KR20210015552A - Stack and folding-type electrode assembly and Secondary battery device comprising the same - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a stack-folding-type electrode assembly having a structure in which a plurality of unit cells having a positive electrode, a negative electrode, and a separator for a unit cell interposed between the positive electrode and the negative electrode, are overlapped with each other, and a separator for continuous folding is interposed in each of the overlapping portions. The separator for a unit cell comprises a first cross-linked polyolefin separator having siloxane cross-linking, and the separator for folding comprises a second cross-linked polyolefin separator having siloxane cross-linking. The melt-down temperatures of the first and second cross-linked polyolefin separators are all 170°C or greater, the shut-down temperature of the first cross-linked polyolefin separator is lower than the shut-down temperature of the second cross-linked polyolefin separator, and the mechanical strength of the second cross-linked polyolefin separator is greater than the mechanical strength of the first cross-linked polyolefin separator. A secondary battery having the stack-folding type electrode assembly according to the present invention has improved thermal safety and improved mechanical safety against external impact.

Description

스택-폴딩형 전극 조립체 및 이를 구비한 이차전지 {Stack and folding-type electrode assembly and Secondary battery device comprising the same}Stack and folding-type electrode assembly and secondary battery device comprising the same

본 발명은 스택-폴딩형 전극 조립체 및 이를 구비한 이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실록산 가교결합을 갖는 가교 폴리올레핀 세퍼레이터를 구비하는 스택-폴딩형 전극 조립체 및 이를 구비한 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a stack-folding electrode assembly and a secondary battery having the same, and more particularly, to a stack-folding electrode assembly having a crosslinked polyolefin separator having siloxane crosslinking and a secondary battery having the same.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로, 이차전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있으며, 그 중에서도 에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수한 리튬 이차전지는 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자제품의 에너지원으로 널리 사용되고 있다. With the development of technology and the increase in demand for mobile devices, the demand for secondary batteries is also rapidly increasing. Among them, lithium secondary batteries with high energy density and operating voltage and excellent storage and lifespan characteristics are used for various mobile devices as well as various electronic products. It is widely used as an energy source.

이차전지는 외부 및 내부의 구조적 특징에 따라 대략 원통형 전지, 각형 전지 및 파우치형 전지로 분류되며, 그 중에서도 높은 집적도로 적층될 수 있고, 길이 대비 작은 폭을 가진 각형 전지와 파우치형 전지가 특히 주목받고 있다.Secondary batteries are roughly classified into cylindrical batteries, prismatic batteries, and pouch-type batteries according to external and internal structural features, and among them, prismatic batteries and pouch-type batteries that can be stacked with a high degree of integration and have a small width compared to their length are particularly noted. Receiving.

이차전지를 구성하는 양극/세퍼레이터/음극 구조의 전극 조립체는 그것의 구조에 따라 크게 젤리-롤형(권취형)과 스택형(적층형)으로 구분된다. 젤리-롤형 전극 조립체는, 집전체로 사용되는 금속 호일에 전극 활물질 등을 코팅하고 건조 및 프레싱한 후, 소망하는 폭과 길이의 밴드 형태로 재단하고 세퍼레이터를 사용하여 음극과 양극을 격막한 후 나선형으로 감아 제조된다. 젤리-롤형 전극 조립체는 원통형 전지에는 적합하지만, 각형 또는 파우치형 전지에 적용함에 있어서는 전극 활물질의 박리 문제, 낮은 공간 활용성 등의 단점이 있다. 반면에, 스택형 전극 조립체는 다수의 양극 및 음극 단위셀들을 순차적으로 적층한 구조로서, 각형의 형태를 얻기가 용이한 장점이 있지만, 제조과정이 번잡하고 충격이 가해졌을 때 전극이 밀려서 단락이 유발되는 단점이 있다.Electrode assemblies having a positive/separator/cathode structure constituting a secondary battery are largely classified into a jelly-roll type (winding type) and a stack type (stack type) according to their structure. The jelly-roll type electrode assembly is coated with an electrode active material, etc. on a metal foil used as a current collector, dried and pressed, cut into a band of a desired width and length, and separated from the negative electrode and the positive electrode using a separator, and then spirally It is manufactured by winding it. The jelly-roll type electrode assembly is suitable for a cylindrical battery, but when applied to a prismatic or pouch type battery, there are disadvantages such as a peeling problem of an electrode active material and low space utilization. On the other hand, the stacked electrode assembly is a structure in which a plurality of positive and negative unit cells are sequentially stacked, and has the advantage of being easy to obtain a square shape, but the manufacturing process is complicated and the electrode is pushed when an impact is applied, causing a short circuit. There is a drawback that is caused.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 전극 조립체로서, 일정한 단위 크기인 단위셀들, 예를 들어 양극/세퍼레이터/음극 구조의 풀셀(full cell)들 또는 양극(음극)/세퍼레이터/음극(양극)/세퍼레이터/양극(음극) 구조의 바이셀(bicell)들을 긴 길이의 연속적인 폴딩용 세퍼레이터를 사용하여 폴딩 및 중첩시킨 구조의 스택-폴딩형 전극조립체가 개발되었다.In order to solve this problem, as an electrode assembly in the form of a mixture of the jelly-roll type and the stack type, unit cells having a certain unit size, for example, full cells of an anode/separator/cathode structure or an anode (cathode) A stack-folding electrode assembly having a structure in which bicells of /separator/cathode (anode)/separator/anode (cathode) structure are folded and overlapped using a long-length continuous folding separator has been developed.

도 1에는 이러한 스택-폴딩형 전극조립체의 예시적인 구조가 모식적으로 도시되어 있다.1 schematically shows an exemplary structure of such a stack-folding electrode assembly.

도 1을 참조하면, 단위셀로서 순차적으로 음극/단위셀용 세퍼레이터/양극/단위셀용 세퍼레이터/음극 구조의 C 타입 바이셀(10, 13, 14)과 양극/단위셀용 세퍼레이터/음극/단위셀용 세퍼레이터/양극 구조의 A 타입 바이셀(11, 12)이 번갈아 중첩되어 있고, 각각의 중첩부에는 폴딩용 세퍼레이터(20)가 개재되어 있다. 단위셀인 바이셀을 구성하는 양극과 음극 사이에는 단위셀용 세퍼레이터(30)가 개재되어 있다. 폴딩용 세퍼레이터(20)는 바이셀을 감쌀 수 있는 단위길이를 갖고, 단위길이마다 내측으로 꺾여서 중앙의 바이셀(10)로부터 시작되어 최외각의 바이셀(14)까지 연속하여 각각의 바이셀을 감싸는 구조로 바이셀의 중첩부에 개재되어 있다. 폴딩용 세퍼레이터(20)의 말단부는 열융착하거나 접착 테이프(25) 등을 붙여서 마무리한다. Referring to FIG. 1, as a unit cell, C-type bi-cells (10, 13, 14) having a cathode/unit cell separator/anode/unit cell separator/cathode structure and anode/unit cell separator/cathode/unit cell separator/ A-type bi-cells 11 and 12 having an anode structure are alternately overlapped, and a folding separator 20 is interposed in each overlapping portion. A unit cell separator 30 is interposed between the anode and the cathode constituting the bi-cell which is a unit cell. The folding separator 20 has a unit length that can wrap a bicell, and is bent inward for each unit length, starting from the bicell 10 at the center, and continuing to the bicell 14 at the outermost side. It is interposed in the overlapping part of the bi-cell in a surrounding structure. The distal end of the folding separator 20 is heat-sealed or an adhesive tape 25 is applied to finish.

한편, 이러한 스택-폴딩형 전극 조립체의 단위셀용 세퍼레이터(30)와 폴딩용 세퍼레이터(20)로는 폴리올레핀 세퍼레이터가 사용되어 왔다. 그러나, 상업적으로 사용되어 온 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 세퍼레이터는 내열성이 충분하지 않다는 문제점이 있다 (한국 특허공보 제10-0610261호 참조). On the other hand, a polyolefin separator has been used as the separator 30 for a unit cell and the separator 20 for folding of such a stack-folding electrode assembly. However, polyethylene or polypropylene/polyethylene/polypropylene separators that have been commercially used have a problem that heat resistance is not sufficient (see Korean Patent Publication No. 10-0610261).

본 발명의 제1 과제는 열적 안전성이 개선된 스택-폴딩형 전극 조립체 및 이를 구비한 이차전지를 제공하는데 있다.A first object of the present invention is to provide a stack-folding electrode assembly having improved thermal safety and a secondary battery having the same.

본 발명의 제2 과제는 열적 안전성이 개선되면서도 외부 충격에 대한 내구성이 양호한 스택-폴딩형 전극 조립체 및 이를 구비한 이차전지를 제공하는데 있다.A second object of the present invention is to provide a stack-folding type electrode assembly having excellent durability against external impact while improving thermal safety and a secondary battery having the same.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1 구현예에 따르면, In order to solve the above technical problem, according to the first embodiment of the present invention,

양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 단위셀용 세퍼레이터를 구비하는 다수의 단위셀들이 중첩되어 있고, 각각의 중첩부에는 연속적인 폴딩용 세퍼레이터가 개재된 구조의 스택-폴딩형 전극 조립체로서,A stack-folding type electrode assembly having a structure in which a plurality of unit cells having a positive electrode, a negative electrode, and a unit cell separator interposed between the positive and negative electrodes are overlapped, and a continuous folding separator is interposed at each overlapping portion,

상기 단위셀용 세퍼레이터는 실록산 가교결합을 갖는 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터를 구비하고, 상기 폴딩용 세퍼레이터는 실록산 가교결합을 갖는 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터를 구비하고,The separator for the unit cell includes a first crosslinked polyolefin separator having a siloxane crosslink, and the folding separator includes a second crosslinked polyolefin separator having a siloxane crosslink,

상기 제1 및 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 멜트다운 온도는 모두 170 ℃ 이상이고,The meltdown temperature of the first and second crosslinked polyolefin separators are both 170°C or higher,

상기 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 셧 다운 온도는 상기 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 셧 다운 온도보다 낮으며, The shutdown temperature of the first crosslinked polyolefin separator is lower than the shutdown temperature of the second crosslinked polyolefin separator,

상기 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 기계적 강도가 상기 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 기계적 강도보다 큰 것을 특징으로 하는 스택-폴딩형 전극 조립체가 제공된다. There is provided a stack-folding type electrode assembly, characterized in that the mechanical strength of the second crosslinked polyolefin separator is greater than that of the first crosslinked polyolefin separator.

본 발명의 제2 구현예에 따르면, 상기 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 셧 다운 온도가 상기 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 셧 다운 온도보다 2 내지 15 ℃ 낮을 수 있고, 특히 2 내지 12 ℃ 낮을 수 있다. According to the second embodiment of the present invention, the shutdown temperature of the first crosslinked polyolefin separator may be 2 to 15°C lower than the shutdown temperature of the second crosslinked polyolefin separator, and particularly 2 to 12°C.

본 발명의 제3 구현예에 따르면, 상기 제1 구현예 또는 제2 구현예 중 어느 하나 이상의 구현예에 있어서 상기 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 기계적 강도가 상기 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 기계적 강도보다 500 내지 2500 kgf/cm2 클 수 있고, 특히 800 내지 1500 kgf/cm2 클 수 있다.According to the third embodiment of the present invention, in any one or more embodiments of the first or second embodiments, the mechanical strength of the second crosslinked polyolefin separator is 500 to greater than the mechanical strength of the first crosslinked polyolefin separator. It can be 2500 kgf/cm 2 large, especially 800 to 1500 kgf/cm 2 large.

