KR20210033327A - Electrode assembly comprising free-standing separator for secondary batteries and Secondary batteries comprising the same - Google Patents

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Abstract

The present invention is to provide an electrode assembly including a free-standing separator for a secondary battery excellent in both adhesion and air permeability and a secondary battery including the same and relates to a laminated electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a free-standing separator interposed between the positive electrode and the negative electrode. The free-standing separator includes: a free-standing porous membrane including inorganic particles and a binder; and hot-melt non-woven fabric layers located on both sides of the free-standing porous membrane. In the free-standing porous membrane, inorganic particles are substantially in contact with each other to form an interstitial volume. The interstitial volume between the inorganic particles forms pores of the free-standing porous membrane. The hot-melt non-woven fabric layer is formed that a hot-melt non-woven fabric sheet composed of polyester, polyamide, ethylene-vinyl acetate, or filaments containing two or more thereof starts to melt at a temperature of 50°C or more and less than 90°C, which is a lamination process temperature. The free-standing separator for a secondary battery on both sides of the hot-melt non-woven layer has air permeability in the range of 10 sec/100 cc to 500 sec/100 cc.

Description

이차전지용 프리스탠딩 분리막을 포함하는 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지 {Electrode assembly comprising free-standing separator for secondary batteries and Secondary batteries comprising the same}[Electrode assembly comprising free-standing separator for secondary batteries and secondary batteries comprising the same}

본 발명은 이차전지용 프리스탠딩 분리막을 포함하는 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode assembly including a free-standing separator for a secondary battery and a secondary battery including the same.

최근, 전기화학소자 중에서 에너지 저장 기술에 대한 관심이 갈수록 높아지고 있다. 휴대폰, 캠코더 및 노트북, 나아가 전기 자동차의 에너지까지 적용 분야가 확대됨에 따라 전지의 연구와 개발에 대한 노력이 점점 구체화되고 있다. 전기 화학 소자는 이러한 측면에서 가장 주목받는 분야이며, 그 중에서도 충방전이 가능한 이차전지의 개발은 관심의 초점이 되고 있다.Recently, among electrochemical devices, interest in energy storage technology is increasing. As the field of application to mobile phones, camcorders, notebooks, and even electric vehicles is expanded, efforts for research and development of batteries are increasingly being materialized. Electrochemical devices are the field that attracts the most attention in this respect, and among them, the development of a secondary battery capable of charging and discharging has become a focus of interest.

리튬이차전지는 수용액 전해액을 사용하는 Ni-MH의 재래식 전지에 비해 작동 전압이 높고 에너지 밀도가 크다는 장점이 있기 때문에 현재 많은 회사에서 생산되고 있으나, 그들의 안전성 특성은 각기 다른 양상을 보이고 있다. 특히, 분리막은 그 손상에 의해 내부 단락을 일으켜서 폭발 등을 일으키는 문제점이 지적되어 왔는데, 분리막 소재로 폴리올레핀 계열 물질을 사용하는 리튬이차전지의 경우, 폴리올레핀계 물질이 200℃ 이하의 융점을 가져, 내부 및/또는 외부 자극에 의해 전지가 고온으로 상승할 경우 분리막이 수축 또는 용융되어 양 전극의 단락이 발생하는 것으로 밝혀졌다. Lithium secondary batteries are currently being produced by many companies because they have the advantage of higher operating voltage and higher energy density than conventional batteries of Ni-MH using an aqueous electrolyte solution, but their safety characteristics are showing different aspects. Particularly, a problem has been pointed out that the separator causes an internal short circuit due to its damage and causes an explosion. In the case of a lithium secondary battery using a polyolefin-based material as the material for the separator, the polyolefin-based material has a melting point of 200°C or less, And/or it has been found that when the battery rises to a high temperature due to external stimulation, the separator shrinks or melts, resulting in a short circuit between both electrodes.

이러한 문제점을 해결하기 위한 당업계 노력의 일환으로, 무기물 입자와 고분자 바인더를 포함하는 혼합물을 이용하여 시트(sheet)형으로 만들어진 프리스탠딩 분리막이 제안되었다. 그러나, 이러한 프리스탠딩 분리막은 폴리올레핀계 필름 또는 부직포와 같은 다공성 고분자 기재가 사용되지 않아, 상대적으로 많은 바인더 고분자가 사용되는 경향이 있어 통기도가 저하되고 전지 저항을 증가시키는 문제점이 있었다. 또한, 폴리올레핀계 필름 또는 부직포와 같은 다공성 고분자 기재가 사용되는 분리막에 비해 상대적으로 다량의 바인더 고분자가 사용됨에도 불구하고 상기 바인더 고분자가 분리막 표면에 존재하기 보다는 무기물 입자간 결착을 위한 위치에 존재하기 때문에 전극과의 접착력이 불충분한 경향이 있었다.As part of an effort in the art to solve this problem, a freestanding separator made of a sheet type using a mixture containing inorganic particles and a polymeric binder has been proposed. However, such a freestanding separator does not use a porous polymer substrate such as a polyolefin-based film or a nonwoven fabric, and thus relatively many binder polymers tend to be used, thereby reducing air permeability and increasing battery resistance. In addition, although a relatively large amount of binder polymer is used compared to a separator in which a porous polymer substrate such as a polyolefin film or a nonwoven fabric is used, the binder polymer is present in a position for binding between inorganic particles rather than on the surface of the separator. There was a tendency that the adhesion to the electrode was insufficient.

이에, 본 발명에서는 무기물 입자와 바인더로 구성된 프리스탠딩 분리막을 포함하는 전극조립체으로서, 통기도 및 전극 접착력이 모두 우수한 이차전지용 프리스탠딩 분리막을 포함하는 전극조립체를 제공하는 것을 일 과제로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrode assembly comprising a freestanding separator composed of inorganic particles and a binder, and comprising a freestanding separator for a secondary battery having excellent air permeability and electrode adhesion.

또한, 본 발명에서는 전술한 바와 같은 전극조립체를 포함하는 이차전지를 제공하는 것을 또 다른 과제로 한다.In addition, in the present invention, it is another object to provide a secondary battery including the electrode assembly as described above.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 제1 양태에서, 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 프리스탠딩 분리막을 포함하는 라미네이션된 전극조립체에 관한 것으로, 상기 프리스탠딩 분리막은, 무기물 입자와 바인더를 포함하는 프리스탠딩 다공성 막; 및 상기 프리스탠딩 다공성 막의 양 측면에 위치한 핫멜트 부직포층;을 포함하고, 상기 프리스탠딩 다공성 막에서 무기물 입자들은 실질적으로 서로 접촉한 상태에서 인터스티셜 볼륨(interstitial volume)을 형성하고, 상기 무기물 입자 사이의 인터스티셜 볼륨은 프리스탠딩 다공성 막의 기공을 형성하며, 상기 핫멜트 부직포층은 폴리에스테르, 폴리아미드, 에틸렌-비닐 아세테이트 또는 이들의 2 이상을 포함하는 필라멘트로 구성된 핫멜트 부직포 시트가 50 ℃ 이상 90 ℃ 미만의 온도에서 용융되기 시작하여 형성된 것이고, 상기 핫멜트 부직포층을 양측에 구비한 이차전지용 프리스탠딩 분리막은 10 sec/100 cc 내지 500 sec/100 cc 범위의 통기도를 가지는 것을 특징으로 하는 라미네이션된 전극조립체가 제공된다.According to an aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, it relates to a laminated electrode assembly comprising an anode, a cathode, and a freestanding separator interposed between the anode and the cathode, wherein the freestanding separator is an inorganic material. A free-standing porous membrane containing particles and a binder; And a hot-melt nonwoven fabric layer positioned on both sides of the freestanding porous membrane, wherein inorganic particles in the freestanding porous membrane substantially contact each other to form an interstitial volume, and between the inorganic particles The interstitial volume of the freestanding porous membrane forms pores, and the hot-melt non-woven fabric layer is a hot-melt non-woven fabric sheet composed of filaments containing polyester, polyamide, ethylene-vinyl acetate, or two or more thereof. Laminated electrode assembly, characterized in that it is formed by starting to melt at a temperature less than, and the freestanding separator for secondary batteries having the hot-melt nonwoven fabric layer on both sides has an air permeability in the range of 10 sec/100 cc to 500 sec/100 cc. Is provided.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 상기 제1 양태에서, 상기 핫멜트 부직포 시트가 0.1 sec/100 cc 내지 10 sec/100 cc 범위의 통기도를 갖는 것을 특징으로 하는 라미네이션된 전극조립체가 제공된다.According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a laminated electrode assembly is provided, wherein the hot-melt nonwoven sheet has an air permeability in the range of 0.1 sec/100 cc to 10 sec/100 cc.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 상기 제1 양태 또는 제2 양태에서, 상기 핫멜트 부직포 시트가 15 ~ 100 g/m2의 평량을 가지는 것을 특징으로 하는 라미네이션된 전극조립체가 제공된다.According to a third aspect of the present invention, in the first aspect or the second aspect, a laminated electrode assembly is provided , wherein the hot-melt nonwoven sheet has a basis weight of 15 to 100 g/m 2.

본 발명의 제4 양태에 따르면, 상기 제1 양태 내지 제3 양태 중 어느 하나의 양태에서, 상기 핫멜트 부직포 시트가 5 내지 150 ㎛ 범위의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 라미네이션된 전극조립체가 제공된다.According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, a laminated electrode assembly is provided, wherein the hot-melt nonwoven sheet has a thickness in the range of 5 to 150 μm.

본 발명의 제5 양태에 따르면, 상기 제1 양태 내지 제4 양태 중 어느 하나의 양태에서, 상기 핫멜트 부직포 시트는 50 gf/25 mm 이상 범위의 음극 및 양극 접착력을 가지는 것을 특징으로 하는 라미네이션된 전극조립체가 제공된다.According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the hot-melt nonwoven sheet has a negative electrode and a positive electrode adhesion in the range of 50 gf/25 mm or more. An assembly is provided.

본 발명의 제6 양태에 따르면, 상기 제1 양태 내지 제5 양태 중 어느 하나의 양태에서, 상기 바인더는 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌 (polyvinylidene fluoride-cotrichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate), 폴리에틸헥실아크릴레이트(polyetylexyl acrylate), 폴리부틸아크릴레이트(polybutylacrylate),폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리아릴레이트(polyarylate) 또는 이들 2 이상인 것을 특징으로 하는 라미네이션된 전극조립체가 제공된다.According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the binder is polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoropropylene. Polyvinylidene fluoride-cotrichloroethylene, polymethylmethacrylate, polyetylexyl acrylate, polybutylacrylate, polyacrylonitrile, polyvinyl p Rolidone (polyvinylpyrrolidone), polyvinyl acetate (polyvinylacetate), ethylene vinyl acetate copolymer (polyethylene-co-vinyl acetate), polyethylene oxide (polyethylene oxide), polyarylate (polyarylate) An electrode assembly is provided.

