KR20200023794A - Seperator for lithium sulfur battery and manufacturing method - Google Patents

Seperator for lithium sulfur battery and manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
KR20200023794A
KR20200023794A KR1020180100177A KR20180100177A KR20200023794A KR 20200023794 A KR20200023794 A KR 20200023794A KR 1020180100177 A KR1020180100177 A KR 1020180100177A KR 20180100177 A KR20180100177 A KR 20180100177A KR 20200023794 A KR20200023794 A KR 20200023794A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
conductive filler
separator
polymer
layer
anion exchange
Prior art date
Application number
KR1020180100177A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102130967B1 (en
Inventor
이상영
이용혁
Original Assignee
울산과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 울산과학기술원 filed Critical 울산과학기술원
Priority to KR1020180100177A priority Critical patent/KR102130967B1/en
Publication of KR20200023794A publication Critical patent/KR20200023794A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102130967B1 publication Critical patent/KR102130967B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431Inorganic material
    • H01M2/1686
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007Electro-spinning
    • D01D5/0015Electro-spinning characterised by the initial state of the material
    • D01D5/003Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M2/145
    • H01M2/1613
    • H01M2/162
    • H01M2/1633
    • H01M2/1653
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411Organic material
    • H01M50/414Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/446Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/457Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/491Porosity
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/497Ionic conductivity
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

The present invention relates to a separator for a lithium-sulfur battery, a manufacturing method thereof, and an electrochemical device including the same. According to the present invention, the separator for a lithium-sulfur battery comprises: a porous substrate including a thermoplastic polymer; a carbon-based first conductive filler layer formed on the porous substrate; an anion exchange functional polymer layer including an ionic liquid-based polymer formed on the carbon-based first conductive filler layer; and a carbon-based second conductive filler layer formed on the anion exchange functional polymer layer.

Description

리튬 황 전지용 분리막 및 이의 제조방법 {SEPERATOR FOR LITHIUM SULFUR BATTERY AND MANUFACTURING METHOD}Membrane for Lithium Sulfur Battery and Manufacturing Method Thereof {SEPERATOR FOR LITHIUM SULFUR BATTERY AND MANUFACTURING METHOD}

본 발명은, 리튬 황 전지용 분리막 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a separator for a lithium sulfur battery and a manufacturing method thereof.

지구 온난화를 비롯한 기후변화 문제가 글로벌 이슈로 부상함에 따라 친환경 스마트 에너지 산업이 큰 관심을 받고 있다. 반복적인 충전 및 방전이 가능하여 일정한 에너지를 저장하였다가 원하는 때에 다시 사용할 수 있는 에너지 저장장치인 이차전지는 미래 시대의 모바일 동력원으로서 큰 주목을 받고 있다. 특히, 최근 전자제품, 전자기기, 통신기기 등의 소형 경량화가 급속히 진행되고 있으며, 환경 문제가 대두됨에 따라 이들 제품의 동력원으로 사용되는 이차전지의 성능 개선에 대한 요구도 증가하는 실정이다. 그 중 리튬 이차전지는 고 에너지밀도 및 높은 표준전극 전위 때문에 고성능 전지로서 상당한 각광을 받고 있다.As global warming and climate change issues emerge as global issues, the eco-friendly smart energy industry is receiving great attention. Secondary batteries, which are energy storage devices that can be repeatedly charged and discharged and store constant energy and can be reused when desired, are attracting great attention as mobile power sources of the future era. In particular, recently, small-size and light weight of electronic products, electronic devices, communication devices, etc. are rapidly progressing, and as environmental problems arise, demand for improving performance of secondary batteries used as power sources of these products is also increasing. Among them, lithium secondary batteries have received considerable attention as high-performance batteries because of their high energy density and high standard electrode potential.

특히 리튬-황(Li-S) 전지는 S-S 결합(Sulfur - sulfur bond)을 갖는 황 계열 물질을 양극 활물질로 사용하고, 리튬 금속을 음극 활물질로 사용하는 이차전지이다. 양극 활물질의 주재료인 황은 자원이 매우 풍부하고, 독성이 없으며, 낮은 원자당 무게를 가지고 있는 장점이 있다. 또한 리튬-황 전지의 이론 방전용량은 1675mAh/g-sulfur이며, 이론 에너지밀도가 2,600Wh/kg로서, 현재 연구되고 있는 다른 전지시스템의 이론 에너지밀도(Ni-MH전지: 450Wh/kg, Li-FeS 전지: 480Wh/kg, Li-MnO2 전지: 1,000Wh/kg, Na-S 전지: 800Wh/kg)에 비하여 매우 높기 때문에 현재까지 개발되고 있는 전지 중에서 가장 유망한 전지이다.In particular, a lithium-sulfur (Li-S) battery is a secondary battery that uses a sulfur-based material having an S-S bond (Sulfur-sulfur bond) as a positive electrode active material and uses lithium metal as a negative electrode active material. Sulfur, the main material of the positive electrode active material, is very rich in resources, has no toxicity, and has an advantage of having a low weight per atom. In addition, the theoretical discharge capacity of the lithium-sulfur battery is 1675mAh / g-sulfur, and the theoretical energy density is 2,600Wh / kg, and the theoretical energy density of other battery systems currently being studied (Ni-MH battery: 450Wh / kg, Li- FeS cells: 480 Wh / kg, Li-MnO 2 cells: 1,000 Wh / kg, Na-S cells: 800 Wh / kg) is very high compared to the most promising battery that has been developed to date.

리튬 황 전지의 방전 반응 중 음극에서는 리튬의 산화반응이 발생하고, 양극에서는 황의 환원반응이 발생한다. 이런 반응 중 황은 고리 구조의 S8에서 환원 반응에 의해 선형 구조의 리튬 폴리설파이드(Li2S2, Li2S4, Li2S6 Li2S8)로 변환되고 리튬 폴리설파이드가 완전히 환원되면 리튬 설파이드(Li2S)가 생성된다. 각 리튬 폴리설파이드로 환원되는 과정에 의해 리튬 황 전지의 방전 거동은 리튬 이온전지와는 달리 단계적으로 방전 전압을 나타내는 것이 특징이다.During the discharge reaction of a lithium sulfur battery, an oxidation reaction of lithium occurs at the negative electrode and a sulfur reduction reaction occurs at the positive electrode. During this reaction, sulfur is converted into linear lithium polysulfide (Li 2 S 2 , Li 2 S 4 , Li 2 S 6 Li 2 S 8 ) by reduction reaction in S8 of ring structure, and when lithium polysulfide is completely reduced, lithium Sulphide (Li 2 S) is produced. Discharge behavior of the lithium sulfur battery by the process of reduction to each lithium polysulfide is characterized in that it exhibits a discharge voltage step by step unlike the lithium ion battery.

Li2S8, Li2S6, Li2S4, Li2S2 등의 리튬 폴리설파이드 중에서, 특히 황의 산화수가 높은 리튬 폴리설파이드(Li2Sx, 보통 x > 4)는 친수성의 전해액에 쉽게 녹는다. 전해액에 녹은 리튬 폴리설파이드는 농도 차에 의해서 리튬 폴리설파이드가 생성된 양극으로부터 먼 쪽으로 확산되어 간다. 이렇게 양극으로부터 용출된 리튬 폴리설파이드는 양극 반응 영역 밖으로 유실되어 리튬 설파이드(Li2S)로의 단계적 환원이 불가능하다. 즉, 양극과 음극을 벗어나 용해된 상태로 존재하는 리튬 폴리설파이드는 전지의 충·방전 반응에 참여할 수 없게 되므로, 양극에서 전기화학 반응에 참여하는 황 물질의 양이 감소하게 되고, 결국 리튬-황 전지의 충전 용량 감소 및 에너지 감소를 일으키는 주요한 요인이 된다.Among lithium polysulfides such as Li 2 S 8 , Li 2 S 6 , Li 2 S 4 , and Li 2 S 2 , in particular, lithium polysulfides (Li 2 S x , usually x> 4) having a high oxidation number of sulfur are used in a hydrophilic electrolyte solution. Easily melts Lithium polysulfide dissolved in the electrolyte is diffused away from the positive electrode where lithium polysulfide is formed due to the difference in concentration. The lithium polysulfide eluted from the positive electrode is lost out of the positive electrode reaction region, so that stepwise reduction to lithium sulfide (Li 2 S) is impossible. That is, since lithium polysulfide, which is present in the dissolved state outside the positive electrode and the negative electrode, cannot participate in the charge / discharge reaction of the battery, the amount of sulfur material participating in the electrochemical reaction at the positive electrode decreases, and eventually lithium-sulfur It is a major factor causing a decrease in the charge capacity and energy of the battery.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 다양한 연구가 진행되고 있으며, 관련 선행 기술로는 한국 공개특허 제 10-2018-0060252호(폴리설파이드 흡착막, 이를 포함하는 분리막, 리튬-황 전지 및 이의 제조방법), 한국 공개특허 제 10-2017-0090294(폴리도파민을 포함하는 복합 코팅층이 형성된 리튬-황 전지용 분리막, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬-황 전지)이 있지만, 생산 공정이 복잡하고, 분리막의 두께가 지나치게 두껍다거나 조절하기 어려운 단점이 있어서, 다양한 분야에 적용하기 어려운 실정이다.In order to solve the above problems, various researches are in progress, and related prior arts are disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2018-0060252 (Polysulfide Adsorption Membrane, Separation Membrane, Lithium-Sulfur Battery and Manufacturing Method Thereof). ), Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2017-0090294 (a separator for a lithium-sulfur battery having a composite coating layer containing polydopamine, a manufacturing method thereof and a lithium-sulfur battery comprising the same), but the production process is complicated, There is a disadvantage that the thickness is too thick or difficult to adjust, it is difficult to apply to various fields.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 열가소성 고분자를 포함하는 다공성 기재, 상기 다공성 기재 상에 형성된 탄소 기반 제1 전도성 필러층, 상기 탄소 기반 제1 전도성 필러층 상에 형성된 이온성 액체 기반 고분자를 포함하는 음이온 교환 기능성 고분자층 및 상기 음이온 교환 기능성 고분자층 상에 형성된 탄소 기반 제2 전도성 필러층을 포함하는, 리튬 황 전지용 분리막을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, a porous substrate comprising a thermoplastic polymer, a carbon-based first conductive filler layer formed on the porous substrate, the ionic liquid-based polymer formed on the carbon-based first conductive filler layer It provides an anion exchange functional polymer layer comprising a and a carbon-based second conductive filler layer formed on the anion exchange functional polymer layer, to provide a separator for a lithium sulfur battery.

