KR20190057941A - 이차 전지용 전극 조립체 - Google Patents

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오세운
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Abstract

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지용 전극 조립체는 금속으로 제조된 전극 집전체의 표면에 전극 활물질이 도포되어 형성된 전극; 및 상기 전극과 적층되며, 적어도 하나의 일단에 접착제가 도포되어 접착층이 형성됨으로써, 상기 전극과 접착되는 분리막을 포함한다.

Description

이차 전지용 전극 조립체{The Electrode For Secondary Battery}
본 발명은 이차 전지용 전극 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온도가 증가하더라도 분리막의 수축을 최소화하여 전극 조립체의 내부 쇼트를 방지할 수 있는 이차 전지용 전극 조립체에 관한 것이다.
물질의 물리적 반응이나 화학적 반응을 통해 전기 에너지를 생성시켜 외부로 전원을 공급하게 되는 전지(Cell, Battery)는 각종 전자 기기로 둘러싸여 있는 생활 환경에 따라, 건물로 공급되는 교류전원을 획득하지 못하거나 직류전원이 필요할 경우 사용하게 된다.
이와 같은 전지 중에서 화학적 반응을 이용하는 화학 전지인 일차 전지와 이차 전지가 일반적으로 많이 사용되고 있는데, 일차 전지는 건전지로 통칭되는 것으로 소모성 전지이다. 반면에, 이차 전지는 전류와 물질 사이의 산화 및 환원 과정이 다수 반복 가능한 소재를 사용하여 제조되는 재충전식 전지이다. 즉, 전류에 의해 소재에 대한 환원 반응이 수행되면 전원이 충전되고, 소재에 대한 산화 반응이 수행되면 전원이 방전되는데, 이와 같은 충전-방전이 반복적으로 수행되면서 전기가 생성된다.
일반적으로, 이차 전지의 종류로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 폴리머 전지 등이 있다. 이러한 이차 전지는 디지털 카메라, P-DVD, MP3P, 휴대폰, PDA, Portable Game Device, Power Tool 및 E-bike 등의 소형 제품뿐만 아니라, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 고출력이 요구되는 대형 제품과 잉여 발전 전력이나 신재생 에너지를 저장하는 전력 저장 장치와 백업용 전력 저장 장치에도 적용되어 사용되고 있다.
리튬 이차 전지는 일반적으로 양극(Cathode), 분리막(Separator) 및 음극(Anode)이 적층되어 형성된다. 그리고 이들의 재료는 전지수명, 충방전 용량, 온도특성 및 안정성 등을 고려하여 선택된다. 리튬 이온이 양극의 리튬 금속 산화물로부터 음극의 흑연 전극으로 삽입(Intercalation) 및 탈리(Deintercalation)되는 과정이 반복되면서, 리튬 이차 전지의 충방전이 진행된다.
일반적으로 양극/분리막/음극의 3층 구조, 또는 양극/분리막/음극/분리막/양극 또는 음극/분리막/양극/분리막/음극의 5층 구조로 적층된 단위 셀들이 모여, 하나의 전극 조립체가 된다. 그리고 이러한 전극 조립체는 특정 케이스에 수용된다.
이차 전지가 제조되면 온도, 압력, 충격 등 여러 가지 항목들에 대하여 많은 안전성 평가를 수행한다. 이차 전지의 사용자 등이 이차 전지에 의해 위험한 상황에 처하거나 상해를 입는 것을 방지하기 위함이다. 이러한 안전성 평가들 중에 핫 박스(Hotbox) 평가는, 이차 전지를 핫 박스 내에 수납하고, 핫 박스의 내부 온도를 증가시키는 내열성 평가이다. 그런데, 이러한 핫 박스 평가를 수행하는 도중에, 분리막이 수축하면서 전극의 면에 도포된 전극 활물질을 벗겨낼 수 있다. 그럼으로써, 전극의 면이 탈피되어, 전극의 포일이 노출될 수 있고, 양극과 음극이 접촉하여 단락(쇼트, Short)될 수 있었다. 결국, 종래의 이차 전지를 사용하는 도중, 내부의 온도가 증가하면 분리막이 수축하고 단락됨으로써, 이차 전지가 폭발하여 안전성에 문제가 있었다.
한국공개공보 제10-2017-0027497호 한국공개공보 제10-1997-0054633호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 온도가 증가하더라도 분리막의 수축을 최소화하여 전극 조립체의 내부 쇼트를 방지할 수 있는 이차 전지용 전극 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지용 전극 조립체는 금속으로 제조된 전극 집전체의 표면에 전극 활물질이 도포되어 형성된 전극; 및 상기 전극과 적층되며, 적어도 하나의 일단에 접착제가 도포되어 접착층이 형성됨으로써, 상기 전극과 접착되는 분리막을 포함한다.
