KR20210093691A - Method for producing a secondary battery separator coating material, a separator comprising the coating material, and a secondary battery comprising the separator - Google Patents

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Abstract

Provided is a method for manufacturing a secondary battery separator coating material. The method for manufacturing a secondary battery separator coating material may comprise: a step of manufacturing a functional structure comprising a bed type carrier having pores therein, and an additive carried in the pores of the bed type carrier; and a step of manufacturing a functional coating material by mixing the functional structure, a binder, and a solvent. According to the present invention, performance and reliability of the secondary battery can be improved.

Description

이차전지 분리막 코팅물질의 제조방법, 상기 코팅 물질을 포함하는 분리막, 및 상기 분리막을 포함하는 이차전지 {Method for producing a secondary battery separator coating material, a separator comprising the coating material, and a secondary battery comprising the separator}Method for producing a secondary battery separator coating material, a separator comprising the coating material, and a secondary battery comprising the separator, a separator comprising the coating material, and a secondary battery comprising the separator }

본 발명은 이 이차전지 분리막 코팅물질의 제조방법, 상기 코팅 물질을 포함하는 분리막, 및 상기 분리막을 포함하는 이차전지에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 복수의 기공을 갖는 캐리어에 첨가제가 제공된 기능성 구조체를 포함하는 이차전지 분리막 코팅물질의 제조방법, 상기 코팅 물질을 포함하는 분리막, 및 상기 분리막을 포함하는 이차전지에 관련된 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing a secondary battery separator coating material, a separator including the coating material, and a secondary battery including the separator, and more specifically, a functional structure provided with an additive to a carrier having a plurality of pores. It relates to a method of manufacturing a secondary battery separator coating material comprising a separator, a separator comprising the coating material, and a secondary battery comprising the separator.

최근 스마트폰과 같은 휴대용 전자 기기, 및 전기 자동차에 대한 관심도가 증가하며, 에너지원으로 사용되는 리튬 이차전지에 대한 수요가 증가하고 있다. 특히, 전기 자동차의 경우, 종래 대비 주행 가능 거리의 향상을 위해 고출력 및 고에너지 밀도가 요구되고 있어, 리튬 이차전지의 수명 및 용량 증대가 필요한 실정이다.Recently, interest in portable electronic devices such as smart phones and electric vehicles has increased, and the demand for lithium secondary batteries used as energy sources is increasing. In particular, in the case of an electric vehicle, high output and high energy density are required to improve the drivable distance compared to the prior art.

하지만, 리튬 이차전지는 사이클이 진행됨에 따라 전기화학 반응에 참여하는 전극 및 전해질 간의 부반응이 발생하고, 이에 따라, 리튬 이차전지의 용량 유지율, 수명 등의 성능이 저하되는 단점이 발생할 수 있다.However, as the cycle progresses in the lithium secondary battery, a side reaction between the electrode and the electrolyte participating in the electrochemical reaction occurs, and accordingly, the performance of the lithium secondary battery, such as capacity maintenance rate and lifespan, may be deteriorated.

따라서, 이러한 부반응을 억제하기 위해 음극 표면에 고체 전해질 계면을 형성하는 방법이 연구되고 있다. 주로 리튬 이차전지의 음극으로 탄소계 물질을 포함하는 경우, 리튬 이온의 높은 반응성에 의해 리튬과 탄소계 물질 간의 반응으로 Li2CO3, Li2O, LiOH 등의 고체 전해질 계면이 형성될 수 있다. 하지만, 고체 전해질 계면의 제어가 용이하지 않을 수 있다.Therefore, a method of forming a solid electrolyte interface on the surface of the anode to suppress such side reactions is being studied. When a carbon-based material is mainly included as the negative electrode of a lithium secondary battery , a solid electrolyte interface such as Li 2 CO 3 , Li 2 O, LiOH, etc. may be formed by a reaction between lithium and a carbon-based material due to the high reactivity of lithium ions. . However, it may not be easy to control the solid electrolyte interface.

이에 따라, 기능성 첨가제를 도입하여, 고체 전해질 계면을 제조하는 방법이 연구되고 있다. 예를 들어, 대한민국 공개 특허 공보 10-2018-0106973에는, 보레이트계 리튬 화합물, 및 비리튬형 첨가제를 포함하고, 상기 비리튬형 첨가제는 비닐 실레인계 화합물 및 설페이트계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상이며, 포스페이트계 화합물을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 전해질 첨가제 조성물이 개시된다.Accordingly, a method for preparing a solid electrolyte interface by introducing a functional additive is being studied. For example, in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2018-0106973, a borate-based lithium compound and a non-lithium-type additive are included, and the non-lithium-type additive is selected from the group consisting of a vinyl silane-based compound and a sulfate-based compound. As described above, an electrolyte additive composition characterized in that it does not contain a phosphate-based compound is disclosed.

대한민국 공개 특허 공보 10-2018-0106973Korean Patent Publication No. 10-2018-0106973

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 발림성, 통기성, 내열성, 젖음성 등의 특성을 향상시키는 이차전지 분리막 코팅물질의 제조방법, 상기 코팅 물질을 포함하는 분리막, 및 상기 분리막을 포함하는 이차전지를 제공하는 데 있다. One technical problem to be solved by the present invention is a method for manufacturing a secondary battery separator coating material that improves properties such as spreadability, breathability, heat resistance, wettability, etc., a separator including the coating material, and a secondary battery including the separator is to provide

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 이차전지의 장기간 사용에 따른 성능저하 문제가 해결된 이차전지 분리막 코팅물질의 제조방법, 상기 코팅 물질을 포함하는 분리막, 및 상기 분리막을 포함하는 이차전지를 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is a method for producing a secondary battery separator coating material in which the performance degradation problem due to long-term use of a secondary battery is solved, a separator including the coating material, and a secondary battery including the separator is to provide

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 이차전지의 신뢰성 및 성능을 향상시키는 이차전지 분리막 코팅물질의 제조방법, 상기 코팅 물질을 포함하는 분리막, 및 상기 분리막을 포함하는 이차전지를 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for manufacturing a secondary battery separator coating material for improving reliability and performance of a secondary battery, a separator including the coating material, and a secondary battery including the separator there is.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다. The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.

상술된 기술적 과제들을 해결하기 위해 본 발명은 이차전지 분리막 코팅물질의 제조방법을 제공한다. In order to solve the above-described technical problems, the present invention provides a method of manufacturing a secondary battery separator coating material.

일 실시 예에 따르면, 상기 이차전지 분리막 코팅물질의 제조방법은, 내부에 기공을 갖는 침상형 캐리어, 및 상기 침상형 캐리어의 상기 기공 내부에 담지된 첨가제를 포함하는 기능성 구조체를 준비하는 단계, 및 상기 기능성 구조체, 바인더, 및 용매를 혼합하여 기능성 코팅물질을 제조하는 단계를 포함하되, 상기 기능성 코팅물질 내의 상기 기능성 구조체의 함량 및 상기 바인더의 함량의 합은, 상기 기능성 코팅물질의 전체 중량 대비 15 wt% 초과 25 wt% 미만인 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the method for manufacturing the secondary battery separator coating material includes preparing a functional structure comprising a needle-shaped carrier having pores therein, and an additive supported in the pores of the needle-shaped carrier, and Comprising the step of preparing a functional coating material by mixing the functional structure, the binder, and the solvent, the sum of the content of the functional structure and the content of the binder in the functional coating material is 15 relative to the total weight of the functional coating material greater than wt % and less than 25 wt %.

일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 구조체를 제조하는 단계는, 상기 첨가제에 상기 침상형 캐리어를 제공하여 제1 혼합 용액을 제조하는 단계, 상기 제1 혼합 용액을 진공 환경에서 감압하여, 상기 침상형 캐리어의 상기 기공 내부에 상기 첨가제를 담지하는 단계, 및 상기 첨가제가 담지된 상기 침상형 캐리어를 건조시켜, 상기 기능성 구조체를 제조하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the manufacturing of the functional structure includes the steps of providing the acicular carrier to the additive to prepare a first mixed solution, and decompressing the first mixed solution in a vacuum environment, the acicular carrier Supporting the additive in the pores of the, and drying the needle-shaped carrier on which the additive is supported, may include the step of manufacturing the functional structure.

일 실시 예에 따르면, 상기 이차전지 분리막 코팅물질의 제조방법은, 상기 기능성 구조체를 제조하는 단계 이후, 상기 기능성 구조체의 표면에 고분자 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, the method of manufacturing the secondary battery separator coating material may further include, after the manufacturing of the functional structure, the step of forming a polymer coating layer on the surface of the functional structure.