본 발명의 제4 구현예에 따르면, 상기 제1 내지 제3 구현예 중 어느 하나 이상의 구현예에 있어서 상기 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 셧 다운 온도가 123 내지 134 ℃일 수 있고, 특히 125 내지 133 ℃일 수 있다. According to the fourth embodiment of the present invention, in any one or more of the first to third embodiments, the shutdown temperature of the first crosslinked polyolefin separator may be 123 to 134 °C, in particular 125 to 133 °C. Can be

본 발명의 제5 구현예에 따르면, 상기 제1 내지 제4 구현예 중 어느 하나 이상의 구현예에 있어서 상기 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 기계적 강도가 1500 kgf/cm2 이상일 수 있고, 특히 2000 kgf/cm2 이상일 수 있다. According to the fifth embodiment of the present invention, in any one or more of the first to fourth embodiments, the mechanical strength of the second crosslinked polyolefin separator may be 1500 kgf/cm 2 or more, and in particular 2000 kgf/cm It can be 2 or more.

본 발명의 제6 구현예에 따르면, 상기 제1 내지 제5 구현예 중 어느 하나 이상의 구현예에 있어서 상기 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터는 탄소수가 5 내지 8인 알켄으로 치환된 변성 고밀도폴리에틸렌, 저밀도폴리에틸렌 및 선형저밀도폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 저결정성 폴리에틸렌과 고밀도폴리에틸렌의 혼합물이 실록산 가교결합된 가교 폴리올레핀으로 이루어질 수 있다. According to a sixth embodiment of the present invention, in any one or more embodiments of the first to fifth embodiments, the first crosslinked polyolefin separator is modified high-density polyethylene, low-density polyethylene, and substituted with alkenes having 5 to 8 carbon atoms, and A mixture of at least one low-crystalline polyethylene and high-density polyethylene selected from the group consisting of linear low-density polyethylene may be formed of a cross-linked polyolefin cross-linked with siloxane.

본 발명의 제7 구현예에 따르면, 상기 제1 내지 제6 구현예 중 어느 하나 이상의 구현예에 있어서 상기 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터는 고밀도폴리에틸렌 또는 고밀도폴리에틸렌과 초고분자량폴리에틸렌의 혼합물이 실록산 가교결합된 가교 폴리올레핀으로 이루어질 수 있다. According to the seventh embodiment of the present invention, in any one or more of the first to sixth embodiments, the second crosslinked polyolefin separator is a crosslinked crosslinked siloxane of high density polyethylene or a mixture of high density polyethylene and ultrahigh molecular weight polyethylene. It may be made of polyolefin.

본 발명의 제8 구현예에 따르면, 상기 제1 내지 제7 구현예 중 어느 하나 이상의 구현예에 있어서 상기 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 멜트다운 온도는 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 멜트다운 온도보다 3 내지 70 ℃ 높은 것일 수 있다.According to the eighth embodiment of the present invention, in any one or more embodiments of the first to seventh embodiments, the meltdown temperature of the second crosslinked polyolefin separator is 3 to 70 than the meltdown temperature of the first crosslinked polyolefin separator. ℃ can be high.

본 발명은 상기 제1 내지 제8 구현예 중 어느 하나 이상의 구현예인 스택-폴딩형 전극 조립체를 구비하는 이차전지를 제공한다. 이러한, 이차전지는 리튬 이차전지일 수 있다. The present invention provides a secondary battery including a stack-folding electrode assembly, which is one or more embodiments of the first to eighth embodiments. Such a secondary battery may be a lithium secondary battery.

본 발명의 전극 조립체는 스택-폴딩형으로서 젤리-롤과 스택형 전극조립체의 단점들이 보완된다.The electrode assembly of the present invention is a stack-folding type, and the disadvantages of the jelly-roll and stacked electrode assembly are complemented.

또한, 본 발명의 스택-폴딩형 전극 조립체는 단위셀용 세퍼레이터와 폴딩용 세퍼레이터가 모두 멜트다운 온도가 높은 실록산 가교결합을 갖는 가교 폴리올레핀으로 된 세퍼레이터를 구비하므로서 상업적으로 이용되는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 세퍼레이터보다 내열성이 우수하다. In addition, in the stack-folding electrode assembly of the present invention, since the separator for the unit cell and the separator for folding both have a separator made of crosslinked polyolefin having a siloxane crosslink having a high meltdown temperature, commercially used polyethylene or polypropylene/polyethylene/ It is more excellent in heat resistance than a polypropylene separator.

더불어, 단위셀용 세퍼레이터에 구비되는 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 셧다운 온도를 폴딩용 세퍼레이터에 구비되는 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 셧다운 온도보다 낮도록 설계함으로서 이차전지의 과열시 단위셀에서의 전류 흐름이 보다 낮은 온도에서 먼저 차단되어 이차전지의 열적 안정성이 개선된다. In addition, by designing the shutdown temperature of the first crosslinked polyolefin separator provided in the unit cell separator to be lower than the shutdown temperature of the second crosslinked polyolefin separator provided in the folding separator, the current flow in the unit cell is lower when the secondary battery is overheated. The thermal stability of the secondary battery is improved by blocking it at temperature first.

한편, 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 기계적 강도가 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 기계적 강도보다 더 높도록 설계하여 외부 충격에 대한 이차전지의 기계적 안전성이 개선된다.Meanwhile, the mechanical strength of the second crosslinked polyolefin separator is designed to be higher than that of the second crosslinked polyolefin separator, so that the mechanical safety of the secondary battery against external impact is improved.

이러한 전극 조립체는 리튬 이차전지와 같은 이차전지, 특히 고용량의 셀이나 니켈 함량이 많은 (Ni rich) 양극재를 구비하는 리튬 이차전지에 유용하게 적용될 수 있다. Such an electrode assembly can be usefully applied to a secondary battery such as a lithium secondary battery, particularly a lithium secondary battery having a high-capacity cell or a nickel-rich cathode material.

도 1은 스택-폴딩형 전극조립체의 예시적인 구조에 대한 모식도이다.
도 2는 도 1의 스택-폴딩형 전극조립체의 제조 공정에서 단위 셀들의 배열 조합을 예시적으로 도시한 모식도이다.
1 is a schematic diagram of an exemplary structure of a stack-folding type electrode assembly.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an arrangement combination of unit cells in a manufacturing process of the stack-folding electrode assembly of FIG. 1.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 명세서에서 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 나타내는 것을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventors appropriately explain the concept of terms in order to explain their own invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Accordingly, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention, and do not represent all the technical spirit of the present invention, and thus various alternatives that can be substituted for them at the time of application It should be understood that there may be equivalents and variations. In addition, it should be understood that the same reference numerals denote the same elements in the specification.

본 발명의 제1 구현예는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 단위셀용 세퍼레이터를 구비하는 다수의 단위셀들이 중첩되어 있고, 각각의 중첩부에는 연속적인 폴딩용 세퍼레이터가 개재된 구조의 스택-폴딩형 전극 조립체로서, 상기 단위셀용 세퍼레이터는 실록산 가교결합을 갖는 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터를 구비하고, 상기 폴딩용 세퍼레이터는 실록산 가교결합을 갖는 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터를 구비하고, 상기 제1 및 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 멜트다운 온도는 모두 170 ℃ 이상이고, 상기 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 셧 다운 온도는 상기 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 셧 다운 온도보다 낮으며, 상기 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 기계적 강도가 상기 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 기계적 강도보다 크다. In the first embodiment of the present invention, a plurality of unit cells having a positive electrode, a negative electrode, and a unit cell separator interposed between the positive and negative electrodes are overlapped, and a continuous folding separator is interposed in each overlapping portion. A stack-folding electrode assembly, wherein the unit cell separator includes a first crosslinked polyolefin separator having a siloxane crosslink, the folding separator includes a second crosslinked polyolefin separator having a siloxane crosslink, and the first and The meltdown temperature of the second crosslinked polyolefin separator is both 170°C or higher, the shutdown temperature of the first crosslinked polyolefin separator is lower than the shutdown temperature of the second crosslinked polyolefin separator, and the mechanical strength of the second crosslinked polyolefin separator Is greater than the mechanical strength of the first crosslinked polyolefin separator.

여기서, 실록산 가교결합을 갖는 가교 폴리올레핀 세퍼레이터는 폴리올레핀 베이스 수지가 실록산 결합(-S-O-Si-)을 포함한 가교 그룹으로 서로 가교된 재료로 제조된 세퍼레이터를 의미한다.Here, the crosslinked polyolefin separator having a siloxane crosslink refers to a separator made of a material in which the polyolefin base resin is crosslinked with each other with a crosslinking group including a siloxane bond (-S-O-Si-).

여기서, 세퍼레이터의 멜트다운 온도는 다음과 같이 정의된다. 세퍼레이터 샘플을 채취한 후 TMA 장비(Thermomechanical Analysis, TA Instrument, Q400)에 10mm 길이의 샘플을 넣고 세퍼레이터의 진행방향(Machine direction, MD)으로 10mN의 장력을 가한 상태에서 증가하는 온도조건(30 ℃에서 시작하여 5 ℃/분)에 노출시킨다. 온도가 상승함에 따라 샘플의 길이 변화가 수반되는데, 길이가 급격하게 늘어나 샘플이 끊어지는 온도를 측정한다. 또한, 세퍼레이터의 진행 방향의 수직방향(Transverse direction, TD)으로 동일한 장력을 가하는 조건으로 샘플이 끊어지는 온도를 측정한다. MD와 TD 방향으로 장력을 각각 가한 샘플이 끊어지는 온도 중 더 높은 온도를 해당 샘플의 멜트 다운 온도로 정의한다.Here, the meltdown temperature of the separator is defined as follows. After collecting the separator sample, insert a 10mm long sample into the TMA equipment (Thermomechanical Analysis, TA Instrument, Q400), and apply a tension of 10mN in the machine direction (MD) of the separator. Start and expose to 5° C./min). As the temperature increases, the length of the sample is changed, and the temperature at which the sample breaks due to the rapid increase in length is measured. In addition, the temperature at which the sample breaks is measured under the condition that the same tension is applied in the transverse direction (TD) of the separator. Among the temperatures at which the sample to which tension is applied in the MD and TD directions is cut, the higher temperature is defined as the melt down temperature of the sample.

여기서, 세퍼레이터의 셧다운 온도는 다음과 같이 정의된다. 세퍼레이터의 투기도를 JIS P8117에 따라 측정하면서, 세퍼레이터 샘플을 증가하는 온도조건(30 ℃에서 시작하여 5 ℃/분)에 노출시킨다. 세퍼레이터의 셧다운 온도는 세퍼레이터의 투기도(Gurley 값)가 처음으로 100,000 초/100cc를 초과하는 온도로 정의한다. 투기도는 투기도 측정기(Asahi Seiko, EGO-IT)를 사용하여 측정할 수 있다. Here, the shutdown temperature of the separator is defined as follows. While measuring the air permeability of the separator according to JIS P8117, the separator sample is exposed to increasing temperature conditions (starting at 30° C. and 5° C./min). The shutdown temperature of a separator is defined as the temperature at which the air permeability of the separator (Gurley value) exceeds 100,000 seconds/100cc for the first time. Air permeability can be measured using an air permeability meter (Asahi Seiko, EGO-IT).

여기서 세퍼레이터의 기계적 강도는 다음과 같이 정의된다. UTM측정기(제조사: Instron : 모델명: 3345 UTM)를 이용하여 50mm/min 속도로 세퍼레이터 시편(그립길이: 10 cm, 폭 1.5 cm)의 양 끝을 잡아 MD방향으로 당겨서 시편이 끊어질 때까지 견디는 힘의 최대값으로 측정되는 강도를 각각 3회 측정하여 그 평균값을 구한다. 이어서, 동일한 방법으로 TD 방향의 강도를 각각 3회 측정하여 그 평균값을 구한다. 구해진 MD 방향의 강도와 TD 방향의 강도를 평균한 값을 세퍼레이터의 기계적 강도로 정의한다. Here, the mechanical strength of the separator is defined as follows. Using a UTM measuring instrument (manufacturer: Instron: model name: 3345 UTM), hold both ends of the separator specimen (grip length: 10 cm, width 1.5 cm) at a speed of 50 mm/min and pull it in the MD direction to endure the specimen until it is broken. The intensity measured as the maximum value of is measured three times and the average value is obtained. Subsequently, the intensity in the TD direction is measured three times in the same manner, and the average value is obtained. The value obtained by the average of the obtained strength in the MD direction and the strength in the TD direction is defined as the mechanical strength of the separator.

