 조성물을 상기 이형성 기재 또는 전극층에 도포하는 방법은 슬랏 코팅 또는 딥 코팅 방법인 다공성 분리막의 제조방법.
10. The method of claim 9,
The method for applying the composition for forming a porous separation membrane to the releasable base material or the electrode layer is a method of a slot coating or a dip coating method.
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