일 실시 예에 따르면, 상기 고분자 코팅층을 형성하는 단계는, 고분자 또는 상기 고분자의 단량체 중 어느 하나를 포함하는 제2 혼합 용액을 제조하는 단계, 상기 첨가제가 담지된 상기 침상형 캐리어에, 상기 제2 혼합 용액을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the forming of the polymer coating layer comprises the steps of preparing a second mixed solution containing any one of a polymer or a monomer of the polymer, in the needle-shaped carrier on which the additive is supported, the second It may include providing a mixed solution.

일 실시 예에 따르면, 상기 바인더는, 폴리이미드(polyimide), 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-cohexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌 (polyvinylidene fluoride-cotrichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate), 폴리부틸아크릴레이트(polybutylacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드 (polyethylene oxide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 셀룰로오스 아세테이트 (celluloseacetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸플루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜(cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스(cyanoethylsucrose), 플루란 (pullulan) 및 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the binder, polyimide (polyimide), polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene (polyvinylidene fluoride-cohexafluoropropylene), polyvinylidene fluoride-trichlorethylene (polyvinylidene fluoride-cotrichlorethylene), poly Methyl methacrylate, polybutylacrylate, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinylacetate, ethylene-vinyl acetate copolymer (polyethylene-co- vinyl acetate), polyethylene oxide, polyarylate, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethylflurane (cyanoethylpullulan), cyanoethylpolyvinylalcohol (cyanoethylpolyvinylalcohol), cyanoethylcellulose (cyanoethylcellulose), cyanoethylsucrose (cyanoethylsucrose), pullulan (pullulan) and any one of carboxyl methyl cellulose can do.

일 실시 예에 따르면, 상기 용매는, NMP(N-methyl-2-pyrrolidone) 및 에탄올(Ethanol) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the solvent may include at least one of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and ethanol (Ethanol).

상술된 기술적 과제들을 해결하기 위해 본 발명은 이차전지를 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a secondary battery.

일 실시 예에 따르면, 상기 이차전지는 음극 및 양극 사이에 배치되고, 기능성 구조체가 코팅된 분리막, 및 상기 음극 및 상기 분리막 사이와 상기 양극 및 상기 분리막 사이에 배치되는 전해질을 포함하되, 상기 기능성 구조체는, 내부에 기공을 갖는 침상형 캐리어, 및 상기 침상형 캐리어의 상기 기공 내부에 담지된 첨가제를 포함하고, 상기 첨가제는, 상기 침상형 캐리어로부터 방출되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the secondary battery is disposed between the negative electrode and the positive electrode, and a functional structure is coated separator, and comprising an electrolyte disposed between the negative electrode and the separator and between the positive electrode and the separator, the functional structure is, including an acicular carrier having pores therein, and an additive supported in the pores of the acicular carrier, wherein the additive is released from the acicular carrier.

일 실시 에에 따르면, 상기 침상형 캐리어는, 할로이사이트(halloysite), 알루미나, 실리카, 지르코니아, 아연 산화물, 및 티타늄 산화물 중 어느 하나를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the needle-shaped carrier may include any one of halloysite, alumina, silica, zirconia, zinc oxide, and titanium oxide.

일 실시 예에 따르면, 상기 첨가제는, 고체 전해질 계면(SEI) 형성 물질, 전지 부반응 억제 물질, 열적 안정성 개선 물질, 및 과충전 억제 물질 중 어느 하나를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the additive may include any one of a solid electrolyte interface (SEI) forming material, a battery side reaction inhibiting material, a thermal stability improving material, and an overcharge inhibiting material.

일 실시 예에 따르면, 상기 고체 전해질 계면(SEI) 형성 물질은, 비닐렌 카보네이트, 비닐에틸렌 카보네이트, 환형 설파이트, 포화 설톤, 불포화 설톤, 및 비환형 설폰 중 어느 하나를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the solid electrolyte interface (SEI) forming material may include any one of vinylene carbonate, vinylethylene carbonate, cyclic sulfite, saturated sultone, unsaturated sultone, and acyclic sulfone.

일 실시 예에 따르면, 상기 분리막은, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 폴리페닐렌설파이드로(polyphenylenesulfidro) 및 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the separator may include high-density polyethylene, low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, ultra-high molecular weight polyethylene, polypropylenepolyethyleneterephthalate, polybutyleneterephthalate, polyester, polyacetal. (polyacetal), polyamide (polyamide), polycarbonate (polycarbonate), polyimide (polyimide), polyetheretherketone (polyetheretherketone), polyethersulfone (polyethersulfone), polyphenyleneoxide (polyphenyleneoxide), polyphenylenesulfide (polyphenylenesulfidro) and may include any one of polyethylenenaphthalene (polyethylenenaphthalene).

본 발명의 실시 예에 따른 이차전지는, 음극 및 양극 사이에 배치되고, 기능성 구조체를 포함하는 기능성 코팅물질이 코팅된 분리막, 및 상기 음극 및 상기 분리막 사이와 상기 양극 및 상기 분리막 사이에 배치되는 상기 전해질을 포함하되, 상기 기능성 구조체는, 내부에 기공을 갖는 침상형 캐리어, 및 상기 침상형 캐리어의 상기 기공 내부에 담지된 첨가제를 포함하고, 상기 첨가제는, 상기 침상형 캐리어로부터 방출되는 것을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 첨가제가 상기 전해질, 상기 음극, 및 상기 양극으로 지속적으로 공급되므로, 반복적인 충방전에 의한 열화로 인하여 발생되는 이차전지의 성능저하 문제점이 해결될 수 있다. A secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a separator disposed between a negative electrode and a positive electrode and coated with a functional coating material including a functional structure, and disposed between the negative electrode and the separator and between the positive electrode and the separator Including an electrolyte, wherein the functional structure includes a needle-shaped carrier having pores therein, and an additive supported inside the pores of the needle-shaped carrier, wherein the additive is released from the needle-shaped carrier can Accordingly, since the additive is continuously supplied to the electrolyte, the negative electrode, and the positive electrode, the problem of deterioration in performance of the secondary battery caused by deterioration due to repeated charging and discharging can be solved.

또한, 상기 분리막에 코팅되는 상기 기능성 코팅물질은, 내부에 기공을 갖는 상기 침상형 캐리어, 및 상기 침상형 캐리어의 상기 기공 내부에 담지된 상기 첨가제를 포함하는 상기 기능성 구조체를 제조하는 단계, 및 상기 기능성 구조체, 상기 바인더, 및 상기 용매를 혼합하는 단계를 통해 제조되되, 상기 기능성 코팅물질 내의 상기 기능성 구조체의 함량 및 상기 바인더의 함량의 합이, 상기 기능성 코팅물질 전체 중량 대비 15 wt% 초과 25 wt% 미만으로 제어될 수 있다. 이에 따라, 상기 기능성 코팅물질이 코팅된 상기 분리막은 발림성, 통기성, 내열성, 및 젖음성이 향상되므로, 상기 이차전지의 성능 및 신뢰성이 향상될 수 있다. In addition, the functional coating material to be coated on the separator, the acicular carrier having pores therein, and the step of preparing the functional structure comprising the additive supported in the pores of the acicular carrier, and the It is prepared through the step of mixing the functional structure, the binder, and the solvent, wherein the sum of the content of the functional structure and the content of the binder in the functional coating material exceeds 15 wt% of the total weight of the functional coating material by 25 wt% % can be controlled. Accordingly, since the separator coated with the functional coating material has improved spreadability, breathability, heat resistance, and wettability, the performance and reliability of the secondary battery may be improved.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지 분리막 코팅물질의 제조방법을 설명하는 순서도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지 분리막 코팅물질을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지가 포함하는 분리막의 수축률을 나타내는 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지가 포함하는 분리막의 젖음성을 나타내는 사진이다.
도 8은 본 발명의 실험 예에 따른 기능성 구조체의 방출 특성을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지의 성능을 나타내는 그래프이다.
1 and 2 are flowcharts illustrating a method of manufacturing a secondary battery separator coating material according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are views showing a secondary battery separator coating material according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
6 is a photograph showing the shrinkage rate of a separator included in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
7 is a photograph showing the wettability of a separator included in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph showing the release characteristics of the functional structure according to the experimental example of the present invention.
9 is a graph showing the performance of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical spirit of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when a component is referred to as being on another component, it may be directly formed on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, thicknesses of films and regions are exaggerated for effective description of technical content.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.In addition, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, third, etc. are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes a complementary embodiment thereof. In addition, in the present specification, 'and/or' is used to mean including at least one of the elements listed before and after.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.In the specification, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, element, or a combination thereof described in the specification is present, and one or more other features, numbers, steps, configuration It should not be construed as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof. Also, in the present specification, the term “connection” is used to include both indirectly connecting a plurality of components and directly connecting a plurality of components.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지 분리막 코팅물질의 제조방법을 설명하는 순서도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지 분리막 코팅물질을 나타내는 도면이다. 1 and 2 are flowcharts illustrating a method of manufacturing a secondary battery separator coating material according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are views showing a secondary battery separator coating material according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 기능성 구조체(100)가 제조될 수 있다(S100). 일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 구조체 제조 단계는, 첨가제에 침상형 캐리어를 제공하여 제1 혼합 용액을 제조하는 단계(S110), 상기 침상형 캐리어의 상기 기공 내부에 상기 첨가제를 담지하는 단계(S120), 및 상기 첨가제가 담지된 상기 침상형 캐리어를 건조시키는 단계(S130)를 포함할 수 있다. 이하, 각 단계에 대해 구체적으로 설명된다.1 to 4 , a functional structure 100 may be manufactured ( S100 ). According to an embodiment, the manufacturing of the functional structure includes the steps of providing a acicular carrier to an additive to prepare a first mixed solution (S110), and supporting the additive in the pores of the acicular carrier (S120). ), and drying the needle-shaped carrier on which the additive is supported (S130). Hereinafter, each step will be described in detail.