본 발명의 제1 구현예에 따른 전극 조립체의 구조를 설명하면 다음과 같다.The structure of the electrode assembly according to the first embodiment of the present invention will be described as follows.

전극 조립체는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 단위셀용 세퍼레이터를 구비하는 다수의 단위셀들이 중첩되어 있고, 각각의 중첩부에는 연속적인 폴딩용 세퍼레이터가 개재된 구조의 스택-폴딩형 전극 조립체라면 특별히 한정되지 않고 다양한 형태가 모두 포함될 수 있다. 예를 들어, 적층된 다수의 단위셀들을 길게 재단된 폴딩용 세퍼레이터로 권취한 스택-폴딩형 전극조립체, 적층된 단위셀들을 폴딩 분리막 시트로 권취시 지그재그 방향으로 폴딩하는 Z형 스택-전극조립체 등이 모두 포함될 수 있다. 스택-폴딩형 전극 조립체는 젤리-롤과 스택형 전극조립체의 단점들이 보완된다.The electrode assembly is a stack-folding type electrode having a structure in which a plurality of unit cells having a positive electrode, a negative electrode, and a separator for a unit cell interposed between the positive and negative electrodes are overlapped, and a continuous folding separator is interposed at each overlapping portion. If it is an assembly, it is not particularly limited, and various forms may be included. For example, a stack-folding electrode assembly in which a plurality of stacked unit cells are wound with a long-cut folding separator, a Z-type stack-electrode assembly that folds in a zigzag direction when the stacked unit cells are wound with a folding separator sheet, etc. All of these can be included. The stack-folding electrode assembly compensates for the disadvantages of the jelly-roll and stacked electrode assembly.

도 1에는 이러한 스택-폴딩형 전극조립체의 예시적인 구조가 모식적으로 도시되어 있다.1 schematically shows an exemplary structure of such a stack-folding electrode assembly.

도 1을 참조하면, 단위셀로서 순차적으로 음극/단위셀용 세퍼레이터/양극/단위셀용 세퍼레이터/음극 구조의 C 타입 바이셀(10, 13, 14)과 양극/단위셀용 세퍼레이터/음극/단위셀용 세퍼레이터/양극 구조의 A 타입 바이셀(11, 12)이 번갈아 중첩되어 있고, 각각의 중첩부에는 폴딩용 세퍼레이터(20)가 개재되어 있다. 단위셀인 바이셀을 구성하는 양극과 음극 사이에는 단위셀용 세퍼레이터(30)가 개재되어 있다. 폴딩용 세퍼레이터(20)는 바이셀을 감쌀 수 있는 단위길이를 갖고, 단위길이마다 내측으로 꺾여서 중앙의 바이셀(10)로부터 시작되어 최외각의 바이셀(14)까지 연속하여 각각의 바이셀을 감싸는 구조로 바이셀의 중첩부에 개재되어 있다. 폴딩용 세퍼레이터(20)의 말단부는 열융착하거나 접착 테이프(25) 등을 붙여서 마무리한다. Referring to FIG. 1, as a unit cell, C-type bi-cells (10, 13, 14) having a cathode/unit cell separator/anode/unit cell separator/cathode structure and anode/unit cell separator/cathode/unit cell separator/ A-type bi-cells 11 and 12 having an anode structure are alternately overlapped, and a folding separator 20 is interposed in each overlapping portion. A unit cell separator 30 is interposed between the anode and the cathode constituting the bi-cell which is a unit cell. The folding separator 20 has a unit length that can wrap a bicell, and is bent inward for each unit length, starting from the bicell 10 at the center, and continuing to the bicell 14 at the outermost side. It is interposed in the overlapping part of the bi-cell in a surrounding structure. The distal end of the folding separator 20 is heat-sealed or an adhesive tape 25 is applied to finish.

다음으로, 본 발명의 제1 구현예에 따른 전극 조립체에 구비된 세퍼레이터를 설명한다.Next, a separator provided in the electrode assembly according to the first embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 제1 구현예에 따른 스택-폴딩형 전극 조립체에 있어서, 단위셀용 세퍼레이터(30)는 실록산 가교결합을 갖는 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터를 구비하고, 폴딩용 세퍼레이터(20)는 실록산 가교결합을 갖는 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터를 구비한다. 즉, 단위셀용 세퍼레이터(30)와 폴딩용 세퍼레이터(20)는 모두 멜트다운 온도가 높은 실록산 가교결합을 갖는 가교 폴리올레핀으로 제조된다는 점에서는 공통되나 그 물성은 다르다. In the stack-folding electrode assembly according to the first embodiment of the present invention, the unit cell separator 30 includes a first crosslinked polyolefin separator having a siloxane crosslink, and the folding separator 20 has a siloxane crosslink. It has a 2nd crosslinked polyolefin separator which has it. That is, the separator 30 for the unit cell and the separator 20 for folding are all in common in that they are made of a crosslinked polyolefin having a siloxane crosslink having a high meltdown temperature, but their physical properties are different.

즉 제1 및 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터는 실록산 가교결합을 갖는 가교 폴리올레핀 수지를 이용하여 제조되며 멜트다운 온도는 모두 170 ℃ 이상이다. 이로 인해 상업적으로 이용되는 비가교 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 세퍼레이터보다 내열성이 우수하다. 한편, 상기 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 셧 다운 온도는 상기 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 셧 다운 온도보다 낮은데, 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 셧 다운 온도가 상기 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 셧 다운 온도보다 2 내지 15 ℃ 낮을 수 있고, 특히 2 내지 12 ℃ 낮을 수 있다. 이로 인해 이차전지의 과열시 단위셀에서의 전류 흐름이 보다 낮은 온도에서 먼저 차단되어 전지 온도의 상승을 억제함으로서 이차전지의 열적 안정성이 개선된다. 이 때, 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 셧 다운 온도는 123 내지 134 ℃일 수 있고, 특히 125 내지 133 ℃일 수 있다.That is, the first and second crosslinked polyolefin separators are prepared using a crosslinked polyolefin resin having a siloxane crosslink, and the meltdown temperature is both 170°C or higher. For this reason, heat resistance is superior to those of commercially used non-crosslinked polyethylene or polypropylene/polyethylene/polypropylene separators. On the other hand, the shutdown temperature of the first crosslinked polyolefin separator is lower than the shutdown temperature of the second crosslinked polyolefin separator, but the shutdown temperature of the first crosslinked polyolefin separator is 2 to 15 than the shutdown temperature of the second crosslinked polyolefin separator. It can be as low as °C, especially 2 to 12 °C low. Accordingly, when the secondary battery is overheated, the current flow in the unit cell is first blocked at a lower temperature, thereby suppressing an increase in the battery temperature, thereby improving the thermal stability of the secondary battery. At this time, the shutdown temperature of the first crosslinked polyolefin separator may be 123 to 134 °C, and in particular, 125 to 133 °C.

제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 멜트다운 온도는 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 멜트다운 온도보다 3 내지 70 ℃ 높을 수 있다. 이러한 경우 단위셀에서 셧다운이 일어나서 먼저 전류 흐름이 차단되어 전지의 온도 상승 속도가 감소될 분만 아니라, 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터가 멜트다운되더라도 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 멜트다운은 되지 않거나 지연되어 전지의 폭발 및 발화현상이 개선될 수 있다. The meltdown temperature of the second crosslinked polyolefin separator may be 3 to 70°C higher than the meltdown temperature of the first crosslinked polyolefin separator. In this case, the unit cell shuts down and the current flow is first blocked, so that the rate of temperature rise of the battery decreases, and even if the first cross-linked polyolefin separator melts down, the second cross-linked polyolefin separator does not melt down or is delayed, causing the battery to explode. And the ignition phenomenon can be improved.

또한, 상기 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 기계적 강도가 상기 제1 교 폴리올레핀 세퍼레이터의 기계적 강도보다 크도록 설계된다. 즉, 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 기계적 강도가 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 기계적 강도보다 더 높도록 설계함으로서 외부 충격에 대한 이차전지의 기계적 안전성을 개선한다. 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 기계적 강도가 상기 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 기계적 강도보다 500 내지 2500 kgf/cm2 클 수 있고, 특히 800 내지 1500 kgf/cm2 클 수 있다. 이 때, 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 기계적 강도는 1500 kgf/cm2 이상, 특히 2000 kgf/cm2 이상이면 외부 임팩트에 대한 안전성이 더욱 강화된다. Further, the second crosslinked polyolefin separator is designed to have a mechanical strength greater than that of the first crosslinked polyolefin separator. That is, the mechanical strength of the second crosslinked polyolefin separator is designed to be higher than that of the second crosslinked polyolefin separator, thereby improving the mechanical safety of the secondary battery against external impact. The mechanical strength of the second crosslinked polyolefin separator may be 500 to 2500 kgf/cm 2 greater than the mechanical strength of the first crosslinked polyolefin separator, and particularly 800 to 1500 kgf/cm 2 . At this time, when the mechanical strength of the second crosslinked polyolefin separator is 1500 kgf/cm 2 or more, particularly 2000 kgf/cm 2 or more, safety against external impact is further enhanced.

실록산 가교결합을 갖는 전술한 물성의 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터는 하기 화학식 1과 같이 탄소수가 5 내지 8인 알켄으로 치환된 변성 고밀도폴리에틸렌, 저밀도폴리에틸렌 및 선형저밀도폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 저결정성 폴리에틸렌과 고밀도폴리에틸렌(HDPE)의 혼합물이 실록산 가교결합된 가교 폴리올레핀으로 이루어질 수 있다. The first crosslinked polyolefin separator having the above-described physical properties having a siloxane crosslinking is at least one low crystal selected from the group consisting of modified high-density polyethylene, low-density polyethylene, and linear low-density polyethylene substituted with alkenes having 5 to 8 carbon atoms as shown in the following formula (1). A mixture of high-density polyethylene and high-density polyethylene (HDPE) may be made of crosslinked polyolefin crosslinked with siloxane.

Figure pat00001
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상기 화학식 1에서, a는 탄소수가 5 내지 8인 알켄이며, 폴리올레핀 주쇄의 탄소수 1,000개를 기준으로 2.5 내지 10.0개를 포함할 수 있다. 치환량에 따라 폴리에틸렌, 셧다운 온도를 낮출 수 있으며, 결정화도가 저하됨에 따라 기계적 강도는 상대적으로 낮아지게 된다. 변성 폴리에틸렌을 비롯한 저결정성 폴리에틸렌의 혼합량은 고밀도 폴리에틸렌 100 중량부를 기준으로 20 내지 100 중량부일 수 있다. In Formula 1, a is an alkene having 5 to 8 carbon atoms, and may include 2.5 to 10.0 carbon atoms based on 1,000 carbon atoms in the polyolefin main chain. Depending on the amount of substitution, the polyethylene and shutdown temperature can be lowered, and as the crystallinity decreases, the mechanical strength is relatively lowered. The mixing amount of low crystalline polyethylene including modified polyethylene may be 20 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of high density polyethylene.