또한, 상기 접착제는, 내열성 및 내식성을 가질 수 있다.
또한, 상기 접착제는, 상기 분리막의 양 단에 모두 도포될 수 있다.
또한, 상기 접착층은, 상기 전극에서 상기 전극 활물질이 도포되지 않은 전극 탭에 접착될 수 있다.
또한, 상기 분리막은, 다공성 고분자 기재에 다공성 코팅층을 형성하여 제조될 수 있다.
또한, 상기 접착층은, 상기 다공성 코팅층의 상면에 형성될 수 있다.
또한, 상기 접착층은, 상기 다공성 코팅층이 제거된 영역에 형성될 수 있다.
또한, 상기 다공성 고분자 기재는, 다공성 고분자 필름 기재 또는 다공성 고분자 부직포 기재일 수 있다.
또한, 상기 다공성 고분자 필름 기재는, 폴리올레핀계 다공성 고분자 필름 기재일 수 있다.
또한, 상기 폴리올레핀계 다공성 고분자 필름 기재는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 및 폴리펜텐로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상이 선택되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 다공성 고분자 부직포 기재는, 폴리올레핀계 고분자, 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(Polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(Polyester), 폴리아세탈(Polyacetal), 폴리아미드(Polyamide), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리이미드(Polyimide), 폴리에테르에테르케톤(Polyetheretherketone), 폴리아릴에테르케톤(Polyaryletherketone), 폴리에테르아미드(Polyetherimide), 폴리아미드이미드(Polyamideimide), 폴리벤지이미다졸(Polybenzimidazole), 폴리에테르설폰(Polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(Polyphenyleneoxide), 사이클릭 올레핀 코폴리머(Cyclic olefin copolyer), 폴리페닐렌설파이드(Polyphenylenesulfide) 및 폴리에틸렌나프탈렌(Polyethylenenaphthalene)로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상이 선택되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 다공성 고분자 기재의 두께는, 5 내지 50 μm일 수 있다.
또한, 상기 다공성 고분자 기재의 기공 크기는, 0.01 내지 50 μm일 수 있다.
또한, 상기 다공성 고분자 기재의 기공도는, 10 내지 95%일 수 있다.
또한, 상기 다공성 코팅층은, 무기물 입자 및 고분자 바인더의 혼합물을 포함하는 슬러리가 딥 코팅 방법으로 코팅되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 무기물 입자의 평균입경은, 0.001 내지 10 μm일 수 있다.
또한, 상기 무기물 입자는, 유전율 상수가 5 이상인 무기물 입자 및 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상이 선택되어 형성될 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
핫 박스 평가와 같이 이차 전지의 온도가 증가하더라도, 분리막의 적어도 일단에 접착제가 도포됨으로써, 분리막의 수축이 최소화되고 전극 조립체의 내부 쇼트를 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일반적인 분리막의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 전극 조립체의 조립도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 전극 조립체을 제조하기 위해, 복수의 분리막에 두 전극이 적층되는 모습을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지용 전극 조립체를 제조하기 위해, 복수의 분리막에 두 전극이 적층되는 모습을 나타낸 개략도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
전기화학소자의 안전성 평가 및 안전성 확보는 매우 중요하다. 가장 중요한 고려사항은 전기화학소자가 오작동 시 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 고분자 기재는 재료적 특성과 연신을 포함하는 제조공정상의 특성으로 인하여 100도 이상의 온도에서 극심한 열 수축 거동을 보임으로서, 양극과 음극 사이의 단락을 일으키는 문제점이 있다.
전기화학소자의 안전성 문제를 해결하기 위하여, 다수의 기공을 갖는 다공성 고분자 기재의 적어도 일면에, 과량의 무기물 입자와 고분자 바인더의 혼합물을 포함하는 슬러리가 코팅되어 다공성 유기-무기 코팅층을 형성한 분리막이 제안되었다. 다공성 유기-무기 코팅층에 함유된 무기물 입자들은 내열성이 뛰어나므로, 전기화학소자가 과열되는 경우에도 양극과 음극 사이의 단락을 방지한다.
그러나, 다공성 코팅층이 얇게, 예컨대, 다공성 기재의 단면 기준으로 3 μm 미만의 두께로 코팅되는 경우에는 분리막과 전극 간에 접착력이 부족하여 조립성이 저하되고, 여전히 열에 의해 분리막이 수축되는 현상이 발생하였다. 이 때, 분리막이 수축하면서 전극의 면에 도포된 전극 활물질을 벗겨내 전극의 면이 탈피되어, 전극의 포일이 노출될 수 있었다. 그리고, 양극과 음극이 상기 노출된 면을 통해 접촉하여 쇼트가 발생하는 문제가 있었다.
