KR20190080459A - Radiation gel-type electrolyte precursor composition, secondary battery and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a radiation gel-type electrolyte precursor composition comprising: an organic electrolyte containing an ionic salt and an organic solvent; and a vinyl monomer and a polyfunctional vinyl crosslinking agent, and a secondary battery using the same and a method for manufacturing the same. The secondary battery of the present invention is excellent in safety.

Description

방사선 겔형 전해질 전구체 조성물, 이차전지 및 이의 제조방법{RADIATION GEL-TYPE ELECTROLYTE PRECURSOR COMPOSITION, SECONDARY BATTERY AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a radiation gel-type electrolyte precursor composition, a secondary battery, and a method for manufacturing the same. BACKGROUND ART [0002]

본 발명은 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물, 이차전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a radiation gel-type electrolyte precursor composition, a secondary battery and a method for manufacturing the same.

이차전지는 전기화학적 산화·환원 반응에 의해 전기에너지를 화학에너지로(충전), 화학에너지를 전기에너지로(방전) 변환하면서 반복사용이 가능한 에너지 저장장치를 의미한다. 이차전지는 전극, 분리막 및 전해질로 구성되어 있으며 특히 전해질은 전지 안전성의 핵심적인 요소이다. A secondary battery refers to an energy storage device that can be repeatedly used while converting electrical energy into chemical energy (charging) and converting chemical energy into electrical energy (discharge) by an electrochemical oxidation / reduction reaction. The secondary cell is composed of an electrode, a separator, and an electrolyte, and in particular, the electrolyte is a core element of the cell safety.

현재 액상 전해질을 적용한 이차전지의 가장 큰 문제점으로는 충격과 열에 의한 폭발 위험성이다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 겔형 전해질을 적용한 이차전지 개발이 시도되고 있다.  At present, the biggest problem of secondary batteries using liquid electrolyte is explosion risk due to impact and heat. In order to solve such a problem, development of a secondary battery using a gel electrolyte has been attempted.

현재까지 개발된 겔형 전해질을 적용한 이차전지 제조 방법에는 1) 열 및 광(UV) 이용하여 겔형 전해질을 제조한 후 이차전지를 조립하여 제조하는 방법과 2) 겔형 전해질 전구체 조성물을 이용하여 이차전지를 조립한 후 열 및 광(UV)을 통해 겔형 전해질을 적용한 이차전지를 제조하는 방법이 있다. Methods for manufacturing a secondary cell using the gel electrolyte developed to date include a method of manufacturing a gel electrolyte by using heat and light and assembling a secondary cell and a method of manufacturing a secondary battery using the gel electrolyte precursor composition. There is a method of manufacturing a secondary battery in which a gel electrolyte is applied through heat and light (UV) after assembly.

전자 방법의 경우 전극과 전해질 간의 계면저항 증가에 따른 낮은 성능과 산업 적용을 위해서는 신규 제조공정 설계 및 개발이 요구되어 상용 제조공정 적용에 어려움이 있다. 한편, 후자 방법의 경우 전자와는 달리 현재 적용되고 있는 이차전지 제조공정에 직접 적용이 가능하다는 장점이 있지만, 열 및 광(UV) 기반 겔 형성 방식은 다음과 같은 문제점을 안고 있어 실제 산업적 적용에 한계가 있다. In the case of the electron method, a low performance due to an increase in interfacial resistance between the electrode and the electrolyte and a new manufacturing process design and development are required for industrial application, which makes it difficult to apply it to a commercial manufacturing process. Meanwhile, the latter method has an advantage that it can be directly applied to a currently used secondary cell manufacturing process unlike the former. However, since the heat and optical (UV) based gel forming method has the following problems, There is a limit.

열 기반 겔 형성 방식은 개시제가 요구되고 고온(≥ 70℃)에서 장시간(≥ 30분)으로 생산성이 낮으며 전해액의 휘발에 의한 전지의 부피 팽창 문제점을 안고 있고 광(UV) 기반 겔형성 방식의 경우 급속으로 겔형성을 위해서는 광개시제가 요구되고 광개시제가 없을 시는 장시간이 소요되며 근본적으로는 UV 광원의 낮은 투과력으로 인해 밀리미터 (≤ mm) 이하 두께의 전지에서만 적용되는 한계가 있다.  The heat-based gel formation method requires an initiator and has a low productivity at high temperature (≥ 70 ° C) for a long time (≥ 30 minutes) and has a problem of volume expansion of the battery due to volatilization of the electrolyte. A photoinitiator is required for a rapid gel formation, a long time is required when there is no photoinitiator, and fundamentally, there is a limit to be applied only to a cell having a thickness of less than a millimeter (≤ mm) due to a low penetration power of a UV light source.

따라서, 이러한 문제점 극복을 위해서는, 기존 액상 전해질을 적용한 이차전지와 동일한 수준의 성능을 가지면서 상용 제조공정 변경 없이 안전성이 높은 겔형 전해질을 적용한 이차전지를 제조할 수 있는 창의적이고 새로운 기술적 접근 방법이 필요한 실정이다. Therefore, in order to overcome such a problem, there is a need for a creative and new technical approach to manufacture a secondary battery using a gel electrolyte having the same level of performance as a conventional secondary battery using a conventional liquid electrolyte and without a change in commercial manufacturing process It is true.

한국등록특허공보 제10-0131460호(1997년 12월 1일)Korean Patent Registration No. 10-0131460 (December 1, 1997)

본 발명은 높은 투과력 및 에너지를 가지는 방사선을 활용하고, 상용 제조공정의 변경과 별도의 개시제의 이용 없이, 높은 겔화도 및 이온전도도를 동시에 가지는 방사선 겔형 전해질을 적용한 이차전지를 상온에서 단시간(≤ 수초) 동안 in-situ로 제조하기 위해서, 이온성 염 및 유기용매가 함유된 유기전해액과, 비닐계 단량체 및 다관능성 비닐계 가교제를 포함하는 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물 등을 제공하고자 한다. The present invention utilizes radiation having a high penetration power and energy, and a secondary battery using a radiation gel-like electrolyte having a high degree of gelation and ionic conductivity at the same time without change of a commercial manufacturing process and without using an initiator, ), An organic electrolyte solution containing an ionic salt and an organic solvent, and a radiation gel-type electrolyte precursor composition comprising a vinyl monomer and a multifunctional vinyl crosslinking agent.

그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명은 이온성 염 및 유기용매가 함유된 유기전해액과, 비닐계 단량체 및 다관능성 비닐계 가교제를 포함하는 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물을 제공한다. The present invention provides a radiation gel-type electrolyte precursor composition comprising an organic electrolyte containing an ionic salt and an organic solvent, and a vinyl monomer and a multifunctional vinyl crosslinking agent.

본 발명의 일 구현예로, 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극 조립체; 및 이온성 염 및 유기용매가 함유된 유기전해액과, 비닐계 단량체 및 다관능성 비닐계 가교제를 포함하는 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물로부터 형성된 방사선 겔형 전해질을 포함하는 이차전지를 제공한다. According to an embodiment of the present invention, there is provided an electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator; And a radiation gel-type electrolyte formed from a radiation gel-type electrolyte precursor composition comprising an organic electrolyte containing an ionic salt and an organic solvent, and a vinyl monomer and a polyfunctional vinyl crosslinking agent.

본 발명의 다른 구현예로, (a) 이온성 염 및 유기용매가 함유된 유기전해액과, 비닐계 단량체 및 다관능성 비닐계 가교제를 포함하는 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물을 제조하는 단계; (b) 양극; 음극 및 분리막을 포함하는 전극 조립체를 전지 케이스에 투입하는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 전지 케이스에 상기 (a) 단계의 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물을 주입한 다음, 밀봉하여 이차전지 전구체를 조립하는 단계; 및 (d) 상기 (c) 단계의 이차전지 전구체에 방사선을 조사하는 단계를 포함하는 이차전지의 제조방법을 제공한다. In another embodiment of the present invention, there is provided a process for preparing a radiation gel-type electrolyte precursor composition, which comprises: (a) preparing a radiation gel-type electrolyte precursor composition comprising an organic electrolyte containing an ionic salt and an organic solvent; and a vinyl monomer and a polyfunctional vinyl crosslinking agent; (b) an anode; A negative electrode and a separator, into a battery case; (c) injecting the radiation gel-type electrolyte precursor composition of step (a) into the battery case of step (b) and sealing the battery to form a secondary battery precursor; And (d) irradiating the secondary battery precursor of the step (c) with radiation.

본 발명에 따른 겔형 전해질을 적용한 이차전지는 이온성 염 및 유기용매가 함유된 유기전해액과, 비닐계 단량체 및 다관능성 비닐계 가교제를 포함하는 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물로부터 형성된 방사선 겔형 전해질을 포함하는 것을 특징으로 하는바, 높은 투과력 및 에너지를 가지는 방사선을 활용하고, 상용 제조공정의 변경과 별도의 개시제의 이용 없이, 높은 겔화도 및 이온전도도를 동시에 가지는 방사선 겔형 전해질을 적용한 이차전지를 상온에서 단시간(≤ 수초) 동안 in-situ로 제조할 수 있다. 따라서, 상기 이차전지는 기존 액상 전해질을 적용한 이차전지와 동등한 수준의 성능을 유지하면서도, 안전성이 높은 것을 특징으로 한다. The secondary battery to which the gel electrolyte according to the present invention is applied includes a radiation gel-type electrolyte formed from an organic electrolyte containing an ionic salt and an organic solvent, and a radiation gel-type electrolyte precursor composition comprising a vinyl monomer and a polyfunctional vinyl crosslinking agent A secondary battery employing a radiation gel electrolyte having a high gelation degree and an ionic conductivity at the same time without using a separate initiator and using a radiation having high permeability and energy, Gt; < = a few seconds). Accordingly, the secondary battery is characterized in that it has high safety while maintaining performance equivalent to that of a secondary battery using a conventional liquid electrolyte.

더욱이, 상기 이차전지를 제조함에 있어서, 상용 제조공정으로 조립된 이차전지 전구체에 방사선 연속공정 설비(처리능력: 3초당 1 M × 1 M 면적)를 채용하여 방사선을 조사하여 생산성을 실증한 결과, 원통형 이차전지 및 휴대형 이차전지를 각각 시간당 480,000개 및 360,000개씩 제조할 수 있음을 확인하였는바, 방사선 조사 기술 적용에도 불구하고 상용 제조공정의 생산성에 영향이 없을 것으로 기대된다. Further, in manufacturing the secondary battery, the secondary battery precursor assembled in a commercial manufacturing process was irradiated with a radiation continuous process facility (processing capacity: 1 M × 1 M area per 3 seconds) to demonstrate productivity. As a result, It was confirmed that the cylindrical secondary battery and the portable secondary battery can be manufactured at 480,000 and 360,000 times per hour, respectively, and it is expected that productivity of the commercial manufacturing process will not be affected even though the application of the radiation irradiation technique is applied.