또한, 실록산 가교결합을 갖는 전술한 물성의 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터는 고밀도폴리에틸렌 또는 고밀도폴리에틸렌과 초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE)의 혼합물이 실록산 가교결합된 가교 폴리올레핀으로 이루어질 수 있다. 여기서, 초고분자량폴리에틸렌은 상업적으로 알려진 바와 같이 중량평균분자량이 100만 이상인 폴리에틸렌을 의미한다. 베이스 수지로서 결정성이 높은 고밀도폴리에틸렌을 단독으로 사용하거나 초고분자량폴리에틸렌과 혼합하여 사용하면 기계적 강도를 높일 수 있다. 한편, 셧다운 온도는 상대적으로 높아지게 된다. 초고분자량폴리에틸렌을 혼합하여 사용시 초고분자량폴리에틸렌의 혼합량은 고밀도 폴리에틸렌 100 중량부를 기준으로 5 내지 100 중량부일 수 있다. In addition, the second crosslinked polyolefin separator having the above-described physical properties having a siloxane crosslinking may be formed of a crosslinked polyolefin in which high density polyethylene or a mixture of high density polyethylene and ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) is crosslinked with siloxane. Here, ultra-high molecular weight polyethylene refers to polyethylene having a weight average molecular weight of 1 million or more, as is commercially known. The mechanical strength can be increased if high-density polyethylene with high crystallinity is used alone or mixed with ultra-high molecular weight polyethylene as the base resin. Meanwhile, the shutdown temperature becomes relatively high. When the ultra-high molecular weight polyethylene is mixed and used, the mixing amount of the ultra-high molecular weight polyethylene may be 5 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the high-density polyethylene.

전술한 실록산 가교결합을 갖는 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터 및 실록산 가교결합을 갖는 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터는 폴리올레핀, 희석제, 알콕시기 함유 비닐실란, 및 개시제를 압출기에 투입 및 혼합하여 실란 그라프트된 폴리올레핀 조성물을 반응압출하는 단계; 상기 반응압출된 실란 그라프트된 폴리올레핀 조성물을 시트 형태로 성형 및 연신하는 단계; 상기 연신된 시트에서 희석제를 추출하여 다공성 막을 제조하는 단계; 및 상기 다공성 막을 수분 존재하에서 가교시키는 단계를 포함하는 아래 방법에 의해 제조될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The first crosslinked polyolefin separator having a siloxane crosslink and the second crosslinked polyolefin separator having a siloxane crosslink are introduced and mixed with a polyolefin, a diluent, an alkoxy group-containing vinylsilane, and an initiator into an extruder to prepare a silane-grafted polyolefin composition. Reactive extrusion; Molding and stretching the reaction-extruded silane-grafted polyolefin composition into a sheet form; Extracting a diluent from the stretched sheet to prepare a porous membrane; And crosslinking the porous membrane in the presence of moisture, but is not limited thereto.

먼저, 폴리올레핀, 희석제, 알콕시기 함유 비닐실란, 및 개시제를 압출기에 투입 및 혼합하여 실란 그라프트된 폴리올레핀 조성물을 반응압출한다.First, a polyolefin, a diluent, an alkoxy group-containing vinylsilane, and an initiator are introduced into an extruder and mixed to react and extrude the silane-grafted polyolefin composition.

폴리올레핀으로는 전술한 실록산 가교결합을 갖는 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터 및 실록산 가교결합을 갖는 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 베이스 수지를 각각 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 폴리올레핀 베이스 수지 중 고밀도폴리에틸렌, 저밀도폴리에틸렌, 선형저밀도폴리에틸렌의 중량평균분자량은 200,000 이상, 더욱 바람직하게는 220,000 내지 800,000, 더 바람직하게는 250,000 내지 500,000, 더욱 더 바람직하게는 300,000 내지 450,000일 수 있다. As the polyolefin, base resins of the first crosslinked polyolefin separator having a siloxane crosslink and the second crosslinked polyolefin separator having a siloxane crosslink may be used, but are not limited thereto. Among these polyolefin base resins, the weight average molecular weight of high-density polyethylene, low-density polyethylene, and linear low-density polyethylene may be 200,000 or more, more preferably 220,000 to 800,000, more preferably 250,000 to 500,000, and even more preferably 300,000 to 450,000.

희석제로는 습식 분리막 제조에 일반적으로 사용되는 액상 또는 고체상 파라핀, 왁스, 대두유(soybean oil) 등을 사용할 수 있다. 희석제로는 폴리올레핀과 액-액 상분리를 할 수 있는 희석제도 사용 가능하며, 그 예로는, 디부틸 프탈레이트(dibutyl phthalate), 디헥실 프탈레이트(dihexyl phthalate), 디옥틸 프탈레이트(dioctyl phthalate) 등의 프탈산 에스테르(phthalic acid ester)류; 디페닐 에테르(diphenyl ether), 벤질 에테르(benzyl ether) 등의 방향족 에테르류; 팔미트산, 스테아린산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산 등의 탄소수 10 내지 20개의 지방산류; 팔미트산 알코올, 스테아린산 알코올, 올레산 알코올 등의 탄소수 10 내지 20개의 지방산 알코올류; 팔미트산 모노-, 디-, 또는 트리에스테르, 스테아린산 모노-, 디-, 또는 트리에스테르, 올레산 모노-, 디-, 또는 트리에스테르, 리놀레산 모노-, 디-, 또는 트리에스테르 등의 지방산 그룹의 탄소수가 4 내지 26개인 포화 및 불포화 지방산, 또는 불포화 지방산의 이중결합이 에폭시로 치환된 1개 혹은 2개 이상의 지방산이, 히드록시기가 1 내지 8개이며, 탄소수가 1 내지 10개인 알코올과 에스테르 결합된 지방산 에스테르류;가 있다. 상기 희석제로는 전술한 성분들을 2종 이상 포함하는 혼합물로도 사용가능하다. 폴리올레핀 대 희석제의 중량비는 50:50 내지 20:80, 바람직하게는 40:60 내지 30:70 범위일 수 있다. As the diluent, liquid or solid paraffin, wax, soybean oil, etc., which are generally used in the manufacture of wet separators, may be used. As a diluent, a diluent capable of liquid-liquid phase separation with polyolefins can also be used, examples of which include phthalic acid esters such as dibutyl phthalate, dihexyl phthalate, and dioctyl phthalate. (phthalic acid ester); Aromatic ethers such as diphenyl ether and benzyl ether; Fatty acids having 10 to 20 carbon atoms such as palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, and linolenic acid; Fatty acid alcohols having 10 to 20 carbon atoms, such as palmitic alcohol, stearic alcohol, and oleic alcohol; Of fatty acid groups such as palmitic acid mono-, di-, or tryster, stearic acid mono-, di-, or tryster, oleic acid mono-, di-, or tryster, linoleic acid mono-, di-, or tryster. Saturated and unsaturated fatty acids having 4 to 26 carbon atoms, or one or two or more fatty acids in which the double bond of the unsaturated fatty acid is substituted with epoxy is ester-bonded with an alcohol having 1 to 8 hydroxy groups and 1 to 10 carbon atoms. Fatty acid esters; The diluent may be used as a mixture containing two or more of the above-described components. The weight ratio of polyolefin to diluent may range from 50:50 to 20:80, preferably from 40:60 to 30:70.

알콕시기 함유 비닐실란으로는 트리메톡시비닐실란, 트리에톡시비닐실란, 트리아세톡시비닐실란 등을 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로 사용할 수 있다. 이러한 알콕시기 함유 비닐실란은 비닐기에 의해 폴리올레핀에 그라프트화되고, 알콕시기에 의해 수가교 반응이 진행되어 폴리올레핀을 가교시키는 역할을 한다. 알콕시기 함유 비닐실란의 함량은 폴리올레핀 및 희석제의 총 함량 100 중량부 기준으로, 0.1 내지 10 중량부일 수 있고, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량부, 더 바람직하게는 0.5 내지 2 중량부이다. As the alkoxy group-containing vinylsilane, trimethoxyvinylsilane, triethoxyvinylsilane, triacetoxyvinylsilane, or the like may be used alone or as a mixture of two or more. Such an alkoxy group-containing vinylsilane is grafted onto a polyolefin by a vinyl group, and a crosslinking reaction proceeds by the alkoxy group to crosslink the polyolefin. The content of the alkoxy group-containing vinylsilane may be 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 5 parts by weight, and more preferably 0.5 to 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total content of the polyolefin and the diluent.

개시제로는 라디칼 생성이 가능한 개시제라면 적용가능하며, 예를 들어, 벤조일 퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드, 디라우릴 퍼옥사이드, 디-ter-부틸 퍼옥사이드, 디쿠밀 퍼옥시드, 쿠밀 퍼옥사이드, 하이드로전 퍼옥사이드, 포타슘 퍼설페이트 등이 있으나, 여기에 제한되지는 않는다. 개시제의 함량은 상기 알콕시기 함유 비닐실란 100 중량부 기준으로, 0.2 내지 100 중량부, 바람직하게는 1 내지 50 중량부, 더 바람직하게는 2 내지 10 중량부일 수 있다. As the initiator, if an initiator capable of generating radicals is applicable, for example, benzoyl peroxide, acetyl peroxide, dilauryl peroxide, di-ter-butyl peroxide, dicumyl peroxide, cumyl peroxide, hydrogen peroxide. Oxide, potassium persulfate, and the like, but are not limited thereto. The content of the initiator may be 0.2 to 100 parts by weight, preferably 1 to 50 parts by weight, more preferably 2 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the alkoxy group-containing vinylsilane.

실란 그라프트된 폴리에틸렌 조성물에는 필요에 따라, 수분 존재 하에서의 가교, 즉 수가교를 촉진시키는 가교촉매제가 더 포함될 수 있고, 그 외에 상기 조성물에는 필요한 경우 산화안정제, UV 안정제, 대전방지제, 기핵제(nucleating agent)등 특정 기능향상을 위한 일반적 첨가제들이 더욱 첨가될 수 있다.The silane grafted polyethylene composition may further include a crosslinking catalyst in the presence of moisture, that is, a crosslinking catalyst that promotes crosslinking, if necessary.In addition, the composition may include an oxidation stabilizer, a UV stabilizer, an antistatic agent, and a nucleating agent if necessary. agent) and general additives for improving specific functions may be further added.

다음으로, 반응압출된 실란 그라프트된 폴리올레핀 조성물을 시트 형태로 성형 및 연신한다. 이 공정은 통상의 단축 압출기나 이축 압출기 및 연신장치를 사용할 수 있다. 압출 조건 및 연신 조건, 열고정 조건은 통상의 분리막 가공 조건 범위와 다르지 않다. 따라서, 시트 형태로 성형 및 연신하는 단계는, 시트 형태로 반응압출된 실란 그라프트된 폴리올레핀 조성물을 냉각하여 시트 형태로 성형하는 단계; 및 시트 형태로 성형된 결과물을 종방향 및 횡방향으로 이축연신하여 연신된 시트를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 티다이스 등을 설치한 압출기 등을 이용하여 실란 그라프트된 폴리올레핀 조성물을 압출하고, 이후 수냉, 공냉식을 이용한 일반적인 캐스팅(casting) 혹은 캘린더링 방법을 사용하여 냉각 압출물을 형성할 수 있다. 이후, 냉각 압출물을 이용하여 연신하여 시트를 형성하게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이러한 연신은 롤 방식 또는 텐터 방식 축차 혹은 동시 연신으로 수행할 수 있다. 연신비는 종방향 및 횡방향으로 각각 3배 이상, 5 내지 10배이고, 총 연신비는 20 내지 80배일 수 있다. 이 때, 연신 온도는 사용된 폴리올레핀의 융점과 희석제의 농도 및 종류에 따라 조절할 수 있다. Next, the reaction-extruded silane-grafted polyolefin composition is molded and stretched into a sheet form. For this process, a conventional single screw extruder, twin screw extruder, and stretching device can be used. Extrusion conditions, stretching conditions, and heat setting conditions are not different from the range of ordinary separation membrane processing conditions. Accordingly, the step of forming and stretching into a sheet form may include cooling the silane-grafted polyolefin composition extruded into a sheet form to form a sheet; And forming a stretched sheet by biaxially stretching the resultant formed into a sheet in a longitudinal direction and a transverse direction. That is, the silane-grafted polyolefin composition is extruded using an extruder equipped with T-Dice, etc., and then a cooled extrudate may be formed using a general casting method or calendering method using water cooling or air cooling. Thereafter, a sheet is formed by stretching using the cooled extrudate. According to an embodiment of the present invention, such stretching may be performed by sequential or simultaneous stretching of a roll method or a tenter method. The draw ratio may be 3 times or more and 5 to 10 times, respectively, in the longitudinal and transverse directions, and the total draw ratio may be 20 to 80 times. In this case, the stretching temperature can be adjusted according to the melting point of the polyolefin used and the concentration and type of the diluent.