도 1은 일반적인 분리막(13)의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 다공성 고분자 기재(131)의 적어도 일면에는 무기물 입자 및 고분자 바인더의 혼합물을 포함하는 슬러리가 코팅되어 다공성 코팅층(132)이 형성된다.
다공성 고분자 기재(131)로는 다양한 고분자로 형성된 다공성 고분자 필름 기재 또는 다공성 고분자 부직포 기재 등 통상적으로 전기화학소자에 사용되는 평면상의 다공성 기재라면 제한되지 않고 다양한 기재를 포함한다. 예를 들어 전기화학소자 특히, 리튬 이차전지의 분리막(13)으로 사용되는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀계 다공성 고분자 필름이나, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유로 이루어진 부직포 등을 사용할 수 있으며, 그 재질이나 형태는 목적하는 바에 따라 다양하게 선택할 수 있다. 이러한 폴리올레핀 다공성 고분자 필름은 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리펜텐 등의 폴리올레핀계 고분자를 각각 단독으로 또는 이들을 혼합한 고분자로 형성할 수 있다. 또한, 상기 다공성 고분자 필름 기재는 폴리올레핀 외에 폴리에스테르 등의 다양한 고분자들을 이용하여 다공성 고분자 필름을 제조할 수도 있다. 또한, 상기 다공성 고분자 필름 기재는 2층 이상의 필름층이 적층된 구조로 형성될 수 있으며, 각 필름층은 전술한 폴리올레핀, 폴리에스테르 등의 고분자들을 단독으로 또는 들을 2종 이상 혼합한 고분자로 형성될 수도 있다.
상기 다공성 고분자 부직포 기재로는 전술한 폴리올레핀계 고분자 또는 이보다 내열성이 높은 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(Polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(Polyester), 폴리아세탈(Polyacetal), 폴리아미드(Polyamide), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리이미드(Polyimide), 폴리에테르에테르케톤(Polyetheretherketone), 폴리아릴에테르케톤(Polyaryletherketone), 폴리에테르아미드(Polyetherimide), 폴리아미드이미드(Polyamideimide), 폴리벤지이미다졸(Polybenzimidazole), 폴리에테르설폰(Polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(Polyphenyleneoxide), 사이클릭 올레핀 코폴리머(Cyclic olefin copolyer), 폴리페닐렌설파이드(Polyphenylenesulfide), 폴리에틸렌나프탈렌(Polyethylenenaphthalene) 등을 각각 단독으로 또는 이들을 혼합한 고분자로 형성한 부직포일 수 있다. 그리고, 부직포의 구조는 장섬유로 구성된 스폰본드 부직포 또는 멜트 블로운 부직포일 수 있다. 다만 이에 제한되지 않고, 상기 다공성 고분자 기재(131)의 재질이나 형태는 다양하게 선택될 수 있다.
다공성 고분자 기재(131)의 두께는 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 1 내지 100 μm, 더욱 바람직하게는 5 내지 50 μm이고, 다공성 고분자 기재(131)에 존재하는 기공 크기 및 기공도 역시 특별히 제한되지 않으나 각각 0.01 내지 50 μm 및 10 내지 95%인 것이 바람직하다.
다공성 고분자 기재(131)의 적어도 일면에는 무기물 입자 및 고분자 바인더의 혼합물을 포함하는 슬러리가 코팅되어 다공성 코팅층(132)이 형성된다. 슬러리의 코팅 방법은 제한되지 않고 다양한 방법을 사용할 수 있으나, 딥 코팅(dip coating) 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 딥 코팅은 코팅액이 들어있는 탱크에 기재를 침지시켜 코팅하는 방법으로, 코팅액의 농도 및 코팅액 탱크에서 기재를 꺼내는 속도에 따라 다공성 코팅층(132) 두께의 조절이 가능하며, 후에 오븐에서 건조하여 다공성 고분자 기재(131)의 적어도 일 표면에 다공성 코팅층(132)을 형성한다.
무기물 입자는 전기화학적으로 안정하기만 하면 특별히 제한되지 않는다. 즉, 본 발명에서 사용할 수 있는 무기물 입자는 적용되는 전기화학소자의 작동 전압 범위(예컨대, Li/Li+ 기준으로 0~5V)에서 산화 및/또는 환원 반응이 일어나지 않는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 특히, 무기물 입자로서 유전율이 높은 무기물 입자를 사용하는 경우, 액체 전해질 내 전해질 염, 예컨대 리튬염의 해리도 증가에 기여하여 전해액의 이온 전도도를 향상시킬 수 있다.