상기 S110 단계에서는, 첨가제(120)를 포함하는 용액 내에 침상형 캐리어(110)가 제공되어, 제1 혼합 용액이 제조될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 침상형 캐리어(110)는 이차전지의 전해질에 불용성인 물질일 수 있다. 예를 들어, 상기 침상형 캐리어(110)는 할로이사트(halloysite), 알루미나, 실리카, 지르코니아, 아연 산화물, 및 티타늄 산화물 중 어느 하나를 포함할 수 있다. In the step S110, the needle-shaped carrier 110 is provided in a solution containing the additive 120, a first mixed solution may be prepared. According to one embodiment, the needle-shaped carrier 110 may be a material insoluble in the electrolyte of the secondary battery. For example, the needle-shaped carrier 110 may include any one of halloysite, alumina, silica, zirconia, zinc oxide, and titanium oxide.

예를 들어, 상기 침상형 캐리어(110)는 계면활성제를 이용한 자기조립 공정, 양극 산화 공정 또는 전기화학적 에칭 공정 등에서 선택되는 어느 하나의 공정에 의하여 제조될 수 있다. 이에 따라, 상기 침상형 캐리어(110)는 내부에 다수의 기공(115)을 포함할 수 있다. 이와 달리, 상기 침상형 캐리어(110)는 화산회 또는 암석의 풍화생성물로부터 직접 획득될 수 있다. 이에 따라, 상기 침상형 캐리어(110)는, 상기 기공(115)을 형성하는 별도의 공정 없이 내부에 상기 기공(115)이 형성될 수 있다. For example, the needle-shaped carrier 110 may be manufactured by any one process selected from a self-assembly process using a surfactant, an anodization process, an electrochemical etching process, and the like. Accordingly, the needle-shaped carrier 110 may include a plurality of pores 115 therein. Alternatively, the needle-shaped carrier 110 may be obtained directly from volcanic ash or a weathering product of rock. Accordingly, in the needle-shaped carrier 110 , the pores 115 may be formed therein without a separate process for forming the pores 115 .

일 실시 예에 따르면, 상기 첨가제(120)는 고체 전해질 계면(SEI) 형성 물질, 전지 부반응 억제 물질, 열적 안정성 개선 물질, 및 과충전 억제 물질 중 어느 하나를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the additive 120 may include any one of a solid electrolyte interface (SEI) forming material, a battery side reaction inhibiting material, a thermal stability improving material, and an overcharge inhibiting material.

예를 들어, 상기 고체 전해질 계면(SEI) 형성 물질은, 비닐렌 카보네이트, 비닐에틸렌 카보네이트, 환형 설파이트, 포화 설톤, 불포화 설톤, 및 비환형 설폰 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 고체 전해질 계면(SEI) 형성 물질은, 이차전지의 음극 표면에서 고체 전해질 계면을 형성 및 복구시킬 수 있다. For example, the solid electrolyte interface (SEI) forming material may include any one of vinylene carbonate, vinylethylene carbonate, cyclic sulfite, saturated sultone, unsaturated sultone, and acyclic sulfone. The solid electrolyte interface (SEI) forming material may form and restore a solid electrolyte interface on the surface of the negative electrode of the secondary battery.

예를 들어, 상기 전지 부반응 억제 물질은, 에틸렌디아민테트라아세트산, 테트라메틸에틸렌디아민, 피리딘, 디피리딜, 에틸비스(디페닐포스핀), 부티로니트릴, 숙시노니트릴, 아이오딘(iodine), 및 할로겐화 암모늄 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 전지 부반응 억제 물질은, 이차전지의 음극 및 전해질의 계면에서 부반응을 억제시킬 수 있다. For example, the battery side reaction inhibitory material is ethylenediaminetetraacetic acid, tetramethylethylenediamine, pyridine, dipyridyl, ethylbis(diphenylphosphine), butyronitrile, succinonitrile, iodine, and ammonium halide. The battery side reaction inhibiting material may suppress side reactions at the interface between the negative electrode and the electrolyte of the secondary battery.

예를 들어, 상기 열적 안정성 개선 물질은 헥사메틸디실록산, 헥사메톡시시클로트리포스파젠, 헥사메틸포스포르아미드, 시클로헥실벤젠, 비페닐, 디메틸피롤, 트리메틸포스페이트 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 열적 안성성 개선 물질은, 이차전지 전해질의 열적 안정성을 향상시킬 수 있다. For example, the thermal stability improving material may include any one of hexamethyldisiloxane, hexamethoxycyclotriphosphazene, hexamethylphosphoramide, cyclohexylbenzene, biphenyl, dimethylpyrrole, and trimethylphosphate. The thermal stability improving material may improve the thermal stability of the secondary battery electrolyte.

예를 들어, 상기 과충전(overcharge) 억제 물질은 n-부틸페로센, 할로겐 치환 벤젠 유도체, 시클로헥실벤젠, 및 비페닐 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 과충전 억제 물질은, 이차전지의 과충전을 예방할 수 있다. For example, the overcharge inhibitor may include any one of n-butylferrocene, a halogen-substituted benzene derivative, cyclohexylbenzene, and biphenyl. The overcharge inhibiting material may prevent overcharge of the secondary battery.

상기 S120 단계에서는, 상기 제1 혼압 용액이 진공챔버 내에서 감압될 수 있다. 이에 따라, 상기 침상형 캐리어(110)의 상기 기공(115) 내부에 상기 첨가제(120)가 담지 될 수 있다. In step S120, the first mixed pressure solution may be decompressed in the vacuum chamber. Accordingly, the additive 120 may be loaded in the pores 115 of the needle-shaped carrier 110 .

상기 S130 단계에서는, 상기 첨가제(120)가 담지된 상기 침상형 캐리어(110)가 감압공정을 통해 건조될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 혼압 용액으로부터 용매가 증발되어, 상기 기능성 구조체(100)가 제조될 수 있다. In the step S130 , the needle-shaped carrier 110 on which the additive 120 is supported may be dried through a decompression process. Accordingly, the solvent is evaporated from the first mixed pressure solution, and the functional structure 100 may be manufactured.

일 실시 예에 따르면, 상기 S130 단계 이후, 상기 기능성 구조체(100)의 표면에 고분자 코팅층(130)이 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 고분자 코팅층(130) 형성 단계는, 고분자 또는 상기 고분자의 단량체 중 어느 하나를 포함하는 제2 혼합 용액을 제조하는 단계, 상기 제2 혼합 용액에 상기 기능성 구조체를 제공하는 단계, 및 상기 기능성 구조체가 제공된 상기 제2 혼합 용액을 감압하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, after the step S130 , the polymer coating layer 130 may be formed on the surface of the functional structure 100 . More specifically, the step of forming the polymer coating layer 130 includes preparing a second mixed solution containing any one of a polymer or a monomer of the polymer, providing the functional structure to the second mixed solution, and It may include depressurizing the second mixed solution provided with the functional structure.

예를 들어, 상기 고분자는 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine), 폴리비닐리덴 플로라이드(polyvinylidene fluoride), 폴리비닐리덴 플로라이드-헥사플루오로 프로필렌 공중합체(poly(fluoride-co-hexafluoropropylene)), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide), 또는 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. For example, the polymer is polyethyleneimine, polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (poly(fluoride-co-hexafluoropropylene)), polyurethane ), polyethylene oxide, or polydimethylsiloxane.

