KR20220087853A - Electrode binder composition for rechargeable battery and electrode mixture including the same - Google Patents

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KR20220087853A
KR20220087853A KR1020200178283A KR20200178283A KR20220087853A KR 20220087853 A KR20220087853 A KR 20220087853A KR 1020200178283 A KR1020200178283 A KR 1020200178283A KR 20200178283 A KR20200178283 A KR 20200178283A KR 20220087853 A KR20220087853 A KR 20220087853A
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우정은
강민아
최철훈
류동조
김도윤
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주식회사 엘지화학
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    • HELECTRICITY
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    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
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    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof

Abstract

본 발명은, 이차 전지용 바인더 조성물 및 이를 포함하는 전극 합제에 관한 것이다. 본 발명의 이차 전지용 바인더 조성물은, 결착력, 기계적 물성 등에 있어서 우수한 특성을 가지면서도, 반복 충, 방전 사이클에도 전극의 구조적 안정성을 유지할 수 있어, 이차 전지의 제반 성능을 향상시킬 수 있다. The present invention relates to a binder composition for a secondary battery and an electrode mixture comprising the same. The binder composition for a secondary battery of the present invention, while having excellent properties in binding force and mechanical properties, etc., can maintain the structural stability of the electrode even in repeated charge and discharge cycles, it is possible to improve the overall performance of the secondary battery.

Description

이차 전지 용 바인더 조성물 및 전극 합제 {ELECTRODE BINDER COMPOSITION FOR RECHARGEABLE BATTERY AND ELECTRODE MIXTURE INCLUDING THE SAME}Binder composition and electrode mixture for secondary batteries

본 발명은, 이차 전지 용 바인더 조성물 및 이를 포함하는 전극 합제에 관한 것이다.The present invention relates to a binder composition for a secondary battery and an electrode mixture comprising the same.

화석 연료 사용의 급격한 증가로 인하여 대체 에너지나 청정 에너지의 사용에 대한 요구가 증가하고 있으며, 그 일환으로 가장 활발하게 연구되고 있는 분야가 전기 화학을 이용한 이차 전지 분야이다.Due to the rapid increase in the use of fossil fuels, the demand for the use of alternative energy or clean energy is increasing.

최근에는 휴대용 컴퓨터, 휴대용 전화기, 카메라 등의 휴대용 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 이러한 이차 전지 중, 높은 에너지 밀도와 작동 전위를 가지고, 사이클 수명이 길며 자기-방전율이 낮은 리튬 이차 전지에 대해 많은 연구가 행해져 왔고, 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.In recent years, as technology development and demand for portable devices such as portable computers, portable phones, and cameras increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing. Among these secondary batteries, with high energy density and operating potential, A lot of research has been done on a lithium secondary battery having a long cycle life and a low self-discharge rate, and it has also been commercialized and widely used.

또한, 환경 문제에 대한 관심이 커짐에 따라 대기 오염의 주요 원인의 하나인 화석 연료 엔진을 대체할 수 있는 전기 자동차나 하이브리드 자동차 등에 대한 연구가 많이 진행되고 있으며, 리튬 이차 전지는 이러한 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 동력원으로도 사용되고 있다.In addition, as interest in environmental issues grows, many studies are being conducted on electric vehicles or hybrid vehicles that can replace fossil fuel engines, which are one of the main causes of air pollution. It is also used as a power source for automobiles and the like.

리튬 이차 전지에서는, 일반적으로 리튬 전이금속 산화물을 양극 활 물질로 사용되고, 흑연계 물질을 음극 활 물질로 사용된다. 리튬 이차 전지의 전극은 이러한 활 물질과 바인더 성분을 혼합하고, 용매에 분산시켜 슬러리를 만든 후, 이것을 집전체 표면에 도포하여 합제층을 형성시키는 방법에 의해 제조된다.In a lithium secondary battery, lithium transition metal oxide is generally used as a positive electrode active material, and a graphite-based material is used as a negative electrode active material. The electrode of the lithium secondary battery is manufactured by mixing the active material and the binder component, dispersing it in a solvent to make a slurry, and then applying it to the surface of the current collector to form a mixture layer.

일반적으로, 리튬 이차 전지는, 양극의 리튬 이온이 음극으로 삽입되고 탈리되는 과정을 반복하면서 충전과 방전이 진행되는데, 이 반복 과정에서 전극 활 물질 또는 도전재 사이의 결합이 느슨해지고, 입자 간 접촉 저항이 증가하여, 전극의 자체 저항 역시 커지게 될 수 있다. In general, in a lithium secondary battery, charging and discharging are performed while repeating the process in which lithium ions of a positive electrode are inserted and detached from the negative electrode, and in this repeated process, the bond between the electrode active material or the conductive material is loosened, and the contact between particles As the resistance increases, the self-resistance of the electrode may also increase.

따라서, 전극에 사용되는 바인더는, 전극 활 물질과 집전체 사이의 결착력을 우수하게 유지할 수 있으면서도, 전극에서 리튬 이온의 삽입, 탈리에 따른 전극 활 물질의 팽창, 수축에 대한 완충 작용을 할 수 있어야 한다. Therefore, the binder used for the electrode must be able to maintain excellent bonding strength between the electrode active material and the current collector, and to act as a buffer against the expansion and contraction of the electrode active material due to the insertion and desorption of lithium ions from the electrode. do.

특히, 최근에는, 전극의 방전 용량을 높이기 위해, 이론적 방전 용량이 372 mAh/g인 천연 흑연에 방전 용량이 큰 실리콘, 주석, 실리콘-주석 합금 등과 같은 재료를 복합하여 사용하는 경우가 많은데, 이에 따라, 충전 및 방전이 반복됨에 따라, 재료의 부피 팽창률이 현저히 증가하게 되고, 이로 인해 음극재의 이탈이 발생하여, 결과적으로, 전지의 용량이 급격히 저하되고, 수명이 짧아지는 문제가 발생하고 있다. In particular, in recent years, in order to increase the discharge capacity of the electrode, natural graphite having a theoretical discharge capacity of 372 mAh/g is often mixed with a material such as silicon, tin, and a silicon-tin alloy having a large discharge capacity. Accordingly, as the charging and discharging are repeated, the volume expansion rate of the material is significantly increased, which causes the anode material to be separated, and as a result, the capacity of the battery is rapidly reduced and the lifespan is shortened.

또한, 리튬 이온 전지는 전지 내부 전해질의 분해 시 발생하는 가스에 의해 부풀어 오르는, 스웰링 현상이 발생할 수 있는데, 전자 제품의 사용에 따라, 전지의 온도가 상승하면, 전해질의 분해가 촉진되어, 스웰링 현상이 가속화되고, 전지의 안정성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. In addition, a lithium ion battery may have a swelling phenomenon that swells due to the gas generated during the decomposition of the electrolyte inside the battery. The ring phenomenon is accelerated, and there may be problems in that the stability of the battery is deteriorated.

따라서, 전극 활 물질 간 또는 전극 활 물질과 집전체 사이의 분리를 방지할 수 있을 정도로, 우수한 결착력을 구현할 수 있으면서도, 반복 충, 방전 사이클에도 전극의 구조적 안정성을 유지할 수 있는, 바인더 및 전극 재료에 대한 연구가 절실히 요구되는 실정이다. Therefore, a binder and an electrode material that can implement excellent binding force to prevent separation between the electrode active materials or between the electrode active material and the current collector, while maintaining the structural stability of the electrode even in repeated charge and discharge cycles There is an urgent need for research on it.

본 명세서는, 결착력, 기계적 물성 등에 있어서 우수한 특성을 가지면서도, 반복 충, 방전 사이클에도 전극의 구조적 안정성을 유지할 수 있는, 이차 전지 용 바인더 조성물을 제공하고자 한다. An object of the present specification is to provide a binder composition for a secondary battery capable of maintaining structural stability of an electrode even in repeated charging and discharging cycles while having excellent properties in binding force and mechanical properties.

또한, 본 명세서는, 상기 이차 전지 용 바인더 조성물을 포함하는, 이차 전지 전극 합제를 제공하고자 한다. In addition, the present specification is to provide a secondary battery electrode mixture including the binder composition for secondary batteries.

또한, 본 명세서는, 상기 이차 전지 전극 합제를 포함하는 이차 전지 전극을 제공하고자 한다. In addition, the present specification is to provide a secondary battery electrode including the secondary battery electrode mixture.

또한, 본 명세서는, 상기 이차 전지 전극을 포함하는, 이차 전지를 제공하고자 한다. In addition, the present specification is to provide a secondary battery including the secondary battery electrode.

본 발명의 일 측면에 따르면, 공액 디엔 계 코어, 및 아크릴레이트 계 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조로, 상기 쉘은, 고리형 카보네이트 계 단량체 유래 반복 단위를 포함하는, 코어-쉘 구조의 유화 중합체 입자를 포함하는, 이차 전지 용 바인더 조성물이 제공된다. According to one aspect of the present invention, a core-shell structure including a conjugated diene-based core and an acrylate-based shell, wherein the shell includes a repeating unit derived from a cyclic carbonate-based monomer, an emulsion polymer having a core-shell structure A binder composition for a secondary battery, including particles, is provided.

상기 고리형 카보네이트 계 단량체는, 하기 화학식 1로 표시될 수 있다. The cyclic carbonate-based monomer may be represented by Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서, X는 탄소 수 2 또는 3의 알킬렌으로, 상기 구조가 고리형 카보네이트임을 의미하고, R은, 상기 고리형 카보네이트의 탄소에 연결된 치환기로, 수소, 또는 탄소 수 1 내지 3의 알킬 기이고, R이 탄소 수 1 내지 3의 알킬 기인 경우, 상기 고리에 1 내지 3치환될 수 있고, Y는 단순 결합 또는 탄소 수 1 내지 3의 알킬렌이고, Z는, (메트)아크릴레이트 그룹 또는 비닐 그룹이다. In Formula 1, X is an alkylene having 2 or 3 carbon atoms, meaning that the structure is a cyclic carbonate, R is a substituent connected to carbon of the cyclic carbonate, hydrogen, or having 1 to 3 carbon atoms an alkyl group, and when R is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, it may be substituted with 1 to 3 in the ring, Y is a simple bond or alkylene having 1 to 3 carbon atoms, and Z is (meth)acrylate group or vinyl group.

발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유화 중합체 입자의 코어는, 공액 디엔 계 단량체 유래 반복 단위, 방향족 비닐 계 단량체 유래 반복 단위, 알킬 (메트)아크릴레이트 계 단량체 유래 반복 단위, 및 불포화 카르복실 산 계 단량체 유래 반복 단위를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the core of the emulsion polymer particles includes a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer, a repeating unit derived from an aromatic vinyl-based monomer, a repeating unit derived from an alkyl (meth)acrylate-based monomer, and an unsaturated carboxylic acid-based repeating unit. It may include a monomer-derived repeating unit.

이 때, 상기 유화 중합체 입자의 코어는, 상기 공액 디엔 계 단량체 유래 반복 단위 100 중량부에 대하여, 상기 방향족 비닐 계 단량체 유래 반복 단위를 약 50 내지 약 100 중량부로 포함할 수 있고, 그 하한은 약 50 중량부 이상, 또는 약 60 중량부 이상, 또는 약 65 중량부 이상일 수 있고, 그 상한은 약 100 중량부 이하, 또는 약 90 중량부 이하, 또는 약 80 중량부 이하일 수 있다. In this case, the core of the emulsion polymer particles may contain from about 50 to about 100 parts by weight of the repeating unit derived from the aromatic vinyl-based monomer based on 100 parts by weight of the repeating unit derived from the conjugated diene-based monomer, and the lower limit thereof is about 50 parts by weight or more, or about 60 parts by weight or more, or about 65 parts by weight or more, and the upper limit thereof may be about 100 parts by weight or less, or about 90 parts by weight or less, or about 80 parts by weight or less.

그리고, 상기 유화 중합체 입자의 코어는, 상기 공액 디엔 계 단량체 유래 반복 단위 100 중량부에 대하여, 상기 알킬 (메트)아크릴레이트 계 단량체 유래 반복 단위를 약 5 내지 약 50 중량부로 포함할 수 있고, 그 하한은 약 5 중량부 이상, 또는 약 10 중량부 이상, 또는 약 15 중량부 이상일 수 있고, 그 상한은 약 50 중량부 이하, 또는 약 40 중량부 이하, 또는 약 30 중량부 이하일 수 있다. And, the core of the emulsion polymer particles may include about 5 to about 50 parts by weight of the repeating unit derived from the alkyl (meth)acrylate-based monomer, based on 100 parts by weight of the repeating unit derived from the conjugated diene-based monomer, The lower limit may be about 5 parts by weight or more, or about 10 parts by weight or more, or about 15 parts by weight or more, and the upper limit may be about 50 parts by weight or less, or about 40 parts by weight or less, or about 30 parts by weight or less.

그리고, 상기 유화 중합체 입자의 코어는, 상기 공액 디엔 계 단량체 유래 반복 단위 100 중량부에 대하여, 상기 불포화 카르복실 산 계 단량체 유래 반복 단위를 약 1 내지 약 20 중량부로 포함할 수 있고, 그 하한은 약 1 중량부 이상, 또는 약 2 중량부 이상, 또는 약 4 중량부 이상일 수 있고, 그 상한은 약 20 중량부 이하, 또는 약 18 중량부 이하, 또는 약 16 중량부 이하일 수 있다. In addition, the core of the emulsion polymer particle may include about 1 to about 20 parts by weight of the repeating unit derived from the unsaturated carboxylic acid-based monomer, based on 100 parts by weight of the repeating unit derived from the conjugated diene-based monomer, and the lower limit thereof is It may be about 1 part by weight or more, or about 2 parts by weight or more, or about 4 parts by weight or more, and the upper limit thereof may be about 20 parts by weight or less, or about 18 parts by weight or less, or about 16 parts by weight or less.