이러한 이유들로 인해, 상기 무기물 입자는 유전율 상수가 5 이상, 바람직하게는 10 이상인 고유전율 무기물 입자를 포함하는 것이 바람직하다. 유전율 상수가 5 이상인 무기물 입자의 비제한적인 예로는 BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3(PZT), Pb1 - xLaxZr1 -yTiyO3(PLZT, 0<x<1, 0<y<1), Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT), 하프니아(HfO2), SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, Al2O3, 보헤마이트(γ-AlO(OH)), TiO2, SiC 또는 이들의 혼합물 등이 있다.
특히, 전술한 BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3(PZT), Pb1 - xLaxZr1 - yTiyO3(PLZT), Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT) 및 하프니아(HfO2)와 같은 무기물 입자들은 유전율 상수 100 이상인 고유전율 특성을 나타낼 뿐만 아니라, 일정 압력을 인가하여 인장 또는 압축되는 경우 전하가 발생하여 양쪽 면 간에 전위차가 발생하는 압전성(Piezoelectricity)을 가짐으로써, 외부 충격에 의한 양(兩) 전극의 내부 단락 발생을 방지하여 전기화학 소자의 안전성 향상을 도모할 수 있다. 또한, 전술한 고유전율 무기물 입자와 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자들을 혼용할 경우 이들의 상승 효과는 배가될 수 있다.
무기물 입자로는 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자, 즉 리튬 원소를 함유하되 리튬을 저장하지 아니하고 리튬 이온을 이동시키는 기능을 갖는 무기물 입자를 사용할 수도 있다. 리튬이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자는 입자 구조 내부에 존재하는 일종의 결함으로 인해 리튬 이온을 전달 및 이동시킬 수 있기 때문에, 전지 내 리튬 이온 전도도가 향상되고, 이로 인해 전지 성능 향상을 도모할 수 있다. 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 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 등과같은 SiS2 계열 glass(LixSiySz, < 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.
무기물 입자의 평균입경은 특별한 제한이 없으나 균일한 두께의 다공성 코팅층(132) 형성 및 적절한 공극률을 위하여, 0.001 내지 10 μm 범위인 것이 바람직하다. 0.001 μm 미만인 경우 분산성이 저하될 수 있고, 10 μm를 초과하는 경우 형성되는 다공성 코팅층(132)의 두께가 증가하여 기계적 물성이 저하될 수 있으며, 또한 지나치게 큰 기공 크기로 인해 전지 충방전시 내부 단락이 일어날 확률이 높아진다.
고분자 바인더는 유리 전이 온도(glass transition temperature, Tg)가 -200 내지 200인 고분자를 사용하는 것이 바람직한데, 이는 최종적으로 형성되는 코팅층(132)의 유연성 및 탄성 등과 같은 기계적 물성을 향상시킬 수 있기 때문이다.
또한, 고분자 바인더는 이온 전도 능력을 반드시 가질 필요는 없으나, 이온 전도 능력을 갖는 고분자를 사용할 경우 전기화학소자의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 따라서, 고분자 바인더는 가능한 유전율 상수가 높은 것이 바람직하다. 실제로 전해액에서 염의 해리도는 전해액 용매의 유전율 상수에 의존하기 때문에, 고분자 바인더의 유전율 상수가 높을수록 전해질에서의 염 해리도를 향상시킬 수 있다. 이러한 고분자 바인더의 유전율 상수는 1.0 내지 100 (측정 주파수 = 1 kHz) 범위가 사용 가능하며, 특히 10 이상인 것이 바람직하다.
전술한 기능 이외에, 고분자 바인더는 액체 전해액 함침시 겔화됨으로써 높은 전해액 함침율(degree of swelling)을 나타낼 수 있는 특징을 가질 수 있다. 이에 따라, 용해도 지수가 15 내지 45 MPa1 / 2 인 고분자를 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직한 용해도 지수는 15 내지 25 MPa1 /2 및 30 내지 45 MPa1 /2 범위이다. 따라서, 폴리올레핀류와 같은 소수성 고분자들보다는 극성기를 많이 갖는 친수성 고분자들을 사용하는 것이 바람직하다. 용해도 지수가 15 MPa1 /2 미만 및 45 MPa1 /2를 초과할 경우, 통상적인 전지용 액체 전해액에 의해 함침(swelling)되기 어렵기 때문이다.
이러한 고분자 바인더의 비제한적인 예로는 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌(Polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌(Polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene), 폴리메틸메타클릴레이트(Polymethylmethacrylate), 폴리아크릴로니트릴(Polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈(Polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (Polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(Polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드(Polyethylene oxide), 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), 카르복실 메틸 셀룰로오스(carboxyl methyl cellulose) 등을 들 수 있다.