상기 기능성 구조체, 바인더, 및 용매가 혼합되어 기능성 코팅물질이 제조될 수 있다(S200). 상기 기능성 코팅물질은, 후술되는 이차전지의 분리막(membrane)에 코팅될 수 있다. 이 경우, 상기 분리막으로부터 상기 첨가제가 방출될 수 있다. 보다 구체적인 설명은 후술된다. The functional structure, the binder, and the solvent may be mixed to prepare a functional coating material (S200). The functional coating material may be coated on a separator of a secondary battery to be described later. In this case, the additive may be released from the separator. A more detailed description will be given later.

예를 들어, 상기 바인더는 폴리이미드(polyimide), 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-cohexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌 (polyvinylidene fluoride-cotrichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate), 폴리부틸아크릴레이트(polybutylacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드 (polyethylene oxide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 셀룰로오스 아세테이트 (celluloseacetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸플루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜(cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스(cyanoethylsucrose), 플루란 (pullulan) 및 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. For example, the binder is polyimide, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride-cotrichlorethylene, polymethylmethacrylic Rate (polymethylmethacrylate), polybutylacrylate (polybutylacrylate), polyacrylonitrile (polyacrylonitrile), polyvinylpyrrolidone (polyvinylpyrrolidone), polyvinylacetate (polyvinylacetate), ethylene vinyl acetate copolymer (polyethylene-co-vinyl acetate) , polyethylene oxide, polyarylate, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethylpullulan , cyanoethylpolyvinylalcohol (cyanoethylpolyvinylalcohol), cyanoethylcellulose (cyanoethylcellulose), cyanoethylsucrose (cyanoethylsucrose), pullulan (pullulan) and carboxyl methyl cellulose (carboxyl methyl cellulose) may include any one .

예를 들어, 상기 용매는 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone) 및 에탄올(Ethanol) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. For example, the solvent may include at least one of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and ethanol (Ethanol).

일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 코팅물질 내의 상기 기능성 구조체의 함량 및 상기 바인더의 함량이 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 기능성 코팅물질 내의 상기 기능성 구조체의 함량 및 상기 바인더의 함량의 합은, 상기 기능성 코팅물질의 전체 중량 대비 15 wt% 초과 25 wt% 미만으로 제어될 수 있다. 이에 따라, 상기 기능성 코팅물질이 코팅된 분리막(membrane)은 발림성, 통기성, 내열성, 및 젖음성이 향상될 수 있다. 결과적으로, 상기 기능성 코팅물질이 코팅된 분리막을 포함하는 이차전지의 성능 및 신뢰성이 향상될 수 있다. According to an embodiment, the content of the functional structure and the content of the binder in the functional coating material may be controlled. For example, the sum of the content of the functional structure and the content of the binder in the functional coating material may be controlled to be more than 15 wt% and less than 25 wt% based on the total weight of the functional coating material. Accordingly, the separator coated with the functional coating material may have improved spreadability, breathability, heat resistance, and wettability. As a result, the performance and reliability of the secondary battery including the separator coated with the functional coating material may be improved.

이상, 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지 분리막 코팅물질의 제조방법이 설명되었다. 이하, 상기 이차전지 분리막 코팅물질이 코팅된 분리막을 포함하는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지가 설명된다. Above, a method for manufacturing a secondary battery separator coating material according to an embodiment of the present invention has been described. Hereinafter, a secondary battery according to an embodiment of the present invention including a separator coated with the secondary battery separator coating material will be described.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지의 단면도이다. 5 is a cross-sectional view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지는, 음극(210), 양극(220), 분리막(230), 및 전해질(240a, 240b)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 음극(210)은 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 물질, 리튬 금속, 리튬 금속의 합금, 리튬에 도프/탈도프할 수 있는 물질, 또는 전이 금속 산화물 중에서 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션 할 수 있는 물질은 결정질 탄소 또는 비경질 탄소 중에서 어느 하나일 수 있고, 상기 결정질 탄소는 무정형, 판상, 편상, 구형 또는 섬유형의 천연 흑연 또는 인조 흑연 중에서 어느 하나일 수 있고, 상기 비정질 탄소는 소프트 카본, 하드 카본, 메조페이스 피치 탄화물 또는 소성된 코크스 중에서 어느 하나일 수 있다. 상기 리튬 금속의 합금은 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 프랑슘(Fr), 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 실리콘(Si), 안티모니(Sb), 납(Pb), 인듐(In), 아연(Zn), 바륨(Ba), 라듐(Ra), 갈륨(Ge), 알루미늄(Al) 또는 주석(Sn) 중에서 적어도 어느 하나의 금속 원소를 포함할 수 있다. 상기 리튬에 도프/탈도프할 수 있는 물질은 실리콘 산화물, 실리콘 금속의 합금, 실리콘-탄소 복합체, 주석 산화물, 주석 금속의 합금 또는 주석-탄소 복합체 중에서 적어도 어느 하나일 수 있다. 상기 전이 금속 산화물은 리튬 티타늄 산화물일 수 있다. 이 때, 상기 음극(210)은 도전재를 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 음극(210)은, 탄소 활물질과 도전성 탄소, PVdF 바인더를 92:3:5의 비율로 NMP 용매에 혼합하여, 구리 집전체에 코팅하고 80℃에서 건조된 것일 수 있다. Referring to FIG. 5 , the secondary battery according to an embodiment of the present invention may include a negative electrode 210 , a positive electrode 220 , a separator 230 , and electrolytes 240a and 240b . According to one embodiment, the negative electrode 210 is a material capable of reversibly intercalating / deintercalating lithium ions, lithium metal, an alloy of lithium metal, a material capable of doping / dedoping lithium, or It may include any one of transition metal oxides. For example, the material capable of reversibly intercalating/deintercalating lithium ions may be any one of crystalline carbon or non-hard carbon, and the crystalline carbon may be amorphous, plate-like, flaky, spherical, or fibrous. may be any one of natural graphite or artificial graphite, and the amorphous carbon may be any one of soft carbon, hard carbon, mesophase pitch carbide, or calcined coke. The lithium metal alloy is sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), francium (Fr), beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr) , silicon (Si), antimony (Sb), lead (Pb), indium (In), zinc (Zn), barium (Ba), radium (Ra), gallium (Ge), aluminum (Al) or tin (Sn) ) may include at least one metal element. The material capable of doping/undoping lithium may be at least one of silicon oxide, a silicon metal alloy, a silicon-carbon composite, tin oxide, a tin metal alloy, or a tin-carbon composite. The transition metal oxide may be lithium titanium oxide. In this case, the negative electrode 210 may further include a conductive material. More specifically, the negative electrode 210 may include a carbon active material, conductive carbon, and PVdF binder mixed in an NMP solvent in a ratio of 92:3:5, coated on a copper current collector, and dried at 80°C.

이와 달리, 상기 양극(220)은 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 화합물일 수 있다. 예를 들어, 상기 양극(220)은 알루미늄, 코발트, 망간 또는 니켈 중에서 적어도 어느 하나의 금속, 및 리튬과의 복합 산화물일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 양극(220)은, Li(N0.6M0.2C0.2)O2, PVdF, 도전성 탄소를 90:5:5의 비율로 NMP 용매에 혼합하여, 알루미늄 집전체에 코팅하고 80℃에서 건조된 것일 수 있다. Alternatively, the positive electrode 220 may be a compound capable of reversibly intercalating/deintercalating lithium ions. For example, the positive electrode 220 may be a composite oxide of at least one of aluminum, cobalt, manganese, and nickel, and lithium. More specifically, the positive electrode 220 is, Li(N 0.6 M 0.2 C 0.2 )O 2 , PVdF, and conductive carbon are mixed in an NMP solvent in a ratio of 90:5:5, coated on an aluminum current collector, and 80° C. may be dried in

일 실시 예에 따르면, 상기 음극(210) 및 상기 양극(220)은 서로 마주보며 이격되어 배치될 수 있다. 상기 분리막(230)은 상기 음극(210) 및 상기 양극(220)의 사이에 배치될 수 있다. According to one embodiment, the negative electrode 210 and the positive electrode 220 may be disposed to face each other and spaced apart. The separator 230 may be disposed between the cathode 210 and the anode 220 .