보다 구체적으로, 상기 리튬 황 전지용 분리막은, 이중전기방사 기법을 통한 균일한 기공 구조, 기능성을 가진 우수한 리튬 황 전지용 분리막을 제공할 수 있다.More specifically, the separator for lithium sulfur batteries may provide an excellent separator for lithium sulfur batteries having a uniform pore structure and functionality through a double electrospinning technique.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 황 전지용 분리막은, 열가소성 고분자를 포함하는 다공성 기재, 상기 다공성 기재 상에 형성된 탄소 기반 제1 전도성 필러층, 상기 탄소 기반 제1 전도성 필러층 상에 형성된 이온성 액체 기반 고분자를 포함하는 음이온 교환 기능성 고분자층 및 상기 음이온 교환 기능성 고분자층 상에 형성된 탄소 기반 제2 전도성 필러층을 포함한다.A separator for a lithium sulfur battery according to an embodiment of the present invention includes a porous substrate including a thermoplastic polymer, a carbon-based first conductive filler layer formed on the porous substrate, and an ionic liquid formed on the carbon-based first conductive filler layer. An anion exchange functional polymer layer comprising a base polymer and a carbon-based second conductive filler layer formed on the anion exchange functional polymer layer.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 다공성 기재는, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 플리아미드, 폴리술폰, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리프로필렌, 폴리에터이미드, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리아크릴릭엑시드, 폴리비닐피롤리돈, 아가로즈, 알지네이트, 폴리비닐리덴 헥사플로로프로필렌, 폴리우레탄, 나일론 6, 폴리피롤, 폴리 3,4-에틸렌디옥시티오펜, 폴리아닐린, 이들의 유도체 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the porous substrate, polyethylene, polyethylene terephthalate, polyimide, polyamide, polysulfone, polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, polypropylene, polyetherimide, polyvinyl Alcohol, polyethylene oxide, polyacrylic acid, polyvinylpyrrolidone, agarose, alginate, polyvinylidene hexafluoropropylene, polyurethane, nylon 6, polypyrrole, poly 3,4-ethylenedioxythiophene, polyaniline, these It may include one selected from the group consisting of derivatives and combinations thereof.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 탄소 기반 제1 전도성 필러층 및 제2 전도성 필러층은, 가교성 고분자 상에 함침된 전도성 고분자를 포함하고, 상기 전도성 고분자는, 카본나노튜브, 그래핀, 그래핀 옥사이드, 환원된 그래핀 옥사이드, 카본블랙 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the carbon-based first conductive filler layer and the second conductive filler layer, the conductive polymer impregnated on the crosslinkable polymer, the conductive polymer, carbon nanotubes, graphene, It may include one selected from the group consisting of graphene oxide, reduced graphene oxide, carbon black and combinations thereof.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 가교성 고분자는, 폴리에틸렌이민, 폴리에테르이미드, 글리세롤, 부탄올, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐피롤리돈 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the crosslinkable polymer is selected from the group consisting of polyethyleneimine, polyetherimide, glycerol, butanol, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polyvinylpyrrolidone, and combinations thereof It may be to include.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 탄소 기반 제1 전도성 필러층 및 제2 전도성 필러층은, 가교성 고분자와 전도성 고분자를 50 : 50 내지 60 : 40의 중량비로 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the carbon-based first conductive filler layer and the second conductive filler layer may include a crosslinkable polymer and a conductive polymer in a weight ratio of 50:50 to 60:40.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 음이온 교환 기능성 고분자층의 음이온은, 비스(트리플루오로메틸술포닐)이미드(Bis(trifluoromethylsulfonyl)imide), 폴리설파이드 이온 또는 이 둘 모두를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the anion of the anion exchange functional polymer layer may include bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (Bis (trifluoromethylsulfonyl) imide), polysulfide ions, or both. have.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 음이온 교환 기능성 고분자층의 이온성 액체 기반 고분자는, Poly(1-Ethyl-3-methylimidazolium) bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (PVIm[TFSI]), Poly(1-Ethyl-3-methylimidazolium) bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (PVIm[Br]), Poly(1-vinyl-3-ethylimidazolium bromide), Poly(2-(methacryloyloxy)ethyl bis(trifluoromethylsulfonyl)imide 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the ionic liquid-based polymer of the anion exchange functional polymer layer, Poly (1-Ethyl-3-methylimidazolium) bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (PVIm [TFSI]), Poly (1-Ethyl) -3-methylimidazolium) bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (PVIm [Br]), Poly (1-vinyl-3-ethylimidazolium bromide), Poly (2- (methacryloyloxy) ethyl bis (trifluoromethylsulfonyl) imide and combinations thereof It may include one selected.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 음이온 교환 기능성 고분자층의 두께는 5 μm내지 10 μm인 것일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the thickness of the anion exchange functional polymer layer may be 5 μm to 10 μm.

본 발명의 또 다른 측면의 일 실시예에 따른, 전기 화학 소자는, 양극, 음극, 상기 양극 및 음극 사이에 위치하는 분리막 및 상기 양극, 음극 및 분리막에 함침된 전해질을 포함하고, 상기 분리막은, 전술한 일 실시예에 따른 분리막인 것을 포함한다.According to an embodiment of another aspect of the present invention, an electrochemical device includes a separator positioned between an anode, a cathode, the anode and the cathode, and an electrolyte impregnated with the anode, the cathode, and the separator, It includes a separator according to the embodiment described above.

본 발명의 또 다른 측면의 일 실시예에 따른, 리튬 황 전지용 분리막의 제조방법은, 전도성 고분자, 가교성 고분자 및 용매를 각각 혼합하여 제1 전도성 필러 용액 및 제2 전도성 필러 용액을 제조하는 단계, 이온성 액체 기반 고분자를 포함하는 음이온 교환 기능성 고분자층 조성물을 준비하는 단계, 다공성 기재 상에 상기 제1 전도성 필러 용액을 방사하여 제1 전도성 필러층을 형성하는 단계, 상기 제1 전도성 필러층 상에 음이온 교환 기능성 고분자 조성물을 적층하여 음이온 교환 기능성 고분자층을 형성하는 단계 및 상기 음이온 교환 기능성 고분자층 상에 제2 전도성 필러 용액을 방사하여 제2 전도성 필러층을 형성하는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, a method of manufacturing a separator for a lithium sulfur battery may include preparing a first conductive filler solution and a second conductive filler solution by mixing a conductive polymer, a crosslinkable polymer, and a solvent, respectively. Preparing an anion exchange functional polymer layer composition comprising an ionic liquid-based polymer, spinning the first conductive filler solution on a porous substrate to form a first conductive filler layer, on the first conductive filler layer Stacking an anion exchange functional polymer composition to form an anion exchange functional polymer layer and spinning a second conductive filler solution on the anion exchange functional polymer layer to form a second conductive filler layer.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제1 전도성 필러 용액 및 제2 전도성 필러 용액을 제조하는 단계에서 상기 가교성 고분자와 전도성 고분자의 방사 속도는 각각 1 ㎕/min 내지 5 ㎕/min, 50㎕/min 내지 80 ㎕/min 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the step of preparing the first conductive filler solution and the second conductive filler solution, the spinning rates of the crosslinkable polymer and the conductive polymer are 1 μl / min to 5 μl / min and 50 μl, respectively. / min to 80 μl / min.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제1 전도성 필러 용액의 방사 및 제2 전도성 필러 용액의 방사, 음이온 교환 기능성 고분자층의 적층 중 하나 이상은, 이중 전기 방사, 이중 전기 분무 또는 이중 스프레이 방식을 이용하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the invention, at least one of the spinning of the first conductive filler solution and the spinning of the second conductive filler solution, the stack of the anion exchange functional polymer layer, the dual electrospinning, dual electrospray or dual spray It may be to use.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 용매는, N-메틸-2-피롤리디논(N-methyl-2-pyrrolidone), 물, 아이소프로필 알코올, 디메틸포름아마이드(N,N-dimethylformamide), 디메틸아세트아마이드(N,N-dimethylacetamide), 메틸 피롤리돈(N,N-Methylpyrrolidone) 증류수(deionized water), 이소프로필알콜(iso-propylalcohol), 부탄올(buthalol), 에탄올(ethanol), 헥산올(hexanol), 아세톤(Acatone), 디메틸포름아마이드(N,N-dimethylformamide), 황산, 질산, 2-아미노-4-하이드록시-6-메틸-피리미딘(2-amino-4-hydroxy-6-methyl-pyrimidine, (AHMP)), 톨루엔 2,4-다이이소시아네이트(toluene 2,4-diisocyanate) 및 N,N-다이메틸아세트아미드(N,N-dimethylacetamide, (DMAc)) 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the solvent is N-methyl-2-pyrrolidone (N-methyl-2-pyrrolidone), water, isopropyl alcohol, dimethylformamide (N, N-dimethylformamide), dimethyl Acetamide (N, N-dimethylacetamide), methylpyrrolidone (N, N-Methylpyrrolidone) deionized water, isopropyl alcohol (iso-propylalcohol), butanol, ethanol, hexanol ), Acetone (Acatone), dimethylformamide (N, N-dimethylformamide), sulfuric acid, nitric acid, 2-amino-4-hydroxy-6-methyl-pyrimidine (2-amino-4-hydroxy-6-methyl- pyrimidine (AHMP)), toluene 2,4-diisocyanate and N, N-dimethylacetamide (DMAc) and combinations thereof It may include one selected.