나아가, 고분자 바인더는 PVDF-HFP 를 포함할 수도 있다. 'PVDF-HFP 고분자 바인더'란 비닐리덴 플루오라이드(Vinylidene Fluoride: VDF)의 구성 단위 및 헥사플루오로프로필렌(Hexafluoropropylene: HFP)의 구성 단위를 포함하는 비닐리덴 플루오라이드 공중합체를 의미한다. 다만, 고분자 바인더는 이에 제한되지 않고 다양한 소재를 포함할 수 있다.
무기물 입자와 고분자 바인더의 중량비는 예를 들어 50:50 내지 99:1 범위가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 70:30 내지 95:5이다. 고분자 바인더에 대한 무기물 입자의 함량비가 50:50 미만일 경우 고분자의 함량이 많아지게 되어 형성되는 코팅층(132)의 기공 크기 및 기공도가 감소될 수 있다. 무기물 입자의 함량이 99 중량부를 초과할 경우 고분자 바인더 함량이 적기 때문에 형성되는 코팅층(132)의 내필링성이 약화될 수 있다.
고분자 바인더의 용매로는 사용하고자 하는 고분자 바인더와 용해도 지수가 유사하며, 끓는점(boiling point)이 낮은 것이 바람직하다. 이는 균일한 혼합과 이후 용매 제거를 용이하게 하기 위해서이다. 사용 가능한 용매의 비제한적인 예로는 아세톤(acetone), 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran), 메틸렌클로라이드(methylene chloride), 클로로포름(chloroform), 디메틸포름아미드(dimethylformamide), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone, NMP), 시클로헥산(cyclohexane), 물 또는 이들의 혼합체 등이 있다.
무기물 입자들이 분산되어 있으며 고분자 바인더가 용매에 용해된 슬러리는 고분자 바인더를 용매에 용해시킨 다음 무기물 입자를 첨가하고 이를 분산시켜 제조할 수 있다. 무기물 입자들은 적정 크기로 파쇄된 상태에서 첨가할 수 있으나, 고분자 바인더의 용액에 무기물 입자를 첨가한 후 무기물 입자를 볼밀법 등을 이용하여 파쇄하면서 분산시키는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 전극 조립체(1)의 조립도이다.
상기 방법에 따라 제조된 분리막(13)을 도 2에 도시된 바와 같이, 양극(11)과 음극(12) 사이에 개재하고 라미네이팅하여, 전기화학소자를 제조할 수 있다. 상기 전기화학소자는 전기 화학 반응을 하는 모든 소자를 포함하며, 예를 들면, 모든 종류의 일차, 이차 전지, 연료 전지, 태양 전지 또는 수퍼 캐패시터 소자와 같은 캐퍼시터(Capacitor) 등이 있다. 특히, 상기 이차 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.
이러한 분리막(13)이 적층될 양극(11) 및 음극(12)의 양 전극(11, 12)으로는 특별히 제한되지 않으며, 당업계에 알려진 통상적인 방법에 따라 전극 활물질을 전극 집전체에 결착된 형태로 제조할 수 있다. 여기서 양극(11)은 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 슬러리를 도포한 다음에 이를 건조하고 프레싱하여 제조될 수 있다. 이 때 슬러리는 필요에 따라 충진제를 더 포함할 수도 있다. 양극(11)은 시트 형상으로 제조되어 롤에 장착될 수도 있다.
양극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 μm의 두께로 제조된다. 양극 집전체는 통상 화학적 변화를 유발하지 않고 높은 도전성을 가지는 재료로 제조된다. 이와 같은 재료로 가장 대표적인 것이 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소나, 알루미늄 또는 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등을 표면 처리한 것이다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고 양극 집전체는 양극 활물질의 접착력을 높이기 위해 표면에 미세한 요철을 형성하기도 한다. 또한 양극 집전체는 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 제조될 수 있다.
양극 활물질은 리튬 이차전지인 경우 예를 들어, 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1 + xMn2 - xO4(x는 0 내지 0.33), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4,V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1 - xMxO2(M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x= 0.01 내지 0.3)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2 - xMxO2(M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta이고, x = 0.01 내지 0.1) 또는 Li2Mn3MO8(M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리 토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등일 수 있다. 다만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물의 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량% 첨가된다. 도전재는 통상 화학적 변화를 유발하지 않고 도전성을 가지는 재료로 제조된다. 이와 같은 재료로 가장 대표적인 것이 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화 아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이다.
바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합 등에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물의 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량% 첨가된다. 이와 같은 바인더는 대표적으로 폴리불화비닐리덴, 폴리 비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등일 수 있다.