향후, 본 발명은 현재 상용화되었으나 낮은 안전성을 가지는 리튬-흑연 이차전지뿐만 아니라, 충방전시 황 용해로 인해 낮은 수명을 가져 상용화가 더딘 리튬-황, 리튬-공기 등의 연구개발 단계에 있는 이차전지에 이르기까지 적용 가능하므로, 기술적 파급력은 매우 클 것으로 기대된다. In the future, the present invention can be applied not only to a lithium-graphite secondary battery which is currently commercialized but has low safety, but also to a secondary battery which has a low lifetime due to sulfur dissolution at the time of charging and discharging and is in a research and development stage of lithium- It is expected that the technical impact will be very great.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 방사선 겔형 전해질을 적용한 이차전지의 제조방법을 개략적으로 나타낸 그림이다.
도 2는 실시예 1(vs 비교예 3) 및 실시예 6(vs 비교예 4)에서 제조된 전해질의 겔 형성 여부를 나타낸 사진이다.
도 3은 실시예 1 및 2에서 제조된 리튬 이차전지의 방전용량을 나타낸 그래프이다.
FIG. 1 is a schematic view illustrating a method of manufacturing a secondary battery using a radiation gel-like electrolyte according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
2 is a photograph showing the gel formation of the electrolyte prepared in Example 1 (vs Comparative Example 3) and Example 6 (vs Comparative Example 4).
3 is a graph showing discharge capacities of the lithium secondary batteries manufactured in Examples 1 and 2. FIG.

본 발명자들은 높은 투과력 및 에너지를 가지는 방사선을 활용하여 겔형 전해질을 적용한 이차전지를 제조하는 방법에 대해 연구하던 중, 이온성 염 및 유기용매가 함유된 유기전해액과, 비닐계 단량체 및 다관능성 비닐계 가교제를 포함하는 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물을 이용하는 경우, 상용 제조공정의 변경과 별도의 개시제의 이용 없이, 높은 겔화도 및 이온전도도를 동시에 가지는 방사선 겔형 전해질을 적용한 이차전지를 상온에서 단시간(≤ 수초) 동안 in-situ로 제조할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다. The inventors of the present invention have studied a method of manufacturing a secondary battery using a gel electrolyte by utilizing radiation having high permeability and energy, and have found that an organic electrolyte containing an ionic salt and an organic solvent, an organic electrolyte containing a vinyl monomer and a polyfunctional vinyl When a radiation gel-type electrolyte precursor composition comprising a crosslinking agent is used, a secondary battery to which a radiation gel-type electrolyte having both high gelation degree and ionic conductivity at the same time is applied for a short time (≦ several seconds) And the present invention has been completed.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

방사선 radiation 겔형Gel type 전해질 전구체 조성물 Electrolyte precursor composition

본 발명은 이온성 염 및 유기용매가 함유된 유기전해액과, 비닐계 단량체 및 다관능성 비닐계 가교제를 포함하는 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물을 제공한다.The present invention provides a radiation gel-type electrolyte precursor composition comprising an organic electrolyte containing an ionic salt and an organic solvent, and a vinyl monomer and a multifunctional vinyl crosslinking agent.

본 명세서 내 "방사선 겔형 전해질 전구체 조성물"이라 함은 콜로이드 용액(졸)이 일정한 농도 이상으로 진해져서 튼튼한 그물조직이 형성되어 굳어진 상태를 의미하는 겔형 전해질이 되기 전구체(전단계) 물질로서, 겔형 전해질이 되기 위해서는 방사선 조사가 요구되는 상태를 의미한다. The term " radiation gel-like electrolyte precursor composition "in the present specification means a precursor (pre-stage) material in which a colloidal solution (sol) becomes a gel electrolyte having a solid or more dense net structure formed by solidification to a certain concentration or higher, It means a state in which irradiation is required.

먼저, 본 발명에 따른 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물은 이온성 염 및 유기용매가 함유된 유기전해액을 포함한다. First, the radiation gel-type electrolyte precursor composition according to the present invention comprises an ionic salt and an organic electrolyte containing an organic solvent.

상기 이온성 염은 Li+, Na+, K+ 및 NH4 +로 이루어진 군으로부터 선택된 양이온과 ClO4 -, PF6 -, Cl-, I-, Br-, SCN-, CF3SO3 -, BF4 -, CF3CCl3 -, C4F9SO3 -, AlO2 -, AlCl4 -, N(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(x 및 y는 자연수)-, B(C2O4)2 -로 이루어진 군으로부터 선택된 음이온을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 이온성 염은 LiClO4, LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiC4F9SO3, LiAlO2, LiAlCl4, LiN(CxF2x + 1SO2)(CyF2y + 1SO2)(x 및 y는 자연수), LiCl, LiI 및 LiB(C2O4)2로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. Wherein the ionic salt comprises a cation selected from the group consisting of Li + , Na + , K +, and NH 4 + and a cation selected from the group consisting of ClO 4 - , PF 6 - , Cl - , I - , Br - , SCN - , CF 3 SO 3 - BF 4 -, CF 3 CCl 3 -, C 4 F 9 SO 3 -, AlO 2 -, AlCl 4 -, N (C x F 2x + 1 SO 2) (C y F 2y + 1 SO 2) (x and and y is a natural number) - , B (C 2 O 4 ) 2 - . For example, the ionic salts are LiClO 4, LiPF 6, LiBF 4 , LiSbF 6, LiAsF 6, LiC 4 F 9 SO 3, LiAlO 2, LiAlCl 4, LiN (C x F 2x + 1 SO 2) (C y F 2y + 1 SO 2 ) (x and y are natural numbers), LiCl, LiI, and LiB (C 2 O 4 ) 2 .

상기 유기용매는 에틸렌카보네이트 (EC), 프로필렌카보네이트 (PC), 부틸렌카보네이트 (BC), 비닐렌카보네이트 (VC), 디에틸카보네이트 (DEC), 디메틸카보네이트 (DMC), 에틸메틸카보네이트 (EMC), 메틸포르메이트 (MF), 감마-부티로락톤 (?-BL; butyrolactone), 설포레인 (sulfolane), 메틸아세테이트 (MA; methylacetate), 및 메틸프로피오네이트 (MP; methylpropionate)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The organic solvent may be at least one selected from the group consisting of ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), vinylene carbonate (VC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate Is selected from the group consisting of methyl formate (MF), butyrolactone (? -BL), sulfolane, methylacetate (MA), and methyl propionate (MP) But is not limited thereto.

한편, 상기 유기전해액 내 상기 이온성 염의 농도는 0.1 M 내지 5.0 M일 수 있는데, 이러한 농도 범위의 유기전해액을 사용함으로써, 적절한 점도를 가지는 방사선 겔형 전해질을 제조할 수 있으면서도, 상기 유기전해액 내 상기 이온성 염을 충분히 용해 및 해리시킬 수 있어, 양이온의 효과적인 이동을 가능하게 할 수 있어, 방사선 겔형 절해질의 이온전도도를 최적화시킬 수 있다. 이때, 유기전해액 내 이온성 염의 농도가 0.1 M 미만인 경우, 유기전해액 내 용해 및 해리되는 이온성 염이 충분하지 못한 문제점이 있고, 유기전해액 내 이온성 염의 농도가 5.0 M을 초과하는 경우, 유기전해액 내 이온성 염을 모두 용해 및 해리시키지 못하는 문제점이 있다. 결과적으로, 방사선 겔형 절해질의 이온전도도를 저하시키는 문제점을 가진다. The concentration of the ionic salt in the organic electrolytic solution may be 0.1 M to 5.0 M. By using the organic electrolytic solution in such a concentration range, it is possible to produce a radiation gel-type electrolyte having an appropriate viscosity, It is possible to sufficiently dissolve and dissociate the salt salt, to enable effective migration of the cation, and to optimize the ionic conductivity of the radiation-gelled slice. When the concentration of the ionic salt in the organic electrolytic solution is less than 0.1 M, there is a problem that the ionic salt which dissolves and dissociates in the organic electrolytic solution is insufficient. When the concentration of the ionic salt in the organic electrolytic solution exceeds 5.0 M, There is a problem in that all the ionic salts can not be dissolved and dissociated. As a result, there is a problem that the ion conductivity of the radiation gel-like slice is lowered.

상기 비닐계 단량체는 상기 유기전해액 내 이온성 염과 상호작용을 함과 동시에, 방사선 조사시 상기 다관능성 비닐계 가교제를 통해 가교 결합하기 위한 전구체(전단계) 물질로 볼 수 있다. The vinyl monomer may be regarded as a precursor (pre-stage) material for interacting with the ionic salt in the organic electrolyte solution and cross-linking through the polyfunctional vinyl crosslinking agent upon irradiation with radiation.

구체적으로, 상기 비닐계 단량체는 N-비닐피롤리돈 (N-vinylpyrrolidone), N,N'-디메틸아크릴아마이드 (N,N'-dimethylacrylamide), 아크릴로나이트릴 (acrylonitrile), 메틸 메타크릴레이트 (methyl methacrylate), 비닐 아세테이트 (vinyl acetate), 아크릴산 (acrylic acid), 부틸 아크릴레이트 (butyl acrylate), 디메틸아미노 에틸 아크릴레이트 (2-(dimethylamino) ethyl acrylate) 및 글리시딜 메타크릴레이트 (glycidyl methacrylate)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. Specifically, the vinyl monomer may be at least one selected from the group consisting of N-vinylpyrrolidone, N, N'-dimethylacrylamide, acrylonitrile, methyl methacrylate methyl methacrylate, vinyl acetate, acrylic acid, butyl acrylate, dimethylamino ethyl acrylate, and glycidyl methacrylate. ≪ / RTI >

더욱이, 상기 비닐계 단량체는 상기 이온성 염과 상호작용하기 위한 극성 작용기를 포함할 수 있고, 상기 극성 작용기는 아마이드기 또는 사이아노기를 포함하는 질소 포함 작용기인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 아마이드기 또는 사이아노기는 전기음성도가 높은 질소로 인하여 극성이 높은 작용기로 볼 수 있는데, 상기 이온성 염과 상호작용을 보다 강하게 함으로써, 방사선 겔형 절해질의 이온전도도를 최적화시킬 수 있다. Further, the vinyl-based monomer may include a polar functional group for interacting with the ionic salt, and the polar functional group is preferably a nitrogen-containing functional group including an amide group or a cyano group, but is not limited thereto. At this time, the amide group or the cyano group can be regarded as a functional group having high polarity due to nitrogen having a high electronegativity. By making the interaction with the ionic salt stronger, the ion conductivity of the radiation gel-like substrate can be optimized.

구체적으로, 상기 비닐계 단량체는 N-비닐피롤리돈 (N-vinylpyrrolidone), N,N'-디메틸아크릴아마이드 (N,N'-dimethylacrylamide) 및 아크릴로나이트릴 (acrylonitrile)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. Specifically, the vinyl monomer may be at least one selected from the group consisting of N-vinylpyrrolidone, N, N'-dimethylacrylamide and acrylonitrile. But is not limited thereto.