발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 유화 중합체 입자의 쉘은, 알킬 (메트)아크릴레이트 계 단량체 유래 반복 단위 및 불포화 카르복실 산 계 단량체 유래 반복 단위를 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the shell of the emulsion polymer particle may include a repeating unit derived from an alkyl (meth)acrylate-based monomer and a repeating unit derived from an unsaturated carboxylic acid-based monomer.

이 때, 상기 유화 중합체 입자의 쉘은, 상기 알킬 (메트)아크릴레이트 계 반복 단위 100 중량부에 대하여, 상기 고리형 카보네이트 계 단량체 유래 반복 단위 약 1 내지 약 20 중량부를 포함할 수 있고, 그 하한은 약 1 중량부 이상, 또는 약 1.5 중량부 이상, 또는 약 2 중량부 이상일 수 있고, 그 상한은 약 20 중량부 이하, 또는 약 15 중량부 이하, 또는 약 12 중량부 이하일 수 있다. In this case, the shell of the emulsion polymer particle may include about 1 to about 20 parts by weight of the repeating unit derived from the cyclic carbonate-based monomer, based on 100 parts by weight of the alkyl (meth)acrylate-based repeating unit, and the lower limit thereof may be about 1 part by weight or more, or about 1.5 parts by weight or more, or about 2 parts by weight or more, and the upper limit thereof may be about 20 parts by weight or less, or about 15 parts by weight or less, or about 12 parts by weight or less.

그리고, 상기 유화 중합체 입자의 쉘은, 쉘 전체 중량 대비, 고리형 카보네이트 계 단량체 유래 반복 단위 비율이 약 1 내지 약 15 wt% 일 수 있고, 그 하한은 약 1 wt% 이상, 또는 약 1.3 wt% 이상일 수 있으며, 그 상한은 약 15 wt% 이하, 또는 약 10 wt% 이하, 또는 약 8 wt% 미만일 수 있다. In addition, the shell of the emulsion polymer particles may have a ratio of repeating units derived from a cyclic carbonate-based monomer of about 1 to about 15 wt%, based on the total weight of the shell, and the lower limit thereof is about 1 wt% or more, or about 1.3 wt% or more, and the upper limit thereof may be about 15 wt% or less, or about 10 wt% or less, or less than about 8 wt%.

이 때, 상기 유화 중합체 입자의 쉘은, 상기 알킬 (메트)아크릴레이트 계 단량체 유래 반복 단위 100 중량부에 대하여, 상기 불포화 카르복실 산 계 단량체 유래 반복 단위를 약 20 내지 약 70 중량부로 포함할 수 있고, 그 하한은 약 20 중량부 이상, 또는 약 25 중량부 이상, 또는 약 30 중량부 이상일 수 있고, 그 상한은 약 70 중량부 이하, 또는 약 65 중량부 이하, 또는 약 60 중량부 이하일 수 있다. In this case, the shell of the emulsion polymer particle may include about 20 to about 70 parts by weight of the repeating unit derived from the unsaturated carboxylic acid-based monomer based on 100 parts by weight of the repeating unit derived from the alkyl (meth)acrylate-based monomer. and the lower limit thereof may be about 20 parts by weight or more, or about 25 parts by weight or more, or about 30 parts by weight or more, and the upper limit thereof may be about 70 parts by weight or less, or about 65 parts by weight or less, or about 60 parts by weight or less. have.

이 때, 상기 유화 중합체 입자의 쉘은, 상기 알킬 (메트)아크릴레이트 계 단량체 유래 반복 단위 100 중량부에 대하여, 선택적으로 방향족 비닐 계 단량체 유래 반복 단위 약 5 내지 약 50 중량부를 더 포함할 수 있다. 그 하한은 약 5 중량부 이상, 또는 약 10 중량부 이상, 또는 약 15 중량부 이상일 수 있고, 그 상한은 약 50 중량부 이하, 또는 약 40 중량부 이하, 또는 약 30 중량부 이하일 수 있다. At this time, the shell of the emulsion polymer particles may further include, optionally, about 5 to about 50 parts by weight of the repeating unit derived from the aromatic vinyl-based monomer, based on 100 parts by weight of the repeating unit derived from the alkyl (meth)acrylate-based monomer. . The lower limit may be about 5 parts by weight or more, or about 10 parts by weight or more, or about 15 parts by weight or more, and the upper limit may be about 50 parts by weight or less, or about 40 parts by weight or less, or about 30 parts by weight or less.

상기 공액 디엔계 단량체의 대표적인 예로는, 1,3-부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌 및 피퍼릴렌으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 들 수 있으며, 바람직하게는 1,3-부타디엔일 수 있다.Representative examples of the conjugated diene-based monomer include at least one selected from the group consisting of 1,3-butadiene, isoprene, chloroprene and piperylene, and preferably 1,3-butadiene.

그리고, 상기 알킬(메트)아크릴레이트 계 단량체는, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, n-아밀아크릴레이트, 이소아밀아크릴레이트, n-에틸헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, n-아밀메타크릴레이트, 이소아밀메타크릴레이트, n-헥실메타크릴레이트, n-에틸헥실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 세릴아크릴레이트, 스테아릴아크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트, 세틸메타 크릴레이트, 및 스테아릴메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. And, the alkyl (meth) acrylate-based monomer is methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-amyl acrylate, isoamyl acryl rate, n-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-amyl methacrylate, isoamyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, n-ethylhexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl acrylate, ceryl acrylate, stearyl acrylate, It may include at least one selected from the group consisting of lauryl methacrylate, cetyl methacrylate, and stearyl methacrylate.

그리고, 상기 방향족 비닐 계 단량체는, 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 클로로스티렌, 비닐벤조산, 비닐벤조산메틸, 비닐나프탈렌, 클로로메틸스티렌, 히드록시메틸스티렌 및 디비닐벤젠으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. In addition, the aromatic vinyl-based monomer is styrene, α-methylstyrene, β-methylstyrene, p-t-butylstyrene, chlorostyrene, vinylbenzoic acid, methyl vinylbenzoate, vinylnaphthalene, chloromethylstyrene, hydroxymethylstyrene and divinyl. It may include one or more selected from the group consisting of benzene.

그리고, 상기 불포화 카르복실 산 계 단량체는, 아크릴산, 메타크릴산, 말레인산, 푸마르산, 글루타르산, 이타콘산, 테트라하이드로프탈산, 크로톤산, 이소크로톤산, 및 나딕산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. In addition, the unsaturated carboxylic acid-based monomer is at least one selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, glutaric acid, itaconic acid, tetrahydrophthalic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, and nadic acid. may include

그리고 상기 유화 중합체 입자의 쉘은, 가교제에 의해 형성된 가교 결합을 포함할 수 있다. And the shell of the emulsion polymer particles may include a cross-linkage formed by a cross-linking agent.

이 때 상기 가교제는, 분자 내에 아크릴로일 그룹 및 에틸렌 성 불포화 결합을 모두 포함하는 화합물일 수 있다. In this case, the crosslinking agent may be a compound including both an acryloyl group and an ethylenically unsaturated bond in a molecule.

한편, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 상술한 이차 전지 용 바인더 조성물 및 전극 활 물질을 포함하는, 이차 전지 전극 합제가 제공된다. Meanwhile, according to another aspect of the present invention, there is provided a secondary battery electrode mixture comprising the above-described binder composition for a secondary battery and an electrode active material.

이 때, 상기 이차 전지 전극 합제는, 도전재를 더 포함할 수도 있다. In this case, the secondary battery electrode mixture may further include a conductive material.

한편, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면; 상술한 이차 전지 전극 합제를 포함하는, 전극 합제 층; 및 전극 집전체를 포함하는; 이차 전지 전극이 제공된다. On the other hand, according to another aspect of the present invention; An electrode mixture layer comprising the secondary battery electrode mixture described above; and an electrode current collector; A secondary battery electrode is provided.

한편, 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면; 상술한 이차 전지 전극을 포함하는, 이차 전지가 제공된다. On the other hand, according to another aspect of the present invention; A secondary battery is provided, including the secondary battery electrode described above.

본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용되며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 목적으로만 사용된다. In the present invention, terms such as first, second, etc. are used to describe various components, and the terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. In addition, the terminology used herein is used only to describe exemplary embodiments, and is not intended to limit the present invention.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합을 설명하기 위한 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 이들의 조합 또는 부가 가능성을 배제하는 것은 아니다. In this specification, terms such as "comprises", "comprises" or "have" are used to describe embodied features, numbers, steps, components, or combinations thereof, and include one or more other features, numbers, or steps. , components, combinations or additions thereof are not excluded.

또한 본 명세서에 있어서, 각 층 또는 요소가 각 층들 또는 요소들의 "상에" 또는 "위에” 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층 또는 요소가 직접 각 층들 또는 요소들의 위에 형성되는 것을 의미하거나, 다른 층 또는 요소가 각 층 사이, 대상체, 기재 상에 추가적으로 형성될 수 있음을 의미한다. Also in this specification, when it is said that each layer or element is formed "on" or "over" each layer or element, it means that each layer or element is formed directly on each layer or element, or other It means that a layer or element may additionally be formed between each layer, on the object, on the substrate.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태로 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention may have various changes and may have various forms, specific embodiments will be illustrated and described in detail below. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, and should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

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

먼저, 본 발명의 일 측면에 따르면, 공액 디엔 계 코어, 및 아크릴레이트 계 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조로, 상기 쉘은, 고리형 카보네이트 계 단량체 유래 반복 단위를 포함하는, 코어-쉘 구조의 유화 중합체 입자를 포함하는, 이차 전지 용 바인더 조성물이 제공된다. First, according to one aspect of the present invention, a core-shell structure including a conjugated diene-based core and an acrylate-based shell, wherein the shell includes a repeating unit derived from a cyclic carbonate-based monomer, a core-shell structure of A binder composition for a secondary battery is provided, comprising emulsified polymer particles.

리튬 이차 전지에 사용되는 전극 바인더 등은, 전극 활 물질 및 집전체 등의 결착을 위해 필수적으로 사용되는 성분으로, 각 성분의 안정적인 결착 및 전지 성능 향상을 위해 여러 물질이 사용될 수 있다. 그러나, 바인더에 첨가되는 특정 성분들은 결착력 등의 일부 성능을 향상시킬 수 있는 동시에, 전해액 등과의 상호 작용(전해액 함침 등)에 의해 다른 성능을 저하시키는, 트레이드 오프(Trade off)가 발생할 수 있다. An electrode binder used in a lithium secondary battery is an essential component for binding an electrode active material and a current collector, and various materials may be used for stable binding of each component and improving battery performance. However, certain components added to the binder may improve some performance, such as binding force, while at the same time reducing other performances by interaction with an electrolyte (eg, electrolyte impregnation), a trade-off may occur.

본 발명의 발명자들은, 공액 디엔 계 단량체 및 아크릴레이트 계 단량체 등을 유화 중합하여 제조하는 라텍스 입자의 에멀젼을 포함하는 이차 전지 용 바인더 조성물에서, 코어 쉘 구조를 구현하되, 쉘 형성을 위한 제2 유화 중합 과정에서 특정한 구조의 고리형 카보네이트 계 단량체를 추가로 사용하는 경우, 바인더의 접착력이 크게 향상되어 전극 활 물질 간 또는 전극 활 물질과 집전체 사이에 탈리를 방지하고, 안정적인 결착을 구현할 수 있는 동시에, 전해액 함침 등 부작용을 최소화하여, 충전 용량 등의 전지의 제반 성능을 우수하게 유지할 수 있다는 점을 발견하고, 본 발명을 완성하게 되었다. The inventors of the present invention, in a binder composition for a secondary battery comprising an emulsion of latex particles prepared by emulsion polymerization of a conjugated diene-based monomer and an acrylate-based monomer, implement a core-shell structure, but a second emulsification for shell formation When a cyclic carbonate-based monomer having a specific structure is additionally used during the polymerization process, the adhesive strength of the binder is greatly improved to prevent desorption between electrode active materials or between electrode active materials and the current collector, and at the same time realize stable binding. , found that by minimizing side effects such as electrolyte impregnation, it is possible to maintain excellent performance of the battery, such as charge capacity, and completed the present invention.

본 발명의 일 구현예에 따른 이차 전지 용 바인더 조성물은, 특정 단량체의 유화 중합체 입자, 즉, 라텍스 입자를 포함하며, 각 단량체는, 각 라텍스 입자 내에서 단량체로부터 유래된 반복 단위의 형태로 존재할 수 있다. The binder composition for a secondary battery according to an embodiment of the present invention includes emulsified polymer particles of a specific monomer, that is, latex particles, and each monomer may exist in the form of a repeating unit derived from the monomer in each latex particle. have.

단량체monomer

먼저, 상기 라텍스 입자는 전술한 바와 같이 코어-쉘 구조로 이루어질 수 있으며, 이러한 라텍스 입자는 코어 형성을 위한 제1 중합 단계 및 쉘 형성을 위한 제2 중합 단계를 별도로 거쳐 제조될 수 있다. 이 때 상기 코어 및 쉘은 후술하는 입자 안정성 및 전지 바인더로서의 특성을 고려할 때, 서로 상이한 성분으로 구성되는 것이 바람직할 수 있다. First, the latex particles may have a core-shell structure as described above, and these latex particles may be separately prepared through a first polymerization step for forming a core and a second polymerization step for forming a shell. At this time, it may be preferable that the core and the shell are composed of different components in consideration of particle stability and characteristics as a battery binder, which will be described later.

코어core

상기 라텍스 입자의 코어를 제조하기 위한 제1 유화 중합에는, 공액 디엔 계 단량체가 사용되며, 이에 따라, 상기 라텍스 입자의 코어는, 공액 디엔 계 단량체로부터 유래되는 반복 단위를 포함한다. In the first emulsion polymerization for producing the core of the latex particles, a conjugated diene-based monomer is used, and thus, the core of the latex particle includes a repeating unit derived from the conjugated diene-based monomer.