예를 들어, 상기 분리막(230)은 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 폴리페닐렌설파이드로(polyphenylenesulfidro) 및 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. For example, the separator 230 may include high-density polyethylene, low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, ultra-high molecular weight polyethylene, polypropylene polyethylene terephthalate, polybutyleneterephthalate, polyester, polyacetal. (polyacetal), polyamide (polyamide), polycarbonate (polycarbonate), polyimide (polyimide), polyetheretherketone (polyetheretherketone), polyethersulfone (polyethersulfone), polyphenyleneoxide (polyphenyleneoxide), polyphenylenesulfide (polyphenylenesulfidro) and may include any one of polyethylenenaphthalene (polyethylenenaphthalene).

상기 분리막(230)의 표면에는 기능성 코팅층(230a)이 형성될 수 있다. 상기 기능성 코팅층(230a)은 기능성 코팅물질에 의하여 형성될 수 있다. 상기 기능성 코팅물질은, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 상기 이차전지 분리막 코팅물질의 제조방법에서 설명된 상기 기능성 코팅물질과 같을 수 있다. 즉, 상기 분리막(230)의 표면에는 상기 기능성 구조체(100)가 코팅될 수 있다. A functional coating layer 230a may be formed on the surface of the separator 230 . The functional coating layer 230a may be formed of a functional coating material. The functional coating material may be the same as the functional coating material described in the method for manufacturing the secondary battery separator coating material described with reference to FIGS. 1 to 4 . That is, the functional structure 100 may be coated on the surface of the separator 230 .

상기 분리막(230)의 표면에 코팅된 상기 기능성 구조체(100)는, 상기 첨가제(120)를 방출할 수 있다. 다시 말해, 상기 침상형 캐리어(110) 내부에 담지된 상기 첨가제(120)는, 상기 침상형 캐리어(110)로부터 방출될 수 있다. 상기 방출된 첨가제(120)는, 상기 전해질(240a, 240b)을 통해 상기 음극(210) 및 상기 양극(220) 방향으로 이동될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 첨가제(120)는 실질적으로 일정한 속도로 방출될 수 있다. 예를 들어, 상기 첨가제(120)는 2~4 %/day의 속도로 방출될 수 있다. 이에 따라, 상기 첨가제(120)가 상기 전해질(240a, 240b), 상기 음극(210), 및 상기 양극(220)으로 지속적으로 공급될 수 있다. 결과적으로, 반복적인 충방전에 의한 열화로 인하여 발생되는 이차전지의 성능저하 문제점이 해결될 수 있다. The functional structure 100 coated on the surface of the separator 230 may release the additive 120 . In other words, the additive 120 supported in the acicular carrier 110 may be released from the acicular carrier 110 . The released additive 120 may move toward the negative electrode 210 and the positive electrode 220 through the electrolytes 240a and 240b. According to an embodiment, the additive 120 may be released at a substantially constant rate. For example, the additive 120 may be released at a rate of 2-4%/day. Accordingly, the additive 120 may be continuously supplied to the electrolytes 240a and 240b , the negative electrode 210 , and the positive electrode 220 . As a result, the problem of performance degradation of the secondary battery caused by deterioration due to repeated charging and discharging can be solved.

일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 구조체(100)의 표면에 코팅된 상기 고분자 코팅층(130)은, 상기 침상형 캐리어(110)로부터 방출되는 상기 첨가제(120)의 속도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 고분자 코팅층(130)의 두께가 두꺼워질수록, 상기 첨가제(120)의 방출 속도가 상대적으로 느려질 수 있다. 이와 달리, 상기 고분자 코팅층(130)의 두께가 얇아질수록, 상기 첨가제(120)의 방출 속도가 상대적으로 빨라질 수 있다. According to an embodiment, the polymer coating layer 130 coated on the surface of the functional structure 100 may control the speed of the additive 120 emitted from the needle-shaped carrier 110 . For example, as the thickness of the polymer coating layer 130 increases, the release rate of the additive 120 may be relatively slow. In contrast, as the thickness of the polymer coating layer 130 decreases, the release rate of the additive 120 may be relatively increased.

일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 코팅층(230a)은 제1 기능성 구조체 및 제2 기능성 구조체를 포함할 수 있다. 즉, 상기 분리막(230)의 표면에는 제1 기능성 구조체 및 제2 기능성 구조체를 포함하는 기능성 코팅물질이 코팅될 수 있다. 상기 제1 기능성 구조체 및 상기 제2 기능성 구조체는, 표면에 코팅된 고분자 코팅층의 두께가 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 기능성 구조체의 표면에 코팅된 고분자 코팅층의 두께는, 상기 제2 기능성 구조체의 표면에 코팅된 고분자 코팅층의 두께보다 두꺼울 수 있다. According to an embodiment, the functional coating layer 230a may include a first functional structure and a second functional structure. That is, the surface of the separator 230 may be coated with a functional coating material including the first functional structure and the second functional structure. The first functional structure and the second functional structure may have different thicknesses of the polymer coating layer coated on the surface. For example, the thickness of the polymer coating layer coated on the surface of the first functional structure may be thicker than the thickness of the polymer coating layer coated on the surface of the second functional structure.

이에 따라, 상기 제1 기능성 구조체 및 상기 제2 기능성 구조체로부터 방출되는 첨가제의 방출 속도가 서로 다를 수 있다. 구체적으로, 상술된 바와 같이, 고분자 코팅층의 두께가 상대적으로 얇은 상기 제2 기능성 구조체의 첨가제 방출 속도는, 고분자 코팅층의 두께가 상대적으로 두꺼운 상기 제1 기능성 구조체의 첨가제 방출 속도보다 빠를 수 있다. Accordingly, the release rate of the additive released from the first functional structure and the second functional structure may be different from each other. Specifically, as described above, the additive release rate of the second functional structure having a relatively thin polymer coating layer may be faster than the additive release rate of the first functional structure having a relatively thick polymer coating layer.

결과적으로, 상기 제1 기능성 구조체 및 상기 제2 기능성 구조체가 코팅된 상기 분리막(230)은, 복수의 기능성 구조체가 각각 서로 다른 속도로 첨가제를 방출할 수 있다. As a result, in the separation membrane 230 coated with the first functional structure and the second functional structure, the plurality of functional structures may release the additive at different rates, respectively.

상기 전해질(240a, 240b)은 상기 음극(210) 및 상기 분리막(230) 사이와 상기 양극(220) 및 상기 분리막(230) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 전해질(240a, 240b)는, 리튬 염을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전해질(240a, 240b)은 1M LiPF6 EC(ethylene carbonate)/EMC(ethyl methyl carbonate)를 포함할 수 있다. The electrolytes 240a and 240b may be disposed between the negative electrode 210 and the separator 230 and between the positive electrode 220 and the separator 230 . According to an embodiment, the electrolytes 240a and 240b may include a lithium salt. For example, the electrolytes 240a and 240b may include 1M LiPF 6 ethylene carbonate (EC)/ethyl methyl carbonate (EMC).

본 발명의 실시 예에 따른 이차전지는, 상기 음극(210) 및 상기 양극(220) 사이에 배치되고, 상기 기능성 코팅물질이 코팅된 상기 분리막(230), 및 상기 음극(210) 및 상기 분리막(230) 사이와 상기 양극(220) 및 상기 분리막(230) 사이에 배치되는 상기 전해질(240a, 240b)을 포함하되, 상기 기능성 구조체(100)는, 내부에 상기 기공(115)을 갖는 상기 침상형 캐리어(110), 및 상기 침상형 캐리어(110)의 상기 기공(115) 내부에 담지된 상기 첨가제(120)를 포함하고, 상기 첨가제(120)는, 상기 침상형 캐리어(110)로부터 방출되는 것을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 첨가제(120)가 상기 전해질(240a, 240b), 상기 음극(210), 및 상기 양극(220)으로 지속적으로 공급되므로, 반복적인 충방전에 의한 열화로 인하여 발생되는 이차전지의 성능저하 문제점이 해결될 수 있다. The secondary battery according to an embodiment of the present invention is disposed between the negative electrode 210 and the positive electrode 220, the separator 230 coated with the functional coating material, and the negative electrode 210 and the separator ( 230) and the electrolyte (240a, 240b) disposed between the positive electrode 220 and the separator 230, the functional structure 100, the needle-shaped having the pores 115 therein It includes the carrier 110, and the additive 120 supported inside the pores 115 of the needle-shaped carrier 110, and the additive 120 is released from the needle-shaped carrier 110. may include Accordingly, since the additive 120 is continuously supplied to the electrolytes 240a and 240b, the negative electrode 210, and the positive electrode 220, the performance of the secondary battery is generated due to deterioration due to repeated charging and discharging. The degradation problem can be solved.