본 발명의 제7 양태에 따르면, 상기 제1 양태 내지 제6 양태 중 어느 하나의 양태에서, 상기 무기물 입자는 D50이 0.02 내지 1 ㎛ 범위의 평균 입경을 가지는 것을 특징으로 하는 라미네이션된 전극조립체가 제공된다.According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, the inorganic particles have a D50 of 0.02 to 1 μm, and a laminated electrode assembly is provided. do.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명의 제8 양태에서, (S1) 바인더 수지를 용매에 용해하여 바인더 조성물을 준비하고, 여기에 무기물 입자를 투입하여 프리스탠딩 다공성 막 형성을 위한 조성물을 준비하는 단계, (S2) 상기 프리스탠딩 다공성 막 형성을 위한 조성물을 이형지에 코팅 및 건조하는 단계, (S3) 건조된 프리스탠딩 다공성 막으로부터 이형지를 떼어내는 단계, 및 (S4) 제1항에 기재된 핫멜트 부직포를 상기 건조된 프리스탠딩 다공성 막의 양 측면에 위치시키고 양극과 음극 사이에 개재시켜 60 내지 70 ℃ 범위의 온도 및 1 MPa 내지 100 MPa 범위의 압력 조건에서 라미네이션하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1항에 기재된 라미네이션된 전극조립체의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, in the eighth aspect of the present invention, (S1) a binder resin is dissolved in a solvent to prepare a binder composition, and inorganic particles are added thereto to prepare a composition for forming a freestanding porous film. Steps, (S2) coating and drying the composition for forming the freestanding porous film on a release paper, (S3) removing the release paper from the dried freestanding porous film, and (S4) the hot melt nonwoven fabric according to item 1 And laminating at a temperature in the range of 60 to 70° C. and a pressure in the range of 1 MPa to 100 MPa by placing on both sides of the dried freestanding porous membrane and interposed between the anode and the cathode. A method of manufacturing the laminated electrode assembly according to claim 1 is provided.

본 발명의 제9 양태에 따르면, 본 발명의 제1 내지 제7 양태 중 어느 하나의 양태에 기재된 라미네이션된 전극조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지가 제공된다.According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a secondary battery comprising the laminated electrode assembly described in any one of the first to seventh aspects of the present invention.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명의 제10 양태에 따르면, 핫멜트 부직포 시트로서, 0.1 sec/100 cc 내지 10 sec/100 cc 범위의 통기도를 갖고, 50 gf/25 mm 이상의 범위의 음극 및 양극 접착력을 가지며, 50 ℃ 이상 90 ℃ 미만의 온도에서 용융되기 시작하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지 구성요소용 핫멜트 부직포 시트가 제공된다.According to another aspect of the present invention, according to the tenth aspect of the present invention, as a hot-melt nonwoven sheet, having a air permeability in the range of 0.1 sec/100 cc to 10 sec/100 cc, and a negative electrode in the range of 50 gf/25 mm or more, and There is provided a hot-melt nonwoven fabric sheet for a component of a lithium secondary battery, characterized in that it starts to melt at a temperature of 50°C or more and less than 90°C.

본 발명에 따른 이차전지용 프리스탠딩 분리막은 무기물 입자와 바인더를 포함하는 프리스탠딩 다공성 막; 및 상기 프리스탠딩 다공성 막의 양 측면에 위치한 핫멜트 부직포층;을 포함하고, 상기 프리스탠딩 다공성 막에는 인터스티셜 볼륨이 형성되어 있고, 상기 프리스탠딩 다공성 막의 양 측면에는 열가소성 수지를 방사하여 교차된 형태로 필름화한 핫멜트 부직포층이 형성되어 있어, 우수한 통기도를 가짐을 특징으로 한다.The free-standing separator for a secondary battery according to the present invention includes a free-standing porous membrane including inorganic particles and a binder; And a hot-melt nonwoven fabric layer positioned on both sides of the freestanding porous membrane, wherein interstitial volumes are formed on the freestanding porous membrane, and a thermoplastic resin is spun on both sides of the freestanding porous membrane to form an intersection. A film-formed hot melt nonwoven fabric layer is formed, and it is characterized by having excellent air permeability.

또한, 본 발명에 따른 이차전지용 프리스탠딩 분리막은 핫멜트 부직포층을 구비하고, 상기 핫멜트 부직포층은 전극-분리막-전극을 라미네이션하는 동안 용융되어 다공성 막과 전극간에 보다 강한 전극 접착력이 형성된다. In addition, the free-standing separator for a secondary battery according to the present invention includes a hot-melt non-woven fabric layer, and the hot-melt non-woven fabric layer is melted during lamination of the electrode-separator-electrode, thereby forming stronger electrode adhesion between the porous film and the electrode.

또한, 본 발명에 따른 이차전지용 프리스탠딩 분리막은 폴리올레핀계 고분자 기재없이 무기물 입자로 주성분으로 사용함에 따라 우수한 내열성을 가질 수 있다.In addition, the free-standing separator for a secondary battery according to the present invention may have excellent heat resistance as it is used as an inorganic particle without a polyolefin-based polymer substrate as a main component.

전술한 바와 같이 우수한 통기도, 전극 접착력 및 내열성을 구비한 이차전지용 프리스탠딩 분리막 및 핫멜트 부직포 시트가 이차전지 전극조립체 구성요소로 사용됨에 따라, 최종 제작된 이차전지는 전지 사이클 수명 특성 측면에서 우수성을 나타내게 된다.As described above, the freestanding separator for secondary batteries and the hot-melt nonwoven fabric sheet having excellent air permeability, electrode adhesion and heat resistance are used as components of the secondary battery electrode assembly, so that the final manufactured secondary battery exhibits superiority in terms of battery cycle life characteristics. do.

도 1a와 도 1b 각각은 실시예 1에서 라미네이션된 전극조립체를 분해하여, 라미네이션 이전과 라미네이션 이후에, 핫멜트 부직포층을 구성하는 필라멘트를 각각 현미경으로 촬영한 이미지이다.
도 2a와 도 2b 각각은 실시예 2에서 라미네이션된 전극조립체를 분해하여, 라미네이션 이전과 라미네이션 이후에, 핫멜트 부직포층을 구성하는 필라멘트를 각각 현미경으로 촬영한 이미지이다.
1A and 1B are images of filaments constituting the hot-melt nonwoven fabric layer, respectively, by disassembling the electrode assembly laminated in Example 1, and before and after lamination, respectively.
2A and 2B are images of filaments constituting the hot-melt nonwoven fabric layer, respectively, by disassembling the electrode assembly laminated in Example 2, and before and after lamination, respectively.

이하, 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예에 기재된 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 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. The terms or words used in the specification and claims should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of terms in order to describe his own invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention on the basis of the principle that there is. Therefore, the configuration described in the embodiments described in the present specification is only the most preferred embodiment of the present invention, and does not represent all the technical spirit of the present invention, and various equivalents that can replace them at the time of application It should be understood that there may be variations and variations.

본 발명의 일 측면에 따르면, 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 프리스탠딩 분리막을 포함하는 라미네이션된 전극조립체에 관한 것으로, 상기 프리스탠딩 분리막은, 무기물 입자와 바인더를 포함하는 프리스탠딩 다공성 막; 및 상기 프리스탠딩 다공성 막의 양 측면에 위치한 핫멜트 부직포층;을 포함하고, 상기 프리스탠딩 다공성 막에서 무기물 입자들은 실질적으로 서로 접촉한 상태에서 인터스티셜 볼륨(interstitial volume)을 형성하고, 상기 무기물 입자 사이의 인터스티셜 볼륨은 프리스탠딩 다공성 막의 기공을 형성하며, 상기 핫멜트 부직포층은 폴리에스테르, 폴리아미드, 에틸렌-비닐 아세테이트 또는 이들의 2 이상을 포함하는 필라멘트로 구성된 핫멜트 부직포 시트가 라미네이션 공정 온도인 50 ℃ 이상 90 ℃ 미만의 온도에서 용융되기 시작하여 형성된 것이고, 상기 핫멜트 부직포층을 양측에 구비한 이차전지용 프리스탠딩 분리막은 10 sec/100 cc 내지 500 sec/100 cc 범위의 통기도를 가지는 것을 특징으로 하는 라미네이션된 전극조립체이 제공된다.According to an aspect of the present invention, it relates to a laminated electrode assembly comprising an anode, a cathode, and a freestanding separator interposed between the anode and the cathode, wherein the freestanding separator comprises inorganic particles and a binder. Porous membrane; And a hot-melt nonwoven fabric layer positioned on both sides of the freestanding porous membrane, wherein inorganic particles in the freestanding porous membrane substantially contact each other to form an interstitial volume, and between the inorganic particles The interstitial volume of the freestanding porous membrane forms pores, and the hot-melt non-woven fabric layer is a hot-melt non-woven fabric sheet composed of filaments containing polyester, polyamide, ethylene-vinyl acetate, or two or more thereof, which is a lamination process temperature of 50. It is formed by starting to melt at a temperature of not less than ℃ 90 ℃, characterized in that the free-standing separator for secondary batteries having the hot-melt nonwoven fabric layer on both sides has an air permeability in the range of 10 sec / 100 cc to 500 sec / 100 cc. A laminated electrode assembly is provided.

본원 명세서에서 "프리스탠딩"이라 함은, 부가적인 별도의 지지체 혹은 기재없이도 연속적인 형태로 존재할 수 있는 특성을 지칭하는 것으로 이해한다.In the present specification, the term "free standing" is understood to refer to a property that can exist in a continuous form without an additional separate support or description.

본원 명세서에서 "프리스탠딩 다공성 막"이라 함은, 부가적인 별도의 지지체 혹은 기재없이도 연속적인 형태로 존재할 수 있고, 무기물 입자들이 실질적으로 서로 접촉한 상태에서 인터스티셜 볼륨(interstitial volume)을 형성하고, 상기 무기물 입자 사이의 인터스티셜 볼륨은 기공을 형성하여 전해액 혹은 리튬 이온이 통과하도록 다공성을 구비한 프리스탠딩 막을 지칭하는 것으로 이해한다.In the present specification, the term "free-standing porous membrane" may exist in a continuous form without an additional separate support or substrate, and an interstitial volume is formed in a state in which inorganic particles are substantially in contact with each other. , It is understood that the interstitial volume between the inorganic particles refers to a free-standing membrane having porosity to form pores and allow the electrolyte or lithium ions to pass therethrough.

본원 명세서에서 "통기도(permeability)" 용어는 분리막과 같은 통기도 측정 대상물에 대해서 100cc의 공기가 투과하는 시간을 의미하고, 그의 단위로서 초(second)/100cc를 사용할 수 있으며, 투과도와 상호 교환하여 사용할 수 있고, 통상적으로 Gurely 값 등으로 표시된다. 본 발명의 구체적인 일 실시양태에 있어서, 상기 통기도는 JIS P8117에 준거하여 측정된다. 또한, 두께 T1을 가지는 대상물에서 측정된 공기 투과도 P1은 수식: P2=(P1Х20)/T1에 의해 대상물의 두께를 20㎛으로 할 경우의 투과도 P2로 환산될 수 있다.In the present specification, the term "permeability" refers to the time for 100cc of air to permeate to an object for measuring air permeability such as a separator, and can use seconds/100cc as its unit, and can be used interchangeably with permeability. Can be, and is usually expressed as a Gurely value or the like. In a specific embodiment of the present invention, the air permeability is measured according to JIS P8117. In addition, the air permeability P1 measured in the object having the thickness T1 can be converted to the permeability P2 when the thickness of the object is set to 20 μm by the formula: P2=(P1Х20)/T1.

본원 명세서에서 "용융점"은 DSC(differential scanning calorimetry)를 이용하여 온도를 -30 ℃에서 200 ℃까지 10 ℃의 일정한 속도로 증가시키면서 관찰하였을 때 어느 특정 온도에서 흡열을 하여 peak가 나타난다. 이 때의 온도를 용융점(melting temperature)이라고 한다.In the present specification, the "melting point" refers to an endothermic peak at a certain temperature when observed while increasing the temperature from -30°C to 200°C at a constant rate of 10°C using differential scanning calorimetry (DSC). The temperature at this time is called the melting point.