이러한 공액 디엔 계 단량체가 라텍스 입자의 성분으로 포함되는 경우, 이로부터 제조되는 바인더는, 고온에서 전해액 스웰링 현상이 억제될 수 있고, 고무 성분에 의한 탄력성을 가지게 되어, 전극의 두께를 줄일 수 있고, 가스 발생 현상을 감소시킬 뿐 아니라, 전극 활 물질과 집 전체 사이의 결착력이 유지될 수 있도록 접착력 또한 향상시키는 역할을 수행할 수 있다.When such a conjugated diene-based monomer is included as a component of the latex particles, the binder prepared therefrom can suppress the electrolyte swelling phenomenon at high temperature, and have elasticity due to the rubber component, thereby reducing the thickness of the electrode and , it can serve to not only reduce the gas generation phenomenon, but also improve the adhesive force so that the binding force between the electrode active material and the current collector can be maintained.

상기 공액 디엔계 단량체의 대표적인 예로는, 1,3-부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌 및 피퍼릴렌으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 1,3-부타디엔일 수 있다.A representative example of the conjugated diene-based monomer may be at least one selected from the group consisting of 1,3-butadiene, isoprene, chloroprene and piperylene, preferably 1,3-butadiene.

그리고, 상기 라텍스 입자의 코어를 제조하기 위한 제1 유화 중합에는, 방향족 비닐 계 단량체가 더 사용될 수 있으며, 이에 따라, 상기 라텍스 입자는, 방향족 비닐 계 단량체로부터 유래되는 반복 단위를 더 포함할 수 있다. And, in the first emulsion polymerization for preparing the core of the latex particle, an aromatic vinyl-based monomer may be further used, and thus, the latex particle may further include a repeating unit derived from the aromatic vinyl-based monomer. .

상기 방향족 비닐계 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 클로로스티렌, 비닐벤조산, 비닐벤조산메틸, 비닐나프탈렌, 클로로메틸스티렌, 히드록시메틸스티렌 및 디비닐벤젠으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 단량체일 수 있으며, 바람직하게는, 스티렌일 수 있다. The aromatic vinyl monomer is styrene, α-methylstyrene, β-methylstyrene, p-t-butylstyrene, chlorostyrene, vinylbenzoic acid, methyl vinylbenzoate, vinylnaphthalene, chloromethylstyrene, hydroxymethylstyrene and divinylbenzene. It may be one or more monomers selected from the group, preferably styrene.

이 때, 상기 유화 중합체 입자의 코어는, 상기 공액 디엔 계 단량체 유래 반복 단위 100 중량부에 대하여, 상기 방향족 비닐 계 단량체 유래 반복 단위를 약 50 내지 약 100 중량부로 포함할 수 있고, 그 하한은 약 50 중량부 이상, 또는 약 60 중량부 이상, 또는 약 65 중량부 이상일 수 있고, 그 상한은 약 100 중량부 이하, 또는 약 90 중량부 이하, 또는 약 80 중량부 이하일 수 있다. In this case, the core of the emulsion polymer particles may contain from about 50 to about 100 parts by weight of the repeating unit derived from the aromatic vinyl-based monomer based on 100 parts by weight of the repeating unit derived from the conjugated diene-based monomer, and the lower limit thereof is about 50 parts by weight or more, or about 60 parts by weight or more, or about 65 parts by weight or more, and the upper limit thereof may be about 100 parts by weight or less, or about 90 parts by weight or less, or about 80 parts by weight or less.

그리고, 상기 라텍스 입자의 코어를 제조하기 위한 제1 유화 중합에는, 알킬 (메트)아크릴레이트 계 단량체가 더 사용될 수 있으며, 이에 따라, 상기 라텍스 입자의 코어는, 알킬 (메트)아크릴레이트 계 단량체로부터 유래되는 반복 단위를 더 포함할 수 있다. And, in the first emulsion polymerization for preparing the core of the latex particles, an alkyl (meth) acrylate-based monomer may be further used, and accordingly, the core of the latex particle is formed from an alkyl (meth) acrylate-based monomer. It may further include a repeating unit derived from it.

알킬(메트)아크릴레이트 계 단량체가 사용되는 경우, 제조된 전극에서 상대적으로 스웰링도가 높은 특징이 있어, 전극의 저항이 감소시킬 수 있으며, 이온 전도도를 증가시킬 수 있다. When the alkyl (meth) acrylate-based monomer is used, the prepared electrode has a relatively high degree of swelling, and thus the resistance of the electrode may be reduced and ionic conductivity may be increased.

상기 알킬(메트)아크릴레이트 계 단량체는, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, n-아밀아크릴레이트, 이소아밀아크릴레이트, n-에틸헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, n-아밀메타크릴레이트, 이소아밀메타크릴레이트, n-헥실메타크릴레이트, n-에틸헥실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 세릴아크릴레이트, 스테아릴아크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트, 세틸메타 크릴레이트, 및 스테아릴메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. The alkyl (meth) acrylate-based monomer is methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-amyl acrylate, isoamyl acrylate, n-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n- Amyl methacrylate, isoamyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, n-ethylhexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl acrylate, ceryl acrylate, stearyl acrylate, lauryl It may include at least one selected from the group consisting of methacrylate, cetyl methacrylate, and stearyl methacrylate.

그리고, 상기 유화 중합체 입자의 코어는, 상기 공액 디엔 계 단량체 유래 반복 단위 100 중량부에 대하여, 상기 알킬 (메트)아크릴레이트 계 단량체 유래 반복 단위를 약 5 내지 약 50 중량부로 포함할 수 있고, 그 하한은 약 5 중량부 이상, 또는 약 10 중량부 이상, 또는 약 15 중량부 이상일 수 있고, 그 상한은 약 50 중량부 이하, 또는 약 40 중량부 이하, 또는 약 30 중량부 이하일 수 있다. And, the core of the emulsion polymer particles may include about 5 to about 50 parts by weight of the repeating unit derived from the alkyl (meth)acrylate-based monomer, based on 100 parts by weight of the repeating unit derived from the conjugated diene-based monomer, The lower limit may be about 5 parts by weight or more, or about 10 parts by weight or more, or about 15 parts by weight or more, and the upper limit may be about 50 parts by weight or less, or about 40 parts by weight or less, or about 30 parts by weight or less.

그리고, 상기 라텍스 입자의 코어를 제조하기 위한 제1 유화 중합에는, 불포화 카르복실 산 계 단량체가 더 사용될 수 있으며, 이에 따라, 상기 라텍스 입자의 코어는, 불포화 카르복실 산 계 단량체로부터 유래되는 반복 단위를 더 포함할 수 있다. And, in the first emulsion polymerization for producing the core of the latex particles, an unsaturated carboxylic acid-based monomer may be further used, and accordingly, the core of the latex particles is a repeating unit derived from the unsaturated carboxylic acid-based monomer. may further include.

상기 불포화 카르복실 산 계 단량체는, 아크릴 산, 메타크릴 산, 말레인 산, 푸마르 산, 글루타르 산, 이타콘 산, 테트라하이드로프탈 산, 크로톤 산, 이소크로톤 산, 및 나딕 산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. The unsaturated carboxylic acid-based monomer is a group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, glutaric acid, itaconic acid, tetrahydrophthalic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, and nadic acid It may include one or more selected from.

그리고, 상기 유화 중합체 입자의 코어는, 상기 공액 디엔 계 단량체 유래 반복 단위 100 중량부에 대하여, 상기 불포화 카르복실 산 계 단량체 유래 반복 단위를 약 1 내지 약 20 중량부로 포함할 수 있고, 그 하한은 약 1 중량부 이상, 또는 약 2 중량부 이상, 또는 약 4 중량부 이상일 수 있고, 그 상한은 약 20 중량부 이하, 또는 약 18 중량부 이하, 또는 약 16 중량부 이하일 수 있다. In addition, the core of the emulsion polymer particle may include about 1 to about 20 parts by weight of the repeating unit derived from the unsaturated carboxylic acid-based monomer, based on 100 parts by weight of the repeating unit derived from the conjugated diene-based monomer, and the lower limit thereof is It may be about 1 part by weight or more, or about 2 parts by weight or more, or about 4 parts by weight or more, and the upper limit thereof may be about 20 parts by weight or less, or about 18 parts by weight or less, or about 16 parts by weight or less.

상기 불포화 카르복실 산 계 단량체가 너무 많이 사용되는 경우 중합 과정에서 응집물 발생이 증가하는 문제점이 발생할 수 있으며, 상기 불포화 카르복실 산 계 단량체가 너무 적게 사용되는 경우 추후 제조되는 바인더의 전해액 함침성이 높아지는 문제점이 발생할 수 있다. If too much of the unsaturated carboxylic acid-based monomer is used, there may be a problem in that the generation of aggregates increases during the polymerization process, and when the unsaturated carboxylic acid-based monomer is used too little, the electrolyte impregnability of the binder to be prepared later increases. Problems may arise.

그 외에도 상기 라텍스 입자를 제조하기 위한 유화 중합에는, 히드록시 알킬 (메트)아크릴레이트 계 단량체나 니트릴계 단량체 등이 더 사용될 수도 있으며, 이에 따라, 상기 라텍스 입자는 이러한 단량체로부터 유래되는 반복 단위를 포함할 수 있다. In addition, in the emulsion polymerization for producing the latex particles, hydroxyalkyl (meth)acrylate-based monomers or nitrile-based monomers may be further used, and accordingly, the latex particles include repeating units derived from these monomers can do.

shell

상기 라텍스 입자의 쉘을 제조하기 위한 제2 유화 중합에는, 알킬 (메트)아크릴레이트 계 단량체가 사용되며, 이에 따라, 상기 라텍스 입자의 쉘은, 알킬 (메트)아크릴레이트 계 단량체로부터 유래되는 반복 단위를 포함한다. In the second emulsion polymerization for producing the shell of the latex particles, an alkyl (meth) acrylate-based monomer is used, and accordingly, the shell of the latex particles is a repeating unit derived from the alkyl (meth) acrylate-based monomer. includes

알킬 (메트)아크릴레이트 계 단량체에 대한 구체적인 내용은 전술한 바와 같다. Specific details of the alkyl (meth) acrylate-based monomer are the same as described above.

그리고, 상기 라텍스 입자의 쉘을 제조하기 위한 제2 유화 중합에는, 고리형 카보네이트 계 단량체가 더 사용되며, 이에 따라, 상기 라텍스 입자는, 고리형 카보네이트 계 단량체로부터 유래되는 반복 단위를 더 포함할 수 있다. And, in the second emulsion polymerization for preparing the shell of the latex particles, a cyclic carbonate-based monomer is further used, and thus, the latex particles may further include a repeating unit derived from the cyclic carbonate-based monomer. have.

상기 고리형 카보네이트 계 단량체는, 하기 화학식 1로 표시될 수 있다. The cyclic carbonate-based monomer may be represented by Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 1에서, X는 탄소 수 2 또는 3의 알킬렌으로, 상기 구조가 고리형 카보네이트임을 의미하고, R은, 상기 고리형 카보네이트의 탄소에 연결된 치환기로, 수소, 또는 탄소 수 1 내지 3의 알킬 기이고, R이 탄소 수 1 내지 3의 알킬 기인 경우, 상기 고리에 1 내지 3치환될 수 있고, Y는 단순 결합 또는 탄소 수 1 내지 3의 알킬렌이고, Z는, (메트)아크릴레이트 그룹 또는 비닐 그룹이다. In Formula 1, X is an alkylene having 2 or 3 carbon atoms, meaning that the structure is a cyclic carbonate, R is a substituent connected to carbon of the cyclic carbonate, hydrogen, or having 1 to 3 carbon atoms an alkyl group, and when R is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, it may be substituted with 1 to 3 in the ring, Y is a simple bond or alkylene having 1 to 3 carbon atoms, and Z is (meth)acrylate group or vinyl group.

상기 화학식 1의 구조에서 말단 비닐 그룹은, 상술한 유화 중합에 참여하여, 공중합체를 형성하게 된다. 이에 따라, 상기 화학식 1로 표시되는 단량체 화합물로부터 유래된 상기 제4 반복 단위는, 하기 화학식 1-1 또는 화학식 1-2로 표시될 수 있다. In the structure of Formula 1, the terminal vinyl group participates in the above-described emulsion polymerization to form a copolymer. Accordingly, the fourth repeating unit derived from the monomer compound represented by Formula 1 may be represented by Formula 1-1 or Formula 1-2 below.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure pat00003
Figure pat00003

[화학식 1-2][Formula 1-2]

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 화학식 1-1 및 1-2에서, X, Y, 및 R은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같으며, R1은 수소 또는 메틸이다. In Formulas 1-1 and 1-2, X, Y, and R are as defined in Formula 1, and R 1 is hydrogen or methyl.

그리고 상기 반복 단위에서 상기 고리형 카보네이트 그룹은 라텍스 입자 내에서 개환된 상태나, 혹은 다른 반복 단위와 가교 결합을 형성한 상태로 존재할 수도 있다. In addition, in the repeating unit, the cyclic carbonate group may exist in a ring-opened state in the latex particles or in a state in which a cross-linkage is formed with another repeating unit.

상기와 같은 반복 단위는, 말단에 고리형 카보네이트 그룹이 위치하게 된다. 이러한 고리형 카보네이트 그룹은, 특히 전해 액으로 많이 사용되는 에틸렌 카보네이트 혹은 프로필렌 카보네이트와 동일한 구조로, 전극 내에서 리튬 이온의 이동에 도움을 줄 수 있으며, 만일 전해질 내 다른 화학 종에 의해 개환 반응이 일어나더라도, 입체 장애에 의해 에틸렌 카보네이트 혹은 프로필렌 카보네이트와 추가 반응이 진행되지 않아, 전해액 함침성이 증가하는 부작용을 상대적으로 억제할 수 있어, 전지의 제반 특성을 향상시킬 수 있다. In the repeating unit as described above, a cyclic carbonate group is positioned at the end. This cyclic carbonate group, in particular, has the same structure as ethylene carbonate or propylene carbonate, which are often used as electrolytes, and can help the movement of lithium ions in the electrode. However, since the additional reaction with ethylene carbonate or propylene carbonate does not proceed due to steric hindrance, the side effect of increasing the electrolyte impregnation property can be relatively suppressed, and the overall characteristics of the battery can be improved.