충진제는 양극(11)의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용된다. 그리고 화학적 변화를 유발하지 않고 섬유상 재료라면 일반적으로 충진제로 사용될 수 있다. 충진제는 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질일 수 있다.
음극(12)은 예를 들어, 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포한 다음에 이를 건조하고 프레싱하여 제조될 수 있다. 필요에 따라 음극 활물질에 선택적으로 도전재, 바인더, 충진제 등을 포함시킬 수 있다. 음극(12)은 시트 형상으로 제조되어 롤에 장착될 수도 있다.
음극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 μm의 두께로 제조된다. 음극 집전체는 통상 화학적 변화를 유발하지 않고 도전성을 가지는 재료로 제조된다. 이와 같은 재료로 가장 대표적인 것인 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소나, 구리 또는 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등을 표면 처리한 것, 또는 알루미늄-카드뮴 합금 등이다. 또한 음극 집전체는 음극 활물질의 결합력을 높이기 위해 표면에 미세한 요철을 형성하기도 한다. 또한 음극 집전체는 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 제조될 수 있다.
음극 활물질은 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0=x=1), LixWO2(0=x=1), SnxMe1-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐;0<x=1; 1=y=3; 1=z=8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni계 재료 등일 수 있다.
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 염이프로필렌 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.
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.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 양극(11) 및 음극(12)의 사이에 분리막(13)이 개재될 때, 도 2에 도시된 바와 같이 분리막(13)의 적어도 일단에는 접착제가 도포되어 접착층(14)이 형성될 수 있다. 특히, 접착제는 분리막(13)의 양 단에 모두 도포되는 것이 바람직하다. 접착층(14)이 전극(11, 12)에 접착됨으로써, 온도가 증가하여 분리막(13)이 수축하더라도 접착층(14)이 분리막(13)의 수축에 저항하여, 분리막(13)의 수축을 최소화할 수 있다. 따라서 양극(11) 또는 음극(12)이 노출되지 않아 전극 조립체의 내부 쇼트를 방지할 수 있다.
이러한 접착제는 온도가 증가하더라도 접착성을 유지하여 분리막(13)의 수축에 저항하여야 한다. 또한, 분리막(13)이 전해액에 함침되더라도, 마찬가지로 접착제는 접착성을 유지하여야 한다. 따라서, 열 또는 화학적인 원인으로 변성되지 않는, 내열성 및 내식성의 성질을 가지는 것이 바람직하다.
분리막(13)의 다공성 고분자 기재(131)의 표면에 도포되는 다공성 코팅층(132)도 어느 정도의 접착성을 가질 수 있다. 그러나, 다공성 코팅층(132)을 구성하는 상기 기술한 물질들은, 전해액의 함침성 및 양극(11)과 음극(12)의 절연성을 모두 확보해야 하므로, 접착성이 크게 효과적이지 않다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 접착제가 도포되어 형성된 접착층(14)은, 함침성과 절연성을 고려할 필요가 없다. 따라서, 상기 다공성 코팅층(132)보다 접착력이 더 높은 접착제를 사용할 수 있다. 여기서 접착력이 더 높다는 것은, 두 물질을 탈착 또는 박리시키기 위해 더 많은 힘이 작용하여야 한다는 것을 의미한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 분리막(13)의 길이(LS)는 양극(11)의 길이(LP) 및 음극(12)의 길이(LN)보다 길 수 있다. 여기서 양극(11)의 길이(LP) 및 음극(12)의 길이(LN)는 전극 탭(15)을 제외한 길이이다. 따라서, 분리막(13)의 양 단에 접착제를 도포하여 접착층(14)이 형성되면, 상기 접착층(14)은 양극(11) 또는 음극(12)의 전극 탭(15) 및 다른 분리막(13)의 접착층과 접착될 수 있다.
접착제는 분리막(13)의 양 단에, 분리막(13)의 길이(LS)의 대략 5% 내지 20%의 길이(LA)로 도포되는 것이 바람직하다. 5%보다 짧은 길이(LA)로 도포된다면, 접착력이 저하되어 분리막(13)의 수축에 충분히 저항할 수 없기 때문이다. 반면에, 20%보다 긴 길이(LA)로 도포된다면, 양극(11) 및 음극(12)과 접촉되는 분리막(13)의 다공성 코팅층(132)의 면적이 감소하므로, 전해액의 함침성 및 에너지 밀도가 감소할 수 있기 때문이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 전극 조립체(1)를 제조하기 위해, 복수의 분리막(13)과 두 전극(11, 12)이 적층되는 모습을 나타낸 개략도이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 전극 조립체(1)는, 분리막(13)이 복수로 존재할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 전극 조립체(1)은 도 3에 도시된 바와 같이, 5층 구조를 가질 수 있다. 이 때, 분리막(13), 양극(11), 분리막(13), 음극(12) 및 분리막(13)이 순차적으로 적층될 수도 있으며, 또는 분리막(13) 음극(12), 분리막(13), 양극(11) 및 분리막(13)이 순차적으로 적층될 수도 있다.