본 발명은, 열가소성 고분자를 포함하는 다공성 기재, 상기 다공성 기재 상에 형성된 탄소 기반 제1 전도성 필러층, 상기 탄소 기반 제1 전도성 필러층 상에 형성된 이온성 액체 기반 고분자를 포함하는 음이온 교환 기능성 고분자층 및 상기 음이온 교환 기능성 고분자층 상에 형성된 탄소 기반 제2 전도성 필러층을 포함하는, 리튬 황 전지용 분리막을 제공할 수 있다.The present invention, an anion exchange functional polymer layer comprising a porous substrate comprising a thermoplastic polymer, a carbon-based first conductive filler layer formed on the porous substrate, an ionic liquid-based polymer formed on the carbon-based first conductive filler layer And a carbon-based second conductive filler layer formed on the anion exchange functional polymer layer, to provide a separator for a lithium sulfur battery.

보다 구체적으로는, 폴리설파이드의 용출을 억제하고, 성능을 향상시키기 위하여 이중 전기방사 기법을 사용하여 샌드위치 구조의 기능성 층을 기존의 분리막 위에 형성하고, 이를 통해 폴리설파이드의 용출을 음이온 교환 반응으로 억제하여 우수한 성능의 리튬 황 전지를 제공할 수 있다.More specifically, in order to suppress elution of polysulfide and improve performance, a double layer electrospinning technique is used to form a functional layer of a sandwich structure on an existing separator, thereby suppressing elution of polysulfide by an anion exchange reaction. It is possible to provide a lithium sulfur battery of excellent performance.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 샌드위치 구조의 분리막을 나타낸 그림이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 분리막의 제조 공정을 나타낸 그림이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 분리막의 상면 및 하면 사진이다.
1 is a diagram showing a separator of a sandwich structure manufactured according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing the manufacturing process of the separator prepared according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a top and bottom photo of the separator prepared in accordance with an embodiment of the present invention.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, various changes may be made to the embodiments so that the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It is to be understood that all changes, equivalents, and substitutes for the embodiments are included in the scope of rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of description and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described on the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components will be given the same reference numerals regardless of the reference numerals and duplicate description thereof will be omitted. In the following description of the embodiment, if it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.

구성 요소(element) 또는 층이 다른 요소 또는 층 "상에(on)", "에 연결된(connected to)", 또는 "에 결합된(coupled to)" 것으로서 나타낼 때, 이것이 직접적으로 다른 구성 요소 또는 층에 있을 수 있거나, 연결될 수 있거나 결합될 수 있거나 또는 간섭 구성 요소 또는 층(intervening elements and layer)이 존재할 수 있는 것으로 이해될 수 있다. When an element or layer is represented as "on", "connected to" or "coupled to" another element or layer, this is directly another element or layer It may be understood that the layers may be present, connected or combined, or there may be intervening elements and layers.

이하, 본 발명의 리튬 황 전지용 분리막 및 이의 제조방법에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, a separator for a lithium sulfur battery of the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to Examples and drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments and drawings.

본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 황 전지용 분리막은, 열가소성 고분자를 포함하는 다공성 기재, 상기 다공성 기재 상에 형성된 탄소 기반 제1 전도성 필러층, 상기 탄소 기반 제1 전도성 필러층 상에 형성된 이온성 액체 기반 고분자를 포함하는 음이온 교환 기능성 고분자층 및 상기 음이온 교환 기능성 고분자층 상에 형성된 탄소 기반 제2 전도성 필러층을 포함한다.A separator for a lithium sulfur battery according to an embodiment of the present invention includes a porous substrate including a thermoplastic polymer, a carbon-based first conductive filler layer formed on the porous substrate, and an ionic liquid formed on the carbon-based first conductive filler layer. An anion exchange functional polymer layer comprising a base polymer and a carbon-based second conductive filler layer formed on the anion exchange functional polymer layer.

일 측에 따를 때, 상기 리튬 황 전지는 에너지 밀도가 리튬 이온 전지와 비교하여 약 4배 이상인 것일 수 있으며, 리튬 황 전지를 구성하는 구성요소 가운데, 분리막은 황 전극과 직접적으로 접촉하는 것일 수 있다. According to one side, the lithium sulfur battery may have an energy density of about 4 times or more compared to a lithium ion battery, and among the components constituting the lithium sulfur battery, the separator may be in direct contact with the sulfur electrode. .

일 측에 따를 때, 상기 리튬 황 전지용 분리막은, 탄소계 물질 코팅 분리막(Carbonaceous material-coated separators) 또는 비탄소계 물질 코팅 분리막일 수 있으며, 바람직하게는, 탄소계 물질 코팅 분리막일 수 있다.According to one side, the lithium sulfur battery separator may be carbonaceous material-coated separators or non-carbon-based material coated separators, preferably, carbon-based material coated separators.

일 측에 따를 때, 상기 탄소계 물질 코팅 분리막의 탄소계 물질은 리튬 폴리설파이드의 용출을 물리적으로 방지할 뿐만 아니라, 용출된 리튬 폴리설파이드를 화학적으로 재활성화(Reactivation) 시키는 역할을 하여 셔틀 효과를 효과적으로 억제할 수 있는 물질이라면 특별히 제한되지 않는다.According to one side, the carbon-based material of the carbon-based material coating separator not only physically prevents the dissolution of lithium polysulfide, but also serves to chemically reactivate the eluted lithium polysulfide (shuttle effect) The substance is not particularly limited as long as it can be effectively restrained.

일 측에 따를 때, 상기 탄소계 물질 코팅 분리막은, 분리막 일 면에 코팅하여 미세 기공 구조를 형성하고, 상기 미세 기공 구조에 의한 높은 표면적으로 인해 리튬 폴리설파이드를 효과적으로 흡착할 수 있다.According to one side, the carbon-based material coating separator may be coated on one surface of the separator to form a fine pore structure, and the lithium polysulfide may be effectively adsorbed due to the high surface area of the separator.

일 측에 따를 때, 상기 탄소계 물질 코팅 분리막은, 황 전극의 향상된 계면 접촉 특성으로 인해 우수한 전지 특성을 담보하는 것일 수 있다.According to one side, the carbon-based material coating separator may be to ensure excellent battery characteristics due to the improved interfacial contact characteristics of the sulfur electrode.

일 측에 따를 때, 상기 열가소성 고분자는, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 플리아미드, 폴리술폰, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리프로필렌, 폴리에터이미드, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리아크릴릭엑시드, 폴리비닐피롤리돈, 아가로즈, 알지네이트, 폴리비닐리덴 헥사플로로프로필렌, 폴리우레탄, 나일론 6, 폴리피롤, 폴리 3,4-에틸렌디옥시티오펜, 폴리아닐린, 이들의 유도체 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나를 포함할 수 있으며, 바람직하게는, 폴리에틸렌(PE)일 수 있다.According to one side, the thermoplastic polymer, polyethylene, polyethylene terephthalate, polyimide, polyamide, polysulfone, polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, polypropylene, polyetherimide, polyvinyl alcohol, polyethylene Oxides, polyacrylic acid, polyvinylpyrrolidone, agarose, alginate, polyvinylidene hexafluoropropylene, polyurethane, nylon 6, polypyrrole, poly 3,4-ethylenedioxythiophene, polyaniline, derivatives thereof and their It may include one selected from the group consisting of a combination, preferably, may be polyethylene (PE).

일 측에 따를 때, 상기 이온성 액체 기반의 고분자의 이온성 액체는, 양이온 음이온으로 구성된 유기/무기 염으로 녹는점이 100 ℃ 이하의 물질로 전기적 화학적으로 안정한 것일 수 있다.According to one side, the ionic liquid of the ionic liquid-based polymer, the melting point of the organic / inorganic salt composed of a cationic anion may be electrochemically stable with a material of 100 ℃ or less.

일 측에 따를 때, 상기 이온성 액체는 매우 낮은 증기압, 난연성과 특정 물질에 대한 높은 용해도 등으로 재사용이 가능한 친환경적 용매(green solvent)로서 기능성 고분자 재료로 활용될 수 있으며, 이러한 이온성 액체와 동일한 구조를 포함하는 합성된 고분자 물질을 이온성 액체 기반의 고분자(poly(ionic liquid)s, PILs)라고 할 수 있다.According to one side, the ionic liquid can be utilized as a functional polymer material as a green solvent that can be reused with very low vapor pressure, flame retardancy and high solubility to a specific material, and the same as the ionic liquid Synthetic polymer materials including structures may be referred to as ionic liquid-based polymers (poly (ionic liquids), PILs).

일 측에 따를 때, 상기 이온성 액체 기반 고분자는, 고분자 물질 자체로 이온성 작용기를 포함하고 있어, 고분자 사슬에 전하를 띄고 있으며, 이전하와 쌍을 이루는 반대 전하 이온의 작용으로 이온 전도성을 나타내고 있어서, 추가적인 염의 첨가가 필요 없을 수 있다.According to one side, the ionic liquid-based polymer, the polymer material itself contains an ionic functional group, and has a charge on the polymer chain, and exhibits ion conductivity by the action of the opposite charge ions paired with the charge However, the addition of additional salts may not be necessary.

일 측에 따를 때, 상기 이온성 액체 기반 고분자는, ABC 블록 공중합체 타입의 고분자나 수소결합이 가능한 블록 공중합체와 호모폴리머를 함께 사용한 이온젤, poly(vinylidene fluoride hexafluoropropylene), P(VDF-HFP)와 poly(vinylidenefluoride trifluoroethylene), P(VDFTrFE)고분자 결정의 상 분리를 이용한 이온 젤 등을 포함할 수 있으며, 상기 이온성 액체 기반 고분자는 10-3 S/cm 수준의 이온 전도도, 1 내지 10 μF/cm2의 전기용량, 4-7 V의 우수한 전기화학적 안정성을 가지며, 이는 수V 이하의 낮은 작동 전압, 10 kHz 이상의 구동 진동수를 가진 전화화학 트랜지스터 구현 및 이를 이용한 소자 제작을 가능하게 할 수 있다.According to one side, the ionic liquid-based polymer, the polymer of the ABC block copolymer type or a block copolymer capable of hydrogen bonding and the ion gel using a homopolymer, poly (vinylidene fluoride hexafluoropropylene), P (VDF-HFP ) And poly (vinylidenefluoride trifluoroethylene), ionic gel using phase separation of P (VDFTrFE) polymer crystals, and the like. The ionic liquid-based polymer has a ionic conductivity of 10 -3 S / cm, 1 to 10 μF. Capacities of / cm 2 , excellent electrochemical stability of 4-7 V, which enables the implementation of telechemical transistors with low operating voltages of several V or less, drive frequency of 10 kHz or more, and the fabrication of devices using them. .