상기 다관능성 비닐계 가교제는 방사선 조사시 3차원 망상 구조를 가지는 겔을 형성하기 위한 가교 역할을 하는 물질로서, 한편, 상기 다관능성 비닐계 가교제 대신, 단관능성 비닐계 가교제를 사용하는 경우, 방사선 조사시 단일 기능기가 충분한 가교 역할을 하지 못하는바, 3차원 망상 구조를 가지는 겔을 제대로 형성하지 못하는 문제점이 있다.The polyfunctional vinyl crosslinking agent is a crosslinking agent for forming a gel having a three-dimensional network structure upon irradiation with radiation. When a monofunctional vinyl crosslinking agent is used instead of the polyfunctional vinyl crosslinking agent, The single functional group does not function as a sufficient bridge, so that the gel having a three-dimensional network structure can not be formed properly.

구체적으로, 상기 다관능성 비닐계 가교제로 폴리 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 (Poly ethylene glycol diacrylate), 폴리 프로필렌 글리콜 디아크릴레이트 (Poly propylene glycol diacrylate), 테트라에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 (tetraethylene glycol diacrylate), 1,4-부탄디올 디아크릴레이트 (1,4-butanediol diacrylate), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 (1,6-hexandiol diacrylate), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 (trimethylolpropane triacrylate), 트리메틸올 프로판 에톡시레이트 트리아크릴레이트 (trimethylolpropane ethoxylate triacrylate), 트리메틸올 프로판 프로폭시레이트 트리아크릴레이트 (trimethylolpropane propoxylate triacrylate), 디트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트 (ditrimethylolpropane tetraacrylate), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트 (pentaerythritol tetraacrylate), 펜타에리트리톨 에톡시레이트 테트라아크릴레이트 (pentaerythritol ethoxylate tetraacrylate), 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 (dipentaerythritol pentaacrylate), 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 (dipentaerythritol hexaacrylate) 및 트리알릴 아이소시아누레이트 (triallyl Isocyanurate, TAIC)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. Specifically, as the polyfunctional vinyl crosslinking agent, poly ethylene glycol diacrylate, poly propylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, 1, But are not limited to, 1,4-butanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane ethoxylate But are not limited to, trimethylolpropane ethoxylate triacrylate, trimethylolpropane propoxylate triacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol triacrylate, Ethoxylate tetra One selected from the group consisting of pentaerythritol ethoxylate tetraacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate and triallyl isocyanurate (TAIC). Or more can be used.

보다 구체적으로, 상기 다관능성 비닐계 가교제는 2개 이상의 아크릴레이트기를 포함할 수 있고, 상기 다관능성 비닐계 가교제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다:More specifically, the polyfunctional vinyl crosslinking agent may include two or more acrylate groups, and the polyfunctional vinyl crosslinking agent is preferably a compound represented by the following formula (1), but is not limited thereto:

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 식에서 R은 에틸렌기 또는 프로필렌기이고, n은 10~1,000의 정수이다. 이때, n이 10 미만인 경우에는 겔의 이온 전도도가 낮아 이차전지의 성능 저하의 문제점이 있고, n이 1,000을 초과하는 경우에는 점성이 너무 높아 이차전지 실제 공정에 적용에 제한되는 문제점이 있다. Wherein R is an ethylene group or a propylene group, and n is an integer of 10 to 1,000. If n is less than 10, the ionic conductivity of the gel is low, and the performance of the secondary battery is deteriorated. When n is more than 1,000, the viscosity is too high, which limits application to the actual process of the secondary battery.

한편, 상기 유기전해액과, 상기 비닐계 단량체 및 다관능성 비닐계 가교제의 중량비는 70:30 내지 95:5인 것이 바람직하나, 85:15 내지 95:5인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 유기전해액의 상대적인 함량이 너무 낮은 경우에는 과도한 가교 결합으로 인해 이온전도도가 저하되어 이차전지의 성능 저하를 초래하게 되는 문제점이 있고, 유기전해액의 상대적인 함량이 너무 높은 경우에는 겔이 제대로 형성되지 않는 문제점이 있다. The weight ratio of the organic electrolytic solution to the vinyl monomer and the polyfunctional vinyl crosslinking agent is preferably 70:30 to 95: 5, but is preferably 85:15 to 95: 5, but is not limited thereto. If the relative content of the organic electrolytic solution is too low, the ionic conductivity may be lowered due to excessive crosslinking, resulting in deterioration of the performance of the secondary battery. If the relative content of the organic electrolytic solution is too high, There is no problem.

또한, 상기 비닐계 단량체 및 상기 다관능성 비닐계 가교제의 중량비는 10:90 내지 85:15일 수 있고, 55:45 내지 85:15인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 다관능성 비닐계 가교제의 상대적인 함량이 너무 높은 경우에는 과도한 가교 결합으로 인해 이온전도도가 저하되어 이차전지의 성능 저하를 초래하게 되는 문제점이 있고, 다관능성 비닐계 가교제의 상대적인 함량이 너무 낮은 경우에는 겔이 제대로 형성되지 않는 문제점이 있다. The weight ratio of the vinyl monomer and the polyfunctional vinyl crosslinking agent may be 10:90 to 85:15, and is preferably 55:45 to 85:15, but is not limited thereto. If the relative content of the multifunctional vinyl crosslinking agent is too high, the ionic conductivity may be lowered due to excessive crosslinking, resulting in deterioration of the performance of the secondary battery. If the relative content of the multifunctional vinyl crosslinking agent is too low There is a problem that the gel is not formed properly.

이차전지Secondary battery

본 발명은 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극 조립체; 및 이온성 염 및 유기용매가 함유된 유기전해액과, 비닐계 단량체 및 다관능성 비닐계 가교제를 포함하는 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물로부터 형성된 방사선 겔형 전해질을 포함하는 이차전지를 제공한다. The present invention relates to an electrode assembly comprising a cathode, a cathode and a separator; And a radiation gel-type electrolyte formed from a radiation gel-type electrolyte precursor composition comprising an organic electrolyte containing an ionic salt and an organic solvent, and a vinyl monomer and a polyfunctional vinyl crosslinking agent.

상기 이차전지는 리튬 이차전지일 수 있고, 구체적으로, 상기 리튬 이차전지는 리튬 금속 이차전지, 리튬 이온 이차전지, 리튬 폴리머 이차전지, 리튬 이온 폴리머 이차전지, 리튬 공기 이차전지 및 리튬 황 이차전지인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. The secondary battery may be a lithium secondary battery. Specifically, the lithium secondary battery may be a lithium metal secondary battery, a lithium ion secondary battery, a lithium polymer secondary battery, a lithium ion polymer secondary battery, a lithium air secondary battery, But is not limited thereto.

또한, 상기 이차 전지 다수를 전기적으로 연결하여 포함하는 중대형전지모듈 또는 전지팩을 제공할 수 있다. 상기 중대형전지모듈 또는 전지팩은 파워툴(Power Tool); 전기차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 및 플러그인 하이브리드 전기차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV)를 포함하는 전기차; 전기트럭; 전기상용차; 또는 전력저장용 시스템중 어느 하나 이상의 중대형 디바이스 전원으로 이용될 수 있다.Also, it is possible to provide a middle- or large-sized battery module or a battery pack including a plurality of the secondary batteries electrically connected to each other. The middle or large-sized battery module or the battery pack includes a power tool; An electric vehicle including an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), and a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV); Electric truck; Electric commercial vehicle; Or a power storage system, as shown in FIG.

먼저, 본 발명에 따른 이차전지는 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극 조립체를 포함한다. First, the secondary battery according to the present invention includes an electrode assembly including a cathode, a cathode, and a separator.

상기 전극 조립체는 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 것으로, 상기 양극은 양극 집전체 및 양극 활물질을 포함하여 구성된다. 구체적으로, 상기 양극 활물질로는 리튬 함유 전이금속 산화물이 바람직하게 사용될 수 있으며, 예를 들면, LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, Li(NiaCobMnc)O2(0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), LiNi1 -yCoyO2, LiCo1 - yMnyO2, LiNi1 - yMnyO2 (O<y<1), Li(NiaCobMnc)O4(0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2), LiMn2 - zNizO4, LiMn2 - zCozO4(0<z<2), LiCoPO4 및 LiFePO4로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 이러한 리튬 함유 전이금속 산화물(oxide) 외에, 황화물(sulfide), 셀렌화물(selenide) 및 할로겐화물(halide) 등을 사용할 수도 있다.The electrode assembly includes a cathode, a cathode, and a separator. The cathode includes a cathode collector and a cathode active material. For example, LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , Li (Ni a Co b Mn c ) O 2 ( 0 <a <1, 0 < b <1, 0 <c <1, a + b + c = 1), LiNi 1 -y Co y O 2, LiCo 1 - y Mn y O 2, LiNi 1 - y Mn y O 2 (O <y <1), Li (Ni a Co b Mn c) O 4 (0 <a <2, 0 <b <2, 0 <c <2, a + b + c = 2), LiMn 2 - z Ni z O 4 , LiMn 2 - z CozO 4 (0 <z <2), LiCoPO 4 and LiFePO 4 . In addition to the lithium-containing transition metal oxide, sulfide, selenide and halide may be used.

상기 음극은 음극 집전체 및 음극 활물질을 포함하여 구성된다. 구체적으로, 상기 양극 활물질로는 통상적으로 리튬 이온이 흡장 및 방출될 수 있는 탄소재, 리튬 함유 티타늄 복합 산화물(LTO); Si, Sn, Li, Zn, Mg, Cd, Ce, Ni, Fe인 금속류(Me); 상기 금속류(Me)로 구성된 합금류; 상기 금속류(Me)의 산화물(MeOx); 및 상기 금속류(Me)와 탄소와의 복합체 등을 사용할 수 있고, 저결정 탄소 및 고결정성 탄소 등 탄소재를 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 저결정성 탄소로는 연화탄소(soft carbon) 및 경화탄소(hard carbon)가 대표적이며, 고결정성 탄소로는 천연 흑연, 키시흑연(Kish graphite), 열분해 탄소(pyrolyticcarbon), 액정 피치계 탄소섬유(mesophase pitch based carbon fiber), 탄소 미소구체(meso-carbonmicrobeads), 액정피치(Mesophase pitches) 및 석유와 석탄계 코크스(petroleum or coal tar pitch derivedcokes) 등의 고온 소성탄소가 대표적이다. 한편, 상기 음극은 결착제(binder)를 포함할 수 있으며, 결착제로는 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리아크릴로니트릴, 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리메틸메타크릴레이트 등 다양한 종류의 바인더 고분자가 사용될 수 있다.The negative electrode comprises a negative electrode collector and a negative electrode active material. Specifically, examples of the positive electrode active material include a carbonaceous material, lithium-containing titanium composite oxide (LTO), which is capable of occluding and releasing lithium ions; Metals (Me) having Si, Sn, Li, Zn, Mg, Cd, Ce, Ni and Fe; An alloy composed of the metal (Me); An oxide of the metal (Me) (MeOx); And a composite of the metal (Me) and carbon may be used, and carbon materials such as low-crystalline carbon and highly-crystalline carbon are preferably used, but not limited thereto. Examples of low crystalline carbon are soft carbon and hard carbon. Examples of highly crystalline carbon include natural graphite, kish graphite, pyrolytic carbon, High temperature sintered carbon such as mesophase pitch based carbon fiber, meso-carbon microbeads, mesophase pitches and petroleum or coal tar pitch derived cokes. Meanwhile, the negative electrode may include a binder. Examples of the binder include polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-co-HFP), poly Methyl methacrylate, and the like can be used.