또한 상기와 같은 말단 고리형 카보네이트 그룹은 유화 중합 과정, 혹은 유화 중합 이후에 다른 작용기들과의 상호 작용을 통해 가교(crosslinking bonding) 구조를 형성할 수도 있다. In addition, the terminal cyclic carbonate group as described above may form a crosslinking bonding structure through interaction with other functional groups after emulsion polymerization or emulsion polymerization.

즉, 상기 라텍스 입자 내에서 상기 제4 반복 단위에 포함된 고리형 카보네이트 그룹 중 적어도 일부는, 가교 결합이 형성된 상태로 존재할 수 있다. That is, at least some of the cyclic carbonate groups included in the fourth repeating unit in the latex particles may exist in a state in which a cross-linkage is formed.

또한, 상기와 같은 반복 단위는, 말단에 고리형 카보네이트 그룹이 위치하게 된다. 이러한 고리형 카보네이트 그룹은, 코어 혹은 쉘에 존재하는 다른 반복 단위 들과 가교 결합을 형성할 수 있어, 라텍스 입자의 구조적 안정성을 더 향상시켜줄 수 있다. In addition, in the repeating unit as described above, a cyclic carbonate group is positioned at the terminal. These cyclic carbonate groups can form cross-links with other repeating units present in the core or shell, thereby further improving the structural stability of the latex particles.

이러한 측면에서, 상기 유화 중합체 입자의 쉘은, 상기 알킬 (메트)아크릴레이트 계 반복 단위 100 중량부에 대하여, 상기 고리형 카보네이트 계 단량체 유래 반복 단위 약 1 내지 약 20 중량부를 포함할 수 있고, 그 하한은 약 1 중량부 이상, 또는 약 1.5 중량부 이상, 또는 약 2 중량부 이상일 수 있고, 그 상한은 약 20 중량부 이하, 또는 약 15 중량부 이하, 또는 약 12 중량부 이하일 수 있다. In this aspect, the shell of the emulsion polymer particle may include about 1 to about 20 parts by weight of the repeating unit derived from the cyclic carbonate-based monomer based on 100 parts by weight of the alkyl (meth)acrylate-based repeating unit, and the The lower limit may be about 1 part by weight or more, or about 1.5 parts by weight or more, or about 2 parts by weight or more, and the upper limit may be about 20 parts by weight or less, or about 15 parts by weight or less, or about 12 parts by weight or less.

그리고, 상기 유화 중합체 입자의 쉘은, 쉘 전체 중량 대비, 고리형 카보네이트 계 단량체 유래 반복 단위 비율이 약 1 내지 약 15 wt% 일 수 있고, 그 하한은 약 1 wt% 이상, 또는 약 1.3 wt% 이상일 수 있으며, 그 상한은 약 15 wt% 이하, 또는 약 10 wt% 이하, 또는 약 8 wt% 미만일 수 있다. In addition, the shell of the emulsion polymer particles may have a ratio of repeating units derived from a cyclic carbonate-based monomer of about 1 to about 15 wt%, based on the total weight of the shell, and the lower limit thereof is about 1 wt% or more, or about 1.3 wt% or more, and the upper limit thereof may be about 15 wt% or less, or about 10 wt% or less, or less than about 8 wt%.

라텍스 입자 내 상기 고리형 카보네이트 계 단량체로부터 유래되는 반복 단위의 함량이 너무 낮은 경우, 상술한 장점이 구현되지 않는 문제점이 발생할 수 있고, 함량이 너무 높은 경우, 전해액과의 친화도가 너무 높아져서 전해액 함침성이 증가하고, 전해액과의 상호 작용 증가로 오히려 전지의 제반 성능이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. If the content of the repeating unit derived from the cyclic carbonate-based monomer in the latex particles is too low, the above-mentioned advantages may not be realized, and if the content is too high, the affinity with the electrolyte is too high, so that the electrolyte is impregnated The performance may increase and the overall performance of the battery may be deteriorated due to increased interaction with the electrolyte.

그리고, 상기 라텍스 입자의 쉘을 제조하기 위한 제2 유화 중합에는, 불포화 카르복실 산 계 단량체가 더 사용될 수 있으며, 이에 따라, 상기 라텍스 입자의 쉘은, 불포화 카르복실 산 계 단량체로부터 유래되는 반복 단위를 더 포함할 수 있다. And, in the second emulsion polymerization for producing the shell of the latex particles, an unsaturated carboxylic acid-based monomer may be further used, and thus, the shell of the latex particles is a repeating unit derived from the unsaturated carboxylic acid-based monomer. may further include.

불포화 카르복실 산 계 단량체에 대한 구체적인 내용은 전술한 바와 같다. Specific details of the unsaturated carboxylic acid-based monomer are the same as described above.

이 때, 상기 유화 중합체 입자의 쉘은, 상기 알킬 (메트)아크릴레이트 계 단량체 유래 반복 단위 100 중량부에 대하여, 상기 불포화 카르복실 산 계 단량체 유래 반복 단위를 약 20 내지 약 70 중량부로 포함할 수 있고, 그 하한은 약 20 중량부 이상, 또는 약 25 중량부 이상, 또는 약 30 중량부 이상일 수 있고, 그 상한은 약 70 중량부 이하, 또는 약 65 중량부 이하, 또는 약 60 중량부 이하일 수 있다. In this case, the shell of the emulsion polymer particle may include about 20 to about 70 parts by weight of the repeating unit derived from the unsaturated carboxylic acid-based monomer based on 100 parts by weight of the repeating unit derived from the alkyl (meth)acrylate-based monomer. and the lower limit thereof may be about 20 parts by weight or more, or about 25 parts by weight or more, or about 30 parts by weight or more, and the upper limit thereof may be about 70 parts by weight or less, or about 65 parts by weight or less, or about 60 parts by weight or less. have.

상기 불포화 카르복실 산 계 단량체가 너무 많이 사용되는 경우 중합 과정에서 응집물 발생이 증가하고, 중합체의 유리 전이 온도가 높아져, 이로 인해 전극이 탈리되는 문제점이 발생할 수 있으며, 상기 불포화 카르복실 산 계 단량체가 너무 적게 사용되는 경우 추후 제조되는 바인더의 전해액 함침성이 높아지는 문제점이 발생할 수 있다. When too much of the unsaturated carboxylic acid-based monomer is used, the occurrence of aggregates increases during the polymerization process, and the glass transition temperature of the polymer increases, which may cause a problem of electrode detachment, and the unsaturated carboxylic acid-based monomer If too little is used, there may be a problem in that the electrolyte impregnability of the binder to be manufactured later increases.

그리고, 상기 유화 중합체 입자의 쉘은, 상기 알킬 (메트)아크릴레이트 계 단량체 유래 반복 단위 100 중량부에 대하여, 선택적으로 방향족 비닐 계 단량체 유래 반복 단위 약 5 내지 약 50 중량부를 더 포함할 수 있다. 그 하한은 약 5 중량부 이상, 또는 약 10 중량부 이상, 또는 약 15 중량부 이상일 수 있고, 그 상한은 약 50 중량부 이하, 또는 약 40 중량부 이하, 또는 약 30 중량부 이하일 수 있다. In addition, the shell of the emulsion polymer particles may further include about 5 to about 50 parts by weight of an aromatic vinyl-based monomer-derived repeating unit based on 100 parts by weight of the alkyl (meth)acrylate-based repeating unit-derived repeating unit. The lower limit may be about 5 parts by weight or more, or about 10 parts by weight or more, or about 15 parts by weight or more, and the upper limit may be about 50 parts by weight or less, or about 40 parts by weight or less, or about 30 parts by weight or less.

유화 중합emulsion polymerization

이러한 라텍스 입자는, 일반적으로 알려진 유화 중합 방법으로 제조될 수 있으며, 전술한 바와 같이, 코어-쉘 형태로 제조된다. 라텍스 입자를 코어-쉘 형태로 제조하기 위해, 상기 유화 중합은 코어를 형성하기 위한 제1 유화 중합 및 상기 코어의 겉면을 감싼 쉘을 형성하기 위한 제2 유화 중합으로, 적어도 2회에 걸쳐 진행될 수 있다. These latex particles can be prepared by a generally known emulsion polymerization method, and, as described above, is prepared in a core-shell form. In order to prepare the latex particles in a core-shell form, the emulsion polymerization is a first emulsion polymerization to form a core and a second emulsion polymerization to form a shell surrounding the outer surface of the core, and may be carried out at least twice. have.

이 때, 제1 및 제2 각각의 유화 중합에 있어서, 중합 온도 및 중합 시간은 경우에 따라 적절히 결정할 수 있다. 예를 들어, 중합 온도는 약 50 ℃ 내지 약 200 ℃, 혹은 약 50 ℃ 내지 약 100 ℃일 수 있고, 중합 시간은 약 0.5 시간 내지 약 20 시간, 혹은 약 1 내지 약 10 시간일 수 있다.At this time, in each of the first and second emulsion polymerizations, the polymerization temperature and the polymerization time may be appropriately determined depending on the case. For example, the polymerization temperature may be from about 50 °C to about 200 °C, or from about 50 °C to about 100 °C, and the polymerization time may be from about 0.5 hours to about 20 hours, or from about 1 to about 10 hours.

상기 유화 중합 시 사용 가능한 중합 개시제로는, 무기 또는 유기 과산화물이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 포타슘 퍼설페이트, 소듐 퍼설페이트, 암모늄 퍼설페이트 등을 포함하는 수용성 개시제와, 큐멘 하이드로퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드 등을 포함하는 유용성 개시제를 사용할 수 있다. As the polymerization initiator usable during the emulsion polymerization, an inorganic or organic peroxide may be used, for example, a water-soluble initiator containing potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, etc., cumene hydroperoxide, benzoyl peroxide Oil-soluble initiators including oxides and the like can be used.

또한, 상기 중합 개시제와 함께 과산화물의 반응 개시를 촉진시키기 위해 활성화제를 더 포함할 수 있으며, 이러한 활성화제로는 소듐 포름알데히드 설폭실레이트, 소듐 에틸렌디아민테트라아세테이트, 황산 제1 철, 및 덱스트로오스로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.In addition, an activator may be further included to promote the initiation of the reaction of the peroxide together with the polymerization initiator, and such activators include sodium formaldehyde sulfoxylate, sodium ethylenediaminetetraacetate, ferrous sulfate, and dextrose. At least one selected from the group consisting of may be used.

유화 중합에서 사용되는 유화제로는, 음이온계 유화제, 양이온계 유화제, 및 비이온계 유화제로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 유화제를 들 수 있다. The emulsifier used in the emulsion polymerization may include at least one emulsifier selected from the group consisting of anionic emulsifiers, cationic emulsifiers, and nonionic emulsifiers.

이러한 유화제는, 친수성(hydrophilic) 기와 소수성(hydrophobic) 기를 동시에 가지고 있는 물질로, 유화 중합 과정에서, 미셀(micelle) 구조를 형성하고, 미셀 구조 내부에서 각 단량체의 중합이 일어날 수 있게 한다. Such an emulsifier is a material having a hydrophilic group and a hydrophobic group at the same time, and during the emulsion polymerization process, a micelle structure is formed, and polymerization of each monomer can occur inside the micellar structure.

유화 중합에 일반적으로 사용되는 유화제는, 음이온계 유화제, 양이온계 유화제, 및 비이온계 유화제 등으로 나뉠 수 있는데, 유화 중합에서의 중합 안정성 측면에서 2종 이상을 서로 섞어 사용되기도 한다.Emulsifiers generally used in emulsion polymerization may be divided into anionic emulsifiers, cationic emulsifiers, and nonionic emulsifiers, and two or more types may be mixed in view of polymerization stability in emulsion polymerization.

구체적으로, 상기 음이온계 유화제의 경우, 소듐 도데실 다이페닐 에테르 다이설포네이트, 소듐 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 설페이트, 소듐 라우릴 설페이트, 소듐 도데실 벤젠 설포네이트, 디옥틸 소디움 설포석시네이트 등을 들 수 있다. Specifically, in the case of the anionic emulsifier, sodium dodecyl diphenyl ether disulfonate, sodium polyoxyethylene alkyl ether sulfate, sodium lauryl sulfate, sodium dodecyl benzene sulfonate, dioctyl sodium sulfosuccinate, etc. can

그리고, 상기 비이온계 유화제는, 폴리에틸렌옥사이드 알킬 아릴 에테르, 폴리에틸렌옥사이드 알킬 아민, 폴리에틸렌옥사이드 알킬 에스테르 일 수 있는데, 이 들은 단독 혹은 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있고, 음이온 유화제와 비이온 유화제를 혼합하여 사용하는 경우 보다 효과적일 수 있지만, 본 발명이 반드시 이러한 유화제의 종류에 제한되는 것은 아니다. In addition, the nonionic emulsifier may be polyethylene oxide alkyl aryl ether, polyethylene oxide alkyl amine, or polyethylene oxide alkyl ester, which may be used alone or in combination of two or more, and by mixing an anionic emulsifier and a nonionic emulsifier It may be more effective when used, but the present invention is not necessarily limited to the type of such emulsifiers.

그리고, 상기 유화제는, 예를 들어, 상기 라텍스 입자의 제조에 사용되는 단량체 성분 총 100 중량부에 대해, 약 0.01 내지 약 10 중량부, 약 0.05 내지 약 10 중량부, 또는 약 0.1 내지 약 5 중량부로 사용될 수 있다. And, the emulsifier, for example, based on 100 parts by weight of the total monomer component used in the preparation of the latex particles, about 0.01 to about 10 parts by weight, about 0.05 to about 10 parts by weight, or about 0.1 to about 5 parts by weight can be used as wealth.

유화제가 지나치게 많이 사용되는 경우, 라텍스 입자의 입경이 작아지게 되어, 바인더의 접착력이 저하되는 문제점이 발생할 수 있으며, 유화제가 지나치게 적게 사용되는 경우, 유화 중합 반응에서 중합의 안정성이 저하되고, 생성되는 라텍스 입자의 안정성 역시 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. When the emulsifier is used too much, the particle size of the latex particles becomes small, which may cause a problem that the adhesive strength of the binder is lowered. The stability of the latex particles may also be deteriorated.