또한, 상기 분리막(230)에 코팅되는 상기 기능성 코팅물질은, 내부에 기공을 갖는 상기 침상형 캐리어(110), 및 상기 침상형 캐리어(110)의 상기 기공(115) 내부에 담지된 상기 첨가제(120)를 포함하는 상기 기능성 구조체(100)를 제조하는 단계, 및 상기 기능성 구조체, 상기 바인더, 및 상기 용매를 혼합하는 단계를 통해 제조되되, 상기 기능성 코팅물질 내의 상기 기능성 구조체의 함량 및 상기 바인더의 함량의 합이, 상기 기능성 코팅물질 전체 중량 대비 15 wt% 초과 25 wt% 미만으로 제어될 수 있다. 이에 따라, 상기 기능성 코팅물질이 코팅된 상기 분리막(230)은 발림성, 통기성, 내열성, 및 젖음성이 향상되므로, 상기 이차전지의 성능 및 신뢰성이 향상될 수 있다. In addition, the functional coating material coated on the separator 230 includes the acicular carrier 110 having pores therein, and the additive supported in the pores 115 of the acicular carrier 110 ( 120) is prepared through the step of preparing the functional structure 100 including, and mixing the functional structure, the binder, and the solvent, the content of the functional structure in the functional coating material and the amount of the binder The sum of the content may be controlled to be more than 15 wt% and less than 25 wt% based on the total weight of the functional coating material. Accordingly, since the separator 230 coated with the functional coating material has improved spreadability, breathability, heat resistance, and wettability, the performance and reliability of the secondary battery may be improved.

이상, 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지가 설명되었다. 이하, 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지 분리막 코팅물질의 제조방법 및 이차전지의 구체적인 실험 예 및 특성 평가 결과가 설명된다. Above, the secondary battery according to the embodiment of the present invention has been described. Hereinafter, a method for manufacturing a secondary battery separator coating material according to an embodiment of the present invention and specific experimental examples and characteristic evaluation results of the secondary battery are described.

실험 예에 따른 기능성 구조체 제조Manufacturing of functional structures according to experimental examples

무기계 다공성 캐리어인 할로이사이트 0.5g을 400μL 비닐렌 카보네이트(vinylene carbonate, VC)에 넣고, 진공챔버에서 감압공정을 통해 할로이사이트의 기공 내에 비닐렌 카보네이트를 담지시켰다. 이후, 비닐렌 카보네이트가 담지된 할로이사이트를 감압공정을 통해 건조시켜 기능성 구조체를 제조하였다. 0.5 g of halloysite, an inorganic porous carrier, was placed in 400 μL vinylene carbonate (VC), and vinylene carbonate was supported in the pores of halloysite through a decompression process in a vacuum chamber. Thereafter, the vinylene carbonate-supported halloysite was dried through a reduced pressure process to prepare a functional structure.

실험 예 1 내지 8에 따른 기능성 코팅물질 제조Preparation of functional coating materials according to Experimental Examples 1 to 8

상기 기능성 구조체, 바인더, 및 용매를 혼합하고 분산시켜 실험 예에 따른 기능성 코팅물질을 제조하였다. 보다 구체적으로, 바인더로서, 폴리이미드(polyimide, PI)를 사용하였고, 용매로서 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)과 에탄올(ethanol)이 혼합된 용액을 사용하였다. The functional structure, the binder, and the solvent were mixed and dispersed to prepare a functional coating material according to the experimental example. More specifically, as a binder, polyimide (PI) was used, and as a solvent, a solution in which N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and ethanol were mixed was used.

또한, 기능성 구조체, 바인더, 및 용매의 비율을 서로 다르게 하여 실험 예 1~8에 따른 기능성 코팅물질을 제조하였고, 실험 예 1~8에 따른 기능성 코팅물질의 구체적인 함량은, 아래의 <표 1>을 통해 정리된다. In addition, functional coating materials according to Experimental Examples 1 to 8 were prepared by different ratios of the functional structure, binder, and solvent, and the specific content of the functional coating material according to Experimental Examples 1 to 8 is shown in <Table 1> below. is arranged through

구분division 기능성 구조체: 바인더 (wt%)Functional structure: binder (wt%) (기능성 구조체+바인더): 용매 (wt%)(functional structure + binder): solvent (wt%) 실험 예 1Experimental Example 1 9:19:1 1:91:9 실험 예 2Experimental Example 2 9:19:1 1.5:8.51.5:8.5 실험 예 3Experimental Example 3 9:19:1 2:82:8 실험 예 4Experimental Example 4 9:19:1 2.5:7.52.5:7.5 실험 예 5Experimental Example 5 9:19:1 3:73:7 실험 예 6Experimental Example 6 8:28:2 2:82:8 실험 예 7Experimental Example 7 7:37:3 2:82:8 실험 예 8Experimental Example 8 6:46:4 2:82:8

실험 예 9에 따른 기능성 코팅물질 제조Preparation of functional coating material according to Experimental Example 9

상기 기능성 구조체, 바인더, 개시제, 및 계면 활성제를 혼합하고 분산시켜 실험 예 9에 따른 기능성 코팅물질을 제조하였다. 보다 구체적으로, 바인더로서, 부틸아크릴레이트(BA) 53.7 wt%, 메틸메타아크릴레이트(MMA) 11.8 wt%, 아크릴로니트릴(AN) 6.5 wt%, 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA) 23.7 wt% 및 메타아크릴릭애시드(MAA)0.6 wt%의 단량체가 80℃에서 약 3시간 동안 중합된 물질을 사용하였고, 개시제로서 tert-부틸하이드로퍼옥사이드를 사용하였고, 계면 활성제로서 소듐라우릴설페이트 3.5 wt% 용액을 사용하였다. 또한, 기능성 구조체와 바인더는 34.4: 75.6 wt%의 비율로 혼합하였다. A functional coating material according to Experimental Example 9 was prepared by mixing and dispersing the functional structure, binder, initiator, and surfactant. More specifically, as a binder, butyl acrylate (BA) 53.7 wt%, methyl methacrylate (MMA) 11.8 wt%, acrylonitrile (AN) 6.5 wt%, 2-ethylhexyl acrylate (2-EHA) 23.7 A material in which wt% and 0.6 wt% of methacrylic acid (MAA) was polymerized at 80° C. for about 3 hours, tert-butyl hydroperoxide was used as an initiator, and sodium lauryl sulfate 3.5 wt. % solution was used. In addition, the functional structure and the binder were mixed in a ratio of 34.4: 75.6 wt%.

실시 예에 따른 이차전지 제조Secondary battery manufacturing according to the embodiment

탄소 활물질, 도전성 탄소, PVdF 바인더를 92:3:5의 비율로 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone) 용매에 혼합한 후, 구리 집전체에 코팅하고 80℃에서 건조하여 제조된 음극, 및 Li(N0.6M0.2C0.2)O2, PVdF, 도전성 탄소를 90:5:5의 비율로 NMP 용매에 혼합하여, 알루미늄 집전체에 코팅하고 80℃에서 건조하여 제조된 양극이 준비된다. A negative electrode prepared by mixing a carbon active material, conductive carbon, and PVdF binder in a NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) solvent in a ratio of 92:3:5, coating it on a copper current collector and drying at 80°C, and Li (N 0.6 M 0.2 C 0.2 )O 2 , PVdF, and conductive carbon are mixed in an NMP solvent in a ratio of 90:5:5, coated on an aluminum current collector, and dried at 80° C. to prepare a prepared positive electrode.

상기 음극 및 양극 사이에, 상기 실험 예 1 내지 9에 따른 기능성 코팅물질이 코팅된 PE 분리막 및 1M LiPF6 EC(ethylene carbonate)/EMC(ethyl methyl carbonate) 전해질을 배치하여, 코인형 이차전지를 제조하였다. A coin-type secondary battery was prepared by disposing a PE separator coated with a functional coating material according to Experimental Examples 1 to 9 and a 1M LiPF 6 EC (ethylene carbonate)/EMC (ethyl methyl carbonate) electrolyte between the negative electrode and the positive electrode did.

상기 실험 예 1 내지 9에 따른 코팅물질이 코팅된 분리막을 포함하은 이자전지들은, 각각 실시 예 1 내지 9에 따른 이차전지로 정의된다.The interest batteries including the separator coated with the coating material according to Experimental Examples 1 to 9 are defined as the secondary batteries according to Examples 1 to 9, respectively.