상기 분리막은 폴리 에틸렌, 폴리 프로필렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드 등 폴리올레핀계 재질의 부직포와 같은 섬유를 사용하여 제조될 수 있고, 이의 제조를 위해서는 케미컬 본딩, 써멀 본딩, 에어레이, 습식, 니들펀칭, 스펀레스, 스펀 본드, 멜트 블로운, 스티치, 전기 방사 등 공지의 방법을 사용할 수 있다. 한편, 상기 분리막은 단층막이거나, 2층 이상의 다층막일 수 있다. The separator may be fabricated using a fiber such as a nonwoven fabric made of a polyolefin material such as polyethylene, polypropylene, or polyvinylidene fluoride. In order to manufacture the separator, thermal bonding, airlay, wet, needle punching, Known methods such as spinning, spinning, spunbonding, meltblowing, stitching, and electrospinning can be used. On the other hand, the separation membrane may be a monolayer membrane or a multilayer membrane of two or more layers.

다음으로, 본 발명에 따른 이차전지는 이온성 염 및 유기용매가 함유된 유기전해액과, 비닐계 단량체 및 다관능성 비닐계 가교제를 포함하는 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물로부터 형성된 방사선 겔형 전해질을 포함한다.Next, the secondary battery according to the present invention comprises an organic electrolyte containing an ionic salt and an organic solvent, and a radiation gel-type electrolyte formed from a radiation gel-type electrolyte precursor composition comprising a vinyl monomer and a polyfunctional vinyl crosslinking agent.

상기 방사선 겔형 전해질은 상기 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물로부터 방사선 조사를 통해 형성되는 것으로, 상기 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물에 대해서는 전술한 바 있으므로, 중복 설명을 생략하기로 한다. The above-described radiation gel-type electrolyte is formed from the above-described radiation gel-type electrolyte precursor composition through irradiation with radiation. The above-described radiation gel-type electrolyte precursor composition has been described above, and a duplicate description will be omitted.

상기 방사선 겔형 전해질은 하기 수학식 1로 표시되는 겔화율이 90% 이상일 수 있다:The gelation rate of the radiation gel-type electrolyte represented by the following formula (1) may be 90% or more:

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 식에서 Wdry는 상기 방사선 겔형 전해질의 초기 건조 중량이고, Wdissolved는 상기 방사선 겔형 겔 전해질을 50에서 1주일 동안 유기용매로 추출시킨 후 건조 중량이다.Where W dry is the initial dry weight of the radiation gel electrolyte and W dissolved is the dry weight of the radiation gel gel electrolyte after extraction with an organic solvent at 50 for one week.

상기 방사선 겔형 전해질의 겔화율이 90% 이상인 경우에는, 기존 액상 전해질을 적용한 이차전지와 달리, 충격과 열에 의한 폭발 위험성을 해결함으로써, 안전성이 높은 이차전지를 제조할 수 있는 이점을 가진다. When the gelation rate of the radiation gel-type electrolyte is 90% or more, unlike a secondary battery using a conventional liquid electrolyte, there is an advantage of manufacturing a highly safe secondary battery by solving the risk of explosion due to impact and heat.

또한, 상기 방사선 겔형 전해질은 하기 수학식 2로 표시되는 이온전도도(σ)가 10-4 mS/cm 내지 10-2 mS/cm일 수 있고, 10-3 mS/cm 내지 10-2 mS/cm인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다:The radiation gel-like electrolyte may have an ionic conductivity sigma of 10 -4 mS / cm to 10 -2 mS / cm and a conductivity of 10 -3 mS / cm to 10 -2 mS / cm, But is not limited to:

[수학식 2]&Quot; (2) &quot;

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 식에서 R는 EIS로 측정된 벌크저항이고, A는 상기 방사선 겔형 전해질과 접촉하는 SUS의 면적이며, l은 상기 방사선 겔형 전해질의 두께이다.Where R is the bulk resistance measured by EIS, A is the area of SUS in contact with the radiation gel-like electrolyte, and 1 is the thickness of the radiation gel-like electrolyte.

상기 방사선 겔형 전해질이 10-4 mS/cm 내지 10-2 mS/cm 범위 내의 우수한 이온전도도(특히, 10-3 mS/cm 내지 10-2 mS/cm 범위 내의 매우 우수한 이온전도도)를 가짐으로써, 실제 상용 제조공정을 통해 제조되고, 기존 액상 전해질을 적용한 이차전지와 동등한 수준의 성능을 가지는 이차전지를 제조할 수 있는 이점을 가진다.By having a high ionic conductivity (in particular, 10 -3 excellent ionic conductivity in mS / cm to 10 -2 mS / cm range) in the radiation gel electrolyte is 10 -4 mS / cm to 10 -2 mS / cm range, It is possible to manufacture a secondary battery having a performance equivalent to that of a secondary battery manufactured through a practical commercial manufacturing process and using a conventional liquid electrolyte.

이차전지의 제조방법Manufacturing Method of Secondary Battery

본 발명은 (a) 이온성 염 및 유기용매가 함유된 유기전해액과, 비닐계 단량체 및 다관능성 비닐계 가교제를 포함하는 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물을 제조하는 단계; (b) 양극; 음극 및 분리막을 포함하는 전극 조립체를 전지 케이스에 투입하는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 전지 케이스에 상기 (a) 단계의 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물을 주입한 다음, 밀봉하여 이차전지 전구체를 조립하는 단계; 및 (d) 상기 (c) 단계의 이차전지 전구체에 방사선을 조사하는 단계를 포함하는 이차전지의 제조방법을 제공한다. The present invention provides a process for preparing a radiation gel-type electrolyte precursor composition, which comprises: (a) preparing a radiation gel-type electrolyte precursor composition comprising an organic electrolyte containing an ionic salt and an organic solvent, and a vinyl monomer and a polyfunctional vinyl crosslinking agent; (b) an anode; A negative electrode and a separator, into a battery case; (c) injecting the radiation gel-type electrolyte precursor composition of step (a) into the battery case of step (b) and sealing the battery to form a secondary battery precursor; And (d) irradiating the secondary battery precursor of the step (c) with radiation.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 방사선 겔형 전해질을 적용한 이차전지의 제조방법을 개략적으로 나타낸 그림이다.FIG. 1 is a schematic view illustrating a method of manufacturing a secondary battery using a radiation gel-like electrolyte according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 구현예에 따른 방사선 겔형 전해질을 적용한 이차전지는 상기 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물을 제조한 다음; 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극 조립체가 투입된 전지 케이스에 상기 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물을 주입한 후, 밀봉하여 이차전지 전구체를 조립한 다음; 이차전지 전구체에 방사선을 조사함으로써 제조된다. As shown in FIG. 1, a secondary battery to which a radiation gel-type electrolyte according to an embodiment of the present invention is applied comprises: preparing the radiation gel-like electrolyte precursor composition; After the radiation gel-type electrolyte precursor composition is injected into a battery case charged with an electrode assembly including an anode, a cathode and a separator, the assembly is sealed to assemble a secondary battery precursor; And then irradiating the secondary battery precursor with radiation.

먼저, 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법은 이온성 염 및 유기용매가 함유된 유기전해액과, 비닐계 단량체 및 다관능성 비닐계 가교제를 포함하는 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물을 제조하는 단계[(a) 단계]를 포함한다. First, a method for producing a secondary battery according to the present invention comprises the steps of: (a) preparing a radiation gel-type electrolyte precursor composition comprising an organic electrolyte containing an ionic salt and an organic solvent, and a vinyl monomer and a polyfunctional vinyl crosslinking agent; Step].

상기 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물에 대해서 전술한바 있으므로, 중복 설명을 생략하기로 한다. Since the above-described radiation gel-type electrolyte precursor composition has been described above, a duplicate description will be omitted.

다음으로, 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법은 양극; 음극 및 분리막을 포함하는 전극 조립체를 전지 케이스에 투입하는 단계[(b) 단계] 및 상기 전지 케이스에 상기 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물을 주입한 다음, 밀봉하여 이차전지 전구체를 조립하는 단계[(c) 단계]를 포함한다.Next, a method of manufacturing a secondary battery according to the present invention includes: a positive electrode; A step (b) of injecting an electrode assembly including a cathode and a separator into a battery case, and a step of injecting the radiation gel-type electrolyte precursor composition into the battery case and then sealing to assemble the secondary battery precursor (c) Step].

상기 전극조립체에 대해서 전술한바 있으므로, 중복 설명을 생략하기로 한다. Since the electrode assembly has been described above, redundant description will be omitted.

또한, 상기 전지 케이스는 원통형, 각형 또는 코인형 등 다양한 형태일 수 있고, 상기 이차전지 전구체는 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물이 주입 및 밀봉된 상태로, 방사선 조사가 이루어지기 전의 상태인 바, 상기 이차전지 전구체의 조립은 상용 제조공정으로 조립될 수 있는 이점을 가진다. The battery case may have various shapes such as a cylindrical shape, a square shape, or a coin shape. The secondary battery precursor is in a state before the radiation gel-type electrolyte precursor composition is injected and sealed and irradiated with the radiation. The assembly of the precursor has the advantage that it can be assembled into a commercial manufacturing process.

다음으로, 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법은 상기 이차전지 전구체에 방사선을 조사하는 단계[(d) 단계]를 포함한다. Next, a method of manufacturing a secondary battery according to the present invention includes a step (d) of irradiating the secondary battery precursor with radiation.

상기 방사선은 높은 투과력 및 에너지를 가지는 것으로, 상기 방사선을 활용함으로써, 상용 제조공정의 변경과 별도의 개시제의 이용 없이, 높은 겔화도 및 이온전도도를 동시에 가지는 방사선 겔형 전해질을 적용한 이차전지를 상온에서 단시간(≤ 수초) 동안 in-situ로 제조할 수 있다.The radiation has a high penetration power and energy. By utilizing the radiation, a secondary battery using a radiation gel-type electrolyte having both a high gelation degree and an ion conductivity at the same time without changing the commercial manufacturing process and using no initiator, (&Lt; = several seconds).

구체적으로, 상기 방사선은 전자선, 감마선 및 X선으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 이고, 단시간 조사 측면에서 전자선인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 상기 방사선의 총 조사량은 0.1 kGy 내지 20 kGy일 수 있다.Specifically, the radiation may include at least one selected from the group consisting of an electron beam, a gamma ray and an X ray, and is preferably an electron ray in a short time irradiation aspect, but is not limited thereto. At this time, the total dose of the radiation may be 0.1 kGy to 20 kGy.