발명의 일 실시예에 따르면, 상기와 같은 방법으로 제조된 코어-쉘 라텍스 입자의 평균 입경(Intensity average partice size, Di)은 약 50 내지 약 200 nm 일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the core-shell latex particles prepared by the above method may have an average particle diameter (Intensity average particle size, Di) of about 50 to about 200 nm.

용매menstruum

발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이차 전지용 바인더 조성물은, 상술한 유화 중합체 입자, 즉 라텍스 입자 외에 용매를 더 포함할 수도 있다. According to an embodiment of the present invention, the binder composition for a secondary battery may further include a solvent in addition to the above-described emulsified polymer particles, that is, latex particles.

용매, 또는 분산매로 사용되는 물질은 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들어, 물; 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 이소부탄올, 펜타놀, 이소펜타놀, 헥사놀 등의 알코올류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸프로필케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논 등의 케톤류; 메틸에틸에테르, 디에틸에테르, 디프로필에테르, 디이소프로필에테르, 디부틸에테르, 디이소부틸에테르, 디n-아밀에테르, 디이소아밀에테르, 메틸프로필에테르, 메틸이소프로필에테르, 메틸부틸에테르, 에틸이소아밀에테르, 테트라하이드로퓨란 등의 에테르류; γ-부틸로락톤, δ-부틸로락톤 등의 락톤류; β-락탐 등의 락탐류; 시클로펜탄, 시클로헥산, 시클로헵탄 등의 환상 지방족류; 벤젠, 톨루엔, o-크실렌, m-크실렌, p-크실렌, 에틸벤젠, 프로필벤젠, 이소프로필벤젠, 부틸벤젠, 등의 방향족 탄화수소류; 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸 등의 지방족탄화수소류; 디메틸포름아미드, N-메틸피롤리돈 등의 쇄상 및 환상의 아미드류; 유산(乳酸)메틸, 유산에틸, 유산프로필, 유산부틸, 안식향산메틸 등의 에스테르류; 등을 들 수 있지만, 이들 중에서도 비점 80℃ 이상, 바람직하게는 85℃ 이상의 분산매를 사용하는 것이 공정 상 바람직하다.The solvent or material used as the dispersion medium is not particularly limited, and for example, water; alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, pentanol, isopentanol, and hexanol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone, cyclopentanone, and cyclohexanone; Methyl ethyl ether, diethyl ether, dipropyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, diisobutyl ether, di-n-amyl ether, diisoamyl ether, methyl propyl ether, methyl isopropyl ether, methyl butyl ether, ethers such as ethyl isoamyl ether and tetrahydrofuran; lactones such as γ-butyrolactone and δ-butyrolactone; lactams such as β-lactam; Cyclic aliphatic, such as cyclopentane, cyclohexane, and cycloheptane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene, ethylbenzene, propylbenzene, isopropylbenzene, and butylbenzene; aliphatic hydrocarbons such as heptane, octane, nonane, and decane; chain and cyclic amides such as dimethylformamide and N-methylpyrrolidone; esters such as methyl lactate, ethyl lactate, propyl lactate, butyl lactate, and methyl benzoate; etc. are mentioned, Among these, it is preferable in view of a process to use the dispersion medium with a boiling point of 80 degreeC or more, Preferably 85 degreeC or more.

이때, 상기 용매는, 라텍스 입자의 안정성 및 점도 조절 측면에서, 상기 라텍스 입자 100 중량부에 대해, 약 50 내지 약 1,000 중량부, 바람직하게는 약 100 내지 약 300 중량부로 사용될 수 있으며, 예를 들어, 바인더 조성물 총량을 기준으로 하였을 때, 총 고형분 함량(total solid content, TSC)가 약 5 내지 약 70 중량%로 조절되도록 사용될 수 있다. In this case, the solvent may be used in an amount of about 50 to about 1,000 parts by weight, preferably about 100 to about 300 parts by weight, based on 100 parts by weight of the latex particles, in terms of stability and viscosity control of the latex particles, for example, , based on the total amount of the binder composition, a total solid content (TSC) may be used to be adjusted to about 5 to about 70% by weight.

용매가 지나치게 적게 사용되는 경우, 라텍스 입자의 안정성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있으며, 용매가 지나치게 많이 사용되는 경우, 점도가 저하되어, 코팅성이 약해질 수 있으며, 이에 따라 전지의 제반 성능이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.When the solvent is used too little, there may be a problem that the stability of the latex particles is lowered, and when the solvent is used too much, the viscosity is lowered, the coating property may be weakened, and thus the overall performance of the battery is lowered problems may arise.

전극 합제 및 전극Electrode mixture and electrode

한편, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 상술한 이차 전지용 바인더 조성물 및 전극 활물질을 포함하는, 이차 전지 전극 합제가 제공된다. Meanwhile, according to another aspect of the present invention, there is provided a secondary battery electrode mixture comprising the above-described binder composition for a secondary battery and an electrode active material.

그리고, 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 이러한 이차 전지 전극 합제를 포함하는 전극 합제 층; 및 전극 집전체를 포함하는, 이차 전지 전극이 제공된다. And, according to another aspect of the present invention, the electrode mixture layer comprising the secondary battery electrode mixture; And, comprising an electrode current collector, a secondary battery electrode is provided.

전술한 바인더를 제외하고, 본 발명의 전극 합제 및 전극에 사용되는 전극 활물질, 전극 집전체 등은, 각각, 일반적으로 알려진 구성 요소를 포함할 수 있다.Except for the above-mentioned binder, the electrode active material, the electrode current collector, etc. used in the electrode mixture and the electrode of the present invention may each include generally known components.

예를 들어, 상기 전극 합제는 음극의 제조에 사용될 수 있다. 즉, 상기 전극 합제는 음극 합제일 수 있고, 상기 전극 활물질은 음극 활물질일 수 있다.For example, the electrode mixture may be used for manufacturing the negative electrode. That is, the electrode mixture may be a negative electrode mixture, and the electrode active material may be a negative electrode active material.

여기서, 상기 바인더는, 상기 음극 합제 전체 중량(100 중량%) 중, 1 중량% 내지 10 중량%, 구체적으로 1 중량% 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 이를 만족할 때, 상기 음극 활물질의 함량을 상대적으로 높일 수 있고, 전극의 방전 용량을 더욱 향상시킬 수 있다.Here, the binder may be included in an amount of 1 wt% to 10 wt%, specifically 1 wt% to 5 wt%, based on the total weight (100 wt%) of the negative electrode mixture. When this is satisfied, the content of the negative active material may be relatively increased, and the discharge capacity of the electrode may be further improved.

한편, 상기 바인더는 결착력, 기계적 물성 등에 있어서 우수한 특성을 가지므로, 상기 음극 합제의 음극 활물질로 흑연계 음극 활물질이 사용되는 경우는 물론 그보다 고용량인 음극 활물질이 사용되더라도, 음극 활물질과 음극 활물질 사이, 음극 활물질과 음극 집전체 사이 등의 결착력을 유지할 수 있고, 그 자체의 기계적 물성에 의해 음극 활물질의 팽창을 억제할 수 있다.On the other hand, since the binder has excellent properties in binding force and mechanical properties, etc., even if a graphite-based negative active material is used as the negative active material of the negative electrode mixture, as well as a negative active material having a higher capacity than that, between the negative active material and the negative active material, The binding force between the negative electrode active material and the negative electrode current collector can be maintained, and expansion of the negative electrode active material can be suppressed by its own mechanical properties.

이처럼 상기 바인더는 흑연계 음극 활물질뿐만 아니라 그보다 고용량인 음극 활물질과 함께 적용되기에 적합한 것이므로, 본 발명의 일 구현예에서는 상기 음극 활물질의 종류를 특별히 제한하지 않는다,As such, the binder is suitable to be applied not only with the graphite-based negative active material but also with the negative active material having a higher capacity than that, in one embodiment of the present invention, the type of the negative active material is not particularly limited.

구체적으로, 상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 천연 흑연, 인조 흑연, 탄소섬유, 난흑연화성 탄소 등의 탄소 및 흑연재료; 리튬과 합금이 가능한 Al, Si, Sn, Ag, Bi, Mg, Zn, In, Ge, Pb, Pd, Pt, Ti 등의 금속 및 이러한 원소를 포함하는 화합물; 금속 및 그 화합물과 탄소 및 흑연재료의 복합물; 리튬 함유 질화물; 티타늄 산화물; 리튬 티타늄 산화물 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 그 중에서도 탄소계 활물질, 규소계 활물질, 주석계 활물질, 또는 규소-탄소계 활물질이 더욱 바람직하며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수도 있다.Specifically, the negative active material includes, for example, carbon and graphite materials such as natural graphite, artificial graphite, carbon fiber, and non-graphitizable carbon; metals such as Al, Si, Sn, Ag, Bi, Mg, Zn, In, Ge, Pb, Pd, Pt, Ti and the like capable of alloying with lithium and compounds containing these elements; composites of metals and their compounds with carbon and graphite materials; lithium-containing nitride; titanium oxide; Although lithium titanium oxide etc. are mentioned, It is not limited only to these. Among them, a carbon-based active material, a silicon-based active material, a tin-based active material, or a silicon-carbon-based active material is more preferable, and these may be used alone or in combination of two or more.

음극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The negative electrode current collector is generally made to a thickness of 3 to 500 μm. Such a negative current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing a chemical change in the battery. For example, the surface of copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, fired carbon, copper or stainless steel. Carbon, nickel, titanium, silver, etc. surface-treated, aluminum-cadmium alloy, etc. may be used. In addition, like the positive electrode current collector, the bonding strength of the negative electrode active material may be strengthened by forming fine irregularities on the surface, and may be used in various forms such as a film, sheet, foil, net, porous body, foam, non-woven body, and the like.

상기 음극은, 음극 집전체 상에 음극 활물질, 및 상기 바인더를 포함하는 전극 합제를 도포한 후 건조 및 압연하여 제조되며, 필요에 따라서는, 도전재, 충진재 등을 더 첨가하여 제조될 수 있다. The negative electrode is prepared by coating an electrode mixture including a negative electrode active material and the binder on an anode current collector, drying and rolling, and, if necessary, may be prepared by further adding a conductive material, a filler, and the like.

상기 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 나노 튜브, 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is not particularly limited as long as it has conductivity without causing a chemical change in the battery. For example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; carbon black, such as carbon black, acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; conductive fibers such as carbon nanotubes, carbon fibers, and metal fibers; metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; conductive whiskeys such as zinc oxide and potassium titanate; conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives may be used.

상기 충진재는 음극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합제; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물을 사용할 수 있다.The filler is optionally used as a component for suppressing the expansion of the negative electrode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery. A fibrous material such as glass fiber or carbon fiber may be used.

한편, 상기 전극 합제는 음극용으로 제한되지 않으며, 양극의 제조에 사용될 수도 있다. 즉, 상기 전극 합제는 양극 합제일 수 있고, 상기 전극 활물질은 양극 활물질일 수 있다.On the other hand, the electrode mixture is not limited to the negative electrode, and may be used in the preparation of the positive electrode. That is, the electrode mixture may be a positive electrode mixture, and the electrode active material may be a positive electrode active material.

상기 양극 활물질은 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 내지 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 Li1+aFe1-xMxPO 4-bAb (여기서 M은 Mn, Ni, Co, Cu,Sc, Ti, Cr, V 및 Zn로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이고, A는 S, Se, F, Cl 및 I로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이고, -0.5<a<0.5, 0≤x<0.5, 0≤b≤0.1 임)로 표현되는 리튬인산철계 ; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 내지 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 내지 0.1 임), Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물 또는 LiNixMn2-xO4로 표현되는 스피넬 구조의 리튬 망간 복합 산화물; 화학식 Li(NipCoqMnr1)O2 (여기서, 0<p<1, 0<q<1, 0<r1<1, p+q+r1=1) 로 표현되는 리튬-니켈-망간-코발트계 산화물, 또는 Li(Nip1Coq1Mnr2)O4 (여기서, 0<p1<2, 0<q1<2, 0<r2<2, p1+q1+r2=2) 등)로 표현되는 리튬-니켈-망간 코발트계 산화물, 또는 Li(Nip2Coq2Mnr3Ms2)O2 (여기에서, M은 Al, Fe, V, Cr, Ti, Ta, Mg 및 Mo로 이루어지는 군으로부터 선택되고, p2, q2, r3 및 s2는 각각 독립적인 원소들의 원자분율로서, 0<p2<1, 0<q2<1, 0<r3<1, 0<s2<1, p2+q2+r3+s2=1이다)로 표현되는 리튬-니켈-코발트-전이금속(M) 산화물 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The positive active material may include a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxides such as Formula Li 1+x Mn 2-x O 4 (where 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 ; Formula Li 1+a Fe 1-x M x PO 4-b A b (where M is at least one selected from the group consisting of Mn, Ni, Co, Cu, Sc, Ti, Cr, V and Zn, and A is S, Se, F, Cl, and any one or more selected from the group consisting of I, -0.5<a<0.5, 0≤x<0.5, 0≤b≤0.1) a lithium iron phosphate system; Ni site-type lithium nickel oxide represented by the formula LiNi 1-x M x O 2 (wherein M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga, and x = 0.01 to 0.3); Formula LiMn 2-x M x O 2 (wherein M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn or Ta and x = 0.01 to 0.1), Li 2 Mn 3 MO 8 (where M = Fe, Co, Lithium manganese composite oxide represented by Ni, Cu, or Zn) or lithium manganese composite oxide having a spinel structure represented by LiNi x Mn 2-x O 4 ; Lithium-nickel-manganese-cobalt represented by the formula Li(Ni p Co q Mn r1 )O2 (where 0<p<1, 0<q<1, 0<r1<1, p+q+r1=1) based oxide, or Li(Ni p1 Co q1 Mn r2 )O4 (here, 0<p1<2, 0<q1<2, 0<r2<2, p1+q1+r2=2), etc.) Nickel-manganese cobalt oxide, or Li(Ni p2 Co q2 Mn r3 M s2 )O2, wherein M is selected from the group consisting of Al, Fe, V, Cr, Ti, Ta, Mg and Mo, p2, q2, r3, and s2 are atomic fractions of independent elements, respectively, 0<p2<1, 0<q2<1, 0<r3<1, 0<s2<1, p2+q2+r3+s2=1) and lithium-nickel-cobalt-transition metal (M) oxide represented by , but is not limited thereto.