본 발명의 구체적인 일 실시양태에 따르면, 프리스탠딩 다공성 막에 사용되는 무기물 입자는 전기화학적으로 안정하기만 하면 특별히 제한되지 않는다. 즉, 본 발명에서 사용할 수 있는 무기물 입자는 적용되는 전기화학소자의 작동 전압 범위(예컨대, Li/Li+ 기준으로 0 ~ 5 V)에서 산화 및/또는 환원 반응이 일어나지 않는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 특히, 무기물 입자로서 유전율이 높은 무기물 입자를 사용하는 경우, 액체 전해질 내 전해질 염, 예컨대 리튬염의 해리도 증가에 기여하여 전해액의 이온 전도도를 향상시킬 수 있다.According to a specific embodiment of the present invention, the inorganic particles used in the freestanding porous membrane are not particularly limited as long as they are electrochemically stable. That is, the inorganic particles that can be used in the present invention are not particularly limited as long as the oxidation and/or reduction reaction does not occur in the operating voltage range (eg, 0 to 5 V based on Li/Li +) of the applied electrochemical device. Particularly, when inorganic particles having a high dielectric constant are used as inorganic particles, the ionic conductivity of the electrolyte may be improved by contributing to an increase in the degree of dissociation of an electrolyte salt, such as a lithium salt, in a liquid electrolyte.

전술한 이유들로 인해, 상기 무기물 입자는 유전율 상수가 5 이상, 또는 10 이상인 고유전율 무기물 입자를 포함할 수 있다. 유전율 상수가 5 이상인 무기물 입자의 비제한적인 예로는 BaTiO3, Pb(Zrx,Ti1-x)O3(PZT, 여기서, 0<x<1임), Pb1 - xLaxZr1 -yTiyO3(PLZT, 여기서, 0<x<1, 0<y<1임), (1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 - xPbTiO3(PMN-PT, 여기서, 0<x<1임), 하프니아(HfO2), SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, Al2O3, SiC 및 TiO2로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 무기물 입자 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다.For the above reasons, the inorganic particles may include high-k inorganic particles having a dielectric constant of 5 or more or 10 or more. Non-limiting examples of inorganic particles greater than a dielectric constant of 5 is BaTiO 3, Pb (Zr x, Ti 1-x) O 3 (PZT, where, 0 <x <1 Im), Pb 1 - x La x Zr 1 - y Ti y O 3 (PLZT, where 0<x<1, 0<y<1), (1-x)Pb(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3 - x PbTiO 3 (PMN-PT , Where 0<x<1), hafnia (HfO 2 ), SrTiO 3 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO 2 , Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , SiC and It may be any one inorganic particle selected from the group consisting of TiO 2 or a mixture of two or more of them.

또한, 무기물 입자로는 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자, 즉 리튬 원소를 함유하되 리튬을 저장하지 아니하고 리튬 이온을 이동시키는 기능을 갖는 무기물 입자를 사용할 수 있다. 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자의 비제한적인 예로는 리튬포스페이트(Li3PO4), 리튬티타늄포스페이트(LixTiy(PO4)3, 0 < x < 2, 0 < y < 3), 리튬알루미늄티타늄포스페이트(LixAlyTiz(PO4)3, 0 < x < 2, 0 < y < 1, 0 < z < 3), 14Li2O-9Al2O3-38TiO2-39P2O5 등과 같은 (LiAlTiP)xOy 계열 glass (0 < x < 4, 0 < y < 13), 리튬란탄티타네이트(LixLayTiO3, 0 < x < 2, 0 < y < 3), Li3.25Ge0.25P0.75S4 등과 같은 리튬게르마니움티오포스페이트(LixGeyPzSw, 0 < x < 4, 0 < y < 1, 0 < z < 1, 0 < w < 5), Li3N 등과 같은 리튬나이트라이드(LixNy, 0 < x < 4, 0 < y < 2), Li3PO4-Li2S-SiS2 등과 같은 SiS2 계열 glass(LixSiySz, 0 < x < 3, 0 < y < 2, 0 < z < 4), LiI-Li2S-P2S5 등과 같은 P2S5 계열 glass(LixPySz, 0 < x < 3, 0 < y < 3, 0 < z < 7) 또는 이들의 2 이상의 혼합물 등이 있다.In addition, as the inorganic particles, inorganic particles having a lithium ion transfer capability, that is, inorganic particles having a function of moving lithium ions without storing lithium but containing a lithium element may be used. Non-limiting examples of inorganic particles having a lithium ion transfer ability include lithium phosphate (Li 3 PO 4 ), lithium titanium phosphate (Li x Ti y (PO 4 ) 3 , 0 <x <2, 0 <y <3), Lithium aluminum titanium phosphate (Li x Al y Ti z (PO 4 ) 3 , 0 <x <2, 0 <y <1, 0 <z <3), 14 Li 2 O-9Al 2 O 3 -38 TiO 2 -39P 2 (LiAlTiP) x O y series glass such as O 5 (0 <x <4, 0 <y <13), lithium lanthanum titanate (Li x La y TiO 3 , 0 <x <2, 0 <y <3) , Li 3.25 Ge 0.25 P 0.75 S 4 lithium germanium thiophosphate (Li x Ge y P z S w , 0 <x <4, 0 <y <1, 0 <z <1, 0 <w <5 ), Li 3 N, such as lithium nitride (Li x N y , 0 <x <4, 0 <y <2), Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 SiS 2 series glass (Li x Si P 2 S 5 series glass such as y S z , 0 <x <3, 0 <y <2, 0 <z <4), LiI-Li 2 SP 2 S 5 (Li x P y S z , 0 <x <3, 0 <y <3, 0 <z <7) or mixtures of two or more thereof.

상기 무기물 입자의 크기는 특별한 제한이 없으나, D50이 0.01 내지 5 ㎛ 범위 또는 0.02 내지 3 ㎛ 범위 또는 0.03 내지 1 ㎛ 범위일 수 있다. 무기물 입자의 크기가 상기 범위를 만족하는 경우, 적절한 분산성으로 인해 분리막의 구조 및 물성을 조절하기가 용이하고, 분리막의 두께가 적절하게 되어 기계적 물성 저하 등의 현상이 방지되고, 또한 적절한 기공 크기가 발생된다.The size of the inorganic particles is not particularly limited, but D50 may be in the range of 0.01 to 5 µm, or in the range of 0.02 to 3 µm, or in the range of 0.03 to 1 µm. When the size of the inorganic particles satisfies the above range, it is easy to control the structure and physical properties of the separator due to appropriate dispersibility, and the thickness of the separator is appropriate to prevent phenomena such as mechanical property deterioration, and also appropriate pore size. Occurs.

본원 명세서에서 "Dn"은, 입경에 따른 입자 부피 누적 분포의 n% 지점에서의 입경을 의미한다. 즉, D50은 입경에 따른 입자 부피 누적 분포의 50% 지점에서의 입경이며, D90은 입경에 따른 입자 부피 누적 분포의 90% 지점에서의 입경을, D10은 입경에 따른 입자 부피 누적 분포의 10% 지점에서의 입경이다. 상기 Dn은 레이저 회절법(laser diffraction method)을 이용하여 측정할 수 있다. 구체적으로, 측정 대상 분말을 분산매 중에 분산시킨 후, 시판되는 레이저 회절 입도 측정 장치(예를 들어 Malvern MASTERSIZER 3000)에 도입하여 입자들이 레이저빔을 통과할 때 입자 크기에 따른 회절패턴 차이를 측정하여 입도 분포를 산출한다. 측정 장치에 있어서의 입경에 따른 입자 부피 누적 분포의 10%, 50% 및 90%가 되는 지점에서의 입자 직경을 산출함으로써, D10, D50 및 D90을 측정할 수 있다.In the present specification, "Dn" means a particle diameter at n% of the cumulative particle volume distribution according to the particle diameter. That is, D50 is the particle diameter at 50% of the cumulative particle volume distribution according to the particle diameter, D90 is the particle diameter at 90% of the cumulative particle volume distribution according to the particle diameter, and D10 is 10% of the cumulative particle volume distribution according to the particle diameter. It is the particle size at the point. The Dn can be measured using a laser diffraction method. Specifically, after dispersing the powder to be measured in a dispersion medium, it is introduced into a commercially available laser diffraction particle size measuring device (for example, Malvern MASTERSIZER 3000) to measure the difference in the diffraction pattern according to the particle size when the particles pass through the laser beam. Calculate the distribution. D10, D50, and D90 can be measured by calculating the particle diameters at the points at 10%, 50%, and 90% of the cumulative particle volume distribution according to the particle diameter in the measuring device.

본 발명의 구체적인 일 실시양태에 따르면, 프리스탠딩 다공성 막에 사용되는 바인더는 당업계에서 통상적으로 사용되는 전기화학적으로 안정한 것이라면 특별히 제한되지 않는다.According to a specific embodiment of the present invention, the binder used for the freestanding porous membrane is not particularly limited as long as it is electrochemically stable, which is commonly used in the art.

본 발명의 구체적인 일 실시양태에 따르면, 상기 바인더의 비제한적인 예는 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로 프로필렌(polyvinylidene fluoride-co-hexafluoro propylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로 에틸렌(polyvinylidene fluoride-co-trichloro ethylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-클로로트리플루오로 에틸렌(polyvinylidene fluoride-co-chlorotrifluoro ethylene), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide), 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트(cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate), 시아노에틸 풀루란(cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜(cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸 셀룰로오스(cyanoethylcellulose), 시아노에틸 수크로오스(cyanoethylsucrose), 풀루란(pullulan), 카르복실 메틸 셀룰로오스(carboxyl methyl cellulose), 아크리로니트릴 스티렌부타디엔 공중합체(acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer), 폴리이미드(polyimide) 또는 이들의 2 이상의 혼합물일 수 있다. According to a specific embodiment of the present invention, non-limiting examples of the binder include polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride-hexafluoro propylene, and polyvinylidene fluoride- Trichloroethylene (polyvinylidene fluoride-co-trichloro ethylene), polyvinylidene fluoride-co-chlorotrifluoro ethylene, polymethyl methacrylate, polyacrylonitrile ), polyvinylpyrrolidone, polyvinylacetate, ethylene vinyl acetate copolymer (polyethylene-co-vinyl acetate), polyethylene oxide, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate (cellulose acetate butyrate), cellulose acetate propionate, cyanoethylpullulan, cyanoethylpolyvinylalcohol, cyanoethylcellulose, cyanoethylsucrose ), pullulan, carboxyl methyl cellulose, acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer, polyimide, or a mixture of two or more thereof.

상기 프리스탠딩 다공성 막에서 상기 바인더는 상기 무기물 입자들이 서로 결착된 상태를 유지할 수 있도록 이들을 서로 부착시켜, 바인더가 무기물 입자 사이를 연결 및 고정시킬 수 있다. 상기 프리스탠딩 다공성 막의 무기물 입자들은 실질적으로 서로 접촉한 상태에서 인터스티셜 볼륨(interstitial volume)을 형성할 수 있고, 이 때 인터스티셜 볼륨은 무기물 입자들에 의한 충진 구조(closed packed or densely packed)에서 실질적으로 접촉하는 무기물 입자들에 의해 한정되는 공간을 의미한다. 상기 무기물 입자 사이의 인터스티셜 볼륨은 빈 공간이 되어 프리스탠딩 다공성 막의 기공을 형성할 수 있다.In the freestanding porous membrane, the binder attaches the inorganic particles to each other so that the inorganic particles are bound to each other, so that the binder may connect and fix the inorganic particles. The inorganic particles of the freestanding porous membrane may form an interstitial volume in a state in which they are substantially in contact with each other, and in this case, the interstitial volume is a structure filled with inorganic particles (closed packed or densely packed). It means a space defined by inorganic particles that are in contact with each other. The interstitial volume between the inorganic particles becomes an empty space to form pores of the freestanding porous membrane.