보다 구체적으로, 상기 방사선으로 전자선을 사용하는 경우, 이차전지의 투과 깊이에 따라 300 keV 내지 10 MeV의 전자선을 사용할 수 있다. 이때, 300 keV 미만에서는 투과 깊이 제한으로 겔의 형성이 어려운 문제점이 있고, 10 MeV 초과에서는 유기 소재가 전혀 다른 물질로 변하게 되는 문제점이 발생할 수 있다. More specifically, when the electron beam is used as the radiation, an electron beam of 300 keV to 10 MeV may be used depending on the penetration depth of the secondary battery. In this case, when the pressure is less than 300 keV, the gel is difficult to form due to the limitation of the permeation depth. When the pressure is more than 10 MeV, the organic material may be completely different.

또한, 상기 전자선은 0.1 ~ 30 kGy/초의 선량률(dose rate)로 조사하여, 상기 전자선의 총 조사량이 1 kGy 내지 20 kGy이 되도록 하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 1 kGy 미만에서는 충분한 겔 형성이 이루어지지 않는 문제점이 있고, 20 kGy 초과에서는 과도한 겔 형성으로 인하여 급격한 이온전도도의 감소에 따른 문제점이 있다. It is preferable that the electron beam is irradiated at a dose rate of 0.1 to 30 kGy / sec so that the total dose of the electron beam is 1 kGy to 20 kGy, but is not limited thereto. At this time, there is a problem that sufficient gel formation is not achieved at less than 1 kGy, and excessive gel formation at 20 kGy causes a problem of a rapid decrease in ion conductivity.

한편, 상기 방사선으로 감마선을 사용하는 경우, 상기 감마선은 0.1 ~ 10 kGy/초의 선량률(dose rate)로 조사하여, 상기 감마선의 총 조사량이 0.1 kGy 내지 10 kGy 이 되도록 하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 0.1 kGy 미만에서는 충분한 겔 형성이 이루어지지 않는 문제점이 있고, 10 kGy 초과에서는 과도한 겔 형성으로 인하여 급격한 이온전도도의 감소에 따른 문제점이 있다.Meanwhile, when the gamma ray is used as the radiation, the gamma ray is preferably irradiated at a dose rate of 0.1 to 10 kGy / sec so that the total dose of the gamma ray is 0.1 kGy to 10 kGy. Do not. In this case, when the concentration is less than 0.1 kGy, there is a problem that sufficient gel formation is not performed. When the concentration exceeds 10 kGy, there is a problem in that the ion conductivity is drastically reduced due to excessive gel formation.

한편, 상기 방사선으로 X선을 사용하는 경우, 상기 X선은 0.1 ~ 10 kGy/초의 선량률(dose rate)로 조사하여, 상기 X선의 총 조사량이 0.1 kGy 내지 10 kGy 이 되도록 하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 0.1 kGy 미만에서는 충분한 겔 형성이 이루어지지 않는 문제점이 있고, 10 kGy 초과에서는 과도한 겔 형성으로 인하여 급격한 이온전도도의 감소에 따른 문제점이 있다.When the X-ray is used as the radiation, the X-ray is preferably irradiated at a dose rate of 0.1 to 10 kGy / sec so that the total dose of the X-ray is 0.1 kGy to 10 kGy. It is not limited. In this case, when the concentration is less than 0.1 kGy, there is a problem that sufficient gel formation is not performed. When the concentration exceeds 10 kGy, there is a problem in that the ion conductivity is drastically reduced due to excessive gel formation.

따라서, 본 발명에 따른 겔형 전해질을 적용한 이차전지는 이온성 염 및 유기용매가 함유된 유기전해액과, 비닐계 단량체 및 다관능성 비닐계 가교제를 포함하는 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물로부터 형성된 방사선 겔형 전해질을 포함하는 것을 특징으로 하는바, 높은 투과력 및 에너지를 가지는 방사선을 활용하고, 상용 제조공정의 변경과 별도의 개시제의 이용 없이, 높은 겔화도 및 이온전도도를 동시에 가지는 방사선 겔형 전해질을 적용한 이차전지를 상온에서 단시간(≤ 수초) 동안 in-situ로 제조할 수 있다. 따라서, 상기 이차전지는 기존 액상 전해질을 적용한 이차전지와 동등한 수준의 성능을 유지하면서도, 안전성이 높은 것을 특징으로 한다. Accordingly, the secondary battery to which the gel electrolyte according to the present invention is applied includes a radiation gel-type electrolyte formed from an organic electrolyte containing ionic salt and organic solvent, and a radiation gel-type electrolyte precursor composition comprising a vinyl monomer and a polyfunctional vinyl crosslinking agent A secondary battery using a radiation gel electrolyte having a high degree of gelation and ionic conductivity at the same time without using a separate initiator and using a radiation having a high permeability and energy, It can be produced in-situ for a short time (≤ several seconds). Accordingly, the secondary battery is characterized in that it has high safety while maintaining performance equivalent to that of a secondary battery using a conventional liquid electrolyte.

더욱이, 상기 이차전지를 제조함에 있어서, 상용 제조공정으로 조립된 이차전지 전구체에 방사선 연속공정 설비(처리능력: 3초당 1 M × 1 M 면적)를 채용하여 방사선을 조사하여 생산성을 실증한 결과, 원통형 이차전지 및 휴대형 이차전지를 각각 시간당 480,000개 및 360,000개씩 제조할 수 있음을 확인하였는바, 방사선 조사 기술 적용에도 불구하고 상용 제조공정의 생산성에 영향이 없을 것으로 기대된다. Further, in manufacturing the secondary battery, the secondary battery precursor assembled in a commercial manufacturing process was irradiated with a radiation continuous process facility (processing capacity: 1 M × 1 M area per 3 seconds) to demonstrate productivity. As a result, It was confirmed that the cylindrical secondary battery and the portable secondary battery can be manufactured at 480,000 and 360,000 times per hour, respectively, and it is expected that productivity of the commercial manufacturing process will not be affected even though the application of the radiation irradiation technique is applied.

향후, 본 발명은 현재 상용화되었으나 낮은 안전성을 가지는 리튬-흑연 이차전지뿐만 아니라, 충방전시 황 용해로 인해 낮은 수명을 가져 상용화가 더딘 리튬-황, 리튬-공기 등의 연구개발 단계에 있는 이차전지에 이르기까지 적용 가능하므로, 기술적 파급력은 매우 클 것으로 기대된다.In the future, the present invention can be applied not only to a lithium-graphite secondary battery which is currently commercialized but has low safety, but also to a secondary battery which has a low lifetime due to sulfur dissolution at the time of charging and discharging and is in a research and development stage of lithium- It is expected that the technical impact will be very great.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in order to facilitate understanding of the present invention. However, the following examples are provided only for the purpose of easier understanding of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.

[[ 실시예Example ]]

실시예Example 1 One

(1) 전자선 (1) Electron beam 겔형Gel type 전해액 전구체 조성물의 제조  Preparation of electrolyte precursor composition

유기용매로서, 1:1의 부피비를 가지는 에틸렌 카보네이트(EC): 디에틸카보네이트(DEC)에, 이온성 염으로서, LiClO4가 1M 농도가 되도록 용해시켜 유기전해액을 준비하였다. 준비된 유기전해액: 비닐계 단량체로서, N-비닐피롤리돈(N-vinylpyrrolidone): 다관능성 비닐계 가교제로서, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(poly(glycol) diacrylate; PEGDA)를 90:8:2의 중량비로 혼합하여 전자선 겔형 전해액 전구체 조성물을 제조하였다. As an organic solvent, an organic electrolytic solution was prepared by dissolving ethylene carbonate (EC): diethyl carbonate (DEC) having a volume ratio of 1: 1 in an amount of 1 M of LiClO 4 as an ionic salt. (N-vinylpyrrolidone): poly (glycol) diacrylate (PEGDA) as a polyfunctional vinyl-based crosslinking agent at a weight ratio of 90: 8: 2 as a prepared organic electrolytic solution: To prepare an electron beam gel-type electrolyte precursor composition.

(2) 리튬 이차전지 전구체의 제조(2) Preparation of lithium secondary battery precursor

(1)에서 제조된 전자선 겔형 전해액 전구체 조성물을 사용하여, 리튬 이차전지 전구체를 코인셀 형태로 제조하였다.Using the electron beam gel-type electrolyte precursor composition prepared in (1), a lithium secondary battery precursor was prepared in the form of a coin cell.

구체적으로, 양극 활물질(LiCoO2): 도전재(Denka black): 바인더(PVDF)를 92.5:3.5:4.0의 중량비로 N-메틸-2-피롤리돈 용매 내 균일하게 혼합한 다음, 알루미늄 호일에 고르게 도포하고 롤프레스에서 압착한 후, 100의 진공오븐에서 12시간 진공 건조하여 양극을 제조하였다. 다음으로, 음극 활물질(탄소분말, 흑연): 도전재(carbon black): 바인더(PVDF)를 92.5:3.5:4.0의 중량비로 N-메틸-2-피롤리돈 용매에서 균일하게 혼합한 다음, 구리 호일에 고르게 도포하고 롤프레스에서 압착한 후, 100의 진공오븐에서 12시간 진공 건조하여 음극을 제조하였다.Concretely, a cathode active material (LiCoO 2 ): a conductive material (Denka black): a binder (PVDF) was uniformly mixed in a N 2 -methyl-2-pyrrolidone solvent in a weight ratio of 92.5: 3.5: 4.0, Uniformly pressed, pressed on a roll press, and vacuum dried in a vacuum oven of 100 for 12 hours to prepare a positive electrode. Next, a negative electrode active material (carbon powder, graphite): carbon black: binder (PVDF) was uniformly mixed in a N-methyl-2-pyrrolidone solvent in a weight ratio of 92.5: 3.5: 4.0, The foil was evenly applied, pressed on a roll press, and vacuum dried in a vacuum oven of 100 for 12 hours to prepare a negative electrode.

제조된 양극, 제조된 음극 및 분리막으로서, 폴리에틸렌 폴리프로필렌 재질의 부직포(남양부직포, OCP22, 두께 50 um)를 각각 사용하였으며, (1)에서 제조된 전자선 겔형 전해액 전구체 조성물을 주입하여. 통상적인 제조 방법에 따라 코인셀(coin cell) 형태로 제조하였다.A nonwoven fabric made of polyethylene polypropylene (Namyang Nonwoven fabric, OCP22, thickness: 50 .mu.m) was used as the prepared positive electrode, the prepared negative electrode and separator, and the electron beam gel electrolyte precursor composition prepared in (1) was injected. Was prepared in the form of a coin cell according to a conventional manufacturing method.

한편, 이온 전도도를 측정하기 위해, 제조된 양극 및 제조된 음극을 SUS 재질로 대체한 것을 제외하고는, 동일한 방법으로 코인셀 형태로 추가 제조하였다. On the other hand, in order to measure the ionic conductivity, the prepared anode and the prepared cathode were further prepared in the form of a coin cell in the same manner, except that the cathode was replaced with a SUS material.