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 다공성 기재는, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 플리아미드, 폴리술폰, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리프로필렌, 폴리에터이미드, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리아크릴릭엑시드, 폴리비닐피롤리돈, 아가로즈, 알지네이트, 폴리비닐리덴 헥사플로로프로필렌, 폴리우레탄, 나일론 6, 폴리피롤, 폴리 3,4-에틸렌디옥시티오펜, 폴리아닐린, 이들의 유도체 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the porous substrate, polyethylene, polyethylene terephthalate, polyimide, polyamide, polysulfone, polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, polypropylene, polyetherimide, polyvinyl Alcohol, polyethylene oxide, polyacrylic acid, polyvinylpyrrolidone, agarose, alginate, polyvinylidene hexafluoropropylene, polyurethane, nylon 6, polypyrrole, poly 3,4-ethylenedioxythiophene, polyaniline, these It may include one selected from the group consisting of derivatives and combinations thereof.

일 측에 따를 때, 상기 다공성 기재는 바람직하게는, 폴리에틸렌일 수 있다.According to one side, the porous substrate may preferably be polyethylene.

일 측에 따를 때, 상기 폴리에틸렌은, 폴리 올레핀의 일종으로, 리튬 이차 전지의 전해액으로 사용되는 카보네이트(Carbonates) 계열 유기 용매와의 반응성이 낮고 전기화학적으로 안정하며, 가격이 저렴할 수 있다.According to one side, the polyethylene is a kind of polyolefin, low reactivity with a carbonate-based organic solvent used as an electrolyte of a lithium secondary battery (electrochemically stable), and may be inexpensive.

일 측에 따를 때, 상기 폴리에틸렌을 포함하는 다공성 기재는, 건식법 또는 습식법에 따라 제조된 것일 수 있으며, 바람직하게는 슬릿(Slit) 형태의 기공 구조를 가지는 건식법에 의해 제조된 기재일 수 있다.According to one side, the porous substrate including the polyethylene, may be prepared by a dry method or a wet method, preferably a substrate prepared by a dry method having a slit (slit) pore structure.

일 측에 따를 때, 상기 폴리에틸렌을 포함하는 다공성 기재의 고유한 소수성 특성으로 인한 전해액 젖음성 문제를 보완하기 위해서 자외선 조사, 전자빔 조사 또는 플라즈마 처리를 통해 분리막 표면에 극성 작용기를 도입할 수도 있으며, 바람직하게는, 다공성 그물 구조를 갖는 제1 전도성 필러층, 음이온 교환 기능성 고분자층 및 제 2 전도성 필러층의 샌드위치 구조 형태의 코팅층을 도입하여 복합 분리막을 제조할 수 있다.According to one side, in order to compensate for the electrolyte wetting problem due to the inherent hydrophobic properties of the porous substrate including the polyethylene, it is also possible to introduce a polar functional group on the surface of the separator through ultraviolet irradiation, electron beam irradiation or plasma treatment, preferably By introducing a coating layer in the form of a sandwich structure of the first conductive filler layer, the anion exchange functional polymer layer and the second conductive filler layer having a porous net structure can be prepared composite membrane.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 탄소 기반 제1 전도성 필러층 및 제2 전도성 필러층은, 가교성 고분자 상에 함침된 전도성 고분자를 포함하고, 상기 전도성 고분자는, 카본나노튜브, 그래핀, 그래핀 옥사이드, 환원된 그래핀 옥사이드, 카본 블랙 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the carbon-based first conductive filler layer and the second conductive filler layer, the conductive polymer impregnated on the crosslinkable polymer, the conductive polymer, carbon nanotubes, graphene, It may include one selected from the group consisting of graphene oxide, reduced graphene oxide, carbon black and combinations thereof.

일 측에 따를 때, 상기 탄소 기반 제1 전도성 필러층 및 제2 전도성 필러층의 전도성 고분자는, 분리막을 코팅하는 탄소계 물질을 포함하는 것일 수 있으며, 상기 전도성 고분자는 리튬 폴리설파이드의 용출을 물리적으로 방지할 뿐만 아니라, 용출된 리튬 폴리설파이드를 화학적으로 재활성화(Reactivation) 시키는 역할을 하여 셔틀 효과를 효과적으로 억제할 수 있다.According to one side, the conductive polymer of the carbon-based first conductive filler layer and the second conductive filler layer may include a carbon-based material for coating the separator, the conductive polymer physically prevents the elution of lithium polysulfide In addition to preventing, the role of chemically reactivating the eluted lithium polysulfide (Reactivation) can effectively inhibit the shuttle effect.

일 측에 따를 때, 상기 전도성 고분자는 분리막 일 면에 코팅하여 미세 기공 구조를 형성하고, 상기 미세 기공 구조에 의한 높은 표면적으로 인해 리튬 폴리설파이드를 효과적으로 흡착할 수 있다.According to one side, the conductive polymer is coated on one side of the separator to form a fine pore structure, due to the high surface area by the fine pore structure can effectively adsorb lithium polysulfide.

일 측에 따를 때, 상기 전도성 고분자가 코팅된 분리막은, 전극의 향상된 계면 접촉 특성으로 인해 우수한 전지 특성을 담보하는 것일 수 있다.According to one side, the conductive polymer-coated separator may be to ensure excellent battery characteristics due to the improved interface contact characteristics of the electrode.

일 측에 따를 때, 상기 전도성 고분자는, 바람직하게는 카본나노튜브일 수 있으며, 상기 카본나노튜브는 단일벽 카본나노튜브(SWCNT), 다중벽 카본나노튜브(MWCNT) 또는 이 둘을 모두 포함할 수 있으며, 가장 바람직하게는 다중벽 카본나노튜브일 수 있다.According to one side, the conductive polymer, preferably carbon nanotubes, the carbon nanotubes may include a single-walled carbon nanotubes (SWCNT), multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) or both And, most preferably, multi-walled carbon nanotubes.

일 측에 따를 때, 상기 카본나노튜브는 큰 종횡비(Aspect ratio)를 가지는 1차원 구조 물질이라는 특징으로 인해, 분리막에 적층 되었을 때 고분자 지지체를 카본나노튜브가 감싸고 있게 되어 기공구조가 우수하여 리튬이온이 잘 통과할 수 있고, 리튬 폴리설파이드 용출을 효과적으로 억제할 수 있으며, 다른 탄소 기반 전도성 고분자에 비해 리튬 음극 표면을 보다 효과적으로 안정화시킬 수 있다.According to one side, the carbon nanotube is a one-dimensional structural material having a large aspect ratio (Aspect ratio), the carbon nanotubes are surrounded by a polymer support when laminated on the membrane, the pore structure is excellent lithium ion This can pass well, effectively suppress the lithium polysulfide elution, and can more effectively stabilize the surface of the lithium negative electrode than other carbon-based conductive polymers.

일 측에 따를 때, 상기 다중벽 카본나노튜브는, 특히 기계적 물성이 우수하여, 제조가 용이하며, 경제적으로 이점이 있으며, 다양한 분야에 상용될 수 있다.According to one side, the multi-walled carbon nanotubes, in particular, excellent mechanical properties, easy to manufacture, economically advantageous, can be commercially available in various fields.

일 측에 따를 때, 상기 다중벽 카본나노튜브는 상기 가교성 고분자 매트릭스 내에서 분산성을 향상하기 위하여 4중 수소결합으로 기능화된 것일 수 있다.According to one side, the multi-walled carbon nanotubes may be functionalized by a quadruple hydrogen bond to improve dispersibility in the crosslinkable polymer matrix.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 가교성 고분자는, 폴리에틸렌이민, 폴리에테르이미드, 글리세롤, 부탄올, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐피롤리돈 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the crosslinkable polymer is selected from the group consisting of polyethyleneimine, polyetherimide, glycerol, butanol, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polyvinylpyrrolidone, and combinations thereof It may be to include.

일 측에 따를 때, 상기 가교성 고분자는, 바람직하게는 폴리에테르이미드일 수 있다.According to one side, the crosslinkable polymer may be preferably polyetherimide.

일 측에 따를 때, 상기 폴리에테르이미드는, 높은 유리전이온도를 가지며 고온에서도 탁월한 물리적 및 기계적 물성을 발휘하고 고강도와 고탄성률을 가지며 성형성도 뛰어난 고분자로서, 연소시 유해가스 배출이 거의 없고, 난연성을 가질 수 있다.According to one side, the polyetherimide is a polymer having a high glass transition temperature, excellent physical and mechanical properties even at high temperature, high strength and high elastic modulus, and excellent moldability, almost no emission of harmful gases during combustion, flame retardancy May have

일 측에 따를 때, 상기 폴리에테르이미드는, 폭넓은 주파수 영역 및 온도 영역에서 안정된 절연 특성을 나타내며, 자외선이나 방사선상에서도 저항성이 우수하며, 강직한 방향족 주쇄로 인해 내열 특성이 우수할 수 있다.According to one side, the polyetherimide exhibits stable insulating properties in a wide frequency range and temperature range, excellent resistance to ultraviolet rays or radiation, and excellent heat resistance due to a rigid aromatic backbone.