복수의 분리막(13)들 중에서, 양면에 양극(11) 및 음극(12)이 모두 적층되는 분리막(13)의 경우에는, 다공성 고분자 기재(131)에, 다공성 코팅층(132)이 양면에 모두 도포된다. 그리고 접착제 또한, 분리막(13)의 양면에 모두 도포될 수 있다. 이 때, 접착제는 상기 도포된 다공성 코팅층(132)의 위에 도포되어, 전극(11, 12)과 분리막(13)을 더욱 견고하게 접착한다.
한편, 복수의 분리막(13)들 중에서, 전극 조립체의 최외면에 부착되는 분리막(13)에는 양면이 아니라 일면에만 양극(11) 또는 음극(12)의 전극(11, 12)이 적층된다. 따라서, 분리막(13)의 다공성 고분자 기재(131)에, 다공성 코팅층(132)이 일면에만 도포된다. 그리고 접착제도 분리막(13)의 일면에만 도포될 수 있다.
상기 기술한 바와 같이, 분리막(13)의 길이(LS)는 양극(11)의 길이(LP) 및 음극(12)의 길이(LN)보다 길 수 있다. 따라서, 양극 및 음극(11, 12)의 길이를 초과하여, 복수의 분리막(13)들의 각 일단이 서로 접착될 수 있다. 그리고 복수의 분리막(13)이 전극 탭(15)보다 길게 돌출되지 않더라도, 전극 탭(15)의 폭이 분리막(13)의 폭보다 훨씬 좁다. 따라서, 복수의 분리막(13)들의 각 일단에서, 접착층의 일부는 전극 탭(15)에 접착되고, 나머지 일부는 다른 분리막(13)들의 각 일단에 접착제가 도포된 부분과 접착될 수 있다.
한편, 접착층(14)이 형성된 분리막(13)에 양극(11) 또는 음극(12)이 접착될 때, 양극(11) 또는 음극(12)의 전극 활물질의 상면에 접착된다면, 분리막(13)이 고온에서 수축할 때 접착층(14)이 분리막(13)의 수축에 충분히 저항하지 못할 수도 있다. 즉, 양극(11) 또는 음극(12)의 집전체와 분리막(13)이 서로 접착하지 못하여, 분리막(13)이 고온에서 매우 강한 힘으로 수축할 때 전극 활물질이 집전체의 면에서 벗겨질 수도 있다. 따라서, 상기 접착층(14)의 일부는 전극(11, 12)에서, 전극 활물질이 도포된 부분이 아니라, 전극 탭(15)에 접착된다. 전극 탭(15)은 상기 전극 활물질이 도포되지 않은 무지부에 형성된다. 따라서, 접착층(141)이 전극 탭(15)에 접착하여 분리막(13)이 수축하더라도, 전극 활물질이 벗겨지지 않고 분리막(13)의 수축에 더욱 효과적으로 저항할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지용 전극 조립체(1a)를 제조하기 위해, 복수의 분리막(13a)과 두 전극(11, 12)이 적층되는 모습을 나타낸 개략도이다.
한편, 접착제를 분리막(13)의 양 단에 도포할 때, 상기 기술한 바와 같이, 다공성 코팅층(132)의 상면에, 다공성 코팅층(132)을 커버하여 도포된다면, 분리막(13)이 고온에서 수축할 때 접착층(14)이 분리막(13)의 수축에 충분히 저항하지 못할 수도 있다. 즉, 다공성 고분자 기재(131)와 양극(11) 또는 음극(12)이 서로 접착하지 못하여, 분리막(13)이 고온에서 매우 강한 힘으로 수축할 때 다공성 고분자 기재(131)와 다공성 코팅층(132)이 서로 탈착되어, 다공성 고분자 기재(131)만이 수축할 수도 있다.
이를 방지하기 위해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지용 전극 조립체(1a)에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 분리막(13a)에서 접착층(14a)이 형성되는 영역에는, 다공성 코팅층(132a)이 제거될 수 있다. 그럼으로써, 다공성 고분자 기재(131)와 양극(11) 또는 음극(12)이 접착층(14a)을 통해 서로 직접적으로 접착하여, 다공성 고분자 기재(131)의 수축에 더욱 효과적으로 저항할 수 있다.