(3) 전자선 조사를 통한 리튬 이차전지의 제조 (3) Production of lithium secondary battery by electron beam irradiation

(2)에서 제조된 리튬 이차전지 전구체에 2.5 MeV 전자선을 이용하여 2.5 mA, 20 m/min 및 1 kGy/3초의 선량률(dose rate)로 조사하여 리튬 이차전지를 제조하였다. 이때, 전자선의 총 조사량은 1 kGy였다. Lithium secondary batteries were prepared by irradiating the lithium secondary battery precursors prepared in (2) with 2.5 MeV electron beams at dose rates of 2.5 mA, 20 m / min and 1 kGy / 3 sec. At this time, the total dose of electron beam was 1 kGy.

실시예Example 2~20 2 to 20

이온성 염의 종류, 비닐계 단량체의 종류 및 전자선의 총 조사량은 하기 표 1과 같이 각각 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1, except that the kind of the ionic salt, the kind of the vinyl monomer, and the total irradiation amount of the electron beam were changed as shown in Table 1 below.

비교예Comparative Example 1 One

전자선 겔형 전해액 전구체 조성물에서 비닐계 단량체 및 다관능성 비닐계 가교제를 생략하고, 분리막을 폴리에틸렌 재질의 부직포(NR420, 20 um)로 변경하고, 전자선 조사를 생략한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다. Except that the vinyl monomer and the multifunctional vinyl crosslinking agent were omitted from the electron beam gel-type electrolyte precursor composition and the separation membrane was changed to a polyethylene nonwoven fabric (NR420, 20 um) and electron beam irradiation was omitted, To prepare a lithium secondary battery.

비교예Comparative Example 2 2

유기전해액을 1:1의 부피비를 가지는 에틸렌 카보네이트(EC): 디에틸카보네이트(DEC)에, 이온성 염으로서, LiPF6가 1M 농도가 되도록 용해시킨 유기전해액으로 변경한 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다. Except that the organic electrolytic solution was changed to an organic electrolytic solution obtained by dissolving the organic electrolytic solution in an ethylene carbonate (EC): diethyl carbonate (DEC) having a volume ratio of 1: 1 as an ionic salt such that LiPF 6 had a concentration of 1M. 1, a lithium secondary battery was prepared.

비교예Comparative Example 3 3

전자선 조사를 생략한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다. A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1, except that electron beam irradiation was omitted.

비교예Comparative Example 4 4

전자선 조사를 생략한 것을 제외하고는, 실시예 6과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 6, except that electron beam irradiation was omitted.

비교예Comparative Example 5 5

전자선 조사를 생략한 것을 제외하고는, 실시예 11과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 11, except that electron beam irradiation was omitted.

비교예Comparative Example 6 6

전자선 조사를 생략한 것을 제외하고는, 실시예 16과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 16, except that electron beam irradiation was omitted.

비교예Comparative Example 7 7

제조된 유기전해액: 비닐계 단량체: 다관능성 비닐계 가교제의 중량비를 80:16:4로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다. A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1, except that the weight ratio of the prepared organic electrolytic solution: vinyl monomer: polyfunctional vinyl crosslinking agent was changed to 80: 16: 4.

비교예Comparative Example 8 8

제조된 유기전해액: 비닐계 단량체: 다관능성 비닐계 가교제의 중량비를 90:90:1로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 5와 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다. A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 5, except that the weight ratio of the organic electrolytic solution: vinyl monomer: polyfunctional vinyl crosslinking agent was changed to 90: 90: 1.

비교예Comparative Example 9 9

제조된 유기전해액: 비닐계 단량체: 다관능성 비닐계 가교제의 중량비를 90:5:5로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다. A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1, except that the weight ratio of the organic electrolytic solution: vinyl monomer: polyfunctional vinyl crosslinking agent was changed to 90: 5: 5.

전해액 전구체 조성Electrolyte precursor composition 양극anode 음극cathode 분리막Membrane 전자선의 총 조사량
(kGy)
Total dose of electron beam
(kGy)
유기 전해액 Organic electrolyte 비닐계 단량체Vinyl monomer 다관능성 비닐계 가교제
(PEGDA)
Multifunctional vinyl-based crosslinking agent
(PEGDA)
종류Kinds 함량
(wt%)
content
(wt%)
종류Kinds 함량
(wt%)
content
(wt%)
함량
(wt%)
content
(wt%)
실시예1Example 1 1 M LiClO4 in EC/DEC (1/1, v/v)1 M LiClO 4 in EC / DEC (1/1, v / v) 9090 N-vinylpyrrolidone N-vinylpyrrolidone 88 22 LiCoO2 LiCoO 2 GraphiteGraphite 부직포
(0CP22, 50 um)
Non-woven
(OCP22, 50 [mu] M)
1One
실시예2Example 2 9090 88 22 22 실시예3Example 3 9090 88 22 44 실시예4Example 4 9090 88 22 88 실시예5Example 5 9090 88 22 1616 실시예6Example 6 1 M LiPF6 in EC/DEC
(1/1, v/v)
1 M LiPF 6 in EC / DEC
(1/1, v / v)
9090 N,N‘-dimethylacrylamideN, N'-dimethylacrylamide 88 22 LiCoO2 LiCoO 2 GraphiteGraphite 부직포
(0CP22, 50 um)
Non-woven
(OCP22, 50 [mu] M)
1One
실시예7Example 7 9090 88 22 22 실시예8Example 8 9090 88 22 44 실시예9Example 9 9090 88 22 88 실시예10Example 10 9090 88 22 1616 실시예11Example 11 1 M LiPF6 in EC/DEC
(1/1, v/v)
1 M LiPF 6 in EC / DEC
(1/1, v / v)
9090 acrylonitrileacrylonitrile 88 22 LiCoO2 LiCoO 2 GraphiteGraphite 부직포
(0CP22, 50 um)
Non-woven
(OCP22, 50 [mu] M)
1One
실시예12Example 12 9090 88 22 22 실시예13Example 13 9090 88 22 44 실시예14Example 14 9090 88 22 88 실시예15Example 15 9090 88 22 1616 실시예16Example 16 1 M LiPF6 in EC/DEC
(1/1, v/v)
1 M LiPF 6 in EC / DEC
(1/1, v / v)
9090 methylacrylate메틸lacrylate 88 22 LiCoO2 LiCoO 2 GraphiteGraphite 부직포
(0CP22, 50 um)
Non-woven
(OCP22, 50 [mu] M)
1One
실시예17Example 17 9090 88 22 22 실시예18Example 18 9090 88 22 44 실시예19Example 19 9090 88 22 88 실시예20Example 20 9090 88 22 1616 비교예 1Comparative Example 1 1 M LiClO4 in EC/DEC (1/1, v/v)1 M LiClO 4 in EC / DEC (1/1, v / v) 100100 -- -- -- LiCoO2 LiCoO 2 GraphiteGraphite 분리막
(NR420, 20 um)
Membrane
(NR420, 20 [mu] M)
--
비교예 2Comparative Example 2 1 M LiPF6 in EC/DEC
(1/1, v/v)
1 M LiPF 6 in EC / DEC
(1/1, v / v)
100100 -- -- -- LiCoO2 LiCoO 2 GraphiteGraphite 분리막
(NR420, 20 um)
Membrane
(NR420, 20 [mu] M)
--
비교예 3Comparative Example 3 1 M LiClO4 in EC/DEC (1/1, v/v)1 M LiClO 4 in EC / DEC (1/1, v / v) 9090 N-vinylpyrrolidon N-vinylpyrrolidone 88 22 LiCoO2 LiCoO 2 GraphiteGraphite 부직포
(0CP22, 50 um)
Non-woven
(OCP22, 50 [mu] M)
--
비교예 4Comparative Example 4 1 M LiPF6 in EC/DEC
(1/1, v/v)
1 M LiPF 6 in EC / DEC
(1/1, v / v)
9090 N,N‘-dimethylacrylamideN, N'-dimethylacrylamide 88 22 LiCoO2 LiCoO 2 GraphiteGraphite 부직포
(0CP22, 50 um)
Non-woven
(OCP22, 50 [mu] M)
--
비교예 5Comparative Example 5 1 M LiPF6 in EC/DEC
(1/1, v/v)
1 M LiPF 6 in EC / DEC
(1/1, v / v)
9090 acrylonitrileacrylonitrile 88 22 LiCoO2 LiCoO 2 GraphiteGraphite 부직포
(0CP22, 50 um)
Non-woven
(OCP22, 50 [mu] M)
--
비교예 6Comparative Example 6 1 M LiPF6 in EC/DEC
(1/1, v/v)
1 M LiPF 6 in EC / DEC
(1/1, v / v)
9090 methylacrylaten methylacrylate 88 22 LiCoO2 LiCoO 2 GraphiteGraphite 부직포
(0CP22, 50 um)
Non-woven
(OCP22, 50 [mu] M)
--
비교예 7Comparative Example 7 1 M LiClO4 in EC/DEC (1/1, v/v)1 M LiClO 4 in EC / DEC (1/1, v / v) 8080 N-vinylpyrrolidon N-vinylpyrrolidone 1616 44 LiCoO2 LiCoO 2 GraphiteGraphite 부직포
(0CP22, 50 um)
Non-woven
(OCP22, 50 [mu] M)
1 One
비교예 8Comparative Example 8 1 M LiClO4 in EC/DEC (1/1, v/v)1 M LiClO 4 in EC / DEC (1/1, v / v) 9090 N-vinylpyrrolidon N-vinylpyrrolidone 99 1One LiCoO2 LiCoO 2 GraphiteGraphite 부직포
(0CP22, 50 um)
Non-woven
(OCP22, 50 [mu] M)
1616
비교예 9Comparative Example 9 1 M LiClO4 in EC/DEC (1/1, v/v)1 M LiClO 4 in EC / DEC (1/1, v / v) 9090 N-vinylpyrrolidon N-vinylpyrrolidone 55 55 LiCoO2 LiCoO 2 GraphiteGraphite 부직포
(0CP22, 50 um)
Non-woven
(OCP22, 50 [mu] M)
1One

* 이때, 표 1에서 사용된 유기 전해액, 비닐계 단량체 및 다관능성 비닐계 가교제는 모두 Aldrich 사에서 구매한 것이고, 양극 및 음극은 모두 MTI Korea 사에 구매한 것임* The organic electrolytes, vinyl monomers and multifunctional vinyl crosslinking agents used in Table 1 were all purchased from Aldrich, and both the positive and negative electrodes were purchased from MTI Korea.