일 측에 따를 때, 제1 전도성 필러층 및 제2 전도성 필러층은, 바람직하게는 다중벽 카본나노튜브를 상기 폴리에테르이미드 고분자 매트릭스에 직접 분산한 다음 전기 방사를 이용한 복합층일 수 있다.According to one side, the first conductive filler layer and the second conductive filler layer, preferably may be a composite layer by directly dispersing the multi-walled carbon nanotubes directly on the polyetherimide polymer matrix and then electrospinning.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 탄소 기반 제1 전도성 필러층 및 제2 전도성 필러층은, 가교성 고분자와 전도성 고분자를 50 : 50 내지 60 : 40의 중량비로 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the carbon-based first conductive filler layer and the second conductive filler layer may include a crosslinkable polymer and a conductive polymer in a weight ratio of 50:50 to 60:40.

일 측에 따를 때, 상기 가교성 고분자와 전도성 고분자의 함량에 따라 제1 전도성 필러층 및 제2 전도성 필러층의 표면 형태와 전기적 특성 및 내열성이 상이할 수 있다.According to one side, depending on the content of the crosslinkable polymer and the conductive polymer, the surface shape, electrical properties and heat resistance of the first conductive filler layer and the second conductive filler layer may be different.

일 측에 따를 때, 상기 혼합비 범위 내의 제1 전도성 필러층 및 제2 전도성 필러층은, 높은 전기 전도성을 가지면서도 PEI 매트릭스에 카본나노튜브가 균일하게 분산되어 높은 신뢰도를 가질 수 있다.According to one side, the first conductive filler layer and the second conductive filler layer within the mixing ratio range, while having high electrical conductivity, carbon nanotubes are uniformly dispersed in the PEI matrix can have a high reliability.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 음이온 교환 기능성 고분자층의 음이온은, 비스(트리플루오로메틸술포닐)이미드(Bis(trifluoromethylsulfonyl)imide), 폴리설파이드 이온 또는 이 둘 모두를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the anion of the anion exchange functional polymer layer may include bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (Bis (trifluoromethylsulfonyl) imide), polysulfide ions, or both. have.

일 측에 따를 때, 상기 폴리설파이드 음이온은 리툼 황 전지의 작동시에 발생하는 것으로, 용출된 폴리설파이드가 반대편 전극으로 반복적으로 이동하여 셔틀 효과(Shuttle effect)를 일으키고, 전극과 반응하여 전극 계면에 비전도성 부동층(passivation layer)을 형성하게 되어 사용할 수 있는 황 전극의 양이 감소할 수 있다.According to one side, the polysulfide anion is generated during the operation of the Lithium sulfur battery, the eluted polysulfide is repeatedly moved to the opposite electrode causing a shuttle effect, and reacts with the electrode to the electrode interface Forming a non-conductive passivation layer can reduce the amount of sulfur electrodes that can be used.

일 측에 따를 때, 상기 음이온 교환 기능성 고분자층은, 바람직하게는 상기 폴리설파이드가 황 양극 외로 이동하는 것을 억제하기 위한 것으로, 상기 제1 전도성 필러층 및 제2 전도성 필러층 사이에 적층된 샌드위치 구조로 도입되는 경우, 음이온 교환 방식을 통하여 폴리설파이드를 흡착하고, 충전시 흡착한 폴리설파이드를 탈착하며 가역적으로 폴리설파이드를 흡탈착하며 분리막 및 음극을 보호하고 리튬-황 전지의 성능을 향상시킬 수 있다.According to one side, the anion exchange functional polymer layer, preferably for inhibiting the movement of the polysulfide out of the sulfur anode, a sandwich structure laminated between the first conductive filler layer and the second conductive filler layer When introduced into, it is possible to adsorb polysulfide through anion exchange, to desorb the adsorbed polysulfide during charging, to reversibly adsorb and desorb polysulfide, to protect the separator and negative electrode, and to improve the performance of lithium-sulfur battery. .

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 음이온 교환 기능성 고분자층의 이온성 액체 기반 고분자는, Poly(1-Ethyl-3-methylimidazolium) bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (PVIm[TFSI]), Poly(1-Ethyl-3-methylimidazolium) bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (PVIm[Br]), Poly(1-vinyl-3-ethylimidazolium bromide), Poly(2-(methacryloyloxy)ethyl bis(trifluoromethylsulfonyl)imide 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the ionic liquid-based polymer of the anion exchange functional polymer layer, Poly (1-Ethyl-3-methylimidazolium) bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (PVIm [TFSI]), Poly (1-Ethyl) -3-methylimidazolium) bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (PVIm [Br]), Poly (1-vinyl-3-ethylimidazolium bromide), Poly (2- (methacryloyloxy) ethyl bis (trifluoromethylsulfonyl) imide and combinations thereof It may include one selected.

일 측에 따를 때, 상기 이온성 액체 기반 고분자는, 바람직하게는 Poly(1-Ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (PVIm[TFSI]) 일 수 있다.According to one side, the ionic liquid-based polymer may be, preferably, Poly (1-Ethyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (PVIm [TFSI]).

일 측에 따를 때, 상기 Poly(1-Ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (PVIm[TFSI])를 포함하는 음이온 교환 기능성 고분자층은, 전기방사에 의한 나노섬유일 수 있다.According to one side, the anion exchange functional polymer layer containing the poly (1-Ethyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (PVIm [TFSI])) may be nanofibers by electrospinning.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 음이온 교환 기능성 고분자층의 두께는 5 μm내지 10 μm 인 것일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the thickness of the anion exchange functional polymer layer may be 5 μm to 10 μm.

일 측에 따를 때, 상기 두께 범위의 음이온 교환 기능성 고분자층은, 폴리설파이드의 용출을 효과적으로 억제할 수 있다.According to one side, the anion exchange functional polymer layer in the thickness range can effectively suppress the dissolution of polysulfide.

일 측에 따를 때, 상기 음이온 교환 기능성 고분자층을 구성하는 이온성 액체 고분자로서, 바람직하게는 PVIm[TFSI] 고분자는, 혼합용매에 용해시켰을 때 고분자 용액의 농도가 20 wt% 내지 30 wt% 일 수 있으며, 전기 방사에 의해 평균 직경 약 100 nm 내지 500 nm의 나노 섬유를 제조할 수 있다.According to one side, the ionic liquid polymer constituting the anion exchange functional polymer layer, preferably PVIm [TFSI] polymer, when dissolved in a mixed solvent concentration of the polymer solution 20 wt% to 30 wt% And nanofibers having an average diameter of about 100 nm to 500 nm by electrospinning.

일 측에 따를 때, 상기 직경 범위의 나노 섬유는 고분자 용액의 농도에 의해 의해 의존되는 것으로, 전기방사가 가장 원활히 일어나는 최적의 전압에서 가장 균일한 분포를 가질 수 있다.According to one side, the nanofibers in the diameter range is dependent on the concentration of the polymer solution, it may have the most uniform distribution at the optimum voltage that the electrospinning occurs most smoothly.

본 발명의 또 다른 측면의 일 실시예에 따른, 전기 화학 소자는, 양극, 음극, 상기 양극 및 음극 사이에 위치하는 분리막 및 상기 양극, 음극 및 분리막에 함침된 전해질을 포함하고, 상기 분리막은, 전술한 일 실시예에 따른 분리막인 것을 포함한다.According to an embodiment of another aspect of the present invention, an electrochemical device includes a separator positioned between an anode, a cathode, the anode and the cathode, and an electrolyte impregnated with the anode, the cathode, and the separator, It includes a separator according to the embodiment described above.

본 발명의 또 다른 측면의 일 실시예에 따른, 리튬 황 전지용 분리막의 제조방법은, 전도성 고분자, 가교성 고분자 및 용매를 각각 혼합하여 제1 전도성 필러 용액 및 제2 전도성 필러 용액을 제조하는 단계, 이온성 액체 기반 고분자를 포함하는 음이온 교환 기능성 고분자층 조성물을 준비하는 단계, 다공성 기재 상에 상기 제1 전도성 필러 용액을 방사하여 제1 전도성 필러층을 형성하는 단계, 상기 제1 전도성 필러층 상에 음이온 교환 기능성 고분자 조성물을 적층하여 음이온 교환 기능성 고분자층을 형성하는 단계 및 상기 음이온 교환 기능성 고분자층 상에 제2 전도성 필러 용액을 방사하여 제2 전도성 필러층을 형성하는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, a method of manufacturing a separator for a lithium sulfur battery may include preparing a first conductive filler solution and a second conductive filler solution by mixing a conductive polymer, a crosslinkable polymer, and a solvent, respectively. Preparing an anion exchange functional polymer layer composition comprising an ionic liquid-based polymer, spinning the first conductive filler solution on a porous substrate to form a first conductive filler layer, on the first conductive filler layer Stacking an anion exchange functional polymer composition to form an anion exchange functional polymer layer and spinning a second conductive filler solution on the anion exchange functional polymer layer to form a second conductive filler layer.

일 측에 따를 때, 상기 제1 전도성 필러 용액 및 제2 전도성 필러 용액의 가교성 고분자는 바람직하게는 폴리에테르이미드(PEI)일수 있으며, 전도성 고분자는 다중벽 카본나노튜브(MWCNT)일 수 있고, 용매는 Sulfuric acid, nitric acid, N,N-dimethylformamide(DMF), 2-amino-4-hydroxy-6-methyl-pyrimidine(AHMP), toluene 2,4-diisocyanate 및 N,N-dimethylacetamide(DMAc)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.According to one side, the crosslinkable polymer of the first conductive filler solution and the second conductive filler solution may be preferably polyetherimide (PEI), the conductive polymer may be a multi-walled carbon nanotube (MWCNT), The solvents are sulfuric acid, nitric acid, N, N-dimethylformamide (DMF), 2-amino-4-hydroxy-6-methyl-pyrimidine (AHMP), toluene 2,4-diisocyanate and N, N-dimethylacetamide (DMAc). It may include one or more selected from the group consisting of.

일 측에 따를 때, 상기 다중벽 카본나노튜브는 Quadruple hydrogen bonding sites로 기능화된 것일 수 있으며, 표면에 다량의 AHMP 도입으로 제조하여 준비될 수 있다.According to one side, the multi-walled carbon nanotubes may be functionalized as quadruple hydrogen bonding sites, prepared by preparing a large amount of AHMP introduced on the surface.