이후, 얻어진 연신된 시트에서 희석제를 추출하여 다공성 막을 제조하게 된다. 구체적으로, 다공성 막에서 유기용매를 사용하여 희석제를 추출하고, 이후 건조하게 되며, 이때 사용 가능한 유기용매로는 특별히 한정되지 않고 수지 압출에Thereafter, the diluent is extracted from the obtained stretched sheet to prepare a porous membrane. Specifically, the diluent is extracted using an organic solvent from the porous membrane, and then dried. The organic solvent that can be used at this time is not particularly limited, and the resin is extruded.

사용된 희석제를 추출해 낼 수 있는 어떤 용제도 사용 가능하다. 예를 들면, 상기 유기용매로는, 추출 효율이 높고 건조가 빠른 메틸 에틸 케톤, 메틸렌 클로라이드,Any solvent that can extract the used diluent can be used. For example, as the organic solvent, methyl ethyl ketone, methylene chloride, which has high extraction efficiency and quick drying,

헥산 등이 적당하다. 추출방법으로는 침적(immersion) 방법, 용제 스프레이(solvent spray) 방법, 초음파(ultrasonic) 법 등 일반적인 모든 용매추출 방법이 각각 또는 복합적으로 사용될 수 있다. 또한, 추출 시간은 제조되는 다공성 막의 두께에 따라 다르나, 10 내지 30㎛ 두께의 다공성 막의 경우에는, 2 내지 4분이 적당하다.Hexane and the like are suitable. As the extraction method, all general solvent extraction methods, such as an immersion method, a solvent spray method, and an ultrasonic method, may be used individually or in combination. In addition, the extraction time varies depending on the thickness of the porous film to be produced, but in the case of a porous film having a thickness of 10 to 30 μm, 2 to 4 minutes is appropriate.

선택적으로, 시트에서 희석제를 추출하여 다공성 막을 제조하는 단계와, 이러한 다공성 막을 가교시키는 단계 사이에 열고정하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 즉, 건조된 다공성 막은 필요에 따라 전지용 분리막 용도와 같이 잔류 응력을 줄여 최종 분리막의 고온 수축률을 종방향, 횡방향으로 각 5% 이하로 감소시킬 필요가 있는 경우에는 열고정 단계를 거칠 수 있다. 열고정은 다공성 막을 고정시키고 열을 가하여, 수축하려는 다공성 막을 강제로 잡아 주어 잔류응력을 제거하는 것이다. 열고정 온도가 높은 것이 수축률을 낮추는 것에는 유리하나 너무 높을 경우 다공성 막이 부분적으로 녹아 형성된 미세다공이 막혀 투과도가 저하될 수 있다. 열고정 시간은 열고정 온도가 높을 경우는 상대적으로 짧게 하여야 하며, 열고정 온도가 낮을 경우는 상대적으로 길게 할 수 있다. 바람직하게는 5초 내지 1분 정도가 적당하다.Optionally, it may further include heat setting between the step of extracting the diluent from the sheet to prepare a porous membrane, and crosslinking the porous membrane. That is, the dried porous membrane may undergo a heat setting step when it is necessary to reduce the residual stress and reduce the high-temperature shrinkage of the final separator to 5% or less in the longitudinal direction and the transverse direction, as in the case of a battery separator. Heat setting is to fix the porous membrane and apply heat to forcefully hold the porous membrane to shrink to remove residual stress. A high heat setting temperature is advantageous for lowering the shrinkage rate, but if it is too high, the microporous formed by partially melting the porous membrane may become clogged and the transmittance may decrease. The heat setting time should be relatively short when the heat setting temperature is high, and can be made relatively long when the heat setting temperature is low. Preferably, about 5 seconds to 1 minute is appropriate.

다음으로, 희석제가 추출되어 제조된 다공성 막은 수분 존재 하에서 가교 단계를 거치게 된다. 이러한 가교는 50 내지 100 ℃, 더 바람직하게는 60 내지 90 ℃정도의 온도, 및 50 내지 100%, 더 바람직하게는 70 내지 100%의 습도의 항온항습실에 두거나 고온 또는 끓는 물에 담가 놓아 수시간 또는 수일에 걸쳐 진행시킬 수 있다. 가교 반응을 촉진하기 위하여, 가교촉매가 사용될 수 있다. 이러한 가교촉매로는 일반적으로 주석, 아연, 철, 연, 코발트 등의 금속의 카르복실산염, 유기염기, 무기산 및 유기산이 사용될 수 있다. 구체적으로는, 디부틸 주석 디라우레이트, 디부틸 주석 디아세테이트, 초산 제1주석, 카프릴산 제1 주석, 나프텐산 아연, 카프릴산 아연, 나프텐산 코발트, 에틸아민, 디부틸 아민, 헥실 아민, 피리딘, 황산, 염산등의 무기산, 톨루엔 설폰산, 초산, 스테아린산, 말레산등의 유기산 등이 있을 수 있다. 가교촉매의 사용 방법으로서는, 가교촉매를 실란 그라프트된 폴리에틸렌 용액의 제조시에 첨가하는 방법, 가교촉매의 용액 또는 분산액을 다공성 막에 도포하는 방법 등이 있다.Next, the porous membrane prepared by extracting the diluent is subjected to a crosslinking step in the presence of moisture. Such crosslinking may be carried out in a constant temperature and humidity chamber at a temperature of 50 to 100°C, more preferably 60 to 90°C, and a humidity of 50 to 100%, more preferably 70 to 100%, or immersed in hot or boiling water for several hours. Alternatively, it can proceed over several days. In order to promote the crosslinking reaction, a crosslinking catalyst may be used. As such a crosslinking catalyst, in general, a carboxylate, an organic base, an inorganic acid, and an organic acid of a metal such as tin, zinc, iron, lead, and cobalt may be used. Specifically, dibutyl tin dilaurate, dibutyl tin diacetate, stannous acetate, stannous caprylic acid, zinc naphthenate, zinc caprylate, cobalt naphthenate, ethylamine, dibutyl amine, hexyl There may be inorganic acids such as amine, pyridine, sulfuric acid, hydrochloric acid, and organic acids such as toluene sulfonic acid, acetic acid, stearic acid, and maleic acid. As a method of using the crosslinking catalyst, a method of adding a crosslinking catalyst at the time of preparing a silane grafted polyethylene solution, a method of applying a solution or dispersion of a crosslinking catalyst to a porous membrane, and the like.

제조된 실록산 가교결합을 갖는 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터는 양극 및 음극 사이에 단위셀용 세퍼레이터로서 개재시켜 풀셀, 바이셀과 같은 단위셀을 제조한다. The prepared first crosslinked polyolefin separator having siloxane crosslinking is interposed between the positive electrode and the negative electrode as a unit cell separator to prepare a unit cell such as a full cell or a bicell.

양극은 예를 들어, 양극 합제를 N-메틸 피롤리돈(NMP) 등의 용매에 혼합하여 만들어진 슬러리를 음극 집전체 상에 도포한 후 건조 및 압연하여 제조될 수 있다. 양극 합제는 양극활물질 이외에 선택적으로 도전재, 바인더, 충진제 등이 포함될 수 있다. 양극집전체는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면을 처리한 것 등이 사용될 수 있다. 바람직하게는 상기 양극집전체는 알루미늄을 99.0 내지 99.9%로 포함할 수 있으며, 잔부는 불가피한 불순물로 이루어질 수 있다. 상기 불가피한 불순물은 C, Si, Fe, Cu, Mn, Mg, Ti 및 Zn으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 원소를 포함할 수 있다. 양극활물질은 전기화학적 반응을 일으킬 수 있는 물질로서, 리튬 전이금속 산화물로서, 2 이상의 전이금속을 포함하고, 예를 들어, 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물; 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 망간 산화물; 화학식 LiNi1 - yMyO2(여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn 또는 Ga 이고 상기 원소 중 하나 이상의 원소를 포함, 0.01

Figure pat00002
y≤0.7 임)으로 표현되는 리튬 니켈계 산화물; Li1 + zNi1 / 3Co1 / 3Mn1 / 3O2, Li1+zNi0.4Mn0.4Co0.2O2 등과 같이 Li1 + zNibMncCo1 - (b+c+d)MdO(2-e)Ae (여기서, -0.5
Figure pat00003
z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2, 0≤e≤0.2, b+c+d<1 임, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si 또는 Y 이고, A = F, P 또는 Cl 임)으로 표현되는 리튬 니켈 코발트 망간복합산화물; 화학식 Li1 + xM1 - yM'yPO4 - zXz(여기서, M = 전이금속, 바람직하게는 Fe, Mn, Co 또는 Ni 이고, M' = Al, Mg 또는 Ti 이고, X = F, S 또는 N 이며, -0.5
Figure pat00004
x≤+0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.1 임)로 표현되는 올리빈계 리튬금속 포스페이트 등을 들 수 있고, 특히 니켈이 다량 함유된 (Ni rich) 양극 활물질이 사용될 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. The positive electrode may be prepared by coating a slurry prepared by mixing a positive electrode mixture with a solvent such as N-methyl pyrrolidone (NMP) on a negative electrode current collector, followed by drying and rolling. The positive electrode mixture may optionally contain a conductive material, a binder, a filler, etc. in addition to the positive electrode active material. The positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing a chemical change in the battery. For example, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, or carbon on the surface of aluminum or stainless steel, A surface treated with nickel, titanium, silver, or the like may be used. Preferably, the positive electrode current collector may contain 99.0 to 99.9% of aluminum, and the balance may be made of inevitable impurities. The inevitable impurities may include at least one element selected from the group consisting of C, Si, Fe, Cu, Mn, Mg, Ti, and Zn. The cathode active material is a material capable of causing an electrochemical reaction, as a lithium transition metal oxide, containing two or more transition metals, for example, lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel substituted with one or more transition metals Layered compounds such as oxide (LiNiO 2 ); Lithium manganese oxide substituted with one or more transition metals; Formula LiNi 1 - y M y O 2 (where, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn or Ga and contains one or more of the above elements, 0.01
Figure pat00002
a lithium nickel-based oxide represented by y≤0.7; Li 1 + z Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2, Li 1 + z Ni 0.4 Mn 0.4 Co 0.2 O 2 , such as Li 1 + z Ni b Mn c Co 1 - (b + c + d ) M d O (2-e) A e (where -0.5
Figure pat00003
z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2, 0≤e≤0.2, b+c+d<1, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si or Y And A = F, P or Cl) lithium nickel cobalt manganese composite oxide; Formula Li 1 + x M 1 - y M'y PO 4 - z X z (where M = transition metal, preferably Fe, Mn, Co or Ni, M'= Al, Mg or Ti, X = F, S or N, and -0.5
Figure pat00004
x≤+0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.1) olivine-based lithium metal phosphate and the like, and in particular, a positive electrode active material containing a large amount of nickel may be used, but these It is not limited to only.

도전재, 바인더, 충진제 등도 역시 양극 제조시 사용되는 통상적인 성분들을 사용할 수 있다. Conductive materials, binders, fillers, and the like may also use conventional components used in manufacturing the positive electrode.

음극은, 예를 들어, 음극집전체 상에 음극 활물질을 포함하고 있는 음극 합제를 도포한 후 건조하여 제조되며, 상기 음극 합제에는, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 도전재, 바인더, 충진제 등의 성분들이 포함될 수 있다.The negative electrode is manufactured by, for example, applying a negative electrode mixture containing a negative electrode active material on a negative electrode current collector and then drying the negative electrode mixture, if necessary, such as a conductive material, a binder, a filler, etc. Ingredients may be included.