비교 예에 따른 이차전지 준비Preparation of secondary batteries according to comparative examples

폴리에틸렌(polyethylene, PE) 분리막을 포함하는 이차전지가 준비된다. A secondary battery including a polyethylene (PE) separator is prepared.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지가 포함하는 분리막의 수축률을 나타내는 사진이다. 6 is a photograph showing the shrinkage rate of a separator included in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 비교 예에 따른 폴리에틸렌 분리막(PE) 및 실시 예 9에 따른 이차전지가 포함하는 분리막(HNTs coated)을 준비한 후, 각각의 분리막을 130℃온도에서 30분 동안 방치한 후, 수축되는 면적을 촬영하여 나타내었다. Referring to FIG. 6 , after preparing a polyethylene separator (PE) according to a comparative example and a separator (HNTs coated) including a secondary battery according to Example 9, each separator was left at 130°C for 30 minutes, The area to be contracted was taken and shown.

도 6에서 확인할 수 있듯이, 비교 예에 따른 폴리에틸렌 분리막(PE)의 경우, 시간이 지남에 따라, 약 25%로 면적이 수축되는 것을 확인할 수 있었다. 하지만, 상기 실시 예 9에 따른 이차전지가 포함하는 분리막(HNTs coated)의 경우, 시간이 지남에도 불구하고 면적이 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in FIG. 6 , in the case of the polyethylene separator (PE) according to the comparative example, it was confirmed that the area was contracted by about 25% over time. However, in the case of the separator (HNTs coated) included in the secondary battery according to Example 9, it was confirmed that the area was maintained constant despite the passage of time.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지가 포함하는 분리막의 젖음성을 나타내는 사진이다. 7 is a photograph showing the wettability of a separator included in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 비교 예에 따른 폴리에틸렌 분리막(PE) 및 실시 예 9에 따른 이차전지가 포함하는 분리막(HNTs coated)을 준비한 후, 각각의 분리막에 전해액을 떨어뜨리고 5초 간격으로 젖은 면적을 촬영하여 나타내었다. Referring to FIG. 7 , after preparing a polyethylene separator (PE) according to a comparative example and a separator (HNTs coated) including a secondary battery according to Example 9, an electrolyte is dropped on each separator, and a wet area is measured at 5 second intervals It was photographed and shown.

도 7에서 확인할 수 있듯이, 비교 예에 따른 폴리에틸렌 분리막(PE)의 경우 시간이 지남에도 불구하고 젖은 면적이 실질적으로 일정하게 유지되지만, 상기 실시 예 9에 따른 이차전지가 포함하는 분리막(HNTs coated)의 경우 시간이 지남에 따라 젖은 면적이 점점 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지가 포함하는 분리막은, 젖음성(wettability)이 높은 것을 알 수 있었다. As can be seen in FIG. 7 , in the case of the polyethylene separator (PE) according to the comparative example, the wet area is maintained substantially constant over time, but the separator (HNTs coated) included in the secondary battery according to Example 9 is used. In the case of the case, it was confirmed that the wet area gradually increased with time. Accordingly, it was found that the separator included in the secondary battery according to the embodiment of the present invention has high wettability.

도 8은 본 발명의 실험 예에 따른 기능성 구조체의 방출 특성을 나타내는 그래프이다. 8 is a graph showing the release characteristics of the functional structure according to the experimental example of the present invention.

도 8을 참조하면, 상기 실험 예에 따른 기능성 구조체를 EC(Ethylene Carbonate): EMC(Ethyl Methyl Carbonate)가 3: 7의 비율로 혼합된 용액에 넣은 후, VC의 방출량을 측정하였다. 보다 구체적으로, VC의 방출량은 가스 크로마토그래피(gas chromatography)를 이용하여 방출 시간(Release time, days)에 따른 방출 퍼센트(Release percentage, %)로 나타내었다. 도 8에서 확인할 수 있듯이, 상기 실험 예에 따른 기능성 구조체는 VC를 일정한 수준으로 지속적으로 방출하는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 8 , the functional structure according to the experimental example was put into a solution in which Ethylene Carbonate (EC): Ethyl Methyl Carbonate (EMC) was mixed in a ratio of 3: 7, and then the emission amount of VC was measured. More specifically, the release amount of VC was expressed as a release percentage (%) according to release time (days) using gas chromatography. As can be seen in FIG. 8 , it was confirmed that the functional structure according to the experimental example continuously released VC at a constant level.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지의 성능을 나타내는 그래프이다. 9 is a graph showing the performance of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 상기 실시 예 9에 따른 이차전지(HNTs coated), 및 비교 예에 따른 이차전지(PE separator)를 준비한 후, 각각의 전지를 25℃에서 0.5C-rate로 충방전을 100회 실시한 후, 싸이클 수(cycle number)에 따른 비용량(capacity retention, %)을 측정하여 나타내었다. Referring to FIG. 9 , after preparing the secondary battery (HNTs coated) according to Example 9 and the secondary battery (PE separator) according to the comparative example, each battery was charged and discharged at 25° C. at 0.5 C-rate. After the cycle, the specific capacity (capacity retention, %) according to the number of cycles was measured and shown.

도 9에서 확인할 수 있듯이, 상기 비교 예에 따른 이차전지는, 싸이클 수가 증가함에 따라, 비용량이 현저하게 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 하지만, 상기 실시 예 9에 따른 이차전지는, 싸이클 수가 증가함에도 불구하고 비용량이 실질적으로 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 상기 실시 예에 따른 이차전지는, 분리막으로부터 방출되는 첨가제(VC)에 의하여, 이차전지의 장기간 사용에 따른 성능저하 문제점이 해결되는 것을 알 수 있다. As can be seen in FIG. 9 , in the secondary battery according to the comparative example, it was confirmed that the specific capacity was significantly reduced as the number of cycles increased. However, in the secondary battery according to Example 9, it was confirmed that the specific capacity was maintained substantially constant despite the increase in the number of cycles. Accordingly, it can be seen that, in the secondary battery according to the embodiment, the problem of performance degradation due to long-term use of the secondary battery is solved by the additive (VC) released from the separator.

또한, 상기 실시 예 1 내지 8에 따른 이차전지가 포함하는 분리막을 준비한 후, 각각의 분리막에 대해 발림성, 통기성, 내열성, 및 젖음성을 측정하였다. 측정된 경과는 아래의 <표 2>를 통해 정리된다. In addition, after preparing the separators included in the secondary batteries according to Examples 1 to 8, spreadability, air permeability, heat resistance, and wettability of each separator were measured. The measured progress is summarized in <Table 2> below.

구분 division 발림성spreadability 통기성breathable 내열성heat resistance 젖음성wettability 실시 예 1Example 1 under award under award 실시 예 2Example 2 middle award middle award 실시 예 3Example 3 award middle award award 실시 예 4Example 4 middle middle award middle 실시 예 5Example 5 middle under middle middle 실시 예 6Example 6 middle under middle under 실시 예 7Example 7 under under middle under 실시 예 8Example 8 under under under under

<표 2>를 통해 확인할 수 있듯이, 상기 실시 예 1 내지 실시 예 5에 따른 이차전지가 포함하는 분리막은, 상기 실시 예 6 내지 실시 예 8에 따른 이차전지가 포함하는 분리막 보다 발림성, 통기성, 내열성, 젖음성의 특성이 높은 것을 확인할 수 있었다. 즉, 기능성 코팅물질의 제조 과정에서 기능성 구조체: 바인더 (wt%)의 비율이 9:1로 제어되는 경우, 분리막의 특성이 효과적으로 향상되는 것을 알 수 있다. As can be seen from <Table 2>, the separators included in the secondary batteries according to Examples 1 to 5 have more spreadability, air permeability, and heat resistance than the separators included in the secondary batteries according to Examples 6 to 8. , it was confirmed that the wettability characteristics were high. That is, it can be seen that when the ratio of the functional structure: binder (wt%) is controlled to 9:1 in the manufacturing process of the functional coating material, the properties of the separator are effectively improved.

또한, 상기 실시 예 3에 따른 이차전지가 포함하는 분리막은, 상기 실시 예 1 실시 예 2, 실시 예 4, 및 실시 예 5에 따른 이차전지가 포함하는 분리막 보다 발림성, 통기성, 내열성, 젖음성의 특성이 높은 것을 확인할 수 있었다. In addition, the separator included in the secondary battery according to Example 3 has characteristics of spreadability, air permeability, heat resistance, and wettability than the separators included in the secondary batteries according to Examples 1, 2, 4, and 5. This high was confirmed.

즉, (기능성 구조체+바인더): 용매 (wt%)의 비율이 1:9, 1.5:8.5, 2:8, 2.5:7.5, 3:7로 제어된 기능성 코팅물질이 코팅된 분리막 중, (기능성 구조체+바인더): 용매 (wt%)의 비율이 2:8로 제어된 기능성 코팅물질이 코팅된 분리막의 특성이 가장 높게 나타나는 것을 알 수 있었다. That is, (functional structure + binder): solvent (wt%) in the ratio of 1:9, 1.5:8.5, 2:8, 2.5:7.5, 3:7 of the functional coating material-coated separator, (functional Structure + binder): It was found that the characteristics of the separation membrane coated with a functional coating material in which the ratio of solvent (wt%) was controlled to 2:8 was the highest.