본 발명의 구체적인 일 실시양태에 따르면, 상기 프리스탠딩 다공성 막은 1 내지 150 ㎛ 범위의 두께 또는 3 내지 50 ㎛ 범위의 두께 또는 5 내지 20 ㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다. 상기 프리스탠딩 다공성 막이 상기 하한치보다 얇은 두께를 갖는 경우에는 강도 저하로 인한 파단 문제가 발생할 수 있고, 상기 상한치보다 두꺼운 두께를 갖는 경우에는 저항 상승으로 인해 전지의 사이클 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있기 때문이다.According to a specific embodiment of the present invention, the freestanding porous membrane may have a thickness in the range of 1 to 150 µm, a thickness in the range of 3 to 50 µm, or a thickness in the range of 5 to 20 µm. If the freestanding porous membrane has a thickness thinner than the lower limit, a fracture problem may occur due to a decrease in strength, and if the freestanding porous membrane has a thickness greater than the upper limit, a problem may occur in that the cycle characteristics of the battery decrease due to an increase in resistance. Because.

본 발명의 구체적인 일 실시양태에 따르면, 상기 프리스탠딩 다공성 막은 무기물 입자 100 중량부에 대하여, 바인더를 10 내지 70 중량부의 범위 또는 20 내지 60 중량부의 범위 또는 30 내지 50 중량부의 양으로 포함할 수 있다. 바인더가 상기 범위의 함량으로 포함되는 경우에, 바인더가 상기 하한치보다 적게 포함되어 프리스탠딩 다공성 막 제조가 불가하게 되는 문제점과 바인더가 상기 상한치보다 많이 포함되어 기공 감소로 인해 저항이 상승하는 문제점이 회피될 수 있다.According to a specific embodiment of the present invention, the freestanding porous membrane may contain a binder in a range of 10 to 70 parts by weight or 20 to 60 parts by weight or an amount of 30 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of inorganic particles. . When the binder is included in an amount within the above range, the problem that the binder is contained less than the lower limit, making it impossible to manufacture a freestanding porous membrane, and the problem that the resistance increases due to the reduction of pores due to the amount of the binder more than the upper limit, are avoided. Can be.

본 발명에 따른 이차전지용 프리스탠딩 분리막은 상기 프리스탠딩 다공성 막의 양 측면에 부착된 핫멜트 부직포층을 구비한다.The freestanding separator for a secondary battery according to the present invention includes a hot-melt nonwoven fabric layer attached to both sides of the freestanding porous membrane.

상기 핫멜트 부직포층은 50 ℃ 이상 90 ℃ 미만의 온도에서 용융되기 시작하는 폴리에스테르, 폴리아미드, 에틸렌-비닐 아세테이트 또는 이들의 2 이상을 포함하는 필라멘트로 구성된 라미네?轢? 시트로부터 제조된 것일 수 있다. 상기 핫멜트 부직포층은 상기 50 ℃ 이상 90 ℃ 미만 또는 55 ℃ 내지 85 ℃의 온도에서 용융되기 시작하는 폴리에스테르, 폴리아미드, 에틸렌-비닐 아세테이트 또는 이들의 2 이상을 포함하는 필라멘트로부터 제조된 핫멜트 부직포 시트를 상기 프리스탠딩 다공성 막의 양 측면에 위치시킨 후에 양극, 음극 사이에 개재시키고 라미네이트하여 형성된 것일 수 있다. 이 때, 라미네이션 공정은 65 내지 75 ℃, 예컨대, 70 ℃의 온도에서 수행될 수 있다.The hot-melt nonwoven layer is a lamine consisting of filaments containing polyester, polyamide, ethylene-vinyl acetate, or two or more thereof starting to melt at a temperature of 50° C. or more and less than 90° C. It may be made from a sheet. The hot-melt non-woven fabric layer is a hot-melt non-woven fabric sheet prepared from a filament containing polyester, polyamide, ethylene-vinyl acetate, or two or more thereof starting to melt at a temperature of 50° C. or more and less than 90° C. or 55° C. to 85° C. May be formed by placing on both sides of the freestanding porous membrane, interposing between the anode and the cathode, and laminating. In this case, the lamination process may be performed at a temperature of 65 to 75°C, for example, 70°C.

본원 명세서에서 '실질적으로' 용어는 본 발명이 의도하는 효과에 유의미한 영향을 주지 않는 미량 혹은 흔량이 첨가제가 포함된 양태 또는 의도하지 않은 불순물이 포함된 양태가 본 발명에 포함됨을 의도하기 위한 것이다.In the present specification, the term'substantially' is intended to mean that the present invention includes an embodiment containing an additive in a trace amount or trace amount that does not significantly affect the intended effect of the present invention or an aspect containing unintended impurities.

본 발명에서 사용가능한 50 ℃ 이상 90 ℃ 미만 융점을 갖는 폴리에스테르의 구체적인 예는 테레프탈산 또는 이소프탈산과 1,4-부타디엔으로부터 제조되되, 여기에 점착부여수지, 가소화 오일 또는 이들 모두가 더 첨가되어 용융점을 조절할 수 있는 합성물 또는 이들 화합물 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다. Specific examples of polyesters having a melting point of 50° C. or more and less than 90° C. that can be used in the present invention are prepared from terephthalic acid or isophthalic acid and 1,4-butadiene, but tackifying resin, plasticizing oil, or both are further added thereto. It may include a compound capable of controlling the melting point or a mixture of two or more of these compounds.

본 발명에서 사용가능한 50 ℃ 이상 90 ℃ 미만 융점을 갖는 폴리아미드의 구체적인 예는 옥살산, 말론산(Malonic acid), 숙신산(Succinic acid), 글루타르산(Glutaric acid), 아디프산(Adipic acid), 피멜산(Pimelic acid), 수베르산(Suberic acid), 아젤라산(Azelaic acid), 운데칸디오산(undecanedioic acid), 도데칸디오산(dodecanedioic acid), 브라실산(Brassylic acid), Thapsic acid, Japanic acid, Phellogenic acid, 또는 Equisetolic acid과 같은 직쇄형 이산(diacid), 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 디펜산, 2,6-나프탈렌디카르복실산과 같은 방향족 이산, 또는 β-프로피오락탐, γ-부티로락탐, δ-발레로락탐, 또는 ε-카프로락탐과 같은 락탐 계열과, 메탄다이아민, 에틸렌다이아민, 1,3-디아미노프로판, 푸트레신(putrescine), 카다베린(cadaverine), 헥사메틸렌다이아민, 1,2-디아미노프로핀, 1,4-디아자시클로헵탄, PPD (파라-페닐렌다이아민), 1,4-디아자시클로헵탄, o-자일릴렌다이아민(o-xylylenediamine), m-자일릴렌다이아민, p-자일릴렌다이아민, o-페닐렌다이아민, m-페닐렌다이아민, p-페닐렌다이아민, 디메틸-4-페닐렌다이아민, 4,4'-디아미노바이페닐, 1,8-디아미노나프탈렌과 같은 다이아민을 반응시켜 제조된 합성물 또는 이들 화합물 2 이상의 혼합물을 들 수 있다.Specific examples of polyamides having a melting point of 50° C. or more and less than 90° C. usable in the present invention include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, and adipic acid. , Pimelic acid, Suberic acid, Azelaic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, Brassylic acid, Thapsic acid, Japanic straight-chain diacids such as acid, Phellogenic acid, or Equisetolic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, diphenic acid, aromatic diacids such as 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, or β-propiolactam, γ-buty Lactam family such as lolactam, δ-valerolactam, or ε-caprolactam, and methanediamine, ethylenediamine, 1,3-diaminopropane, putrescine, cadaverine, hexa Methylenediamine, 1,2-diaminopropine, 1,4-diazacycloheptane, PPD (para-phenylenediamine), 1,4-diazacycloheptane, o-xylylenediamine (o- xylylenediamine), m-xylylenediamine, p-xylylenediamine, o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, dimethyl-4-phenylenediamine, 4,4 '- diaminobiphenyl, a compound prepared by reacting a diamine such as 1,8-diaminonaphthalene, or a mixture of two or more of these compounds.

본 발명에서 사용가능한 50 ℃ 이상 90 ℃ 미만 융점을 갖는 에틸렌-비닐 아세테이트의 구체적인 예는 아세트산 비닐의 함량이 18 중량부 이상, 40 중량부 미만으로 포함된 에틸렌-비닐 아세테이트계 화합물 또는 이들의 2 이상의 혼합물을 들 수 있다.Specific examples of ethylene-vinyl acetate having a melting point of 50° C. or more and less than 90° C. that can be used in the present invention include an ethylene-vinyl acetate-based compound containing 18 parts by weight or more and less than 40 parts by weight of vinyl acetate, or two or more thereof. Mixtures are mentioned.

본 발명의 구체적인 일 실시양태에 따르면, 상기 핫멜트 부직포 시트는 0.2 ~ 150 g/m2의 평량 또는 15 ~ 100 g/m2의 평량을 가질 수 있다. 상기 핫멜트 부직포층이 상기 하한치보다 적은 평량을 갖는 경우에는 방사된 열가소성 수지의 필라멘트끼리의 교차점이 감소되거나 두께가 얇아 부직포의 강도가 저하되는 문제점이 발생하게 되고 상기 상한치보다 큰 평량을 갖는 경우에는 방사된 열가소성 수지의 필라멘트끼리의 교차점이 많고, 개구율이 낮아져서 통기도가 낮아지거나, 두께가 두꺼워지는 문제점이 발생하게 된다.According to a specific embodiment of the present invention, the hot-melt nonwoven sheet may have a basis weight of 0.2 to 150 g/m 2 or a basis weight of 15 to 100 g/m 2 . When the hot-melt nonwoven layer has a basis weight less than the lower limit, the intersection point between the spun filaments of the spun thermoplastic resin is reduced or the strength of the nonwoven fabric is reduced due to its thin thickness. There are many cross points between the filaments of the thermoplastic resin, and the opening ratio is lowered, resulting in a problem that the air permeability is lowered or the thickness is increased.

본 발명의 구체적인 일 실시양태에 따르면, 상기 핫멜트 부직포 시트는 0.01 ~ 0.9 g/cm3의 밀도 또는 0.05 ~ 0.6 g/cm3의 밀도를 가질 수 있다. 상기 핫멜트 부직포 시트가 상기 범위의 밀도를 갖는 경우에 바람직한 강도가 유지되면서 최종 형성되는 핫멜트 부직포층(점착층)이 적절한 범위의 통기도 및 두께를 구비할 수 있으며, 점착력을 발현할 수 있다.According to a specific embodiment of the present invention, the hot-melt nonwoven sheet may have a density of 0.01 to 0.9 g/cm 3 or a density of 0.05 to 0.6 g/cm 3 . When the hot-melt non-woven fabric sheet has a density within the above range, the hot-melt non-woven fabric layer (adhesive layer) finally formed while maintaining a desirable strength may have an appropriate range of air permeability and thickness, and may exhibit adhesive strength.

본 발명의 구체적인 일 실시양태에 따르면, 상기 핫멜트 부직포 시트는 리튬이차전지 전극조립체 구성요소로 사용하기에 우수한 통기도를 가지며, 상기 핫멜트 부직포 시트 단독에 대해 수행된 통기도는 10 s/100 cc 이하 또는 0.1 내지 10 s/100 cc 이다. 상기 통기도는 JIS P8117에 준거하여 측정하였다.According to a specific embodiment of the present invention, the hot melt nonwoven sheet has excellent air permeability for use as a lithium secondary battery electrode assembly component, and the air permeability performed on the hot melt nonwoven sheet alone is 10 s/100 cc or less or 0.1 To 10 s/100 cc. The air permeability was measured according to JIS P8117.