상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 천연 흑연, 인조 흑연, 팽창 흑연, 탄소섬유, 난흑연화성 탄소, 카본블랙, 카본나노튜브, 플러렌, 활성탄 등의 탄소 및 흑연재료; 리튬과 합금이 가능한 Al, Si, Sn, Ag, Bi, Mg, Zn, In, Ge, Pb, Pd, Pt, Ti 등의 금속 및 이러한 원소를 포함하는 화합물; 금속 및 그 화합물과 탄소 및 흑연재료의 복합물; 리튬 함유 질화물 등을 들 수 있다. 그 중에서도 탄소계 활물질, 규소계 활물질, 주석계 활물질, 또는 규소-탄소계 활물질이 더욱 바람직하며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수도 있다.Examples of the negative electrode active material include carbon and graphite materials such as natural graphite, artificial graphite, expanded graphite, carbon fiber, non-graphitizable carbon, carbon black, carbon nanotubes, fullerene, and activated carbon; Metals such as Al, Si, Sn, Ag, Bi, Mg, Zn, In, Ge, Pb, Pd, Pt, Ti, etc., which can be alloyed with lithium, and compounds containing these elements; Composites of metals and compounds thereof and carbon and graphite materials; Lithium-containing nitrides, and the like. Among them, a carbon-based active material, a silicon-based active material, a tin-based active material, or a silicon-carbon-based active material is more preferable, and these may be used alone or in combination of two or more.

음극집전체는 일반적으로 6 내지 20 ㎛의 두께로 제조될 수 있다. 바람직하게는 상기 음극 집전체의 두께는 8 내지 15 ㎛일 수 있다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The negative electrode current collector may be generally manufactured to a thickness of 6 to 20 μm. Preferably, the thickness of the negative electrode current collector may be 8 to 15 μm. Such a negative electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical changes to the battery, for example, copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, copper or stainless steel. Surface treatment with carbon, nickel, titanium, silver or the like, aluminum-cadmium alloy, etc. may be used. In addition, like the positive electrode current collector, it is possible to enhance the bonding strength of the negative electrode active material by forming fine irregularities on the surface thereof, and may be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams, and nonwoven fabrics.

이렇게 제조한 단위셀들과 폴딩용 세퍼레이터로서 실록산 가교결합을 갖는 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터를 이용하여 스택-폴딩용 전극 조립체를 제조한다.A stack-folding electrode assembly was manufactured using the unit cells thus prepared and a second crosslinked polyolefin separator having a siloxane crosslink as a folding separator.

도 2는 도 1의 스택-폴딩형 전극 조립체의 제조 공정에서 단위 셀들의 배열 조합을 예시적으로 도시한 모식도이다. 이러한 스택-폴딩형 전극조립체는, 예를 들어, 긴 길이의 폴딩 분리막 시트(20) 상에 바이셀들(10, 11, 12, 13, 14)을 배열하고 폴딩 분리막 시트(20)의 일 단부(21)에서 시작하여 순차적으로 권취함으로써 제조된다. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an arrangement combination of unit cells in a manufacturing process of the stack-folding electrode assembly of FIG. 1. Such a stack-folding type electrode assembly, for example, by arranging bicells 10, 11, 12, 13, 14 on a folding separator sheet 20 of a long length, and one end of the folding separator sheet 20 It is produced by winding up sequentially starting at (21).

이 때, 단위 셀인 바이셀들(10, 11, 12, 13, 14)의 배열 조합을 살펴보면, 제1 바이셀(10)과 제2 바이셀(11)은 적어도 하나의 바이셀에 대응하는 폭 간격으로 이격된 거리에 위치되어 있어서, 권취 과정에서 제1 바이셀(10)의 외면이 폴딩 분리막 시트(20)로 완전히 도포된 후 제1 바이셀(10)의 하단면 전극(음극, -)이 제2 바이셀(11)의 상단면 전극(양극, +)에 접하게 된다. 제2 바이셀(11) 이후의 바이셀들(12, 13, 14)은 권취에 의한 순차적인 적층 과정에서 폴딩 분리막 시트(20)의 도포 길이가 증가하게 되므로, 권취 방향으로 그들 사이의 간격이 순차적으로 늘어나도록 배치되어 있다. 또한, 이러한 바이셀들(10, 11, 12, 13, 14)은 권취시 적층된 계면에서 양극과 음극이 대면하도록 구성되어야 하는 바, 제1 바이셀(10)은 상단면 전극이 음극인 바이셀이고, 제2 바이셀(11)과 제3 바이셀(12)은 상단면 전극이 양극인 바이셀이고, 제4 바이셀(13)과 제5 바이셀(14)은 상단면 전극이 음극인 바이셀로 이루어져 있다. 즉, 바이셀이 두 개의 단위로 교번되는 배열로 탑재되게 된다.At this time, looking at the arrangement combination of the bicells 10, 11, 12, 13, and 14 as unit cells, the first bicell 10 and the second bicell 11 have a width corresponding to at least one bicell Since it is located at a distance separated by an interval, the outer surface of the first bi-cell 10 is completely coated with the folding separator sheet 20 during the winding process, and then the lower electrode of the first bi-cell 10 (cathode, -) It comes into contact with the top electrode (positive electrode, +) of the second bi-cell 11. In the bicells 12, 13, and 14 after the second bi-cell 11, since the application length of the folding separator sheet 20 increases in the sequential lamination process by winding, the gap between them in the winding direction is increased. They are arranged to increase sequentially. In addition, the bicells 10, 11, 12, 13, 14 should be configured such that the anode and the cathode face each other at the stacked interface when winding. In the first bicell 10, the top electrode is a bipolar electrode. Cell, the second bi-cell 11 and the third bi-cell 12 are bi-cells whose top electrodes are positive, and the fourth bi-cell 13 and the fifth bi-cell 14 have a negative top electrode It is composed of phosphorus bicell. That is, the bi-cell is mounted in an alternate arrangement in two units.

이렇게 제조한 스택-폴딩형 전극 조립체는 리튬 이차전지와 같은 이차전지에 적용될 수 있다. 예를 들어 제작된 전극 조립체의 전극탭 부분에 양극과 음극 리드를 웰딩한 후 웰딩한 셀을 알루미늄 파우치로 패킹작업한 후 전해액을 주입하여 이차전지를 제조할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 이차전지는 소형 디바이스의 전원으로 사용되는 전지셀에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 고온 안전성 및 긴 사이클 특성과 높은 레이트 특성 등이 요구되는 중대형 디바이스의 전원으로 사용되는 다수의 전지셀들을 포함하는 중대형 전지모듈에 단위전지로도 바람직하게 사용될 수 있다. 중대형 디바이스의 바람직한 예로는 전지적 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart) 등을 들 수 있다. The stack-folding type electrode assembly thus prepared can be applied to secondary batteries such as lithium secondary batteries. For example, a secondary battery may be manufactured by welding a positive electrode and a negative electrode lead to the electrode tab portion of the fabricated electrode assembly, packing the welded cell with an aluminum pouch, and injecting an electrolyte solution, but is not limited thereto. These secondary batteries can be used not only for battery cells used as power sources for small devices, but also for medium and large batteries including a number of battery cells used as power sources for medium and large devices that require high temperature safety, long cycle characteristics, and high rate characteristics. It can be preferably used as a unit cell in the module. Preferred examples of medium and large-sized devices include a power tool that is powered by an omniscient motor; Electric vehicles including electric vehicles (EV), hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), and the like; Electric two-wheeled vehicles including electric bicycles (E-bikes) and electric scooters (E-scooters); And an electric golf cart.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.Hereinafter, examples will be described in detail to illustrate the present invention in detail. However, the embodiments according to the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more completely describe the present invention to those of ordinary skill in the art.

실시예Example 1 One

실록산Siloxane 가교결합을Crosslinking 갖는 제1 가교 폴리올레핀 Having the first crosslinked polyolefin 세퍼레이터Separator ( ( 단위셀용Unit cell )의 )of 제조Produce

먼저 중량평균분자량이 300,000인 고밀도폴리에틸렌(LG화학 XL1800) 15 중량부, 중량평균분자량이 500,000인 저결정성의 변성 고밀도폴리에틸렌(대한유화 파일럿품 VH030H) 15 중량부, 희석제인 액상 파라핀 오일 (40 ℃에서의 동점도: 40 cSt) 70 중량부, 트리메톡시비닐실란을 상기 고밀도폴리에틸렌, 변성 고밀도폴리에틸렌 및 액상 파라핀 오일의 총합을 기준으로 0.5 중량부 및 트리메톡시비닐실란 100 중량부를 기준으로 개시제인 2,5-다이메틸-2,5-다이-(3차-부틸퍼옥시)헥산(2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexane 1 중량부를 이축 압출기에 투입 및 혼련한 다음, 반응압출하였다. First, 15 parts by weight of high-density polyethylene with a weight average molecular weight of 300,000 (LG Chemical XL1800), 15 parts by weight of a low crystalline modified high-density polyethylene with a weight average molecular weight of 500,000 (Daehan Emulsification pilot product VH030H), liquid paraffin oil (at 40 ℃) Kinematic viscosity of: 40 cSt) 70 parts by weight of trimethoxyvinylsilane, 0.5 parts by weight based on the total of the high-density polyethylene, the modified high-density polyethylene and the liquid paraffin oil, and the initiator based on 100 parts by weight of trimethoxyvinylsilane 2, 1 part by weight of 5-dimethyl-2,5-di-(tert-butylperoxy)hexane (2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexane) was added to and kneaded into a twin screw extruder, Reaction was extruded.

반응압출된 실란 그라프트된 폴리에틸렌 조성물을 티-다이와 냉각 캐스팅 롤을 지나 시트 형태로 성형하고, 이 후 MD 연신 후 TD 연신의 텐터형 축차연신기로 이축 연신하였다. MD 연신비와 TD 연신비는 각각 6 및 5.5 배로 하였다. 연신 온도는 MD가 105 ℃, TD가 115 ℃이었다.The reaction-extruded silane-grafted polyethylene composition was formed into a sheet form through a T-die and a cooling casting roll, and then biaxially stretched with a tenter-type sequential stretching machine of TD stretching after MD stretching. The MD draw ratio and the TD draw ratio were 6 and 5.5 times, respectively. The stretching temperature was 105°C in MD and 115°C in TD.

연신한 시트에서 메틸렌 클로라이드로 희석제인 액상 파라핀 오일을 추출하고 125 ℃에서 연신비 1.6 배로 시작하여 1.4배로 줄이면서 열고정하여 다공성 막을 제조하였다. 상기 다공성 막을 85 ℃, 85% 상대 습도 조건에서 48시간 동안 방치함으로서 가교반응을 진행시켜, 실록산 가교결합을 갖는 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터를 제조하였다. 얻어진 제1 가교 폴리에틸렌 세퍼레이터의 두께는 9 ㎛이었고, 멜트다운 온도, 셧다운 온도 및 기계적 강도를 측정하여 하기 표 1에 나타냈다. From the stretched sheet, liquid paraffin oil, which is a diluent, was extracted with methylene chloride and heat-set at 125° C. starting at 1.6 times the draw ratio and decreasing to 1.4 times to prepare a porous membrane. The porous membrane was allowed to stand at 85° C. and 85% relative humidity for 48 hours to proceed with a crosslinking reaction, thereby preparing a first crosslinked polyolefin separator having a siloxane crosslink. The thickness of the obtained first crosslinked polyethylene separator was 9 µm, and the meltdown temperature, shutdown temperature, and mechanical strength were measured and shown in Table 1 below.