실험예Experimental Example 1: 전자선  1: electron beam 겔형Gel type 전해질의  Electrolytic 겔화율Gelation rate 및 이온전도도 측정 And ion conductivity measurement

(1) 전자선 (1) Electron beam 겔형Gel type 전해질의  Electrolytic 겔화율Gelation rate 측정 Measure

실시예 1~20 및 비교예 1~9에서 제조된 전해질의 겔화율을 측정하기 위해서, 실시예 1~20 및 비교예 1~9에서 제조된 전해질을 50에서 1주일 동안 1:1의 부피비를 가지는 에틸렌 카보네이트(EC): 디에틸카보네이트(DEC)에 침지시켜 미반응물을 추출한 다음, 겔 형성 여부를 관찰하였고, 건조 중량 변화를 통해 하기 수학식 1로 표시되는 겔화율을 측정하였며, 그 결과는 하기 표 2 및 도 2에 나타내었다:In order to measure the gelation rates of the electrolytes prepared in Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 9, the electrolytes prepared in Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 9 were mixed at a volume ratio of 1: 1 for 50 to 1 week The gel was immersed in ethylene carbonate (EC): diethyl carbonate (DEC) to extract the unreacted material, and the gelation was observed. The gelation rate was calculated by the following formula (1) Are shown in Table 2 and Figure 2 below:

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 식에서 Wdry는 상기 방사선 겔형 전해질의 초기 건조 중량이고, Wdissolved는 상기 방사선 겔형 겔 전해질을 50에서 1주일 동안 유기용매로 추출시킨 후 건조 중량이다.Where W dry is the initial dry weight of the radiation gel electrolyte and W dissolved is the dry weight of the radiation gel gel electrolyte after extraction with an organic solvent at 50 for one week.

겔 형성 여부Whether gel formation 겔화도Gelation degree
(( wt%wt% ))
실시예Example 1 One 9595 실시예Example 2 2 9797 실시예Example 3 3 100100 실시예Example 4 4 100100 실시예Example 5 5 100100 실시예Example 6 6 9797 실시예Example 7 7 100100 실시예Example 8 8 100100 실시예Example 9 9 100100 실시예Example 10 10 100100 실시예Example 11 11 9090 실시예Example 12 12 9393 실시예Example 13 13 9898 실시예Example 14 14 100100 실시예Example 15 15 100100 실시예Example 16 16 9090 실시예Example 17 17 9595 실시예Example 18 18 9797 실시예Example 19 19 100100 실시예Example 20 20 100100 비교예Comparative Example 1 One ×× 00 비교예Comparative Example 2 2 ×× 00 비교예Comparative Example 3 3 ×× 00 비교예Comparative Example 4 4 ×× 00 비교예Comparative Example 5 5 ×× 00 비교예Comparative Example 6 6 ×× 00 비교예Comparative Example 7 7 100100 비교예Comparative Example 8 8 ×× 00 비교예Comparative Example 9 9 100100

표 2에 나타낸 바와 같이, 비교예 1~6 및 8과 달리, 실시예 1~20에서 제조된 전해질은 전자선 총 조사량이 최소 1 kGy에서 별도의 개시제 없이도 겔화율이 90% 이상인 것으로 확인된다. As shown in Table 2, unlike Comparative Examples 1 to 6 and 8, the electrolytes prepared in Examples 1 to 20 were confirmed to have a gelation rate of 90% or more at a total irradiation dose of 1 kGy and no additional initiator.

한편, 비교예 1~6에서 제조된 전해질은 전자선 미조사로 인하여 겔이 형성되지 않은 것으로 확인된다. 또한, 비교예 8에서 제조된 전해질은 유기전해액, 비닐계 단량체 및 다관능성 비닐계 가교제의 중량비를 90:9:1로 하여 제조된 것으로서, 다관능성 비닐계 제의 상대적인 함량이 너무 적기 때문에, 겔이 형성되지 않는 것으로 확인된다. On the other hand, it was confirmed that the gel prepared in Comparative Examples 1 to 6 was not formed due to the electron beam irradiation. The electrolyte prepared in Comparative Example 8 was prepared by adjusting the weight ratio of the organic electrolytic solution, the vinyl monomer, and the polyfunctional vinyl crosslinking agent to 90: 9: 1. Since the relative content of the polyfunctional vinyl polymer was too small, Is not formed.

또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 비교예 3 및 4와 달리, 실시예 1 및 6에서 제조된 전해질은 흐르지 않는 완전한 겔이 형성된 것으로 명확하게 확인된다.Also, as shown in Fig. 2, unlike Comparative Examples 3 and 4, the electrolytes prepared in Examples 1 and 6 clearly show that a complete gel does not flow.

(2) 전자선 (2) Electron beam 겔형Gel type 전해질의 이온전도도 측정 Measurement of ion conductivity of electrolyte

실시예 1~20 및 비교예 1~9에서 제조된 전해질의 이온전도도를 측정하기 위해서, 실시예 1~20 및 비교예 1~9에서 제조된 리튬 이차전지를 대상으로, 전기화학적 임피던스 분광법(EIS)을 이용하여 벌크 저항을 측정한 후 수학식 2를 통해 이온전도도를 계산하였다. In order to measure ionic conductivities of the electrolytes prepared in Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 9, the lithium secondary batteries produced in Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 9 were subjected to electrochemical impedance spectroscopy (EIS ), And the ionic conductivity was calculated from Equation (2).

[수학식 2]&Quot; (2) &quot;

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 식에서 R는 EIS로 측정된 벌크저항이고, A는 상기 방사선 겔형 전해질과 접촉하는 SUS의 면적이며, l은 상기 방사선 겔형 전해질의 두께이다.Where R is the bulk resistance measured by EIS, A is the area of SUS in contact with the radiation gel-like electrolyte, and 1 is the thickness of the radiation gel-like electrolyte.

이온전도도Ion conductivity
(( mSmS /cm)/ cm)
실시예Example 1 One 1.65 1.65 실시예Example 2 2 1.50 1.50 실시예Example 3 3 1.39 1.39 실시예Example 4 4 1.17 1.17 실시예Example 5 5 1.11 1.11 실시예Example 6 6 1.58 1.58 실시예Example 7 7 1.43 1.43 실시예Example 8 8 1.25 1.25 실시예Example 9 9 1.10 1.10 실시예Example 10 10 1.06 1.06 실시예Example 11 11 1.55 1.55 실시예Example 12 12 1.42 1.42 실시예Example 13 13 1.24 1.24 실시예Example 14 14 1.09 1.09 실시예Example 15 15 1.03 1.03 실시예Example 16 16 0.160 0.160 실시예Example 17 17 0.147 0.147 실시예Example 18 18 0.121 0.121 실시예Example 19 19 0.109 0.109 실시예Example 20 20 0.103 0.103 비교예Comparative Example 1 One 0.110.11 비교예Comparative Example 2 2 0.14 0.14 비교예Comparative Example 3 3 1.81 1.81 비교예Comparative Example 4 4 1.69 1.69 비교예Comparative Example 5 5 1.711.71 비교예Comparative Example 6 6 1.731.73 비교예Comparative Example 7 7 0.120.12 비교예Comparative Example 8 8 1.111.11 비교예Comparative Example 9 9 0.320.32

표 3에 나타낸 바와 같이, 실시예 1~20에서 제조된 전해질은 겔화율이 90% 이상이면서도, 10-4 mS/cm 내지 10-2 mS/cm 범위 내의 우수한 이온전도도를 가지는 것으로 확인된다. 특히, 실시예 1~15에서 제조된 전해질은 유기전해액, 이온성 염과 상호작용하기 위한 극성 작용기(아마이드기 또는 사이아노기)를 포함하는 비닐계 단량체 및 다관능성 비닐계 가교제를 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는바, 10-3 mS/cm 내지 10-2 mS/cm 범위 내의 매우 우수한 이온전도도를 가지는 것으로 확인된다. As shown in Table 3, the electrolytes prepared in Examples 1 to 20 were found to have excellent ionic conductivities in the range of 10 -4 mS / cm to 10 -2 mS / cm with a gelation rate of 90% or more. In particular, the electrolytes prepared in Examples 1 to 15 were prepared using an organic electrolytic solution, a vinyl-based monomer containing a polar functional group (an amide group or a cyano group) for interacting with an ionic salt, and a polyfunctional vinyl- , And it is confirmed to have a very good ionic conductivity in the range of 10 -3 mS / cm to 10 -2 mS / cm.

한편, 비교예 7에서 제조된 전해질은 유기전해액, 비닐계 단량체 및 다관능성 비닐계 가교제의 중량비를 80:16:4로 하여 제조된 것으로서, 유기전해액의 상대적인 함량이 너무 낮기 때문에, 이온전도도가 저하되는 것으로 확인된다. 또한, 비교예 9에서 제조된 전해질은 유기전해액, 비닐계 단량체 및 다관능성 비닐계 가교제의 중량비를 90:5:5로 하여 제조된 것으로서, 다관능성 비닐계 가교제의 상대적인 함량이 너무 높기 때문에, 이온전도도가 저하되는 것으로 확인된다. 따라서, 비교예 7 및 9에서 제조된 전해질은 겔화율이 90% 이상이나, 너무 낮은 이온전도도로 인하여 리튬 이차전지로 적용이 어려울 것으로 사료된다. On the other hand, the electrolyte prepared in Comparative Example 7 was prepared by setting the weight ratio of the organic electrolytic solution, the vinyl monomer and the polyfunctional vinyl crosslinking agent to 80: 16: 4, and the relative content of the organic electrolytic solution was too low. . The electrolyte prepared in Comparative Example 9 was prepared by adjusting the weight ratio of the organic electrolytic solution, the vinyl monomer, and the polyfunctional vinyl crosslinking agent to 90: 5: 5. Since the relative content of the polyfunctional vinyl crosslinking agent was too high, It is confirmed that the conductivity is lowered. Therefore, it is considered that the electrolyte prepared in Comparative Examples 7 and 9 has a gelation rate of 90% or more, but it is difficult to apply it as a lithium secondary battery due to too low ionic conductivity.

실험예Experimental Example 2: 리튬 이차전지의 방전용량 평가 2: Evaluation of Discharge Capacity of Lithium Secondary Battery

실시예 1 및 2에서 제조된 리튬 이차전지의 방전용량을 평가하고자, 충방전시험기(wonAtech사)를 이용하여 상온에서 0.1 C의 충전 및 방전 전류 속도 하에서 방전용량 평가를 진행하였고, 그 결과를 도 3에 나타내었다. In order to evaluate the discharge capacities of the lithium secondary batteries manufactured in Examples 1 and 2, discharge capacity evaluation was carried out at a charging and discharging current rate of 0.1 C at room temperature using a charge and discharge tester (wonAtech) Respectively.