본 발명에 따른 전극 조립체는 양극(11)과 음극(12) 사이의 전기화학적 반응에 의해 전기를 생산하는 전기화학셀에 적용 될 수 있다. 전기화학셀의 대표적인 예는 슈퍼 커패시터, 울트라 커패시터, 이차전지, 연료전지, 전기분해장치, 전기화학적 반응기 등이다. 본 발명에 따른 전극 조립체는 특히 이차 전지(예를 들어, 리튬 이차전지)에 적용되는 것이 바람직하다.
리튬 이차전지는 최근에 소형 디바이스뿐만 아니라, 중대형 디바이스에도 전원으로 사용되고 있다. 그런데 중대형 디바이스에 전원으로 사용되려면, 본 발명에 따른 이차전지를 하나의 단위 전지로 하여 전지 모듈을 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 전지 모듈을 포함하는 전지 팩은, 파워 툴(power tool); 전기차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기차(Hybrid Electric Vehicle, HEV) 및 플러그인 하이브리드 전기차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)로 이루어진 군에서 선택된 전기차; 이-바이크(E-bike); 이-스쿠터(E-scooter); 전기 골프 카트(Electric golf cart); 전기 트럭; 및 전기 상용차 등에 전원으로 사용될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 전극 조립체
11: 양극
12: 음극
13: 분리막
131: 다공성 고분자 기재
132: 다공성 코팅층
14: 접착층

Claims (17)

  1. 금속으로 제조된 전극 집전체의 표면에 전극 활물질이 도포되어 형성된 전극; 및
    상기 전극과 적층되며, 적어도 하나의 일단에 접착제가 도포되어 접착층이 형성됨으로써, 상기 전극과 접착되는 분리막을 포함하는 이차 전지용 전극 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접착제는,
    내열성 및 내식성을 가지는, 이차 전지용 전극 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 접착제는,
    상기 분리막의 양 단에 모두 도포되는, 이차 전지용 전극 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 접착층은,
    상기 전극에서 상기 전극 활물질이 도포되지 않은 전극 탭에 접착되는, 이차 전지용 전극 조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 분리막은,
    다공성 고분자 기재에 다공성 코팅층을 형성하여 제조되는, 이차 전지용 전극 조립체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 접착층은,
    상기 다공성 코팅층의 상면에 형성되는, 이차 전지용 전극 조립체.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 접착층은,
    상기 다공성 코팅층이 제거된 영역에 형성되는, 이차 전지용 전극 조립체.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 다공성 고분자 기재는,
    다공성 고분자 필름 기재 또는 다공성 고분자 부직포 기재인, 이차 전지용 전극 조립체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 다공성 고분자 필름 기재는,
    폴리올레핀계 다공성 고분자 필름 기재인, 이차 전지용 전극 조립체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 폴리올레핀계 다공성 고분자 필름 기재는,
    폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 및 폴리펜텐로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상이 선택되어 형성되는, 이차 전지용 전극 조립체.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 다공성 고분자 부직포 기재는,
    폴리올레핀계 고분자, 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(Polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(Polyester), 폴리아세탈(Polyacetal), 폴리아미드(Polyamide), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리이미드(Polyimide), 폴리에테르에테르케톤(Polyetheretherketone), 폴리아릴에테르케톤(Polyaryletherketone), 폴리에테르아미드(Polyetherimide), 폴리아미드이미드(Polyamideimide), 폴리벤지이미다졸(Polybenzimidazole), 폴리에테르설폰(Polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(Polyphenyleneoxide), 사이클릭 올레핀 코폴리머(Cyclic olefin copolyer), 폴리페닐렌설파이드(Polyphenylenesulfide) 및 폴리에틸렌나프탈렌(Polyethylenenaphthalene)로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상이 선택되어 형성되는, 이차 전지용 전극 조립체.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 다공성 고분자 기재의 두께는,
    5 내지 50 μm인, 이차 전지용 전극 조립체.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 다공성 고분자 기재의 기공 크기는,
    0.01 내지 50 μm인, 이차 전지용 전극 조립체.
  14. 제5항에 있어서,
    상기 다공성 고분자 기재의 기공도는,
    10 내지 95%인, 이차 전지용 전극 조립체.
  15. 제5항에 있어서,
    상기 다공성 코팅층은,
    무기물 입자 및 고분자 바인더의 혼합물을 포함하는 슬러리가 딥 코팅 방법으로 코팅되어 형성되는, 이차 전지용 전극 조립체.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 무기물 입자의 평균입경은,
    0.001 내지 10 μm인, 이차 전지용 전극 조립체.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 무기물 입자는,
    유전율 상수가 5 이상인 무기물 입자 및 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상이 선택되어 형성되는 이차 전지용 전극 조립체.
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