실록산Siloxane 가교결합을Crosslinking 갖는 제2 가교 폴리올레핀 Having a second crosslinked polyolefin 세퍼레이터Separator ( ( 폴딩용For folding )의 제조) Of manufacture

먼저 중량평균분자량이 1,500,000인 초고분자량폴리에틸렌(대한유화 VH150U) 10 중량부, 중량평균분자량이 300,000인 고밀도폴리에틸렌(LG화학 XL1800) 20 중량부, 희석제인 액상 파라핀 오일 (40 ℃에서의 동점도: 40 cSt) 70 중량부, 트리멕톡시비닐실란을 상기 초고분자량 폴리에틸렌, 고밀도폴리에틸렌 및 액상 파라핀 오일의 총합 100 중량부를 기준으로 0.5 중량부 및 트리메톡시비닐실란 100중량부를 기준으로 개시제인 2,5-다이메틸-2,5-다이-(3차-부틸퍼옥시)헥산(2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexane 1 중량부를 이축 압출기에 투입 및 혼련한 다음, 반응압출하였다. First, 10 parts by weight of ultra-high molecular weight polyethylene (VH150U) having a weight average molecular weight of 1,500,000, 20 parts by weight of high-density polyethylene (LG Chemical XL1800) having a weight average molecular weight of 300,000, liquid paraffin oil as a diluent (kinetic viscosity at 40 °C: 40 cSt) ) 70 parts by weight, based on the total of 100 parts by weight of the ultra-high molecular weight polyethylene, high-density polyethylene, and liquid paraffin oil, trimethoxyvinylsilane 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the trimethoxy vinylsilane 2,5-die 1 part by weight of methyl-2,5-di-(tert-butylperoxy)hexane (2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexane) was added and kneaded into a twin screw extruder, followed by reaction extrusion. .

반응압출된 실란 그라프트된 폴리에틸렌 조성물을 티-다이와 냉각 캐스팅 롤을 지나 시트 형태로 성형하고, 이 후 MD 연신 후 TD 연신의 텐터형 축차연신기로 이축 연신하였다. MD 연신비와 TD 연신비는 각각 8.0 및 8.0 배로 하였다. 연신 온도는 MD가 118 ℃, TD가 128 ℃이었다.The reaction-extruded silane-grafted polyethylene composition was formed into a sheet form through a T-die and a cooling casting roll, and then biaxially stretched with a tenter-type sequential stretching machine of TD stretching after MD stretching. The MD draw ratio and the TD draw ratio were 8.0 and 8.0 times, respectively. The stretching temperature was 118°C in MD and 128°C in TD.

연신한 시트에서 메틸렌 클로라이드로 희석제인 액상 파라핀 오일을 추출하고 135 ℃에서 연신비 1.8 배로 시작하여 1.6배로 줄이면서 열고정하여 다공성 막을 제조하였다. 상기 다공성 막을 85 ℃, 85% 상대 습도 조건에서 48시간 동안 방치함으로서 가교반응을 진행시켜, 실록산 가교결합을 갖는 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터를 제조하였다. 얻어진 제2 가교 폴리에틸렌 세퍼레이터의 두께는 9 ㎛이었고, 멜트다운 온도, 셧다운 온도 및 기계적 강도를 측정하여 하기 표 1에 나타냈다. Liquid paraffin oil as a diluent was extracted from the stretched sheet with methylene chloride, and heat-set at 135° C. starting at 1.8 times and decreasing to 1.6 times to prepare a porous membrane. The porous membrane was allowed to stand at 85° C. and 85% relative humidity for 48 hours to proceed with a crosslinking reaction, thereby preparing a second crosslinked polyolefin separator having a siloxane crosslink. The thickness of the obtained second crosslinked polyethylene separator was 9 µm, and the meltdown temperature, shutdown temperature, and mechanical strength were measured and shown in Table 1 below.

양극의 제조Manufacture of anode

양극 활물질 입자로 리튬 코발트 복합산화물 92 중량%, 도전재로 카본 블랙 (carbon black) 4 중량%, 결합제로 PVDF 4 중량%를 용제인 N-메틸-2 피롤리돈(NMP)에 첨가하여 양극 활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 활물질 슬러리를 두께가 20 ㎛인 양극 집전체의 알루미늄(Al) 박막에 도포, 건조하여 양극을 제조한 후, 롤 프레스(roll press)를 실시하였다.Positive electrode active material by adding 92% by weight of lithium cobalt composite oxide as positive electrode active material particles, 4% by weight carbon black as a conductive material, and 4% by weight PVDF as a binder to N-methyl-2 pyrrolidone (NMP) as a solvent. A slurry was prepared. The positive electrode active material slurry was coated on an aluminum (Al) thin film of a positive electrode current collector having a thickness of 20 μm, dried to prepare a positive electrode, and then roll press was performed.

음극의 제조Preparation of cathode

음극 활물질로 탄소 분말, 결합재로 폴리비닐리덴플로라이드(PVdF), 도전재로 카본 블랙 (carbon black)을 각각 96 중량%, 3 중량%, 1 중량%로 하여, 용제인 N-메틸-2 피롤리돈(NMP)에 첨가하여 음극 활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 음극 활물질 슬러리를 두께가 10 ㎛인 음극 집전체인 구리(Cu) 박막에 도포, 건조를 통하여 음극을 제조한 후 롤 프레스(roll press)를 실시하였다.Carbon powder as a negative electrode active material, polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, and carbon black as a conductive material are set to 96% by weight, 3% by weight, and 1% by weight, respectively, and N-methyl-2 as a solvent. It was added to rolidone (NMP) to prepare a negative active material slurry. The negative electrode active material slurry was coated on a copper (Cu) thin film of a negative electrode current collector having a thickness of 10 µm, and dried to prepare a negative electrode, followed by roll press.

전지의 제조Battery manufacturing

전술한 방법으로 제조한 양극, 음극 및 제1 가교 세퍼레이터를 스태킹하여 단위 셀들을 조립하였고, 단위 셀들을 제2 가교 세퍼레이터를 이용하여 도 2에 따른 접음 방식으로 말아 도 1의 구조로 된 전극 조립체를 제조하여 파우치에 삽입하였다. 그런 다음, 전해액 (에틸렌카보네이트(EC)/에틸메틸카보네이트(EMC) = 1 / 2 (부피비), 리튬헥사플로로포스페이트 (LiPF6) 1몰)을 주입하여 리튬 이차전지를 제조하였다.The unit cells were assembled by stacking the positive electrode, the negative electrode, and the first crosslinked separator prepared by the above method, and the unit cells were rolled in a folding manner according to FIG. 2 using a second crosslinked separator to obtain an electrode assembly having the structure of FIG. It was prepared and inserted into a pouch. Then, an electrolyte solution (ethylene carbonate (EC)/ethylmethyl carbonate (EMC) = 1/2 (volume ratio), lithium hexafluorophosphate (LiPF6) 1 mol)) was injected to prepare a lithium secondary battery.

실시예Example 2 2

제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터 제조시 중량평균분자량이 300,000인 고밀도폴리에틸렌(LG화학 XL1800)의 함량을 5 중량부로, 중량평균분자량이 500,000인 저결정성의 변성 고밀도폴리에틸렌(대한유화 파일럿품 VH030H)의 함량을 25 중량부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.When manufacturing the first crosslinked polyolefin separator, the content of high-density polyethylene (LG Chemical XL1800) having a weight average molecular weight of 300,000 is 5 parts by weight, and the content of low crystalline modified high-density polyethylene (Daehan Emulsification pilot product VH030H) having a weight average molecular weight of 500,000 is 25. It was prepared in the same manner as in Example 1, except that it was changed to parts by weight.

실시예Example 3 3

제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터 제조에 있어서, 텐터형 축차 연신기로 이축 연신시 MD 연신비와 TD 연신비를 각각 5.5 및 4.0 배로 변경하고, 액상 파라핀 오일 추출 후 열고정시 125 ℃에서 연신비를 1.5 배로 시작하여 1.2배로 줄이면서 열고정하는 것으로 변경한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.In the manufacture of the first crosslinked polyolefin separator, the MD draw ratio and the TD draw ratio were changed to 5.5 and 4.0 times, respectively, when biaxially stretched with a tenter-type sequential stretching machine, and when heat setting after extracting the liquid paraffin oil, the draw ratio was reduced from 1.5 times to 1.2 times at 125°C. It was prepared in the same manner as in Example 1, except that it was changed to heat setting.

실시예Example 4 4

제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터 제조시 중량평균분자량이 1,500,000인 초고분자량폴리에틸렌(대한유화 VH150U) 10 중량부 대신 중량평균분자량이 1,000,000인 초고분자량폴리에틸렌(대한유화 VH100U) 30 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.Example 1, except that 30 parts by weight of ultra-high molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight of 1,000,000 (Daehan Emulsification VH100U) was used instead of 10 parts by weight of ultra-high molecular weight polyethylene (Daehan Emulsification VH150U) having a weight average molecular weight of 1,500,000 when manufacturing the second crosslinked polyolefin separator. It was prepared in the same way as.

실시예Example 5 5

제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터 제조시 중량평균분자량이 500,000인 저결정성의 고밀도폴리에틸렌(대한유화 파일럿품 VH030H) 14 중량부 대신 중량평균분자량이 500,000인 저결정성의 변성 고밀도폴리에틸렌(한화토탈 파일럿품 V0620-1) 30 중량부를 사용하고, 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터 제조시 중량평균분자량이 1,500,000인 초고분자량폴리에틸렌(대한유화 VH150U) 10 중량부 대신 중량평균분자량이 1,000,000인 초고분자량폴리에틸렌(대한유화 VH100U) 30 중량부를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.Low crystalline high-density polyethylene with a weight average molecular weight of 500,000 when manufacturing the first crosslinked polyolefin separator (Daehan Petrochemical pilot product VH030H) 14 parts by weight of a low-crystalline modified high-density polyethylene having a weight average molecular weight of 500,000 (Hanwha Total Petrochemical pilot product V0620-1) 30 parts by weight of ultra-high molecular weight polyethylene (Daehan Petrochemical VH100U) 30 parts by weight was used instead of 10 parts by weight of ultra-high molecular weight polyethylene (Daehan Emulsion VH150U) having a weight average molecular weight of 1,500,000 when manufacturing the second crosslinked polyolefin separator. Except it was prepared in the same manner as in Example 1.

비교예Comparative example 1 One

트리메톡시비닐실란 및 개시제를 투입하지 않고 제1 및 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 1, except that the first and second crosslinked polyolefin separators were prepared without adding trimethoxyvinylsilane and an initiator.

비교예Comparative example 2 2

제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터 제조시 트리메톡시비닐실란 및 개시제를 투입하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다. The first crosslinked polyolefin separator was prepared in the same manner as in Example 1, except that trimethoxyvinylsilane and an initiator were not added.

비교예Comparative example 3 3

제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터 제조시 트리메톡시비닐실란 및 개시제를 투입하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다. The second crosslinked polyolefin separator was prepared in the same manner as in Example 1, except that trimethoxyvinylsilane and an initiator were not added.