이에 따라, 기능성 코팅물질의 제조 과정에서 기능성 코팅물질 내의 상기 기능성 구조체의 함량 및 바인더의 함량의 합은, 기능성 코팅물질 전체 중량 대비 15 wt% 초과 25 wt% 미만으로 제어되는 경우, 분리막의 특성이 효과적으로 향상되는 것을 알 수 있다. Accordingly, when the sum of the content of the functional structure and the content of the binder in the functional coating material in the manufacturing process of the functional coating material is controlled to be more than 15 wt% and less than 25 wt% based on the total weight of the functional coating material, the characteristics of the separator are It can be seen that the improvement is effective.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although the present invention has been described in detail using preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to specific embodiments and should be construed according to the appended claims. In addition, those skilled in the art will understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

100: 기능성 구조체
110: 침상형 캐리어
115: 기공
120: 첨가제
100: functional structure
110: bed carrier
115: Qigong
120: additive

Claims (11)

내부에 기공을 갖는 침상형 캐리어, 및 상기 침상형 캐리어의 상기 기공 내부에 담지된 첨가제를 포함하는 기능성 구조체를 제조하는 단계; 및
상기 기능성 구조체, 바인더, 및 용매를 혼합하여 기능성 코팅물질을 제조하는 단계를 포함하되,
상기 기능성 코팅물질 내의 상기 기능성 구조체의 함량 및 상기 바인더의 함량의 합은, 상기 기능성 코팅물질 전체 중량 대비 15 wt% 초과 25 wt% 미만인 것을 포함하는 이차전지 분리막 코팅물질의 제조방법.
Preparing a functional structure comprising an acicular carrier having pores therein, and an additive supported in the pores of the acicular carrier; and
Including the step of preparing a functional coating material by mixing the functional structure, binder, and solvent,
The method of manufacturing a secondary battery separator coating material comprising the sum of the content of the functional structure and the content of the binder in the functional coating material is more than 15 wt% and less than 25 wt% based on the total weight of the functional coating material.
제1 항에 있어서,
상기 기능성 구조체를 제조하는 단계는,
상기 첨가제에 상기 침상형 캐리어를 제공하여 제1 혼합 용액을 제조하는 단계;
상기 제1 혼합 용액을 진공 환경에서 감압하여, 상기 침상형 캐리어의 상기 기공 내부에 상기 첨가제를 담지하는 단계; 및
상기 첨가제가 담지된 상기 침상형 캐리어를 건조시켜, 상기 기능성 구조체를 제조하는 단계를 포함하는 이차전지 분리막 코팅물질의 제조방법.
According to claim 1,
The step of preparing the functional structure,
providing the acicular carrier to the additive to prepare a first mixed solution;
supporting the additive in the pores of the needle-shaped carrier by decompressing the first mixed solution in a vacuum environment; and
Drying the needle-shaped carrier on which the additive is supported, a method of manufacturing a secondary battery separator coating material comprising the step of manufacturing the functional structure.
제2 항에 있어서,
상기 기능성 구조체를 제조하는 단계 이후,
상기 기능성 구조체의 표면에 고분자 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함하는 이차전지 분리막 코팅물질의 제조방법.
3. The method of claim 2,
After the step of preparing the functional structure,
Method for producing a secondary battery separator coating material further comprising the step of forming a polymer coating layer on the surface of the functional structure.
제3 항에 있어서,
상기 고분자 코팅층을 형성하는 단계는,
고분자 또는 상기 고분자의 단량체 중 어느 하나를 포함하는 제2 혼합 용액을 제조하는 단계; 및
상기 제2 혼합 용액에 상기 기능성 구조체를 제공하는 단계를 포함하는 이차전지 분리막 코팅물질의 제조방법.
4. The method of claim 3,
The step of forming the polymer coating layer,
preparing a second mixed solution containing any one of a polymer or a monomer of the polymer; and
Method for producing a secondary battery separator coating material comprising the step of providing the functional structure to the second mixed solution.
제1 항에 있어서,
상기 바인더는, 폴리이미드(polyimide), 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-cohexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌 (polyvinylidene fluoride-cotrichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate), 폴리부틸아크릴레이트(polybutylacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드 (polyethylene oxide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 셀룰로오스 아세테이트 (celluloseacetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸플루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜(cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스(cyanoethylsucrose), 플루란 (pullulan) 및 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose) 중 어느 하나를 포함하는 이차전지 분리막 코팅물질의 제조방법.
According to claim 1,
The binder is polyimide, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride-cotrichloroethylene, polymethylmethacrylate ), polybutylacrylate, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinylacetate, ethylene-vinyl acetate copolymer (polyethylene-co-vinyl acetate), polyethylene oxide (polyethylene oxide), polyarylate, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethylpullulan, cyano Secondary battery separator coating material comprising any one of ethyl polyvinyl alcohol (cyanoethylpolyvinylalcohol), cyanoethylcellulose, cyanoethylsucrose, pullulan, and carboxyl methyl cellulose manufacturing method.
제1 항에 있어서,
상기 용매는, NMP(N-methyl-2-pyrrolidone) 및 에탄올(Ethanol) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 이차전지 분리막 코팅물질의 제조방법.
According to claim 1,
The solvent is a method of manufacturing a secondary battery separator coating material comprising at least one of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and ethanol (Ethanol).
음극 및 양극 사이에 배치되고, 기능성 구조체가 코팅된 분리막; 및
상기 음극 및 상기 분리막 사이와 상기 양극 및 상기 분리막 사이에 배치되는 전해질을 포함하되,
상기 기능성 구조체는, 내부에 기공을 갖는 침상형 캐리어, 및 상기 침상형 캐리어의 상기 기공 내부에 담지된 첨가제를 포함하고,
상기 첨가제는, 상기 침상형 캐리어로부터 방출되는 것을 포함하는 이차전지.
a separator disposed between the negative electrode and the positive electrode and coated with a functional structure; and
An electrolyte disposed between the negative electrode and the separator and between the positive electrode and the separator,
The functional structure includes an acicular carrier having pores therein, and an additive supported in the pores of the acicular carrier,
The additive is a secondary battery comprising that released from the needle-shaped carrier.
제7 항에 있어서,
상기 침상형 캐리어는, 할로이사이트(halloysite), 알루미나, 실리카, 지르코니아, 아연 산화물, 및 티타늄 산화물 중 어느 하나를 포함하는 이차전지.
8. The method of claim 7,
The acicular carrier is a secondary battery comprising any one of halloysite, alumina, silica, zirconia, zinc oxide, and titanium oxide.
제7 항에 있어서,
상기 첨가제는, 고체 전해질 계면(SEI) 형성 물질, 전지 부반응 억제 물질, 열적 안정성 개선 물질, 및 과충전 억제 물질 중 어느 하나를 포함하는 이차전지.
8. The method of claim 7,
The additive may include any one of a solid electrolyte interface (SEI) forming material, a battery side reaction inhibiting material, a thermal stability improving material, and an overcharge inhibiting material.
제9 항에 있어서,
상기 고체 전해질 계면(SEI) 형성 물질은, 비닐렌 카보네이트, 비닐에틸렌 카보네이트, 환형 설파이트, 포화 설톤, 불포화 설톤, 및 비환형 설폰 중 어느 하나를 포함하는 이차전지.
10. The method of claim 9,
The solid electrolyte interface (SEI) forming material may include any one of vinylene carbonate, vinylethylene carbonate, cyclic sulfite, saturated sultone, unsaturated sultone, and acyclic sulfone.
제7 항에 있어서,
상기 분리막은, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 폴리페닐렌설파이드로(polyphenylenesulfidro) 및 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene) 중 어느 하나를 포함하는 이차전지.
8. The method of claim 7,
The separator includes high-density polyethylene, low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, ultra-high molecular weight polyethylene, polypropylene polyethylene terephthalate, polybutyleneterephthalate, polyester, polyacetal, polyamide (polyamide), polycarbonate (polycarbonate), polyimide (polyimide), polyetheretherketone, polyethersulfone (polyethersulfone), polyphenyleneoxide (polyphenyleneoxide), polyphenylenesulfidro (polyphenylenesulfidro) and polyethylenenaphthalene A secondary battery comprising any one of (polyethylenenaphthalene).
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