일 측에 따를 때, 폴리에테르이미드를 용매에서 고온에서 교반 처리하여 PEI 고분자 매트릭스 용액을 제조하고, 상기 다중벽 카본나노튜브를 물 용매에서 초음파 처리하여 제1 및 제2 전도성 필러 용액을 준비할 수 있다.According to one side, the polyetherimide was stirred at a high temperature in a solvent to prepare a PEI polymer matrix solution, and the multi-walled carbon nanotubes were sonicated in a water solvent to prepare first and second conductive filler solutions. have.

일 측에 따를 때, 상기 방사는 전기방사일 수 있으며, 제조된 제1 및 제2 전도성 필러 용액을 주사기에 넣고 전압을 가하여 전기 방사하여 섬유 웹을 형성한 후, 열 건조 오븐기에서 건조하여 잔류하는 용매를 제거할 수 있다.According to one side, the spinning may be electrospinning, the prepared first and second conductive filler solution is put into a syringe and electrospun by applying a voltage to form a fiber web, and then dried in a heat drying oven to remain The solvent can be removed.

일 측에 따를 때, 상기 음이온 교환 기능성 고분자층 조성물을 준비하는 단계에서 이를 구성하는 이온성 액체 고분자를 합성하는 방법으로, 중합이 가능한 작용기를 포함하는 이온성 액체 모노머로부터 중합-이온교환 또는 이온교환-중합을 포함할 수 있다.According to one side, a method for synthesizing the ionic liquid polymer constituting it in the step of preparing the anion exchange functional polymer layer composition, polymerization-ion exchange or ion exchange from an ionic liquid monomer containing a polymerizable functional group May include polymerization.

일 측에 따를 때, 상기 제1 전도성 필러층에 상기 음이온 교환 기능성 고분자 조성물을 방사한 후, 다시 제2 전도성 필러 용액을 방사하여 음이온 교환 기능성 고분자층이 중간에 형성된 샌드위치 구조의 기능성 분리막을 형성할 수 있다.According to one side, after spinning the anion exchange functional polymer composition on the first conductive filler layer, and then again spinning a second conductive filler solution to form a functional separator of the sandwich structure with an anion exchange functional polymer layer formed in the middle Can be.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제1 전도성 필러 용액 및 제2 전도성 필러 용액을 제조하는 단계에서 상기 가교성 고분자와 전도성 고분자의 방사 속도는 각각 1 ㎕/min 내지 5 ㎕/min, 50㎕/min 내지 80 ㎕/min 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the step of preparing the first conductive filler solution and the second conductive filler solution, the spinning rates of the crosslinkable polymer and the conductive polymer are 1 μl / min to 5 μl / min and 50 μl, respectively. / min to 80 μl / min.

일 측에 따를 때, 상기 방사 속도 범위에 의할 때, 전술한 평균 직경 범위와 비슷한 제1 전도성 필러층 및 제2 전도성 필러층을 형성할 수 있으며, 상기 속도에서 전기방사에 의한 고분자 용액의 테일러 콘이 안정되게 형성되며, 더 균일하고 얇은 웹 구조를 형성할 수 있다.According to one side, according to the spinning speed range, it is possible to form a first conductive filler layer and a second conductive filler layer similar to the above-described average diameter range, the Taylor of the polymer solution by electrospinning at the speed The cone is formed stably and can form a more uniform and thin web structure.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제1 전도성 필러 용액의 방사 및 제2 전도성 필러 용액의 방사, 음이온 교환 기능성 고분자층의 적층 중 하나 이상은, 이중 전기 방사, 이중 전기 분무 또는 이중 스프레이 방식을 이용하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the invention, at least one of the spinning of the first conductive filler solution and the spinning of the second conductive filler solution, the stack of the anion exchange functional polymer layer, the dual electrospinning, dual electrospray or dual spray It may be to use.

일 측에 따를 때, 상기 제1 전도성 필러 용액의 방사 및 제2 전도성 필러 용액의 방사, 음이온 교환 기능성 고분자층의 적층은 바람직하게는 모두 이중 전기방사에 의한 것일 수 있으며, 이중 전기 방사에 의할 때, 제1 및 제2 전도성 필러층은 나노탄소소재의 응집 거동이 제어되어 용매에 대한 분산성을 현저히 향상시키고, 각 층 간의 소재간 분자 구조의 유사성에 기인한 상호인력이 작용하여 비드(bead)가 거의 발생하지 않는 기능성 분리막의 제조가 가능할 수 있다.According to one side, the spinning of the first conductive filler solution and the spinning of the second conductive filler solution, lamination of the anion exchange functional polymer layer may be preferably all by double electrospinning, by double electrospinning At this time, the first and second conductive filler layers control the cohesion behavior of the nano-carbon material to significantly improve the dispersibility in the solvent, and due to the mutual attraction due to the similarity of the molecular structure between the materials, the beads It may be possible to manufacture a functional separator that hardly occurs).

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 용매는, N-메틸-2-피롤리디논(N-methyl-2-pyrrolidone), 물, 아이소프로필 알코올, 디메틸포름아마이드(N,N-dimethylformamide), 디메틸아세트아마이드(N,N-dimethylacetamide), 메틸 피롤리돈(N,N-Methylpyrrolidone) 증류수(deionized water), 이소프로필알콜(iso-propylalcohol), 부탄올(buthalol), 에탄올(ethanol), 헥산올(hexanol), 아세톤(Acatone), 디메틸포름아마이드(N,N-dimethylformamide), 황산, 질산, 2-아미노-4-하이드록시-6-메틸-피리미딘(2-amino-4-hydroxy-6-methyl-pyrimidine, (AHMP)), 톨루엔 2,4-다이이소시아네이트(toluene 2,4-diisocyanate) 및 N,N-다이메틸아세트아미드(N,N-dimethylacetamide, (DMAc))및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the solvent is N-methyl-2-pyrrolidone (N-methyl-2-pyrrolidone), water, isopropyl alcohol, dimethylformamide (N, N-dimethylformamide), dimethyl Acetamide (N, N-dimethylacetamide), methylpyrrolidone (N, N-Methylpyrrolidone) deionized water, isopropyl alcohol (iso-propylalcohol), butanol, ethanol, hexanol ), Acetone (Acatone), dimethylformamide (N, N-dimethylformamide), sulfuric acid, nitric acid, 2-amino-4-hydroxy-6-methyl-pyrimidine (2-amino-4-hydroxy-6-methyl- pyrimidine, (AHMP)), toluene 2,4-diisocyanate and N, N-dimethylacetamide (DMAc) and combinations thereof It may include one selected.

이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the contents of the present invention are not limited to the following examples.

실시예 . 리튬 황 전지용 기능성 분리막의 제조EXAMPLE Preparation of Functional Separator for Lithium Sulfur Battery

PEI는 Sabic Co.에서 제조한 ULTEM 1000 grade를 구입하였고, MWCNTs는 JEIO Co.(Seoul, Korea)에서 제공한 다중벽 탄소나노튜브를 사용하였다. Sulfuric acid, nitric acid, N,N-dimethylformamide(DMF), 2-amino-4-hydroxy-6-methyl-pyrimidine(AHMP), toluene 2,4-diisocyanate(TDI)는 Aldrich사(Seoul, Korea)에서 구매하여 사용하였으며, JUNSEI사에서 N,N-dimethylacetamide(DMAc)를 구입하여 용매로 사용하였다.PEI purchased ULTEM 1000 grade manufactured by Sabic Co. and MWCNTs used multi-walled carbon nanotubes provided by JEIO Co. (Seoul, Korea). Sulfuric acid, nitric acid, N, N-dimethylformamide (DMF), 2-amino-4-hydroxy-6-methyl-pyrimidine (AHMP) and toluene 2,4-diisocyanate (TDI) are available from Aldrich (Seoul, Korea). It was purchased and used, N, N-dimethylacetamide (DMAc) from JUNSEI was used as a solvent.

PEI polymer(1.17 g)를 DMAc 용매(5 ml)에서 10시간 동안 70oC에서 물리적으로 교반 처리하여 PEI polymer 용액을 제조하였으며, MWCNTs를 분산제와 함께 물에 넣어1시간 동안 초음파 처리하여 PEI와 MWCNT 방사 용액을 각각 준비하였다.PEI polymer (1.17 g) was physically stirred at 70 ° C. for 10 hours in DMAc solvent (5 ml) to prepare a PEI polymer solution. PEI and MWCNTs were sonicated for 1 hour by adding MWCNTs to water together with a dispersant. Each spinning solution was prepared.

PEI 및MWCNT 방사용액을 각각 주사기에 넣고 전압을 가하여 이중 전기 방사하였다. 이 때, PEI 및MWCNT 용액의 방출 속도는 각각 3 ㎕/min, 65㎕/min 로 하여 섬유 웹을 형성하였다. 방사된 용액은 80oC에서 압연하고, 60 oC의 열건조 오븐기에서 12시간 동안 건조하여 잔류하는 용매를 완전히 제거하고 제1 전도성 필러층을 완성하였다. PEI and MWCNT spinning solutions were placed in syringes and double electrospun by applying voltage. At this time, the release rates of the PEI and MWCNT solutions were 3 μl / min and 65 μl / min, respectively, to form a fibrous web. The spun solution was rolled at 80 ° C. and dried for 12 hours in a 60 ° C. heat-dried oven to completely remove the remaining solvent and complete the first conductive filler layer.

PVdF-HFP(Aldrich. Co.)계 고분자를 acetone(purity 99%, Daejung Chemical Co.)과 DMAc(N,N-dimethylacetamide, Daejung Chemical Co.) 혼합용매에 용해시켜 PVdF-HFP 고분자 용액을 제조하였으며, PVIm[TFSI]계 이온성 액체 기반 고분자도 acetone(purity 99%, Daejung Chemical Co.)과 DMAc(N,N-dimethylacetamide, Daejung Chemical Co.) 혼합용매에 용해시켜 PVIm[TFSI] 고분자 용액을 제조하였다.PVdF-HFP (Aldrich. Co.) based polymer was dissolved in acetone (purity 99%, Daejung Chemical Co.) and DMAc (N, N-dimethylacetamide, Daejung Chemical Co.) mixed solvent to prepare PVdF-HFP polymer solution. , PVIm [TFSI] based ionic liquid polymer was also dissolved in acetone (purity 99%, Daejung Chemical Co.) and DMAc (N, N-dimethylacetamide, Daejung Chemical Co.) mixed solvent to prepare PVIm [TFSI] polymer solution It was.