멜트다운 온도(℃)
단위셀용/폴딩용
Meltdown temperature (℃)
For unit cell/folding
셧다운 온도(℃)
단위셀용/폴딩용
Shutdown temperature (℃)
For unit cell/folding
기계적 강도(kgf/cm2)
(MD/TD)
Mechanical strength (kgf/cm 2 )
(MD/TD)
실시예 1Example 1 180/186180/186 133/137133/137 단위셀용: 1150 (1200 / 1100)For unit cell: 1150 (1200 / 1100) 폴딩용: 2100 (2150 / 2050)For folding: 2100 (2150 / 2050) 실시예 2Example 2 175/181175/181 131.5/137131.5/137 단위셀용: 1210 (1250 / 1170)For unit cell: 1210 (1250 / 1170) 폴딩용: 2100 (2150 / 2050)For folding: 2100 (2150 / 2050) 실시예 3Example 3 171/184171/184 132/137132/137 단위셀용: 1020 (1100 / 940)For unit cell: 1020 (1100 / 940) 폴딩용: 2100 (2150 / 2050)For folding: 2100 (2150 / 2050) 실시예 4Example 4 178/185178/185 133/138133/138 단위셀용: 1150 (1200 / 1100)For unit cell: 1150 (1200 / 1100) 폴딩용: 2595 (2650 / 2540)For folding: 2595 (2650 / 2540) 실시예 5Example 5 177/185177/185 130/138130/138 단위셀용: 1200 (1220 / 1180)For unit cell: 1200 (1220 / 1180) 폴딩용: 2595 (2650 / 2540)For folding: 2595 (2650 / 2540) 비교예 1Comparative Example 1 149/151149/151 134/138.5134/138.5 단위셀용: 1210 (1270 / 1150)For unit cell: 1210 (1270 / 1150) 폴딩용: 2150 (2200 / 2100)For folding: 2150 (2200 / 2100) 비교예 2Comparative Example 2 149/184149/184 134/137134/137 단위셀용: 1210 (1270 / 1150)For unit cell: 1210 (1270 / 1150) 폴딩용: 2100 (2150 / 2050)For folding: 2100 (2150 / 2050) 비교예 3Comparative Example 3 183/149183/149 133/138.5133/138.5 단위셀용: 1150 (1200 / 1100)For unit cell: 1150 (1200 / 1100) 폴딩용: 2100 (2150 / 2050)For folding: 2100 (2150 / 2050)

<전지 안전성평가><Battery safety evaluation>

못 관통 테스트Nail penetration test

실시예 및 비교예의 파우치형 전지 각각 10개의 샘플을 준비하고 4.35V 만충전시킨 다음, 만충전된 전지를 지름 2.5mm 못으로 5m/min 속도로 관통하여 안정성을 평가하였다. 10개의 샘플 중 발화나 폭발이 없을 경우를 패스(Pass)로 판단하여 패스한 샘플의 수/샘플 수를 하기 표 2에 기재하였다.10 samples of each of the pouch-type batteries of Examples and Comparative Examples were prepared and fully charged at 4.35V, and then the fully charged battery was passed through a 2.5mm diameter nail at a speed of 5m/min to evaluate the stability. When there is no ignition or explosion among the 10 samples, it is judged as a pass, and the number of passed samples/number of samples is shown in Table 2 below.

임팩트impact 테스트 Test

실시예 및 비교예의 파우치형 전지 각각 10개의 샘플을 4.35V 만충전시키고 만충전된 전지에 지름 15.8mm의 바(bar)를 올려놓고 630mm 높이로 9.1 Kg의 추를 떨어뜨려 안정성 평가를 진행하였다. 10개의 샘플 중 발화나 폭발이 없을 경우를 패스(Pass)로 판단하여 패스한 샘플의 수/샘플 수를 하기 표 2에 기재하였다.Each sample of 10 pouch-type batteries of Examples and Comparative Examples was fully charged at 4.35V, and a bar having a diameter of 15.8 mm was placed on the fully charged battery, and a weight of 9.1 Kg was dropped to a height of 630 mm to conduct stability evaluation. When there is no ignition or explosion among the 10 samples, it is judged as a pass, and the number of passed samples/number of samples is shown in Table 2 below.

핫박스Hot box (Hot Box) 테스트(Hot Box) test

실시예 및 비교예의 파우치형 전지 각각 10개의 샘플에 대하여 핫박스 시험(Hot Box Test)을 수행하였다. 핫박스 시험은 4.35V 로 만충전한 전지를 승온 속도 5 ℃/min, 130 ℃ 및 1시간 동안 유지시킨 후 다시 속도 5 ℃/min, 150 ℃ 및 1시간 동안 유지시켜서 수행하였으며, 10개의 샘플 중 발화나 폭발이 없을 경우를 패스(Pass)로 판단하여 패스한 샘플의 수/샘플 수를 하기 표 2에 기재하였다. A hot box test was performed on 10 samples of each of the pouch-type batteries of Examples and Comparative Examples. The hot box test was carried out by maintaining the battery fully charged at 4.35V at a heating rate of 5°C/min, 130°C and 1 hour, and then holding the battery at a rate of 5°C/min, 150°C and 1 hour again, and ignition out of 10 samples B. When there is no explosion, it is judged as a pass, and the number of passed samples/number of samples is shown in Table 2 below.

안전성
항목
safety
Item
실시예Example 비교예Comparative example
1One 22 33 44 55 1One 22 33 못 관통 테스트Nail penetration test Pass 수/ 샘플 수Number of passes/ number of samples 10/1010/10 10/1010/10 10/1010/10 10/1010/10 10/1010/10 4/104/10 3/103/10 7/107/10 임팩트 테스트Impact test 8/108/10 9/109/10 9/109/10 10/1010/10 9/109/10 10/1010/10 9/109/10 10/1010/10 핫 박스 테스트Hot box test 8/108/10 10/1010/10 10/1010/10 9/109/10 10/1010/10 4/104/10 4/104/10 6/106/10

표 2를 참조하면, 단위셀용 세퍼레이터와 폴딩용 세퍼레이터 중 적어도 하나 이상이 실록산 가교결합을 갖지 않는 비교예 1 내지 3의 폴리올레핀 세퍼레이터를 구비한 전지는 실시예들에 비해 안전성이 낮음을 알 수 있다. Referring to Table 2, it can be seen that the battery having the polyolefin separators of Comparative Examples 1 to 3 in which at least one or more of the separator for the unit cell and the separator for folding does not have siloxane crosslinks has lower safety compared to the Examples.

11, 12: A 타입 바이셀 10, 13, 14: C 타입 바이셀
20: 폴딩용 세퍼레이터 21: 폴딩용 세퍼레이터의 일단부
25; 접착 테이프
30: 단위셀용 세퍼레이터
11, 12: A type bicell 10, 13, 14: C type bicell
20: folding separator 21: one end of the folding separator
25; Adhesive tape
30: separator for unit cell

Claims (13)

양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 단위셀용 세퍼레이터를 구비하는 다수의 단위셀들이 중첩되어 있고, 각각의 중첩부에는 연속적인 폴딩용 세퍼레이터가 개재된 구조의 스택-폴딩형 전극 조립체로서,
상기 단위셀용 세퍼레이터는 실록산 가교결합을 갖는 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터를 구비하고, 상기 폴딩용 세퍼레이터는 실록산 가교결합을 갖는 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터를 구비하고,
상기 제1 및 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 멜트다운 온도는 모두 170 ℃ 이상이고,
상기 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 셧 다운 온도는 상기 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 셧 다운 온도보다 낮으며,
상기 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 기계적 강도가 상기 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 기계적 강도보다 큰 것을 특징으로 하는 스택-폴딩형 전극 조립체.
A stack-folding type electrode assembly having a structure in which a plurality of unit cells having a positive electrode, a negative electrode, and a unit cell separator interposed between the positive and negative electrodes are overlapped, and a continuous folding separator is interposed at each overlapping portion,
The separator for the unit cell includes a first crosslinked polyolefin separator having a siloxane crosslink, and the folding separator includes a second crosslinked polyolefin separator having a siloxane crosslink,
The meltdown temperature of the first and second crosslinked polyolefin separators are both 170°C or higher,
The shutdown temperature of the first crosslinked polyolefin separator is lower than the shutdown temperature of the second crosslinked polyolefin separator,
A stack-folding type electrode assembly, characterized in that the mechanical strength of the second crosslinked polyolefin separator is greater than that of the first crosslinked polyolefin separator.
제1항에 있어서,
상기 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 셧 다운 온도가 상기 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 셧 다운 온도보다 2 내지 15 ℃ 낮은 것을 특징으로 하는 스택-폴딩형 전극 조립체.
The method of claim 1,
A stack-folding electrode assembly, wherein a shutdown temperature of the first crosslinked polyolefin separator is 2 to 15°C lower than that of the second crosslinked polyolefin separator.
제1항에 있어서,
상기 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 기계적 강도가 상기 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 기계적 강도보다 500 내지 2500 kgf/cm2 큰 것을 특징으로 하는 스택-폴딩형 전극 조립체.
The method of claim 1,
A stack-folding electrode assembly, characterized in that the mechanical strength of the second crosslinked polyolefin separator is 500 to 2500 kgf/cm 2 greater than the mechanical strength of the first crosslinked polyolefin separator.
제1항에 있어서,
상기 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 기계적 강도가 상기 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 기계적 강도보다 800 내지 1500 kgf/cm2 큰 것을 특징으로 하는 스택-폴딩형 전극 조립체.
The method of claim 1,
A stack-folding electrode assembly, characterized in that the mechanical strength of the second crosslinked polyolefin separator is 800 to 1500 kgf/cm 2 greater than the mechanical strength of the first crosslinked polyolefin separator.
제1항에 있어서,
상기 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 셧 다운 온도가 123 내지 134 ℃인 것을 특징으로 하는 스택-폴딩형 전극 조립체.
The method of claim 1,
A stack-folding electrode assembly, characterized in that the shutdown temperature of the first crosslinked polyolefin separator is 123 to 134°C.
제1항에 있어서,
상기 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 셧 다운 온도가 125 내지 133 ℃인 것을 특징으로 하는 스택-폴딩형 전극 조립체.
The method of claim 1,
A stack-folding electrode assembly, characterized in that the shutdown temperature of the first crosslinked polyolefin separator is 125 to 133°C.
제1항에 있어서,
상기 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 기계적 강도가 1500 kgf/cm2 이상인 것을 특징으로 하는 스택-폴딩형 전극 조립체.
The method of claim 1,
Stack-folding type electrode assembly, characterized in that the mechanical strength of the second crosslinked polyolefin separator is 1500 kgf / cm 2 or more.
제1항에 있어서,
상기 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 기계적 강도가 2000 kgf/cm2 이상인 것을 특징으로 하는 스택-폴딩형 전극 조립체.
The method of claim 1,
Stack-folding type electrode assembly, characterized in that the mechanical strength of the second crosslinked polyolefin separator is 2000 kgf / cm 2 or more.
제1항에 있어서,
상기 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터는 탄소수가 5 내지 8인 알켄으로 치환된 변성 고밀도폴리에틸렌, 저밀도폴리에틸렌 및 선형저밀도폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 저결정성 폴리에틸렌과 고밀도폴리에틸렌의 혼합물이 실록산 가교결합된 가교 폴리올레핀으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스택-폴딩형 전극 조립체.
The method of claim 1,
The first crosslinked polyolefin separator is a siloxane crosslinked crosslinked mixture of at least one low-crystalline polyethylene and high-density polyethylene selected from the group consisting of modified high-density polyethylene, low-density polyethylene, and linear low-density polyethylene substituted with alkenes having 5 to 8 carbon atoms. Stack-folding type electrode assembly, characterized in that made of polyolefin.
제1항에 있어서,
상기 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터는 고밀도폴리에틸렌 또는 고밀도폴리에틸렌과 초고분자량폴리에틸렌의 혼합물이 실록산 가교결합된 가교 폴리올레핀으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스택-폴딩형 전극 조립체.
The method of claim 1,
The second crosslinked polyolefin separator is a stack-folding type electrode assembly, characterized in that it is made of a crosslinked polyolefin in which high density polyethylene or a mixture of high density polyethylene and ultra high molecular weight polyethylene is crosslinked with siloxane.
제1항에 있어서,
상기 제2 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 멜트다운 온도는 제1 가교 폴리올레핀 세퍼레이터의 멜트다운 온도보다 3 내지 70 ℃ 높은 것을 특징으로 하는 스택-폴딩형 전극 조립체.
The method of claim 1,
A stack-folding type electrode assembly, characterized in that the meltdown temperature of the second crosslinked polyolefin separator is 3 to 70°C higher than the meltdown temperature of the first crosslinked polyolefin separator.
제1항의 스택-폴딩형 전극 조립체를 구비하는 이차전지. A secondary battery comprising the stack-folding electrode assembly of claim 1. 제12항에 있어서,
상기 이차전지는 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method of claim 12,
The secondary battery is a secondary battery, characterized in that the lithium secondary battery.
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