도 3에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 및 2는 실제 상용 제조공정을 통해 제조된 코인셀 형태의 리튬 이차전지(액상 전해질 적용)와 동등한 수준의 방전용량(143 mAh/g)을 나타내는 것으로 확인된다. 즉, 실시예 1 및 2에서 제조된 리튬 이차전지는 겔형 전해질을 적용했음에도 불구하고, 개시제 없이도, 상온에서 수초 이내에 매우 신속한 성능을 가짐을 알 수 있다. 도면에는 도시하지 않았으나, 실시예 3~20(특히, 실시예 3~15)에서 제조된 리튬 이차 전지 역시 방전용량이 우수한 것으로 확인된다. As shown in Fig. 3, Examples 1 and 2 were confirmed to exhibit a discharge capacity (143 mAh / g) equivalent to that of a lithium secondary battery (liquid electrolyte application) in the form of a coin cell manufactured through an actual commercial manufacturing process . That is, although the lithium secondary batteries manufactured in Examples 1 and 2 were applied with gel electrolyte, they showed very rapid performance within seconds at room temperature without initiator. Although not shown in the drawing, it is confirmed that the lithium secondary batteries manufactured in Examples 3 to 20 (particularly, Examples 3 to 15) also have excellent discharge capacity.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

Claims (16)

이온성 염 및 유기용매가 함유된 유기전해액과,
비닐계 단량체 및 다관능성 비닐계 가교제를 포함하는 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물.
An organic electrolyte containing an ionic salt and an organic solvent,
A radiation gel-type electrolyte precursor composition comprising a vinyl-based monomer and a polyfunctional vinyl-based crosslinking agent.
제1항에 있어서,
상기 이온성 염은 Li+, Na+, K+ 및 NH4 +로 이루어진 군으로부터 선택된 양이온과 ClO4 -, PF6 -, Cl-, I-, Br-, SCN-, CF3SO3 -, BF4 -, CF3CCl3 -, C4F9SO3 -, AlO2 -, AlCl4 -, N(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(x 및 y는 자연수)-, B(C2O4)2 -로 이루어진 군으로부터 선택된 음이온을 포함하는
방사선 겔형 전해질 전구체 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the ionic salt comprises a cation selected from the group consisting of Li + , Na + , K +, and NH 4 + and a cation selected from the group consisting of ClO 4 - , PF 6 - , Cl - , I - , Br - , SCN - , CF 3 SO 3 - BF 4 -, CF 3 CCl 3 -, C 4 F 9 SO 3 -, AlO 2 -, AlCl 4 -, N (C x F 2x + 1 SO 2) (C y F 2y + 1 SO 2) (x and and y is a natural number) - , B (C 2 O 4 ) 2 -
Radiation gel type electrolyte precursor composition.
제1항에 있어서,
상기 유기전해액 내 상기 이온성 염의 농도는 0.1 M 내지 5.0 M인
방사선 겔형 전해질 전구체 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the concentration of the ionic salt in the organic electrolyte is from 0.1 M to 5.0 M
Radiation gel type electrolyte precursor composition.
제1항에 있어서,
상기 비닐계 단량체는 상기 이온성 염과 상호작용하기 위한 극성 작용기를 포함하는
방사선 겔형 전해질 전구체 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the vinyl-based monomer comprises a polar functional group for interacting with the ionic salt
Radiation gel type electrolyte precursor composition.
제4항에 있어서,
상기 극성 작용기는 아마이드기 또는 사이아노기를 포함하는 질소 포함 작용기인
방사선 겔형 전해질 전구체 조성물.
5. The method of claim 4,
The polar functional group may be a nitrogen-containing functional group containing an amide group or a cyano group
Radiation gel type electrolyte precursor composition.
제1항에 있어서,
상기 비닐계 단량체는 N-비닐피롤리돈(N-vinylpyrrolidon), N,N'-디메틸아크릴아마이드(N,N'-dimethylacrylamide) 및 아크릴로나이트릴(acrylonitrile)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인
방사선 겔형 전해질 전구체 조성물.
The method according to claim 1,
The vinyl monomer may be at least one selected from the group consisting of N-vinylpyrrolidone, N, N'-dimethylacrylamide and acrylonitrile.
Radiation gel type electrolyte precursor composition.
제1항에 있어서,
상기 다관능성 비닐계 가교제는 2개 이상의 아크릴레이트기를 포함하는 것을 특징으로 하는
방사선 겔형 전해질 전구체 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the polyfunctional vinyl crosslinking agent comprises two or more acrylate groups
Radiation gel type electrolyte precursor composition.
제1항에 있어서,
상기 다관능성 비닐계 가교제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인
방사선 겔형 전해질 전구체 조성물:
[화학식 1]
Figure pat00006

상기 식에서 R은 에틸렌기 또는 프로필렌기이고, n은 10~1,000의 정수이다.
The method according to claim 1,
Wherein the polyfunctional vinyl-based crosslinking agent is a compound represented by the following formula
Radiation Gel Electrolyte Precursor Composition:
[Chemical Formula 1]
Figure pat00006

Wherein R is an ethylene group or a propylene group, and n is an integer of 10 to 1,000.
제1항에 있어서,
상기 유기전해액과, 상기 비닐계 단량체 및 다관능성 비닐계 가교제의 중량비는 85:15 내지 95:5인 것을 특징으로 하는
방사선 겔형 전해질 전구체 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the weight ratio of the organic electrolytic solution to the vinyl monomer and the multifunctional vinyl crosslinking agent is 85:15 to 95: 5
Radiation gel type electrolyte precursor composition.
제1항에 있어서,
상기 비닐계 단량체 및 상기 다관능성 비닐계 가교제의 중량비는 55:45 내지 85:15인 것을 특징으로 하는
방사선 겔형 전해질 전구체 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the weight ratio of the vinyl monomer and the polyfunctional vinyl crosslinking agent is 55:45 to 85:15
Radiation gel type electrolyte precursor composition.
양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극 조립체; 및
이온성 염 및 유기용매가 함유된 유기전해액과, 비닐계 단량체 및 다관능성 비닐계 가교제를 포함하는 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물로부터 형성된 방사선 겔형 전해질을 포함하는
이차전지.
An electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator; And
Gel electrolyte comprising an organic electrolyte containing an ionic salt and an organic solvent, and a radiation gel-type electrolyte precursor composition comprising a vinyl monomer and a polyfunctional vinyl crosslinking agent,
Secondary battery.
제11항에 있어서,
상기 방사선 겔형 전해질은 하기 수학식 1로 표시되는 겔화율이 90% 이상인 것을 특징으로 하는
이차전지:
[수학식 1]
Figure pat00007

상기 식에서 Wdry는 상기 방사선 겔형 전해질의 초기 건조 중량이고, Wdissolved는 상기 방사선 겔형 겔 전해질을 50에서 1주일 동안 유기용매로 추출시킨 후 건조 중량이다.
12. The method of claim 11,
Wherein the radiation gel-type electrolyte has a gelation ratio of 90% or more as expressed by the following formula (1)
Secondary battery:
[Equation 1]
Figure pat00007

Where W dry is the initial dry weight of the radiation gel electrolyte and W dissolved is the dry weight of the radiation gel gel electrolyte after extraction with an organic solvent at 50 for one week.
제11항에 있어서,
상기 방사선 겔형 전해질은 하기 수학식 2로 표시되는 이온전도도(σ)가 10-4 mS/cm 내지 10-2 mS/cm인 것을 특징으로 하는
이차전지:
[수학식 2]
Figure pat00008

상기 식에서 R는 EIS로 측정된 벌크저항이고, A는 상기 방사선 겔형 전해질과 접촉하는 SUS의 면적이며, l은 상기 방사선 겔형 전해질의 두께이다.
12. The method of claim 11,
Wherein the radiation gel-like electrolyte has an ionic conductivity sigma of 10 &lt; -4 &gt; mS / cm to 10 &lt; -2 &gt; mS / cm,
Secondary battery:
&Quot; (2) &quot;
Figure pat00008

Where R is the bulk resistance measured by EIS, A is the area of SUS in contact with the radiation gel-like electrolyte, and 1 is the thickness of the radiation gel-like electrolyte.
(a) 이온성 염 및 유기용매가 함유된 유기전해액과, 비닐계 단량체 및 다관능성 비닐계 가교제를 포함하는 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물을 제조하는 단계;
(b) 양극; 음극 및 분리막을 포함하는 전극 조립체를 전지 케이스에 투입하는 단계;
(c) 상기 (b) 단계의 전지 케이스에 상기 (a) 단계의 방사선 겔형 전해질 전구체 조성물을 주입한 다음, 밀봉하여 이차전지 전구체를 조립하는 단계; 및
(d) 상기 (c) 단계의 이차전지 전구체에 방사선을 조사하는 단계를 포함하는
이차전지의 제조방법.
(a) preparing a radiation gel-type electrolyte precursor composition comprising an organic electrolyte containing an ionic salt and an organic solvent, and a vinyl monomer and a polyfunctional vinyl crosslinking agent;
(b) an anode; A negative electrode and a separator, into a battery case;
(c) injecting the radiation gel-type electrolyte precursor composition of step (a) into the battery case of step (b) and sealing the battery to form a secondary battery precursor; And
(d) irradiating the secondary battery precursor of the step (c) with radiation
A method of manufacturing a secondary battery.
제14항에 있어서,
상기 (d) 단계에서 방사선은 전자선, 감마선 및 X선으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는
이차전지의 제조방법.
15. The method of claim 14,
In the step (d), the radiation may include at least one selected from the group consisting of electron beam, gamma ray and X ray
A method of manufacturing a secondary battery.
제14항에 있어서,
상기 (d) 단계에서 방사선의 총 조사량은 0.1 kGy 내지 20 kGy인
이차전지의 제조방법.
15. The method of claim 14,
In the step (d), the total dose of radiation is 0.1 kGy to 20 kGy
A method of manufacturing a secondary battery.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023008970A1 (en) * 2021-07-29 2023-02-02 주식회사 엘지에너지솔루션 Gel polymer electrolyte and lithium secondary battery comprising same
KR20230018141A (en) * 2021-07-29 2023-02-07 한국원자력연구원 Composition for solid electrolyte and methods for manufacturing all-solid state secondary battery using the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0131460B1 (en) 1987-10-30 1998-04-24 엠에이취비 조인트 벤춰 Radiation cured solid electrolytes and electrochemical devices employing the same
WO1999034372A1 (en) * 1997-12-26 1999-07-08 Kureha Chemical Ind Co Ltd Polymer electrolyte and nonaqueous battery containing the same
KR100906251B1 (en) * 2006-09-25 2009-07-07 주식회사 엘지화학 Gel-typed Polymer Electrolyte Containing Diacryl Amide-based Polymeric Material and Electrochemical Device Comprising the Same
KR101569719B1 (en) * 2013-12-17 2015-11-17 한국원자력연구원 Crosslinked hydrocarbon polymer electrolyte membranes with diols by radiation and manufacturing method thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0131460B1 (en) 1987-10-30 1998-04-24 엠에이취비 조인트 벤춰 Radiation cured solid electrolytes and electrochemical devices employing the same
WO1999034372A1 (en) * 1997-12-26 1999-07-08 Kureha Chemical Ind Co Ltd Polymer electrolyte and nonaqueous battery containing the same
KR100906251B1 (en) * 2006-09-25 2009-07-07 주식회사 엘지화학 Gel-typed Polymer Electrolyte Containing Diacryl Amide-based Polymeric Material and Electrochemical Device Comprising the Same
KR101569719B1 (en) * 2013-12-17 2015-11-17 한국원자력연구원 Crosslinked hydrocarbon polymer electrolyte membranes with diols by radiation and manufacturing method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023008970A1 (en) * 2021-07-29 2023-02-02 주식회사 엘지에너지솔루션 Gel polymer electrolyte and lithium secondary battery comprising same
KR20230018141A (en) * 2021-07-29 2023-02-07 한국원자력연구원 Composition for solid electrolyte and methods for manufacturing all-solid state secondary battery using the same

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