그 후, 상기 제1 전도성 필러층 상에, PVdF-HFP와 PVIm[TFSI] 고분자 용액을 각각 실리지에 넣고 전압 발생장치를 이용하여 동시에 전기 방사하여 음이온 교환 기능성 고분자층을 적층하였다.Thereafter, PVdF-HFP and PVIm [TFSI] polymer solutions were respectively placed in a silicide on the first conductive filler layer and electrospun at the same time using a voltage generator to stack anion exchange functional polymer layers.

상기 음이온 교환 기능성 고분자층 상에 제1 전도성 필러층과 동일한 제조 방법으로 제조된 제2 전도성 필러층을 동일 방법으로 방사하여 형성하였다.On the anion exchange functional polymer layer, a second conductive filler layer prepared by the same manufacturing method as the first conductive filler layer was formed by spinning in the same manner.

실험과정을 요약컨대, PE 분리막 위에 제조한 PEI와 MWCNT 용액을 각각 동시에 방사하여 기공구조가 발달된 제 1 전도성 필러층을 제조한다. 이후에 이온성 액체 기반 고분자 용액과 지지체 역할인 PVdF-HFP 용액 또한 각각 동시에 방사하여 거미줄 구조의 음이온 교환 기능성 층을 제조하였다. 이후 해당 기능성 층위에 앞서 말한 제 2 전도성 필러층을 그 위에 방사하여 샌드위치 구조의 기능성 분리막을 제조하였다.In summary, the first conductive filler layer with improved pore structure was prepared by simultaneously spinning the PEI and MWCNT solutions prepared on the PE separator. Thereafter, the ionic liquid-based polymer solution and the PVdF-HFP solution serving as the support were also spun at the same time to prepare an anion exchange functional layer having a spider web structure. Thereafter, the aforementioned second conductive filler layer was radiated onto the functional layer to prepare a functional separator having a sandwich structure.

실시예에 따라 제조된 기능성 분리막을 포함하는 리튬 황 전지는, 샌드위치의 중간층인 고분자/이온성 액체 기반 고분자 (Poly(ionic liquid)s 를 포함하는 음이온 교환 기능성 고분자층의 이온성 액체 기반 고분자에서 방전시 황 양극으로부터 녹아나온 음이온의 성격을 띄는 폴리설파이드(polysulfides)이온을 음이온 교환 방식을 통하여 폴리설파이드를 흡착하고, 충전시 흡착한 폴리설파이드를 탈착하며 가역적으로 폴리설파이드를 흡탈착하며 분리막 및 음극을 보호하고 리튬-황 전지의 성능을 향상시키는 것을 확인하였다.Lithium sulfur battery comprising a functional separator prepared according to the embodiment, the discharge in the ionic liquid-based polymer of the anion-exchange functional polymer layer containing a polymer / ionic liquid-based polymer (Poly (ionic liquid) s) that is the intermediate layer of the sandwich Polysulfide ions, which have the characteristics of anions melted from sulfur anodes, are adsorbed to the polysulfides through anion exchange method, desorbed polysulfides during charging, and reversibly adsorb and desorb polysulfides. It has been found to protect and improve the performance of lithium-sulfur batteries.

뿐만 아니라, 기능성층인 음이온 교환 기능성 고분자층의 위아래의 제1 및 제2 전도성 필러층은 전도성/다공성 층으로 리튬 이온의 이동은 우수하고, 전도성을 통해 폴리설파이드의 이용 효율을 높여주어 분리막 및 음극을 보호하고 리튬-황 전지의 성능을 향상시키는 것을 확인하였다.In addition, the first and second conductive filler layers above and below the anion exchange functional polymer layer, which is a functional layer, are conductive / porous layers, and have excellent mobility of lithium ions, and improve the utilization efficiency of polysulfide through conductivity, thereby separating membranes and cathodes. It has been found to protect and improve the performance of lithium-sulfur batteries.

상기 음이온 교환 기능성 고분자층은, 충방전시 폴리설파이드를 가역적으로 흡탈착하고, 우수한 기공구조를 통해 리튬 이온의 이동을 가능하게 함을 통해, 리튬 황 전지에서 문제가 되는 폴리설파이드의 음극으로의 이동을 억제함과 동시에 리튬 이온의 원활한 이동을 도모하였다.The anion exchange functional polymer layer, reversibly adsorption-desorption and desorption of the polysulfide during charge and discharge, and by allowing the movement of lithium ions through the excellent pore structure, the polysulfide to the negative electrode of the lithium sulfur battery is a problem At the same time, smooth movement of lithium ions was achieved.

그리고 제1 및 제2 전도성 필러층은, 고분자/탄소 구조물로 구성되어 있고, 전도성/다공성 층으로, 전극과 마주하고 있는 위층은 상부 집전체 (Upper current collector)의 역할을 하여 폴리설파이드를 흡탈착하고 이용효율을 높여주고, 아래층은 중간층에서 탈착된 폴리설파이드가 음극쪽으로 넘어가는 것을 차단시켜주는 것을 확인하였다.The first and second conductive filler layers are made of a polymer / carbon structure, and are conductive / porous layers. The upper layer facing the electrode serves as an upper current collector to adsorb and desorb polysulfide. And to improve the utilization efficiency, the lower layer was confirmed to block the polysulfide desorbed from the intermediate layer to the cathode side.

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. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is represented by the following claims, and it should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof are included in the scope of the present invention.

Claims (13)