본 발명의 구체적인 일 실시양태에 따르면, 상기 라미네이션된 전극조립체에 최종 형성된 핫멜트 부직포층은 리튬이차전지 전극조립체 구성요소로 사용하기에 우수한 접착력을 가지며, 상기 핫멜트 부직포층은 50 gf/25 mm 이상 또는 50 gf/25 mm 내지 1000 gf/25 mm 또는 350 gf/25 mm 내지 1000 gf/25 mnm 범위의 음극 접착력 및/또는 양극 접착력을 갖는다. 상기 접착력은, 180 ° 박리 테스트로서, 이차전지용 음극과 이차전지용 프리스탠딩 분리막 사이에 핫멜트 부직포 시트를 개재시키고 온도 70 ℃ 및 압력 1,000 kgf로 1초동안 핫프레스(hotpress)한 후에 Texture Analyzer를 사용하여 300 ㎜/min 의 박리속도로 이차전지용 프리스탠딩 분리막을 잡아당겨 상기 이차전지용 프리스탠딩 분리막이 음극으로부터 떨어질 때까지 걸리는 힘(gf)을 측정한 측정값이다. According to a specific embodiment of the present invention, the hot-melt non-woven fabric layer finally formed on the laminated electrode assembly has excellent adhesion for use as a component of the lithium secondary battery electrode assembly, and the hot-melt non-woven fabric layer is 50 gf/25 mm or more or 50 gf/25 mm to 1000 gf/25 mm or 350 gf/25 mm to 1000 gf/25 mnm. The adhesion is a 180° peel test, by interposing a hot-melt nonwoven fabric sheet between the negative electrode for a secondary battery and a freestanding separator for a secondary battery, hot pressing at a temperature of 70° C. and a pressure of 1,000 kgf for 1 second, and then using a texture analyzer. This is a measurement value obtained by measuring the force (gf) applied until the free-standing separator for secondary batteries is pulled off from the negative electrode by pulling the free-standing separator for secondary batteries at a peeling rate of 300 mm/min.

본 발명의 구체적인 일 실시양태에 따르면, 상기 핫멜트 부직포 시트를 형성하는 필라멘트는 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 범위의 직경 또는 20 ㎛ 내지 80 ㎛ 범위의 직경 또는 40 ㎛ 내지 60 ㎛ 범위의 직경을 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 필라멘트가 범위의 직경을 갖는 경우에, 상기 하한치보다 적은 직경 크기의 필라멘트에서 강도가 약하여 잘 끊어져 라미네이션 공정이 쉽게 이루어지지 않고 접착 면적이 적게 되어 접착력이 낮아지는 문제점과 상기 상한치보다 큰 직경 크기의 필라멘트에서 부직포 두께가 두꺼워지거나 라미네이션 후에 압착되면서 필라멘트 두께가 두꺼워져서 기공이 낮아지는 문제점이 회피될 수 있다. According to a specific embodiment of the present invention, the filaments forming the hot-melt nonwoven sheet have a diameter in the range of 10 µm to 100 µm or a diameter in the range of 20 µm to 80 µm, or a diameter in the range of 40 µm to 60 µm. do. When the filament has a diameter in the range, the strength is weak in the filament having a diameter smaller than the lower limit, so that the lamination process is not easily performed. As the thickness of the nonwoven fabric becomes thick in the filament or is compressed after lamination, the thickness of the filament becomes thick and the pores are lowered can be avoided.

본 발명의 구체적인 일 실시양태에 따르면, 상기 핫멜트 부직포 시트에 형성된 기공은 100 ㎛ 내지 5000 ㎛ 범위의 직경을 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 기공이 직경 범위의 기공을 갖는 경우에, 상기 하한치보다 작은 직경의 기공으로 인해 통기도가 낮아지는 문제점과 상기 상한치보다 큰 직경의 기공으로 인해 부직포 강도가 약해지는 문제점이 회피될 수 있다. According to a specific embodiment of the present invention, the pores formed in the hot-melt nonwoven sheet are characterized by having a diameter in the range of 100 μm to 5000 μm. When the pores have pores in a diameter range, a problem in that air permeability decreases due to pores having a diameter smaller than the lower limit value and a problem in that the strength of the nonwoven fabric is weakened due to pores having a diameter larger than the upper limit value can be avoided.

본 발명의 구체적인 일 실시양태에 따르면, 상기 핫멜트 부직포 시트는 5 ~ 150 ㎛ 범위의 두께 또는 50 ~ 120 ㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다. 상기 핫멜트 부직포 시트가 상기 범위의 두께를 갖는 경우에, 상기 핫멜트 부직포 시트가 상기 하한치보다 적은 두께를 가져서 약한 강도를 갖게 되어 라미네이트 공정시 핫멜트 부직포 시트가 파단되는 문제점과 상기 상한치보다 큰 두께를 가져서 압착시 기공이 폐색되어 통기도가 낮아지고 저항이 증가하며 분리막의 전체 두께가 두꺼워져 실제 제품에 적용하기 곤란하게 되는 문제점이 회피될 수 있다. According to a specific embodiment of the present invention, the hot-melt nonwoven sheet may have a thickness in the range of 5 to 150 µm or a thickness in the range of 50 to 120 µm. When the hot-melt non-woven sheet has a thickness in the above range, the hot-melt non-woven sheet has a thickness less than the lower limit, so that it has weak strength, and the hot-melt non-woven sheet is broken during the lamination process and has a thickness greater than the upper limit. When the pores are blocked, the air permeability decreases, the resistance increases, and the overall thickness of the separator increases, making it difficult to apply to an actual product can be avoided.

이하에서는 본 발명의 이차전지용 프리스탠딩 분리막의 제조방법을 설명한다. 이차전지용 프리스탠딩 분리막의 제조에 사용되는 각 재료 물질에 대해서는 전술한 내용을 참고한다.Hereinafter, a method of manufacturing a free-standing separator for a secondary battery according to the present invention will be described. For each material material used in the manufacture of a freestanding separator for a secondary battery, refer to the above description.

본 발명의 구체적인 일 실시양태에 따르면, 본 발명의 이차전지용 프리스탠딩 분리막의 제조방법은, (S1) 바인더 수지를 용매에 용해하여 바인더 조성물을 준비하고, 여기에 무기물 입자를 투입하여 프리스탠딩 다공성 막 형성을 위한 조성물을 준비하는 단계, (S2) 상기 프리스탠딩 다공성 막 형성을 위한 조성물을 이형지에 코팅 및 건조하는 단계, (S3) 건조된 프리스탠딩 다공성 막으로부터 이형지를 떼어내는 단계, 및 (S4) 폴리에스테르, 폴리아미드, 에틸렌-비닐 아세테이트 또는 이들의 2 이상의 용융 수지를, 상기 건조된 프리스탠딩 다공성 막에 방사시켜 핫멜트 부직포층을 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a specific embodiment of the present invention, the method of manufacturing a freestanding separator for a secondary battery of the present invention includes (S1) dissolving a binder resin in a solvent to prepare a binder composition, and adding inorganic particles thereto to prepare a freestanding porous membrane. Preparing a composition for formation, (S2) coating and drying the composition for forming the freestanding porous film on a release paper, (S3) removing the release paper from the dried freestanding porous film, and (S4) It characterized in that it comprises the step of forming a hot-melt nonwoven fabric layer by spinning polyester, polyamide, ethylene-vinyl acetate, or two or more molten resins thereof on the dried freestanding porous film.

(S1) 먼저, 바인더 수지를 용매에 용해하여 바인더 조성물을 준비하고, 여기에 무기물 입자를 투입하여 프리스탠딩 다공성 막 형성을 위한 조성물을 준비한다.(S1) First, a binder resin is dissolved in a solvent to prepare a binder composition, and inorganic particles are added thereto to prepare a composition for forming a free-standing porous film.

상기 용매는 사용되는 바인더 수지를 용해할 수 있는 성분을 사용할 수 있다. 이와 같은 용매로는, 예를 들면 아세톤, 메틸에틸케톤, N-메틸피롤리돈, 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, 디메틸포름아미드 등의 극성 아미드 용매를 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. The solvent may be a component capable of dissolving the binder resin used. As such a solvent, for example, polar amide solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide, dimethylformamide, and dimethylformamide can be appropriately selected and used.

본 발명의 일 실시양태에 있어서, 상기 바인더 조성물은 용매를 제외한 고형분의 농도가 약 5 중량% 내지 15 중량% 범위 이내가 되도록 적절하게 조절될 수 있다. 예를 들어 상기 바인더 조성물의 농도는 약 10 중량%로 할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the binder composition may be appropriately adjusted so that the concentration of the solid content excluding the solvent is within the range of about 5% to 15% by weight. For example, the concentration of the binder composition may be about 10% by weight.

상기 바인더 조성물에 무기물 입자를 투입하고 혼합하여 프리스탠딩 다공성 막 형성을 위한 조성물을 준비한다. 상기 혼합은 호모 믹서 등 적절한 혼합 장치를 사용하여 수행될 수 있으며, 이러한 혼합 장치를 이용한 혼합시 혼합 시간은 투입 성분들이 균일한 분산상을 갖는 수준으로 제어될 수 있다. 상기 혼합은 예를 들어 약 10분 내지 1시간 동안 수행될 수 있다. 혼합 후 수득되는 조성물 중에는 용매를 제외한 고형분의 농도가 약 10 중량% 이하의 양으로 포함될 수 있다. Inorganic particles are added to the binder composition and mixed to prepare a composition for forming a freestanding porous film. The mixing may be performed using an appropriate mixing device such as a homomixer, and the mixing time when mixing using such a mixing device may be controlled to a level in which the input components have a uniform dispersed phase. The mixing may be performed, for example, for about 10 minutes to 1 hour. In the composition obtained after mixing, the concentration of the solid content excluding the solvent may be included in an amount of about 10% by weight or less.

(S2) 이어서, 상기 프리스탠딩 다공성 막 형성을 위한 조성물을 이형지에 코팅 및 건조시킨다.(S2) Then, the composition for forming the free-standing porous film is coated and dried on a release paper.

프리스탠딩 다공성 막 형성을 위한 조성물을, 테레프탈레이트 필름과 같은 이형지에 도포하고 시트 형태로 성형한다. A composition for forming a free-standing porous film is applied to a release paper such as a terephthalate film and formed into a sheet form.

상기 조성물의 도포는 마이어 바, 다이 코터, 리버스 롤 코터, 그라비아 코터 등의 종래의 도포 방식에 의해 수행될 수 있다.The application of the composition may be performed by a conventional coating method such as a Meyer bar, a die coater, a reverse roll coater, and a gravure coater.

(S3) 이어서, 상기 건조된 프리스탠딩 다공성 막으로부터 이형지를 떼어낸다. (S3) Then, the release paper is removed from the dried freestanding porous membrane.

(S4) 이어서, 상기 프리스탠딩 다공성의 양측에 전술한 핫멜트 부직포 시트가 위치한 상태로, 양극과 음극 사이에 개재시키고 핫프레스하는 방식으로 라미네이션하여 전극조립체를 제조하였다.(S4) Next, the hot-melt nonwoven fabric sheet was positioned on both sides of the freestanding porosity, interposed between the positive electrode and the negative electrode, and laminated by hot pressing to prepare an electrode assembly.

상기 라미네이션은 60 내지 70 ℃ 범위의 온도 1 MPa 내지 100 MPa 범위의 압력에서 수행될 수 있다. 상기 라미네이션 온도가 상기 하한치보다 낮은 경우에는 핫멜트 부직포 시트가 용융되지 않아 음극-분리막-양극이 결착되지 않게 되고, 상기 라미네이션 온도가 상기 상한치보다 높은 경우에는 핫멜트 부직포 시트의 기공이 폐색된다. 또한, 상기 라미네이션 압력이 상기 하한치보다 낮은 경우에는 음극 및/또는 양극에 대한 접착성이 저하되고 상기 라미네이션 압력이 상기 상한치보다 높은 경우에는 핫멜트 부직포층을 구성하는 필라멘트가 압착되면서 기공이 폐색된다. The lamination may be performed at a temperature in the range of 60 to 70° C. and a pressure in the range of 1 MPa to 100 MPa. When the lamination temperature is lower than the lower limit, the hot-melt nonwoven sheet does not melt, so that the cathode-separator-anode is not bound, and when the lamination temperature is higher than the upper limit, the pores of the hot-melt nonwoven sheet are blocked. In addition, when the lamination pressure is lower than the lower limit, adhesion to the negative electrode and/or the positive electrode decreases, and when the lamination pressure is higher than the upper limit, the filaments constituting the hot-melt nonwoven fabric layer are compressed and the pores are blocked.

본 발명의 구체적인 일 실시양태에 따르면, 핫멜트 부직포층은 폴리에스테르, 폴리아미드, 에틸렌-비닐 아세테이트 또는 이들의 2 이상의 용융 수지를, 상기 건조된 프리스탠딩 다공성 막에 방사시킨 후에 양극과 음극 사이에 개재시킨 후에 라미네이션하여 형성되거나 혹은 핫멜트 부직포 시트를 상기 건조된 프리스탠딩 다공성 막의 양측에 위치시킨 후에 양극과 음극 사이에 개재시킨 후에 라미네이션하여 형성될 수 있다.According to a specific embodiment of the present invention, the hot-melt nonwoven layer is interposed between the positive electrode and the negative electrode after spinning polyester, polyamide, ethylene-vinyl acetate, or two or more molten resins thereof on the dried freestanding porous film. After that, it may be formed by lamination, or a hot-melt nonwoven fabric sheet may be placed on both sides of the dried freestanding porous membrane and then interposed between the anode and the cathode, followed by lamination.

본 발명의 구체적인 일 실시양태에 따르면, 상기 핫멜트 부직포층은 스펀본드 부직포일 수 있다. 이를 위해, 예컨대, 라이코필(Reicofil)사 파이로트(Pilot) 스펀본드(Spunbond) 설비를 이용하고, 노즐은 폭 500mm, 28HPI(Hole per Inch)이고, 홀 사이즈는 0.25mm인 구금을 사용하여 폴리에스테르, 폴리아미드, 에틸렌-비닐 아세테이트 또는 이들의 2 이상을 익스트루더 설비로부터 용융시켜 방사하고, 다수의 방사구금을 통해 방사된 필라멘트를 노즐부 양쪽에서 분사되는 330

Figure pat00001
의 고온의 공기에 의해 연신시키고 컨베이어 벨트상에 적층하여 부직포층으로 수득될 수 있다. 이 때, 폴리에스테르, 폴리아미드, 에틸렌-비닐 아세테이트 또는 이들의 2 이상은 익스트루더 설비로부터 상기 프리스탠딩 다공성 막의 일 면과 다른 면에 방사될 수 있다.According to a specific embodiment of the present invention, the hot melt nonwoven fabric layer may be a spunbond nonwoven fabric. For this, for example, a pilot spunbond facility of Reicofil is used, and the nozzle is 500mm wide, 28HPI (Hole per Inch), and the hole size is 0.25mm by using a detent. Ester, polyamide, ethylene-vinyl acetate, or two or more thereof are melted and spun from an extruder facility, and filaments spun through a plurality of spinnerets are sprayed from both sides of the nozzle.
Figure pat00001
It can be obtained as a nonwoven layer by stretching it with hot air and laminating on a conveyor belt. In this case, polyester, polyamide, ethylene-vinyl acetate, or two or more thereof may be radiated from an extruder facility to one side and the other side of the freestanding porous membrane.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 이차전지용 프리스탠딩 분리막을 포함하는 이차전지를 제공한다. 상기 이차전지는 음극, 양극 및 상기 음극과 양극 사이에 개재된 분리막을 포함하며, 상기 분리막은 전술한 특징을 구비한 이차전지용 프리스탠딩 분리막인 것이다.According to another aspect of the present invention, there is provided a secondary battery including the free-standing separator for secondary batteries. The secondary battery includes a negative electrode, a positive electrode, and a separator interposed between the negative electrode and the positive electrode, and the separator is a free-standing separator for a secondary battery having the above-described characteristics.

본 발명에 있어서, 양극은 양극 집전체 및 상기 집전체의 적어도 일측 표면에 양극 활물질, 도전재 및 바인더 수지를 포함하는 양극 활물질층을 구비한다. In the present invention, the positive electrode includes a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer including a positive electrode active material, a conductive material, and a binder resin on at least one surface of the current collector.

상기 양극 활물질은 리튬 망간복합 산화물(LiMn2O4, LiMnO2 등), 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1 + xMn2 - xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1 - xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 및 Ga 중 둘 이상이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2 - xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임), LiaNixCoyMnzO2(0.5<a<1.5, 0<x,y,z<1, x+y+z=1) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 중 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.The positive electrode active material may include layered compounds such as lithium manganese composite oxide (LiMn 2 O 4 , LiMnO 2, etc.), lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or compounds substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxides such as formula Li 1 + x Mn 2 - x O 4 (wherein x is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , and LiMnO 2; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 , and Cu 2 V 2 O 7; Lithium nickel oxide represented by the formula LiNi 1 - x M x O 2 (here, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B and Ga, and x = 0.01 ~ 0.3); Formula LiMn 2 - x M x O 2 (where M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn or Ta, and x = 0.01 ~ 0.1), Li a Ni x Co y Mn z O 2 (0.5<a< 1.5, 0<x,y,z<1, x+y+z=1) or Li 2 Mn 3 MO 8 (where M = Fe, Co, Ni, Cu or Zn) ; LiMn 2 O 4 in which Li in the formula is partially substituted with alkaline earth metal ions; Disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 It may contain one or a mixture of two or more.

본 발명에 있어서, 상기 음극은 음극 집전체 및 상기 집전체의 적어도 일측 표면에 음극 활물질, 도전재 및 바인더 수지를 포함하는 음극 활물질층을 구비한다. 상기 음극은 음극 활물질로 리튬 금속산화물, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1 - xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1 ≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, 및 Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료; 티타늄 산화물 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.In the present invention, the negative electrode includes a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer including a negative electrode active material, a conductive material, and a binder resin on at least one surface of the current collector. The negative electrode includes carbon such as lithium metal oxide, non-graphitized carbon, and graphite-based carbon as a negative electrode active material; Li x Fe 2 O 3 (0≤x≤1), Li x WO 2 (0≤x≤1), Sn x Me 1 - x Me' y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me' : Al, B, P, Si, elements of groups 1, 2 and 3 of the periodic table, halogen, metal complex oxides such as 0<x≦1;1≦y≦3;1≦z≦8); Lithium metal; Lithium alloy; Silicon-based alloys; Tin-based alloys; SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , GeO, GeO 2 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 4 , And metal oxides such as Bi 2 O 5; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials; It may include one or a mixture of two or more selected from among titanium oxides.

본 발명의 구체적인 일 실시양태에 있어서, 상기 도전재는, 예를 들어, 흑연, 카본블랙, 탄소 섬유 또는 금속 섬유, 금속 분말, 도전성 위스커, 도전성 금속 산화물, 활성 카본(activated carbon) 및 폴리페닐렌 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 도전성 재료의 혼합물일 수 있다.In a specific embodiment of the present invention, the conductive material is, for example, graphite, carbon black, carbon fiber or metal fiber, metal powder, conductive whisker, conductive metal oxide, activated carbon, and polyphenylene derivative It may be any one selected from the group consisting of, or a mixture of two or more conductive materials among them.

더욱 구체적으로는 천연 흑연, 인조 흑연, 슈퍼-P(super-P), 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙, 덴카(denka) 블랙, 알루미늄 분말, 니켈 분말, 산화 아연, 티탄산 칼륨 및 산화 티탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 이들 중 2종 이상의 도전성 재료의 혼합물일 수 있다.More specifically, natural graphite, artificial graphite, super-P, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, summer black, denka black, aluminum powder, nickel powder, It may be one selected from the group consisting of zinc oxide, potassium titanate, and titanium oxide, or a mixture of two or more conductive materials.

상기 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 구리, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다.The current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing a chemical change in the battery, for example, stainless steel, copper, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, or aluminum or stainless steel. Surface-treated carbon, nickel, titanium, silver, or the like may be used on the surface.

상기 바인더 수지로는 당업계에서 전극에 통상적으로 사용되는 고분자를 사용할 수 있다. 이러한 바인더 수지의 비제한적인 예로는 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌 (polyvinylidene fluoride- cotrichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate), 폴리에틸헥실아크릴레이트(polyetylexyl acrylate), 폴리부틸아크릴레이트(polybutylacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸플루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐 알콜(cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스 (cyanoethylsucrose), 플루란 (pullulan) 및 카르복실 메틸셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose)등을 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.As the binder resin, a polymer commonly used in electrodes in the art may be used. Non-limiting examples of such binder resins include polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride-trichloroethylene, polymethylmethacrylate ( polymethylmethacrylate), polyetylexyl acrylate, polybutylacrylate, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinylacetate, ethylene vinyl acetate copolymer (polyethylene-co-vinyl acetate), polyethylene oxide, polyarylate, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate , Cyanoethylpullulan, cyanoethylpolyvinylalcohol, cyanoethylcellulose, cyanoethylsucrose, flulan, and carboxyl methyl cellulose ), and the like, but are not limited thereto.

상기와 같이 준비된 전극 조립체는 적절한 케이스에 장입하고 전해액을 주입하여 전지를 제조할 수 있다.The electrode assembly prepared as described above may be charged into an appropriate case and an electrolyte may be injected to manufacture a battery.

본 발명에 있어서, 상기 전해액은 A+B-와 같은 구조의 염으로서, A+는 Li+, Na+, K+와 같은 알칼리 금속 양이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하고 B-는 PF6 -, BF4 -, Cl-, Br-, I-, ClO4 -, AsF6 -, CH3CO2 -, CF3SO3 -, N(CF3SO2)2 -, C(CF2SO2)3 -와 같은 음이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하는 염이 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌 카보네이트(EC), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 디프로필카보네이트(DPC), 디메틸설폭사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 테트라하이드로퓨란, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에틸메틸카보네이트(EMC), 감마 부티로락톤 (γ-부티로락톤), 에스테르계 화합물 및 이 중 선택된 1종 이상의 혼합물을 포함하는 유기 용매에 용해 또는 해리된 것이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the electrolyte is a salt having a structure such as A + B - , where A + contains an ion consisting of an alkali metal cation such as Li + , Na + , K + or a combination thereof, and B- is PF 6 -, BF 4 -, Cl - , Br -, I -, ClO 4 -, AsF 6 -, CH 3 CO 2 -, CF 3 SO 3 -, N (CF 3 SO 2) 2 -, C (CF 2 SO 2 ) A salt containing an ion or a combination thereof such as 3 - is propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), dipropyl carbonate (DPC) , Dimethyl sulfoxide, acetonitrile, dimethoxyethane, diethoxyethane, tetrahydrofuran, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), ethylmethyl carbonate (EMC), gamma butyrolactone (γ-butyrolactone ), ester-based compounds, and one or more dissolved or dissociated in an organic solvent including a mixture of at least one selected among them, but is not limited thereto.

또한, 본 발명은, 상기 전극 조립체를 포함하는 전지를 단위전지로 포함하는 전지모듈, 상기 전지모듈을 포함하는 전지팩, 및 상기 전지팩을 전원으로 포함하는 디바이스를 제공한다. 상기 디바이스의 구체적인 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); 전력저장용 시스템 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the present invention provides a battery module including a battery including the electrode assembly as a unit cell, a battery pack including the battery module, and a device including the battery pack as a power source. Specific examples of the device include a power tool that is powered by an omnipotent motor and moves; 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); Electric golf cart; Power storage systems, etc., but are not limited thereto.

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

실시예Example 1 One

프리스탠딩Freestanding 다공성 막의 제작 Fabrication of porous membrane

용매 n-메틸필롤리돈(제조사: 대정화금) 100 중량부에 대하여 바인더 수지(PVdF, 중량평균분자량 1 x 106, Solvay) 7.5 중량부를 용해시켜 바인더 조성물을 제조하였다. 여기에 평균 입경(D50) 0.07 ㎛인 AlO(OH)(Sasol, BET 100m2/g)을 투입하여 프리스탠딩 다공성 막 형성을 위한 조성물을 준비하였다.A binder composition was prepared by dissolving 7.5 parts by weight of a binder resin (PVdF, weight average molecular weight 1 x 10 6 , Solvay) based on 100 parts by weight of the solvent n-methylpyrrolidone (manufacturer: Daejeonghwa Geum). Here, a composition for forming a freestanding porous film was prepared by adding AlO(OH) (Sasol, BET 100m 2 /g) having an average particle diameter (D50) of 0.07 µm.

상기 조성물을 호모 믹서(Dispermat LC, VMA)를 이용해서 30분간 혼합하였다. The composition was mixed for 30 minutes using a homomixer (Dispermat LC, VMA).

혼합 공정 후에, 수득된 조성물을 수평형 밀(Mini-cer, Netzsch)을 이용해서 각 성분들을 균일하게 분산시켰다. After the mixing process, the obtained composition was uniformly dispersed in each component using a horizontal mill (Mini-cer, Netzsch).

다음으로 수득된 조성물을 이형지(테레프탈레이트 필름)에 약 0.4mm의 두께로 바 코팅 방법에 의해 도포하고, 90 ℃로 가온된 오븐에 2 시간 동안 넣었다. 이후 건조된 결과물에서 이형지를 제거하고 두께 15 ㎛의 프리스탠딩 다공성 막을 수득하였다.Next, the obtained composition was applied to a release paper (terephthalate film) to a thickness of about 0.4 mm by a bar coating method, and placed in an oven heated to 90° C. for 2 hours. Thereafter, the release paper was removed from the dried result, and a free standing porous membrane having a thickness of 15 μm was obtained.

전극조립체의 제작Fabrication of electrode assembly

핫멜트 부직포 시트로서, 폴리 에테르 설폰 소재로서, DSC로 측정된 융점 80 내지 95 ℃, 평량 15 내지 60 g/m2, 두께 175 ㎛를 갖는 핫멜트 부직포 시트 (제조사명: JCC, 제품명: W90, 통기도 3 s/100 이하)를 사용하고, 상기 프리스탠딩 다공성 막의 양 측면에 위치시켰다.As a hot-melt nonwoven sheet, as a polyether sulfone material, a hot-melt nonwoven sheet having a melting point of 80 to 95°C, a basis weight of 15 to 60 g/m 2 , and a thickness of 175 μm measured by DSC (manufacturer name: JCC, product name: W90, air permeability 3 s/100 or less) and placed on both sides of the freestanding porous membrane.

음극 제작을 위해, 증류수에 음극 활물질(흑연), 도전재(아세틸렌 블랙), 증점제(CMC, 중량평균분자량 130만) 및 스티렌-부타디엔 바인더를 각각 95.7 중량%, 1 중량%, 1.1 중량% 및 2.2 중량%가 되도록 혼합하여 음극 슬러리를 제조하였다. 상기 음극 슬러리를 두께 10 ㎛의 음극 집전체인 구리(Cu) 박막에 도포하고, 건조하여 음극을 제조한 후, 롤 프레스(roll press)를 실시하여 음극을 제작하였다. For the preparation of the negative electrode, a negative electrode active material (graphite), a conductive material (acetylene black), a thickener (CMC, weight average molecular weight of 1.3 million), and a styrene-butadiene binder were added to 95.7% by weight, 1% by weight, 1.1% by weight and 2.2% by weight, respectively. The mixture was mixed so as to be a weight% to prepare an anode slurry. The negative electrode slurry was coated on a copper (Cu) thin film of a negative electrode current collector having a thickness of 10 μm, dried to prepare a negative electrode, and then roll pressed to prepare a negative electrode.

양극 제작을 위해, 증류수에 양극 활물질로 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 도전재(아세틸렌 블랙), 바인더로 폴리불화 비닐리덴(PVdF)를 각각 95.7 중량%, 1 중량%, 1.1 중량% 및 2.2 중량%가 되도록 혼합하여 양극 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 슬러리를 두께 10 ㎛의 양극 집전체인 알루미늄(Cu) 박막에 도포하고, 건조하여 양극을 제조한 후, 롤 프레스(roll press)를 실시하여 양극을 제작하였다.For the production of the positive electrode, 95.7% by weight, 1% by weight, 1.1% by weight, and 2.2% by weight of lithium cobalt oxide (LiCoO 2) as a positive electrode active material, a conductive material (acetylene black), and polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder in distilled water, respectively. %, thereby preparing a positive electrode slurry. The positive electrode slurry was coated on an aluminum (Cu) thin film of a positive electrode current collector having a thickness of 10 μm, dried to prepare a positive electrode, and then roll press to prepare a positive electrode.

핫멜트 부직포 시트가 양면에 놓인 프리스탠딩 다공성 막을 양극과 음극 사이에 개재시키고, 온도 70 ℃ 및 압력 100 MPa로 1초동안 핫프레스(hotpress)하여 라미네이션함으로써 전극조립체를 제작하였다.An electrode assembly was prepared by interposing a freestanding porous membrane on both sides of a hot-melt nonwoven fabric sheet between the positive electrode and the negative electrode, hot pressing for 1 second at a temperature of 70° C. and a pressure of 100 MPa for 1 second.

실시예Example 2 2

핫멜트 부직포층을 제작하기 위해 실시예 1의 핫멜트 부직포를 대신하여, 에틸렌 비닐 아세테이트 소재로서, DSC로 측정된 융점 60 내지 85 ℃, 평량 15 내지 100 g/m2, 두께 160 ㎛를 갖는 핫멜트 부직포 (제조사명: JCC, 제품명: W80, 통기도 3 s/100 이하)를 사용하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로, 전극조립체를 제작하였다.In order to prepare a hot melt nonwoven fabric layer, a hot melt nonwoven fabric having a melting point of 60 to 85°C, a basis weight of 15 to 100 g/m 2 , and a thickness of 160 μm as an ethylene vinyl acetate material as an ethylene vinyl acetate material ( An electrode assembly was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the manufacturer name: JCC, product name: W80, air permeability 3 s/100 or less) was used.

비교예Comparative example 1 One

핫멜트 부직포층을 형성시키지 않은 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 전극조립체를 제작하였다.An electrode assembly was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the hot-melt nonwoven layer was not formed.

비교예Comparative example 2 2

핫멜트 부직포층을 제작하기 위해 실시예 1의 핫멜트 부직포를 대신하여, 폴리아미드 소재로서, DSC로 측정된 융점 90 내지 100 ℃, 평량 15 내지 150 g/m2, 두께 160 ㎛를 갖는 핫멜트 부직포 (제조사명: JCC, 제품명: W95, 통기도 3 s/100 이하)를 사용하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로, 핫멜트 부직포층이 형성된 프리스탠딩 다공성 막을 제조하였다.In order to prepare a hot melt nonwoven fabric layer, a hot melt nonwoven fabric having a melting point of 90 to 100°C, a basis weight of 15 to 150 g/m 2 , and a thickness of 160 μm as a polyamide material as a polyamide material (manufacturer Name: JCC, product name: W95, air permeability 3 s/100 or less) was prepared in the same manner as in Example 1, to prepare a freestanding porous membrane having a hot-melt nonwoven fabric layer formed thereon.

비교예Comparative example 3: 3:

2-에틸헥실 아크릴레이트(EHA) : 2-하이드록시에틸 아크릴레이트(HEA) = 90: 10 중량비로 혼합하고, 이소시아네이트 경화제 2 중량부를 첨가하여 중량평균분자량 60만을 갖는 수지 조성물을 수득하였다. 실시예 1에서와 동일한 방법으로 제조된 프리스탠딩 다공성 막의 양측에 상기 수지 조성물을 바 코팅 방법으로 5 ㎛ 두께로 코팅하고, 130 ℃에서 2분동안 건조시켰다. 2-ethylhexyl acrylate (EHA): 2-hydroxyethyl acrylate (HEA) = 90:10, and 2 parts by weight of an isocyanate curing agent were added to obtain a resin composition having a weight average molecular weight of 600,000. The resin composition was coated on both sides of the freestanding porous membrane prepared in the same manner as in Example 1 to a thickness of 5 μm by a bar coating method, and dried at 130° C. for 2 minutes.

평가예Evaluation example

상기 실시예 1과 2 및 비교예 1 내지 3 각각에서 제작된 프리스탠딩 분리막의 점착층 두께, 통기도, 음극 접착력 및 전해액 함침성을 하기와 같은 방법으로 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 요약하였다.The adhesive layer thickness, air permeability, negative electrode adhesion, and electrolyte impregnation properties of the freestanding separators prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 were evaluated by the following methods, and the results are summarized in Table 1 below. .

(1)통기도(1) ventilation

실시예 1과 2 및 비교예 1과 2에서 양극과 음극만을 제거하고 통기도를 측정하였다. 상기 통기도는 JIS P8117에 준거하여 측정하였다.In Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, only the anode and the cathode were removed and air permeability was measured. The air permeability was measured according to JIS P8117.

(2) 음극 접착력(2) cathode adhesion

분리막의 180 ° 박리 테스트로서, 상기 이차전지용 음극에 실시예 1과 2 및 비교예 1 내지 3 각각에서 제작된 이차전지용 프리스탠딩 분리막을 온도 70 ℃ 및 압력 1,000 kgf로 1초동안 핫프레스(hotpress)하였다. As a 180° peeling test of the separator, the free-standing separator for secondary batteries prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3, respectively, was hot-pressed for 1 second at a temperature of 70° C. and a pressure of 1,000 kgf on the negative electrode for a secondary battery. I did.

이 후, Texture Analyzer를 사용하여 300 ㎜/min 의 박리속도로 이차전지용 프리스탠딩 분리막을 잡아당겨 상기 이차전지용 프리스탠딩 분리막이 음극으로부터 떨어질 때까지 걸리는 힘(gf)을 측정하였다.Thereafter, the free-standing separator for secondary batteries was pulled at a peeling rate of 300 mm/min using a texture analyzer, and the force (gf) applied until the free-standing separator for secondary batteries fell from the negative electrode was measured.

(3)전해액 함침후 치수변화율(3) Rate of dimensional change after impregnation with electrolyte

가로 x 세로 x 두께가 10 cm x 10 cm x 0.002 cm인 이차전지용 프리스탠딩 분리막을 준비하였다.A free-standing separator for secondary batteries having a width x length x thickness of 10 cm x 10 cm x 0.002 cm was prepared.

또한, 디메틸 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 에틸렌 카보네이트 성분들이 50 : 30 : 20의 부피비로 혼합된 유기용매에 리튬염으로 리튬헥사플루오로 포스페이트(LiPF6)을 1.0 M로 용해시켜서 전해액을 준비하였다.In addition, an electrolyte solution was prepared by dissolving lithium hexafluoro phosphate (LiPF 6 ) at 1.0 M as a lithium salt in an organic solvent in which dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and ethylene carbonate components were mixed at a volume ratio of 50:30:20.

상기 전해액에 이차전지용 프리스탠딩 분리막을 60분동안 함침시켰다. 전해액에서 꺼낸 이차전지용 프리스탠딩 분리막을 건조 절차없이 바로 가로 x 세로 x 두께를 측정하였다. 치수 변화율은 [(함침 전 분리막 길이 - 함침 후 분리막 길이)/함침 전 분리막 길이] x 100으로 계산하였다.The electrolyte was impregnated with a free-standing separator for a secondary battery for 60 minutes. The freestanding separator for a secondary battery taken out from the electrolyte was immediately measured for width x length x thickness without a drying procedure. The dimensional change rate was calculated as [(length of the separator before impregnation-length of the separator after impregnation)/length of the separator before impregnation] x 100.

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 부착을 위한 층의 두께 (㎛)Layer thickness for adhesion (㎛) 175(핫멜트 부직포층)175 (hot melt nonwoven fabric layer) 160
(핫멜트 부직포층)
160
(Hot Melt Nonwoven Fabric Layer)
없음none 160
(핫멜트 부직포층)
160
(Hot Melt Nonwoven Fabric Layer)
5
(점착필름층)
5
(Adhesive film layer)
핫멜트 부착층/점착층을 양측에 적용된 프리스탠딩 다공성 막의통기도
(s/100cc)
Air permeability of the freestanding porous membrane with hot melt adhesion layer/adhesive layer applied on both sides
(s/100cc)
340340 340340 340340 340340 1,000 이상1,000 or more
음극 접착력(gf/25mm)Cathode adhesion (gf/25mm) 350 이상350 or more 5050 부착되지 않음Not attached 부착되지 않음Not attached 100100 전해액 함침후 치수변화율(%)Dimensional change rate after impregnation of electrolyte (%) 0.8%0.8% 1%One% 1%One% 1%One% 0.8%0.8%

(4)필라멘트 변화(4) filament change

실시예 1과 실시예 2 각각에서 라미네이션된 전극조립체를 분해하여, 라미네이션 이전과 라미네이션 이후에, 핫멜트 부직포층을 구성하는 필라멘트를 각각 현미경으로 촬영하여 각각 도 1a와 도 1b, 또한 도 2a와 도 2b로 하였다. By disassembling the electrode assembly laminated in each of Examples 1 and 2, before and after lamination, filaments constituting the hot-melt nonwoven layer were photographed with a microscope, respectively, and FIGS. 1A and 1B, and FIGS. 2A and 2B. It was made into.

실시예 1의 전극조립체의 핫멜트 부직포층의 라미네이션 전후 변화를 도 1a와 도 1b로부터 살펴보면, 실시예 1의 핫멜트 부직포층은 라미네이션 이전보다 약간의 직경이 증가한 필라멘트로 이루어진 부직포 형태임이 확인되었다. 실시예 2의 전극조립체의 핫멜트 부직포층의 라미네이션 전후 변화를 도 2a와 도 2b로부터 살펴보면, 실시예 2의 핫멜트 부직포층은 라미네이션 이전보다 약간의 직경이 증가한 필라멘트로 이루어진 부직포 형태임이 확인되었다. Looking at the changes before and after lamination of the hot melt nonwoven fabric layer of the electrode assembly of Example 1 from FIGS. 1A and 1B, it was confirmed that the hot melt nonwoven fabric layer of Example 1 was formed of a filament having a slightly increased diameter than before lamination. Looking at the changes before and after lamination of the hot-melt nonwoven fabric layer of the electrode assembly of Example 2 from FIGS. 2A and 2B, it was confirmed that the hot-melt nonwoven fabric layer of Example 2 was formed of a filament having a slightly increased diameter than before lamination.

비교예 1처럼 핫멜트 부직포 층이나 점착층이 없는 경우는 전극과 전혀 부착이 되지 않았다.As in Comparative Example 1, when there was no hot-melt nonwoven fabric layer or adhesive layer, no adhesion to the electrode was observed.

비교예 2의 핫멜트 부직포 시트는 라미네이션 공정 이후에도 핫멜트 부직포가 용융되지 않아, 핫멜트 부직포를 구성하는 필라멘트에 유의미한 변화가 발생하지 않았으며, 핫멜트 부직포층 두께에서도 유의미한 변화가 발생하지 않았다. 또한, 분리막과 전극간 부착(합착)이 라미네이션 공정 이후에도 발현되지 않았다. The hot-melt nonwoven fabric sheet of Comparative Example 2 did not melt the hot-melt nonwoven fabric even after the lamination process, so no significant change occurred in the filaments constituting the hot-melt nonwoven fabric, and no significant change occurred in the thickness of the hot-melt nonwoven fabric layer. In addition, adhesion (adhesion) between the separator and the electrode was not expressed even after the lamination process.

비교예 3은 고분자 점착층을 사용하여 분리막과 전극간 부착은 하였으나, 통기가 되지 않아 측정값이 1,000 s/100cc 이상이었다. In Comparative Example 3, a polymer adhesive layer was used to adhere between the separator and the electrode, but the measured value was 1,000 s/100 cc or more because there was no ventilation.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain the technical idea, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (10)

양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 프리스탠딩 분리막을 포함하는 라미네이션된 전극조립체에 관한 것으로,
상기 프리스탠딩 분리막은, 무기물 입자와 바인더를 포함하는 프리스탠딩 다공성 막; 및 상기 프리스탠딩 다공성 막의 양 측면에 위치한 핫멜트 부직포층;을 포함하고,
상기 프리스탠딩 다공성 막에서 무기물 입자들은 실질적으로 서로 접촉한 상태에서 인터스티셜 볼륨(interstitial volume)을 형성하고, 상기 무기물 입자 사이의 인터스티셜 볼륨은 프리스탠딩 다공성 막의 기공을 형성하며,
상기 핫멜트 부직포층은, 폴리에스테르, 폴리아미드, 에틸렌-비닐 아세테이트 또는 이들의 2 이상을 포함하는 필라멘트로 구성된 핫멜트 부직포 시트가 50 ℃ 이상 90 ℃ 미만의 온도에서 용융되기 시작하여 형성된 것이고,
상기 핫멜트 부직포층을 양측에 구비한 이차전지용 프리스탠딩 분리막은 10 sec/100 cc 내지 500 sec/100 cc 범위의 통기도를 가지는 것을 특징으로 하는 라미네이션된 전극조립체.
It relates to a laminated electrode assembly comprising an anode, a cathode, and a freestanding separator interposed between the anode and the cathode,
The free-standing separator may include a free-standing porous membrane including inorganic particles and a binder; And a hot-melt nonwoven fabric layer positioned on both sides of the freestanding porous membrane,
In the freestanding porous membrane, inorganic particles form an interstitial volume in a state in which they are substantially in contact with each other, and the interstitial volume between the inorganic particles forms pores of the freestanding porous membrane,
The hot-melt non-woven fabric layer is formed by starting to melt at a temperature of 50° C. or more and less than 90° C., a hot-melt non-woven fabric sheet composed of filaments containing polyester, polyamide, ethylene-vinyl acetate, or two or more thereof,
Laminated electrode assembly, characterized in that the free-standing separator for secondary batteries having the hot-melt nonwoven layer on both sides has an air permeability in the range of 10 sec/100 cc to 500 sec/100 cc.
제1항에 있어서,
상기 핫멜트 부직포 시트가 0.1 sec/100 cc 내지 10 sec/100 cc 범위의 통기도를 갖는 것을 특징으로 하는 라미네이션된 전극조립체.
The method of claim 1,
The laminated electrode assembly, characterized in that the hot-melt nonwoven sheet has an air permeability in the range of 0.1 sec/100 cc to 10 sec/100 cc.
제1항에 있어서,
상기 핫멜트 부직포 시트가 0.2 ~ 150 g/m2의 평량을 가지는 것을 특징으로 하는 라미네이션된 전극조립체.
The method of claim 1,
Laminated electrode assembly, characterized in that the hot-melt nonwoven sheet has a basis weight of 0.2 ~ 150 g / m 2.
제1항에 있어서,
상기 핫멜트 부직포 시트가 5 내지 150 ㎛ 범위의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 라미네이션된 전극조립체.
The method of claim 1,
Laminated electrode assembly, characterized in that the hot-melt nonwoven sheet has a thickness in the range of 5 to 150 ㎛.
제1항에 있어서,
상기 핫멜트 부직포 시트는 50 gf/25 mm 이상의 음극 및 양극 접착력을 가지는 것을 특징으로 하는 라미네이션된 전극조립체.
The method of claim 1,
The hot-melt nonwoven sheet is a laminated electrode assembly, characterized in that having a negative electrode and positive electrode adhesion of 50 gf/25 mm or more.
제1항에 있어서,
상기 바인더는 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌 (polyvinylidene fluoride-cotrichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate), 폴리에틸헥실아크릴레이트(polyetylexyl acrylate), 폴리부틸아크릴레이트(polybutylacrylate),폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리아릴레이트(polyarylate) 또는 이들 2 이상인 것을 특징으로 하는 라미네이션된 전극조립체.
The method of claim 1,
The binder is polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride-trichloroethylene, polymethylmethacrylate, polyethylhexyl Acrylate, polybutylacrylate, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinylacetate, ethylene-vinyl acetate copolymer (polyethylene-co-vinyl) acetate), polyethylene oxide, polyarylate, or two or more of these.
제1항에 있어서,
상기 무기물 입자는 D50이 0.02 내지 1 ㎛ 범위의 평균 입경을 가지는 것을 특징으로 하는 라미네이션된 전극조립체.
The method of claim 1,
The inorganic particles are laminated electrode assembly, characterized in that the D50 has an average particle diameter in the range of 0.02 to 1 ㎛.
(S1) 바인더 수지를 용매에 용해하여 바인더 조성물을 준비하고, 여기에 무기물 입자를 투입하여 프리스탠딩 다공성 막 형성을 위한 조성물을 준비하는 단계,
(S2) 상기 프리스탠딩 다공성 막 형성을 위한 조성물을 이형지에 코팅 및 건조하는 단계,
(S3) 건조된 프리스탠딩 다공성 막으로부터 이형지를 떼어내는 단계, 및
(S4) 제1항에 기재된 핫멜트 부직포를 상기 건조된 프리스탠딩 다공성 막의 양 측면에 위치시키고 양극과 음극 사이에 개재시켜 60 내지 70 ℃ 범위의 온도 및 1 MPa 내지 100 MPa 범위의 압력 조건에서 라미네이션하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1항에 기재된 라미네이션된 전극조립체의 제조방법.
(S1) preparing a binder composition by dissolving a binder resin in a solvent, and preparing a composition for forming a free-standing porous film by adding inorganic particles thereto,
(S2) coating and drying the composition for forming the freestanding porous film on a release paper,
(S3) removing the release paper from the dried freestanding porous membrane, and
(S4) Laminated at a temperature in the range of 60 to 70 °C and a pressure in the range of 1 MPa to 100 MPa by placing the hot melt nonwoven fabric according to item 1 on both sides of the dried freestanding porous membrane and interposed between the anode and the cathode. Step; The method of manufacturing the laminated electrode assembly according to claim 1, characterized in that it comprises.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 라미네이션된 전극조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
A secondary battery comprising the laminated electrode assembly according to any one of claims 1 to 7.
핫멜트 부직포 시트로서,
0.1 sec/100 cc 내지 10 sec/100 cc 범위의 통기도를 갖고,
50 gf/25 mm 이상의 범위의 음극 및 양극 접착력을 가지며,
50 ℃ 이상 90 ℃ 미만의 온도에서 용융되기 시작하며,
리튬이차전지 구성요소용 핫멜트 부직포 시트.
As a hot melt nonwoven sheet,
It has an air permeability in the range of 0.1 sec/100 cc to 10 sec/100 cc,
It has negative and positive adhesion in the range of 50 gf/25 mm or more,
It begins to melt at a temperature of 50 ℃ or more and less than 90 ℃,
Hot-melt nonwoven sheet for lithium secondary battery components.
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