상기 양극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테리인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.The positive electrode current collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 μm. The positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical change in the battery, and for example, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, or aluminum or stainless steel. Carbon, nickel, titanium, silver, etc. may be used on the surface of the surface-treated. The current collector may increase the adhesion of the positive electrode active material by forming fine irregularities on the surface thereof, and various forms such as a film, sheet, foil, net, porous body, foam body, and non-woven body are possible.

상기 음극 및 상기 양극 중, 전술한 바인더가 사용되지 않은 전극에는, 일반적으로 알려진 바인더가 사용될 수 있다. 그 대표적인 예로, 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로즈, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지, 나일론 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Among the negative electrode and the positive electrode, a generally known binder may be used for the electrode in which the above-described binder is not used. Representative examples thereof include polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, polyvinyl chloride, carboxylated polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, ethylene oxide-containing polymers, polyvinylpyrrolidone, polyurethane, Polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, epoxy resin, nylon, or the like may be used, but is not limited thereto.

상기 음극과 상기 양극은 각각 활물질 및 바인더, 경우에 따라서는 도전재, 충진재 등을 용매 중에서 혼합하여 슬러리 상의 전극 합제로 제조하고, 이 전극 합제를 각각의 전극 집전체에 도포하여 제조될 수 있다. 이와 같은 전극 제조 방법은 당해 분야에 널리 알려진 내용이므로 본 명세서에서 상세한 설명은 생략하기로 한다. The negative electrode and the positive electrode may be prepared by mixing an active material and a binder, in some cases, a conductive material, a filler, and the like in a solvent to prepare a slurry-like electrode mixture, and applying the electrode mixture to each electrode current collector. Since such an electrode manufacturing method is widely known in the art, a detailed description thereof will be omitted herein.

전지battery

한편, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 상기 이차 전지 전극을 포함하는, 이차 전지가 제공된다. 이러한 전지는, 구체적으로, 양극; 전해질; 및 음극을 포함하는 형태일 수 있다. Meanwhile, according to another aspect of the present invention, there is provided a secondary battery including the secondary battery electrode. Such a battery, specifically, a positive electrode; electrolyte; and a negative electrode.

상기 이차 전지는, 리튬 이차 전지로 구현될 수 있다.The secondary battery may be implemented as a lithium secondary battery.

상기 리튬 이차 전지는, 양극, 분리막, 및 음극을 포함하는 전극 조립체에 비수계 전해질을 함침시켜 제조할 수 있다.The lithium secondary battery may be manufactured by impregnating an electrode assembly including a positive electrode, a separator, and a negative electrode with a non-aqueous electrolyte.

상기 양극 및 상기 음극은 전술한 바와 같다. The positive electrode and the negative electrode are the same as described above.

상기 분리막의 경우, 음극과 양극을 분리하고 리튬 이온의 이동 통로를 제공하는 것으로 리튬 전지에서 통상적으로 사용되는 것이라면 모두 사용 가능하다.  즉, 전해질의 이온 이동에 대하여 저-저항이면서 전해액 함습 능력이 우수한 것이 사용될 수 있다.  예를 들어, 유리 섬유, 폴리에스테르, 테프론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 이들의 조합물 중에서 선택된 것으로서, 부직포 또는 직포 형태이어도 무방하다.  예를 들어, 리튬 이온 전지에는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀계 고분자 세퍼레이터가 주로 사용되고, 내열성 또는 기계적 강도 확보를 위해 세라믹 성분 또는 고분자 물질이 포함된 코팅된 세퍼레이터가 사용될 수도 있으며, 선택적으로 단층 또는 다층 구조로 사용될 수 있다.In the case of the separator, any one commonly used in lithium batteries may be used as it separates the negative electrode and the positive electrode and provides a passage for lithium ions to move. That is, a low-resistance to ion movement of the electrolyte and excellent electrolyte moisture content may be used. For example, it may be selected from glass fiber, polyester, Teflon, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene (PTFE), or a combination thereof, and may be in the form of a nonwoven fabric or a woven fabric. For example, a polyolefin-based polymer separator such as polyethylene or polypropylene is mainly used for lithium ion batteries, and a coated separator containing a ceramic component or a polymer material may be used to secure heat resistance or mechanical strength, and optionally single-layer or multi-layer structure can be used.

경우에 따라서, 상기 분리막 위에는 전지의 안정성을 높이기 위하여 겔 폴리머 전해질이 코팅될 수 있다. 이러한 겔 폴리머의 대표적인 예로는 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐리덴플루라이드, 폴리아크릴로나이트릴 등을 들 수 있다.In some cases, a gel polymer electrolyte may be coated on the separator to increase battery stability. Representative examples of such a gel polymer include polyethylene oxide, polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, and the like.

다만, 상기 비수 전해질이 아닌 고체 전해질이 사용되는 경우에는, 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.However, when a solid electrolyte other than the non-aqueous electrolyte is used, the solid electrolyte may also serve as a separator.

상기 비수 전해질은, 상기 전해질은 비수성 유기 용매와 리튬 염을 포함하는 액체 전해질일 수 있다. 상기 비수성 유기 용매는 전지의 전기화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 한다. The non-aqueous electrolyte may be a liquid electrolyte including a non-aqueous organic solvent and a lithium salt. The non-aqueous organic solvent serves as a medium through which ions involved in the electrochemical reaction of the battery can move.

상기 비수 전해질로는 비수 전해액, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.As the non-aqueous electrolyte, a non-aqueous electrolyte, an organic solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte, and the like are used.

상기 비수 전해액으로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 에틸메틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 1,2-디에톡시 에탄, 테트라하이드로푸란, 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1, 3-디옥소런, 4-메틸-1, 3-디옥센, 디에틸에테르, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1, 3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.Examples of the non-aqueous electrolyte include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethylmethyl carbonate. Bonate, gamma-butylolactone, 1,2-dimethoxy ethane, 1,2-diethoxy ethane, tetrahydrofuran, 2-methyl tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1, 3-dioxolane, 4- methyl-1, 3-dioxene, diethyl ether, formamide, dimethylformamide, dioxolane, acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, phosphoric acid triester, trimethoxymethane, dioxolane derivatives; Aprotic organic solvents such as sulfolane, methyl sulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate derivative, tetrahydrofuran derivative, ether, methyl pyropionate, and ethyl propionate may be used. .

상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 설파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.Examples of the organic solid electrolyte include polyethylene derivatives, polyethylene oxide derivatives, polypropylene oxide derivatives, phosphoric acid ester polymers, poly agitation lysine, polyester sulfide, polyvinyl alcohol, polyvinylidene fluoride, ions A polymer containing a sexually dissociating group or the like can be used.

상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.Examples of the inorganic solid electrolyte include Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides, sulfates, etc. of Li such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH, Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 and the like may be used.

상기 리튬 염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, LiSCN, LiC(CF3SO2)3, (CF3SO2)2NLi, 클로로보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 등이 사용될 수 있다.The lithium salt is a material readily soluble in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4 , LiBF 4 , LiB 10 Cl 10 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, LiSCN, LiC(CF 3 SO 2 ) 3 , (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic lithium carboxylate, 4 phenyl lithium borate, and the like can be used.

또한, 전해액에는 충, 방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(fluoro-ethylene carbonate), PRS(propene sultone), FPC(fluoro-propylene carbonate) 등을 더 포함시킬 수 있다.In addition, for the purpose of improving charge and discharge characteristics, flame retardancy, etc. in the electrolyte, for example, pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, n-glyme, hexaphosphate triamide, Nitrobenzene derivatives, sulfur, quinone imine dyes, N-substituted oxazolidinones, N,N-substituted imidazolidines, ethylene glycol dialkyl ethers, ammonium salts, pyrrole, 2-methoxyethanol, aluminum trichloride, etc. may be added. have. In some cases, in order to impart incombustibility, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride and ethylene trifluoride may be further included, and carbon dioxide gas may be further included to improve high temperature storage characteristics, and FEC (fluoro-ethylene) carbonate), propene sultone (PRS), and fluoro-propylene carbonate (FPC) can be further included.

본 발명에 따른 리튬 이차 전지는 소형 디바이스의 전원으로 사용되는 전지 셀에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 다수의 전지 셀들을 포함하는 중대형 전지 모듈에 단위 전지로도 사용될 수 있다.The lithium secondary battery according to the present invention may be used not only in a battery cell used as a power source for a small device, but also as a unit battery in a medium/large battery module including a plurality of battery cells.

본 발명의 이차 전지용 바인더 조성물은, 결착력, 기계적 물성 등에 있어서 우수한 특성을 가지면서도, 반복 충, 방전 사이클에도 전극의 구조적 안정성을 유지할 수 있어, 이차 전지의 성능을 향상시킬 수 있다. The binder composition for a secondary battery of the present invention can maintain the structural stability of the electrode even in repeated charging and discharging cycles while having excellent characteristics in binding force and mechanical properties, etc., thereby improving the performance of the secondary battery.

이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.Hereinafter, through specific examples of the invention, the operation and effect of the invention will be described in more detail. However, these embodiments are merely presented as an example of the invention, and the scope of the invention is not defined thereby.

전해액 함침성 측정Electrolyte impregnation measurement

하기 실시예 및 비교예에서 얻어진 바인더에 대하여, 전해액 함침성을 다음과 같은 방법으로 측정하였다.For the binders obtained in Examples and Comparative Examples, the electrolyte impregnation properties were measured as follows.

하기 실시예 및 비교예에서 얻어진 바인더 20 g을 취하여, 이형 처리된 사각형 몰드에 도포하고, 이를 25 ℃ 에서 24 시간, 및 80 ℃ 에서 24 시간 동안 순차적으로 건조한 후 박리하여, 필름을 제조하였다. 이를 가로 길이가 긴 직사각형의 형태로 시편을 재단하여 정확한 가로 길이를 측정하였다. (Ma)20 g of the binder obtained in the following Examples and Comparative Examples was taken, applied to a mold release-treated square, dried at 25 ° C. for 24 hours, and dried at 80 ° C. for 24 hours, and then peeled to prepare a film. The specimen was cut in a rectangular shape with a long horizontal length and the correct horizontal length was measured. (Ma)

상기 길이 측정이 완료된 필름을 약 15g의 전해액에 25℃에서 48 시간 침지시킨 후, 침지된 시편의 가로 길이를 측정하였다. (Mb)After the length measurement was completed, the film was immersed in about 15 g of an electrolyte at 25° C. for 48 hours, and then the transverse length of the immersed specimen was measured. (Mb)

이때 전해액은 에틸렌카보네이트/에틸메틸카보네이트 (EC/EMC의 혼합 부피비=3/7)를 혼합해 제조하였다.At this time, the electrolyte solution was prepared by mixing ethylene carbonate / ethyl methyl carbonate (mixing volume ratio of EC / EMC = 3/7).

전해액 함침성은 하기 수학식 1을 통해 계산하였다.The electrolyte impregnation property was calculated through Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

전해액 함침성 (%) = ((Mb/Ma)3-1) * 100Electrolyte impregnation property (%) = ((Mb/Ma) 3 -1) * 100

입자의 입경 측정particle size measurement

하기 실시예 및 비교예에서 얻어진 바인더 0.02g을 증류수 20 g에 넣어 희석한 뒤, 입경 측정기(NICOMP 380, Entegris 사)를 이용하여 평균 입경(Di) 값을 측정하였다. (Intensity average partice size, Di)After diluting 0.02 g of the binder obtained in Examples and Comparative Examples in 20 g of distilled water, an average particle diameter (Di) value was measured using a particle size analyzer (NICOMP 380, Entegris). (Intensity average partition size, Di)

<실시예 1><Example 1>

라텍스 입자 코어 제조 - 제1 중합Latex Particle Core Preparation - First Polymerization

단량체로는, 1, 3-부타디엔 50 g, 스티렌 35 g, 메틸 메타크릴레이트 10 g, 아크릴 산과 이타콘 산을 5:5로 혼합한 혼합물 5 g을 사용하였다. As the monomer, 50 g of 1,3-butadiene, 35 g of styrene, 10 g of methyl methacrylate, and 5 g of a mixture of acrylic acid and itaconic acid in a ratio of 5:5 were used.

용매로 단량체 성분 총 100 중량부에 대하여 약 170 중량부의 물을 사용하였다. As a solvent, about 170 parts by weight of water was used based on 100 parts by weight of the total monomer components.

질소 치환된 중합 반응기에, 물, 상기 단량체, 및 유화제 성분으로 단량체 성분 총 100 중량부에 대하여 약 3 중량부의 소듐 라우릴 설페이트를 투입하고, 약 75 ℃까지 승온시킨 후, 중합 개시제로, 0.005 몰의 포타슘 퍼설페이트를 넣어 유화 중합을 개시하였다. In a nitrogen-substituted polymerization reactor, about 3 parts by weight of sodium lauryl sulfate based on 100 parts by weight of a total of 100 parts by weight of the monomer components as water, the monomer, and the emulsifier component is added, and the temperature is raised to about 75° C., and then, as a polymerization initiator, 0.005 mol Potassium persulfate was added to initiate emulsion polymerization.

온도를 약 75 ℃로 유지하면서, 약 7 시간 동안 반응을 진행하여, 에멀젼 형태의 바인더를 수득하였다. While maintaining the temperature at about 75° C., the reaction was carried out for about 7 hours to obtain a binder in the form of an emulsion.

라텍스 입자 쉘 제조 - 제2 중합Latex Particle Shell Preparation - Second Polymerization

단량체로는, n-부틸아크릴레이트 68.5 g, 메타크릴산 25 g, 아크릴산 4.9 g, 글리세롤 카보네이트 메타크릴레이트((2-oxo-1,3-dioxolan-4-yl)methyl methacrylate) 1.5 g, 알릴메타크릴레이트 0.1 g을 사용하였다. As a monomer, n-butyl acrylate 68.5 g, methacrylic acid 25 g, acrylic acid 4.9 g, glycerol carbonate methacrylate ((2-oxo-1,3-dioxolan-4-yl)methyl methacrylate) 1.5 g, allyl 0.1 g of methacrylate was used.

질소 치환된 중합 반응기에, 물, 상기 제1 중합에서 제조된 코어 바인더 400 g, 상기 단량체, 및 유화제 성분으로 단량체 성분 총 100 중량부에 대하여 약 0.2 중량부의 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르 설페이트를 투입하고, 온도를 약 80 ℃로 유지하면서, 중합 개시제로, 단량체 성분 100 중량부 대비 0.35 중량부 암모늄 퍼설페이트를 투입하여, 유화 중합을 개시하였다. In a nitrogen-substituted polymerization reactor, water, 400 g of the core binder prepared in the first polymerization, about 0.2 parts by weight of polyoxyethylene lauryl ether sulfate based on 100 parts by weight of a total of 100 parts by weight of the monomer component as the monomer, and the emulsifier component, and , while maintaining the temperature at about 80 °C, 0.35 parts by weight of ammonium persulfate relative to 100 parts by weight of the monomer component was added as a polymerization initiator to initiate emulsion polymerization.

온도를 약 80 ℃로 유지하면서, 약 4 시간 동안 반응을 진행하여, 코어-쉘 구조의 라텍스 입자를 포함하는 에멀젼 형태의 바인더를 수득하였다. 수산화 나트륨 수용액을 이용하여 pH를 7.5로 조절하였다. While maintaining the temperature at about 80° C., the reaction was carried out for about 4 hours to obtain a binder in the form of an emulsion including latex particles having a core-shell structure. The pH was adjusted to 7.5 using an aqueous sodium hydroxide solution.

평균 입경(Di)= 75 nm; 전해액 함침성= 36 %average particle diameter (Di) = 75 nm; Electrolyte impregnability = 36 %

<실시예 2><Example 2>

실시예 1에서 제2 중합 시, 단량체로 n-부틸아크릴레이트 67 g, 메타크릴산 25 g, 아크릴산 4.9 g, 글리세롤 카보네이트 메타크릴레이트((2-oxo-1,3-dioxolan-4-yl)methyl methacrylate) 3 g, 알릴메타크릴레이트 0.1 g 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 진행하여, 에멀젼 형태의 바인더를 수득하였다. In the second polymerization in Example 1, n-butyl acrylate 67 g, methacrylic acid 25 g, acrylic acid 4.9 g, glycerol carbonate methacrylate ((2-oxo-1,3-dioxolan-4-yl) as a monomer The same procedure was followed except that 3 g of methyl methacrylate) and 0.1 g of allyl methacrylate were used to obtain an emulsion-type binder.

평균 입경(Di)= 76 nm; 전해액 함침성= 38 %average particle diameter (Di) = 76 nm; Electrolyte impregnability = 38 %

<실시예 3><Example 3>

실시예 1에서 제2 중합 시, 단량체로, n-부틸아크릴레이트 63 g, 메타크릴산 25 g, 아크릴산 4.9 g, 글리세롤 카보네이트 메타크릴레이트((2-oxo-1,3-dioxolan-4-yl)methyl methacrylate) 7 g, 알릴메타크릴레이트 0.1 g 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 진행하여, 에멀젼 형태의 바인더를 수득하였다. In the second polymerization in Example 1, as a monomer, 63 g of n-butyl acrylate, 25 g of methacrylic acid, 4.9 g of acrylic acid, and glycerol carbonate methacrylate ((2-oxo-1,3-dioxolan-4-yl ) The same procedure was followed except that 7 g of methyl methacrylate and 0.1 g of allyl methacrylate were used to obtain an emulsion-type binder.

평균 입경(Di)= 76 nm; 전해액 함침성= 40 %average particle diameter (Di) = 76 nm; Electrolyte impregnability = 40 %

<실시예 4><Example 4>

실시예 1에서 제2 중합 시, 단량체로, n-부틸아크릴레이트 68 g, 메타크릴산 25 g, 아크릴산 4.9 g, 비닐 에틸렌 카보네이트(4-(vinyloxymethyl)-1,3-dioxolan-2-one) 2 g, 알릴메타크릴레이트 0.1 g 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 진행하여, 에멀젼 형태의 바인더를 수득하였다. In the second polymerization in Example 1, as a monomer, 68 g of n-butyl acrylate, 25 g of methacrylic acid, 4.9 g of acrylic acid, and vinyl ethylene carbonate (4-(vinyloxymethyl)-1,3-dioxolan-2-one) The same procedure was followed except that 2 g and 0.1 g of allyl methacrylate were used to obtain a binder in the form of an emulsion.

평균 입경(Di)= 75 nm; 전해액 함침성= 35 %average particle diameter (Di) = 75 nm; Electrolyte impregnability = 35 %

<실시예 5><Example 5>

실시예 1에서 제2 중합 시, 단량체로, n-부틸아크릴레이트 65 g, 메타크릴산 25 g, 아크릴산 4.9 g, 비닐 에틸렌 카보네이트(4-(vinyloxymethyl)-1,3-dioxolan-2-one) 5 g, 알릴메타크릴레이트 0.1 g 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 진행하여, 에멀젼 형태의 바인더를 수득하였다. In the second polymerization in Example 1, as a monomer, 65 g of n-butyl acrylate, 25 g of methacrylic acid, 4.9 g of acrylic acid, and vinyl ethylene carbonate (4-(vinyloxymethyl)-1,3-dioxolan-2-one) 5 g, and 0.1 g of allyl methacrylate was used in the same manner to obtain a binder in the form of an emulsion.

평균 입경(Di)= 77 nm; 전해액 함침성 38 %average particle diameter (Di) = 77 nm; Electrolyte impregnability 38%

<비교예 1><Comparative Example 1>

실시예 1에서 제2 중합 시, 단량체로, n-부틸아크릴레이트 70 g, 메타크릴산 25 g, 아크릴산 4.9 g, 알릴메타크릴레이트 0.1 g 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 진행하여, 에멀젼 형태의 바인더를 수득하였다. During the second polymerization in Example 1, the same procedure was followed except that 70 g of n-butyl acrylate, 25 g of methacrylic acid, 4.9 g of acrylic acid, and 0.1 g of allyl methacrylate were used as monomers, and the emulsion form A binder was obtained.

평균 입경(Di) 76 nm; 전해액 함침성 33 %average particle diameter (Di) 76 nm; Electrolyte impregnability 33%

<참고예 2><Reference Example 2>

실시예 1에서 제2 중합 시, 단량체로, n-부틸아크릴레이트 69 g, 메타크릴산 25 g, 아크릴산 4.9 g, 글리세롤 카보네이트 메타크릴레이트((2-oxo-1,3-dioxolan-4-yl)methyl methacrylate) 1 g, 알릴메타크릴레이트 0.1 g 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 진행하여, 에멀젼 형태의 바인더를 수득하였다. In the second polymerization in Example 1, as a monomer, 69 g of n-butyl acrylate, 25 g of methacrylic acid, 4.9 g of acrylic acid, glycerol carbonate methacrylate ((2-oxo-1,3-dioxolan-4-yl ) The same procedure was followed except that 1 g of methyl methacrylate) and 0.1 g of allyl methacrylate were used to obtain an emulsion-type binder.

평균 입경(Di) 75 nm; 전해액 함침성 35 %average particle diameter (Di) 75 nm; Electrolyte impregnability 35%

<참고예 3><Reference example 3>

실시예 1에서 제2 중합 시, 단량체로, n-부틸아크릴레이트 60 g, 메타크릴산 25 g, 아크릴산 4.9 g, 글리세롤 카보네이트 메타크릴레이트((2-oxo-1,3-dioxolan-4-yl)methyl methacrylate) 10 g, 알릴메타크릴레이트 0.1 g 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 진행하여, 에멀젼 형태의 바인더를 수득하였다. In the second polymerization in Example 1, as a monomer, n-butyl acrylate 60 g, methacrylic acid 25 g, acrylic acid 4.9 g, glycerol carbonate methacrylate ((2-oxo-1,3-dioxolan-4-yl ) The same procedure was followed except that 10 g of methyl methacrylate) and 0.1 g of allyl methacrylate were used to obtain an emulsion-type binder.

평균 입경(Di)= 77 nm; 전해액 함침성 45 % average particle diameter (Di) = 77 nm; Electrolyte impregnability 45%

<참고예 4><Reference Example 4>

실시예 4에서 제2 중합 시, 단량체로, n-부틸아크릴레이트 69 g, 메타크릴산 25 g, 아크릴산 4.9 g, 비닐 에틸렌 카보네이트(4-(vinyloxymethyl)-1,3-dioxolan-2-one) 1 g, 알릴메타크릴레이트 0.1 g 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 진행하여, 에멀젼 형태의 바인더를 수득하였다. In the second polymerization in Example 4 , as a monomer, n-butyl acrylate 69 g, methacrylic acid 25 g, acrylic acid 4.9 g, vinyl ethylene carbonate (4-(vinyloxymethyl)-1,3-dioxolan-2-one) 1 g and 0.1 g of allyl methacrylate were used in the same manner except that an emulsion-type binder was obtained.

평균 입경(Di) 76 nm; 전해액 함침성 33 % average particle diameter (Di) 76 nm; Electrolyte impregnability 33%

<참고예 5><Reference example 5>

실시예 1에서 제2 중합 시, 단량체로, n-부틸아크릴레이트 62 g, 메타크릴산 25 g, 아크릴산 4.9 g, 비닐 에틸렌 카보네이트(4-(vinyloxymethyl)-1,3-dioxolan-2-one) 8 g, 알릴메타크릴레이트 0.1 g 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 진행하여, 에멀젼 형태의 바인더를 수득하였다. In the second polymerization in Example 1, as a monomer, 62 g of n-butyl acrylate, 25 g of methacrylic acid, 4.9 g of acrylic acid, and vinyl ethylene carbonate (4-(vinyloxymethyl)-1,3-dioxolan-2-one) 8 g and 0.1 g of allyl methacrylate were used in the same manner except that an emulsion-type binder was obtained.

평균 입경(Di)= 76 nm; 전해액 함침성 41 % average particle diameter (Di) = 76 nm; Electrolyte impregnability 41%

음극 합제 제조(실시예 1 내지 5; 비교예 1; 및 참고예 2 내지 5)Preparation of negative electrode mixture (Examples 1 to 5; Comparative Example 1; and Reference Examples 2 to 5)

물을 분산매로 하여 전체 고형분 100 g 중량 기준으로 인조 흑연 81.2 g, 실리콘 옥사이드 14.3 g, 아세틸렌 블랙 1.0 g, 상기에서 제조한 바인더 2.3 g, 증점제로 카르복시 메틸 셀룰로오스 1.2 g을 혼합하고, 전체 고형분 함량이 42 중량%가 되도록 음극용 슬러리를 제조하였다. Using water as a dispersion medium, 81.2 g of artificial graphite, 14.3 g of silicon oxide, 1.0 g of acetylene black, 2.3 g of the binder prepared above, and 1.2 g of carboxymethyl cellulose as a thickener were mixed based on the weight of 100 g of total solid content using water as a dispersion medium, and the total solid content was A slurry for a negative electrode was prepared so as to be 42 wt%.

음극 합제 제조(실시예 2-1; 비교예 1-1)Preparation of negative electrode mixture (Example 2-1; Comparative Example 1-1)

<실시예 2-1><Example 2-1>

물을 분산매로 하여 전체 고형분 100 g 중량 기준으로, 인조 흑연 66.8 g, 천연 흑연 28.7g, 아세틸렌 블랙 1.0 g, 상기에서 실시예 2에서 제조한 바인더 2.5 g, 증점제로 카르복시 메틸 셀룰로오스 1.0 g을 혼합하고, 전체 고형분 함량이 42 중량%가 되도록 음극용 슬러리를 제조하였다. Using water as a dispersion medium, based on the total solid content of 100 g by weight, 66.8 g of artificial graphite, 28.7 g of natural graphite, 1.0 g of acetylene black, 2.5 g of the binder prepared in Example 2 above, and 1.0 g of carboxymethyl cellulose as a thickener were mixed and , a slurry for a negative electrode was prepared so that the total solid content was 42 wt%.

<비교예 1-1><Comparative Example 1-1>

물을 분산매로 하여 전체 고형분 100 g 중량 기준으로, 인조 흑연 66.8 g, 천연 흑연 28.7g, 아세틸렌 블랙 1.0 g, 상기에서 비교예 1에서 제조한 바인더 2.5 g, 증점제로 카르복시 메틸 셀룰로오스 1.0 g을 혼합하고, 전체 고형분 함량이 42 중량%가 되도록 음극용 슬러리를 제조하였다. Using water as a dispersion medium, based on the total solid content of 100 g by weight, 66.8 g of artificial graphite, 28.7 g of natural graphite, 1.0 g of acetylene black, 2.5 g of the binder prepared in Comparative Example 1 above, and 1.0 g of carboxymethyl cellulose as a thickener were mixed and , a slurry for a negative electrode was prepared so that the total solid content was 42 wt%.

음극 제조Cathode manufacturing

콤마 코터를 이용하여, 상기 음극 합제를 구리 호일에 약 130 ㎛의 두께로 도포하고, 80 ℃의 드라이 오븐에서 10 분 간 건조한 뒤, 최종 두께가 95 ㎛가 되도록 롤-프레스(roll-press) 한 후, 120 ℃ 의 진공 오븐에서 12 시간 건조하여, 음극을 수득하였다.Using a comma coater, the negative electrode mixture was applied to a thickness of about 130 μm on copper foil, dried in a dry oven at 80° C. for 10 minutes, and then roll-pressed to a final thickness of 95 μm. After that, it was dried in a vacuum oven at 120° C. for 12 hours to obtain a negative electrode.

코인셀 제조Coin cell manufacturing

상기 건조한 음극과 150 ㎛ 리튬 호일을 원형으로 타발하여 CR2032형 코인셀을 제작하였고, 이때 다공성 폴리 에틸렌계 분리막, 1 M 리튬헥사플루오로포스페이트(LiPF6)를 포함한 에틸렌카보네이트/에틸메틸카보네이트 (EC/EMC의 혼합 부피비=3/7) 혼합 전해액을 사용하였다.A CR2032-type coin cell was manufactured by punching out the dry negative electrode and 150 μm lithium foil in a circle, in which case ethylene carbonate/ethylmethyl carbonate (EC/EMC) containing a porous polyethylene-based separator and 1 M lithium hexafluorophosphate (LiPF6) of mixed volume ratio = 3/7) mixed electrolyte was used.

전극 접착력 테스트 Electrode adhesion test

전극 합제와 집전체 간 접착력을 측정하기 위하여, 상기 실시예, 참고예, 및 비교예에서 제조한 전극 각각의 표면을 잘라 슬라이드 글라스에 고정한 후, 집전체를 벗겨내면서, 180 degree 박리 강도를 측정하였다. In order to measure the adhesive force between the electrode mixture and the current collector, the surface of each of the electrodes prepared in Examples, Reference Examples, and Comparative Examples was cut and fixed on a slide glass, and 180 degree peel strength was measured while peeling off the current collector. .

각 전극 당 3 회 이상 측정한 후, 평균 값을 구하였다. After three or more measurements for each electrode, an average value was obtained.

수명 테스트 life test

상기에서 제조된 전지의 충방전 실험을 행하였다. 우선 충방전 전류 밀도를 0.1C로 하고 충전 종지 전압을 1.5 V(Li/Li+), 방전 종지 전압을 0.006 V(Li/Li+)로 한 충·방전 시험을 3회 시행하였다. 뒤이어, 충방전 전류 밀도를 0.2C로 하고 충전 종지 전압 1.5 V(Li/Li+), 방전 종지 전압을 0.006 V(Li/Li+)로 한 충방전 시험을 30회 시행하였다. 모든 충전은 정전류/정전압으로 행하고, 정전압 충전의 종지 전류는 0.005C로 하였다. 총 33사이클의 시험을 완료한 후 세 번 째 사이클의 충방전 효율을 구하였다. 그리고 33 사이클의 충전 용량을 4 사이클의 충전 용량으로 나누는 용량비를 구하여 용량 유지율로 간주하였다. 이들의 결과를 하기 표에 나타내었다.A charge/discharge experiment was performed on the battery prepared above. First, a charge/discharge test was performed three times with a charge-discharge current density of 0.1C, a charge-end voltage of 1.5 V (Li/Li+), and a final discharge voltage of 0.006 V (Li/Li+). Subsequently, a charge/discharge test was performed 30 times at a charge/discharge current density of 0.2 C, a charge end voltage of 1.5 V (Li/Li+), and a discharge end voltage of 0.006 V (Li/Li+). All the charging was performed with a constant current/constant voltage, and the final current of the constant voltage charging was set to 0.005C. After completing the test for a total of 33 cycles, the charging/discharging efficiency of the third cycle was obtained. Then, a capacity ratio obtained by dividing the charging capacity of 33 cycles by the charging capacity of 4 cycles was calculated and regarded as the capacity retention rate. These results are shown in the table below.

필름 특성Film properties 전극 특성Electrode characteristics 전지특성Battery characteristics 전해액 함침성(%)Electrolyte impregnation (%) 접착력(gf/cm)Adhesion (gf/cm) 용량유지율(%, 30 사이클)Capacity retention rate (%, 30 cycles) 실시예 1Example 1 3636 1919 7878 실시예 2Example 2 3838 1717 8484 실시예 2-1Example 2-1 -- 3737 -- 실시예 3Example 3 4040 1616 7777 실시예 4Example 4 3535 1818 8484 실시예 5Example 5 3838 1717 8383 비교예 1Comparative Example 1 3333 1919 6666 비교예 1-1Comparative Example 1-1 -- 2525 -- 참고예 2Reference Example 2 3535 1818 7474 참고예 3Reference Example 3 4545 1212 6060 참고예 4Reference Example 4 3333 1919 7878 참고예 5Reference Example 5 4141 1515 5252

상기 표 1을 참고하면, 먼저, 실시예 2-1 과 비교예 1-1을 비교하였을 때, 실시예의 접착력이 비교예에 비해 약 50 % 가량 향상된 것을 명확히 확인할 수 있다. Referring to Table 1, first, when Example 2-1 and Comparative Example 1-1 are compared, it can be clearly seen that the adhesive strength of the Example is improved by about 50% compared to the Comparative Example.

또한, 기타 실시예나 참고예의 경우, 전해액으로 사용된 카보네이트 계열 전해액 성분과 유사한 구조의 카보네이트 계열 단량체를 바인더 제조에 사용하여, 충방전 용량 유지율을 크게 향상시켰음에도, 비교예에 비해 전해액 함침성의 증가가 어느 정도 억제된 것을 명확히 확인할 수 있다. In addition, in the case of other Examples or Reference Examples, a carbonate-based monomer having a structure similar to that of a carbonate-based electrolyte component used as an electrolyte was used to prepare a binder, and even though the charge/discharge capacity retention rate was greatly improved, the increase in electrolyte impregnation property compared to Comparative Examples It can be clearly seen that there is some degree of suppression.

이에 따라 상기 실시예의 바인더를 이차 전지에 적용하는 경우, 반복되는 충 방전 과정에서 전극 팽창을 효과적으로 억제할 수 있을 것으로 생각된다.Accordingly, when the binder of the above embodiment is applied to a secondary battery, it is thought that electrode expansion can be effectively suppressed during repeated charging and discharging processes.

Claims (16)

공액 디엔 계 코어, 및 아크릴레이트 계 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조로, 상기 쉘은, 고리형 카보네이트 계 단량체 유래 반복 단위를 포함하는, 코어-쉘 구조의 유화 중합체 입자를 포함하는, 이차 전지 용 바인더 조성물.
A core-shell structure including a conjugated diene-based core and an acrylate-based shell, wherein the shell includes emulsified polymer particles of a core-shell structure including repeating units derived from cyclic carbonate-based monomers, for secondary batteries binder composition.
제1항에 있어서,
고리형 카보네이트 계 단량체는, 하기 화학식 1로 표시되는, 이차 전지 용 바인더 조성물:
[화학식 1]
Figure pat00005

상기 화학식 1에서, X는 탄소 수 2 또는 3의 알킬렌으로, 상기 구조가 고리형 카보네이트임을 의미하고, R은, 상기 고리형 카보네이트의 탄소에 연결된 치환기로, 수소, 또는 탄소 수 1 내지 3의 알킬 기이고, R이 탄소 수 1 내지 3의 알킬 기인 경우, 상기 고리에 1 내지 3치환될 수 있고, Y는 단순 결합 또는 탄소 수 1 내지 3의 알킬렌이고, Z는, (메트)아크릴레이트 그룹 또는 비닐 그룹이다.
According to claim 1,
The cyclic carbonate-based monomer is represented by the following formula (1), a binder composition for a secondary battery:
[Formula 1]
Figure pat00005

In Formula 1, X is an alkylene having 2 or 3 carbon atoms, meaning that the structure is a cyclic carbonate, R is a substituent connected to carbon of the cyclic carbonate, hydrogen, or having 1 to 3 carbon atoms an alkyl group, and when R is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, it may be substituted with 1 to 3 in the ring, Y is a simple bond or alkylene having 1 to 3 carbon atoms, and Z is (meth)acrylate group or vinyl group.
제1항에 있어서,
상기 유화 중합체 입자의 코어는, 공액 디엔 계 단량체 유래 반복 단위, 방향족 비닐 계 단량체 유래 반복 단위, 알킬 (메트)아크릴레이트 계 단량체 유래 반복 단위, 및 불포화 카르복실 산 계 단량체 유래 반복 단위를 포함하는, 이차 전지 용 바인더 조성물.
According to claim 1,
The core of the emulsion polymer particles comprises a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer, a repeating unit derived from an aromatic vinyl-based monomer, a repeating unit derived from an alkyl (meth)acrylate-based monomer, and a repeating unit derived from an unsaturated carboxylic acid-based monomer, Binder composition for secondary batteries.
제3항에 있어서,
상기 유화 중합체 입자의 코어는, 상기 공액 디엔 계 단량체 유래 반복 단위 100 중량부에 대하여, 상기 방향족 비닐 계 단량체 유래 반복 단위 50 내지 100 중량부를 포함하는, 이차 전지 용 바인더 조성물.
4. The method of claim 3,
The core of the emulsion polymer particles, with respect to 100 parts by weight of the repeating unit derived from the conjugated diene-based monomer, comprising 50 to 100 parts by weight of the aromatic vinyl-based monomer-derived repeating unit, a binder composition for a secondary battery.
제3항에 있어서,
상기 유화 중합체 입자의 코어는, 상기 공액 디엔 계 단량체 유래 반복 단위 100 중량부에 대하여, 상기 알킬 (메트)아크릴레이트 계 단량체 유래 반복 단위 5 내지 50 중량부를 포함하는, 이차 전지 용 바인더 조성물.
4. The method of claim 3,
The core of the emulsion polymer particle, with respect to 100 parts by weight of the repeating unit derived from the conjugated diene-based monomer, the alkyl (meth) acrylate-based monomer-derived repeating unit comprising 5 to 50 parts by weight, a binder composition for a secondary battery.
제3항에 있어서,
상기 유화 중합체 입자의 코어는, 상기 공액 디엔 계 단량체 유래 반복 단위 100 중량부에 대하여, 상기 불포화 카르복실 산 계 단량체 유래 반복 단위 1 내지 20 중량부를 포함하는, 이차 전지 용 바인더 조성물.
4. The method of claim 3,
The core of the emulsion polymer particle, with respect to 100 parts by weight of the repeating unit derived from the conjugated diene-based monomer, comprises 1 to 20 parts by weight of the repeating unit derived from the unsaturated carboxylic acid-based monomer, the binder composition for a secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 유화 중합체 입자의 쉘은, 알킬 (메트)아크릴레이트 계 반복 단위, 고리형 카보네이트 계 단량체 유래 반복 단위, 및 불포화 카르복실 산 계 단량체 유래 반복 단위를 포함하는, 이차 전지 용 바인더 조성물.
According to claim 1,
The shell of the emulsion polymer particle is, the binder composition for a secondary battery comprising an alkyl (meth) acrylate-based repeating unit, a cyclic carbonate-based repeating unit, and an unsaturated carboxylic acid-based monomer-derived repeating unit.
제7항에 있어서,
상기 유화 중합체 입자의 쉘은, 상기 알킬 (메트)아크릴레이트 계 반복 단위 100 중량부에 대하여, 상기 고리형 카보네이트 계 단량체 유래 반복 단위 1 내지 20 중량부를 포함하는, 이차 전지 용 바인더 조성물.
8. The method of claim 7,
The shell of the emulsion polymer particles, with respect to 100 parts by weight of the alkyl (meth) acrylate-based repeating unit, the binder composition for a secondary battery comprising 1 to 20 parts by weight of the repeating unit derived from the cyclic carbonate-based monomer.
제7항에 있어서,
상기 유화 중합체 입자의 쉘은, 고리형 카보네이트 계 단량체 유래 반복 단위 비율이 1 내지 15 wt%인, 이차 전지 용 바인더 조성물.
8. The method of claim 7,
The shell of the emulsion polymer particles, the ratio of the repeating unit derived from the cyclic carbonate-based monomer is 1 to 15 wt%, the binder composition for a secondary battery.
제7항에 있어서,
상기 유화 중합체 입자의 쉘은, 상기 알킬 (메트)아크릴레이트 계 반복 단위 100 중량부에 대하여, 상기 불포화 카르복실 산 계 단량체 유래 반복 단위 20 내지 70 중량부를 포함하는, 이차 전지 용 바인더 조성물.
8. The method of claim 7,
The shell of the emulsion polymer particles, with respect to 100 parts by weight of the alkyl (meth) acrylate-based repeating unit, comprising 20 to 70 parts by weight of the repeating unit derived from the unsaturated carboxylic acid-based monomer, a binder composition for a secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 유화 중합체 입자의 쉘은, 가교제에 의해 형성된 가교 결합을 포함하는, 이차 전지 용 바인더 조성물.
According to claim 1,
The shell of the emulsified polymer particles comprises a cross-linkage formed by a cross-linking agent, a binder composition for a secondary battery.
제11항에 있어서,
상기 가교제는, 분자 내에 아크릴로일 그룹 및 에틸렌 성 불포화 결합을 모두 포함하는 화합물인, 이차 전지 용 바인더 조성물.
12. The method of claim 11,
The crosslinking agent is a compound containing both an acryloyl group and an ethylenically unsaturated bond in a molecule, a binder composition for a secondary battery.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 이차 전지 용 바인더 조성물 및 전극 활 물질을 포함하는,
이차 전지 전극 합제.
According to any one of claims 1 to 12, comprising the binder composition for a secondary battery and an electrode active material according to any one of claims 1 to 12,
Secondary battery electrode mixture.
제13항에 있어서,
도전재를 더 포함하는, 이차 전지 전극 합제.
14. The method of claim 13,
A secondary battery electrode mixture further comprising a conductive material.
제13항의 이차 전지 전극 합제를 포함하는, 전극 합제 층; 및
전극 집전체를 포함하는;
이차 전지 전극.
An electrode mixture layer comprising the secondary battery electrode mixture of claim 13; and
including an electrode current collector;
secondary battery electrode.
제15항의 이차 전지 전극을 포함하는, 이차 전지.A secondary battery comprising the secondary battery electrode of claim 15 .
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CN115050963B (en) * 2022-06-29 2024-05-10 上海道赢实业有限公司 Adhesive for negative electrode of lithium ion battery, and preparation method and application thereof

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