열가소성 고분자를 포함하는 다공성 기재;
상기 다공성 기재 상에 형성된 탄소 기반 제1 전도성 필러층;
상기 탄소 기반 제1 전도성 필러층 상에 형성된 이온성 액체 기반 고분자를 포함하는 음이온 교환 기능성 고분자층;및
상기 음이온 교환 기능성 고분자층 상에 형성된 탄소 기반 제2 전도성 필러층;
을 포함하는,
리튬 황 전지용 분리막.
A porous substrate including a thermoplastic polymer;
A carbon-based first conductive filler layer formed on the porous substrate;
Anion exchange functional polymer layer comprising an ionic liquid-based polymer formed on the carbon-based first conductive filler layer; And
A carbon-based second conductive filler layer formed on the anion exchange functional polymer layer;
Including,
Separator for lithium sulfur battery.
제1항에 있어서,
상기 다공성 기재는,
폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 플리아미드, 폴리술폰, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리프로필렌, 폴리에터이미드, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리아크릴릭엑시드, 폴리비닐피롤리돈, 아가로즈, 알지네이트, 폴리비닐리덴 헥사플로로프로필렌, 폴리우레탄, 나일론 6, 폴리피롤, 폴리 3,4-에틸렌디옥시티오펜, 폴리아닐린, 이들의 유도체 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것인,
리튬 황 전지용 분리막.
The method of claim 1,
The porous substrate,
Polyethylene, polyethylene terephthalate, polyimide, polyamide, polysulfone, polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, polypropylene, polyetherimide, polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, polyacrylic acid, polyvinylpyrrolidone , Agarose, alginate, polyvinylidene hexafluoropropylene, polyurethane, nylon 6, polypyrrole, poly 3,4-ethylenedioxythiophene, polyaniline, derivatives thereof, and combinations thereof. That is,
Separator for lithium sulfur battery.
제1항에 있어서,
상기 탄소 기반 제1 전도성 필러층 및 제2 전도성 필러층은,
가교성 고분자 상에 함침된 전도성 고분자를 포함하고,
상기 전도성 고분자는,
카본나노튜브, 그래핀, 그래핀 옥사이드, 환원된 그래핀 옥사이드, 카본블랙 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것인,
리튬 황 전지용 분리막.
The method of claim 1,
The carbon-based first conductive filler layer and the second conductive filler layer,
A conductive polymer impregnated on the crosslinkable polymer,
The conductive polymer,
Carbon nanotubes, graphene, graphene oxide, reduced graphene oxide, carbon black, and a combination thereof, including one selected from the group consisting of
Separator for lithium sulfur battery.
제3항에 있어서,
상기 가교성 고분자는,
폴리에틸렌이민, 폴리에테르이미드, 글리세롤, 부탄올, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐피롤리돈 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것인,
리튬 황 전지용 분리막.
The method of claim 3,
The crosslinkable polymer,
It includes one selected from the group consisting of polyethyleneimine, polyetherimide, glycerol, butanol, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polyvinylpyrrolidone and combinations thereof,
Separator for lithium sulfur battery.
제3항에 있어서,
상기 탄소 기반 제1 전도성 필러층 및 제2 전도성 필러층은,
가교성 고분자와 전도성 고분자를 50 : 50 내지 60 : 40의 중량비로 포함하는 것인,
리튬 황 전지용 분리막.
The method of claim 3,
The carbon-based first conductive filler layer and the second conductive filler layer,
To include a crosslinkable polymer and a conductive polymer in a weight ratio of 50:50 to 60:40,
Separator for lithium sulfur battery.
제1항에 있어서,
상기 음이온 교환 기능성 고분자층의 음이온은,
비스(트리플루오로메틸술포닐)이미드(Bis(trifluoromethylsulfonyl)imide), 폴리설파이드 이온 또는 이 둘 모두를 포함하는 것인,
리튬 황 전지용 분리막.
The method of claim 1,
The anion of the anion exchange functional polymer layer,
Bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (Bis (trifluoromethylsulfonyl) imide), including polysulfide ions or both,
Separator for lithium sulfur battery.
제1항에 있어서,
상기 음이온 교환 기능성 고분자층의 이온성 액체 기반 고분자는,
Poly(1-Ethyl-3-methylimidazolium) bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (PVIm[TFSI]), Poly(1-Ethyl-3-methylimidazolium) bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (PVIm[Br]), Poly(1-vinyl-3-ethylimidazolium bromide), Poly(2-(methacryloyloxy)ethyl bis(trifluoromethylsulfonyl)imide 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것인,
리튬 황 전지용 분리막.
The method of claim 1,
The ionic liquid-based polymer of the anion exchange functional polymer layer,
Poly (1-Ethyl-3-methylimidazolium) bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (PVIm [TFSI]), Poly (1-Ethyl-3-methylimidazolium) bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (PVIm [Br]), Poly (1-vinyl- 3-ethylimidazolium bromide), Poly (2- (methacryloyloxy) ethyl bis (trifluoromethylsulfonyl) imide and those containing one selected from the group consisting of a combination thereof,
Separator for lithium sulfur battery.
제1항에 있어서,
상기 음이온 교환 기능성 고분자층의 두께는 5 μm내지 10 μm 인 것인,
리튬 황 전지용 분리막.
The method of claim 1,
The thickness of the anion exchange functional polymer layer is 5 μm to 10 μm,
Separator for lithium sulfur battery.
양극;
음극;
상기 양극 및 음극 사이에 위치하는 분리막; 및
상기 양극, 음극 및 분리막에 함침된 전해질; 을 포함하고,
상기 분리막은,
제 1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 분리막인 것인,
전기 화학 소자.
anode;
cathode;
A separator positioned between the anode and the cathode; And
An electrolyte impregnated in the positive electrode, the negative electrode, and the separator; Including,
The separator,
The separator according to any one of claims 1 to 8,
Electrochemical device.
전도성 고분자, 가교성 고분자 및 용매를 각각 혼합하여 제1 전도성 필러 용액 및 제2 전도성 필러 용액을 제조하는 단계;
이온성 액체 기반 고분자를 포함하는 음이온 교환 기능성 고분자층 조성물을 준비하는 단계;
다공성 기재 상에 상기 제1 전도성 필러 용액을 방사하여 제1 전도성 필러층을 형성하는 단계;
상기 제1 전도성 필러층 상에 음이온 교환 기능성 고분자 조성물을 적층하여 음이온 교환 기능성 고분자층을 형성하는 단계; 및
상기 음이온 교환 기능성 고분자층 상에 제2 전도성 필러 용액을 방사하여 제2 전도성 필러층을 형성하는 단계;
를 포함하는,
리튬 황 전지용 분리막의 제조방법.
Preparing a first conductive filler solution and a second conductive filler solution by mixing a conductive polymer, a crosslinkable polymer, and a solvent, respectively;
Preparing an anion exchange functional polymer layer composition comprising an ionic liquid based polymer;
Spinning the first conductive filler solution on the porous substrate to form a first conductive filler layer;
Stacking an anion exchange functional polymer composition on the first conductive filler layer to form an anion exchange functional polymer layer; And
Spinning a second conductive filler solution on the anion exchange functional polymer layer to form a second conductive filler layer;
Containing,
Method for producing a separator for lithium sulfur battery.
제10항에 있어서,
상기 제1 전도성 필러 용액 및 제2 전도성 필러 용액을 제조하는 단계에서 상기 가교성 고분자와 전도성 고분자의 방사 속도는 각각 1 ㎕/min 내지 5 ㎕/min, 50㎕/min 내지 80 ㎕/min 인 것인,
리튬 황 전지용 분리막의 제조방법.
The method of claim 10,
In the preparing of the first conductive filler solution and the second conductive filler solution, the spinning rates of the crosslinkable polymer and the conductive polymer are 1 μl / min to 5 μl / min and 50 μl / min to 80 μl / min, respectively. sign,
Method for producing a separator for lithium sulfur battery.
제10항에 있어서,
상기 제1 전도성 필러 용액의 방사 및 제2 전도성 필러 용액의 방사, 음이온 교환 기능성 고분자층의 적층 중 하나 이상은,
이중 전기 방사, 이중 전기 분무 또는 이중 스프레이 방식을 이용하는 것인,
리튬 황 전지용 분리막의 제조방법.
The method of claim 10,
At least one of spinning of the first conductive filler solution, spinning of the second conductive filler solution, and stacking of the anion exchange functional polymer layer,
Using double electrospinning, double electrospraying or double spraying,
Method for producing a separator for lithium sulfur battery.
제9항에 있어서,
상기 용매는, N-메틸-2-피롤리디논(N-methyl-2-pyrrolidone), 물, 아이소프로필 알코올, 디메틸포름아마이드(N,N-dimethylformamide), 디메틸아세트아마이드(N,N-dimethylacetamide), 메틸 피롤리돈(N,N-Methylpyrrolidone) 증류수(deionized water), 이소프로필알콜(iso-propylalcohol), 부탄올(buthalol), 에탄올(ethanol), 헥산올(hexanol), 아세톤(Acatone), 디메틸포름아마이드(N,N-dimethylformamide), 황산, 질산, 2-아미노-4-하이드록시-6-메틸-피리미딘(2-amino-4-hydroxy-6-methyl-pyrimidine, (AHMP)), 톨루엔 2,4-다이이소시아네이트(toluene 2,4-diisocyanate) 및 N,N-다이메틸아세트아미드(N,N-dimethylacetamide, (DMAc)) 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것인,
리튬 황 전지용 분리막의 제조방법.
The method of claim 9,
The solvent is N-methyl-2-pyrrolidinone (N-methyl-2-pyrrolidone), water, isopropyl alcohol, dimethylformamide (N, N-dimethylformamide), dimethylacetamide (N, N-dimethylacetamide) , Methyl pyrrolidone (N, N-Methylpyrrolidone) deionized water, isopropyl alcohol (iso-propylalcohol), butanol, ethanol, hexanol, acetone, dimethylform Amide (N, N-dimethylformamide), sulfuric acid, nitric acid, 2-amino-4-hydroxy-6-methyl-pyrimidine (AHMP), toluene 2 , 4-diisocyanate (toluene 2,4-diisocyanate) and N, N-dimethylacetamide (N, N-dimethylacetamide, (DMAc)) and one selected from the group consisting of a combination thereof,
Method for producing a separator for lithium sulfur battery.
KR1020180100177A 2018-08-27 2018-08-27 Seperator for lithium sulfur battery and manufacturing method KR102130967B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180100177A KR102130967B1 (en) 2018-08-27 2018-08-27 Seperator for lithium sulfur battery and manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180100177A KR102130967B1 (en) 2018-08-27 2018-08-27 Seperator for lithium sulfur battery and manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200023794A true KR20200023794A (en) 2020-03-06
KR102130967B1 KR102130967B1 (en) 2020-07-07

Family

ID=69802749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180100177A KR102130967B1 (en) 2018-08-27 2018-08-27 Seperator for lithium sulfur battery and manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102130967B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113871793A (en) * 2021-09-28 2021-12-31 中材锂膜有限公司 Preparation method of metal organic framework composite diaphragm

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180076219A (en) * 2016-12-27 2018-07-05 주식회사 엘지화학 Seperator and Lithium sulfur battery comprising the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180076219A (en) * 2016-12-27 2018-07-05 주식회사 엘지화학 Seperator and Lithium sulfur battery comprising the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113871793A (en) * 2021-09-28 2021-12-31 中材锂膜有限公司 Preparation method of metal organic framework composite diaphragm
CN113871793B (en) * 2021-09-28 2023-08-18 中材锂膜有限公司 Preparation method of metal organic frame composite diaphragm

Also Published As

Publication number Publication date
KR102130967B1 (en) 2020-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. Configurational and structural design of separators toward shuttling-free and dendrite-free lithium-sulfur batteries: A review
Deng et al. A review on separators for lithiumsulfur battery: progress and prospects
Wang et al. A lightweight multifunctional interlayer of sulfur–nitrogen dual-doped graphene for ultrafast, long-life lithium–sulfur batteries
US10513794B2 (en) Multilayered sulfur composite cathodes for lithium sulfur batteries
KR101764455B1 (en) Cathode for lithium-sulfur battery and method for preparing the same
CN107275551B (en) Lithium-sulfur battery, assembly thereof and application of functional material layer in lithium-sulfur battery
US10727466B2 (en) Polyethyleneimine-attached carbonaceous material and separator for lithium-sulfur battery coated with the same
Zhang et al. Polydopamine-coated separator for high-performance lithium-sulfur batteries
US10319974B2 (en) Lithium-sulfur battery separator and lithium-sulfur batteries using the same
CN108602674A (en) Carbon based fibers piece and lithium-sulfur cell comprising it
US10319971B2 (en) Method for making lithium-sulfur battery separator
Fan et al. Multifunctional second barrier layers for lithium–sulfur batteries
US11217826B2 (en) Methods of making sulfide-impregnated solid-state battery
KR102268184B1 (en) Sulfur-carbon composite, method for preparing the same, positive electrode and lithium secondary battery comprising the same
KR20160077529A (en) Separator for electrochemical device, method of preparing the same, and electrochemical device including the same
Zhao et al. Fabrication of high conductive S/C cathode by sulfur infiltration into hierarchical porous carbon/carbon fiber weave-structured materials via vapor-melting method
JP2011199210A (en) Rolled energy storage device
Zhou et al. Mechanical strong polymer cross-linking PVDF nanofiber electrolyte for lithium-ion batteries
KR101622093B1 (en) Graphene-Sulfur Composite for Cathode Active Material of Lithium-Sulfur Battery and Method of Preparing the Same
KR20200049685A (en) Carbon -surfur complex, method for manufacturing the same and lithium secondary battery comprising the same
KR102207525B1 (en) A carbon -surfur complex, manufacturing method thereof and lithium secondary battery comprising the same
KR20210054989A (en) Binder for lithium secondary battery electrode, positive electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same
KR20200067111A (en) Electrode for a secondary battery, secondary battery and flexible secondary battery including the same
KR20200045368A (en) Method for producing a slurry composition for forming an electrode active material layer, Electrode for a lithium secondary battery including an active material layer formed of the slurry composition, and Lithium secondary battery including the electrode
KR20170124700A (en) Lithium-sulfur ultracapacitor and manufacturing method of the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant